創(chuàng)傷性腦損傷患者行早期高壓氧治療對認(rèn)知功能障礙的影響及神經(jīng)作用機(jī)制

王金枝 付新愛△ 趙建華

1）菏澤市立醫(yī)院，山東 菏澤274000 2）新鄉(xiāng)醫(yī)學(xué)院第一附屬醫(yī)院 河南省老年性癡呆神經(jīng)修復(fù)國際聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室南京醫(yī)科，河南新鄉(xiāng)453000

創(chuàng)傷性腦損傷（TBI）是一種由創(chuàng)傷所導(dǎo)致的腦部損傷，也稱為腦損傷［1］。每10 萬人中近558 人會出現(xiàn)TBI，且約1/4 的患者會終生伴有不同程度的記憶力、注意力、思維力和執(zhí)行力等認(rèn)知障礙，影響患者終生，也成為全世界范圍內(nèi)最重要的社會經(jīng)濟(jì)和公共衛(wèi)生問題之一［2］。研究［3］顯示人們的認(rèn)知功能除與大腦皮質(zhì)活動密切相關(guān)外，還與多種腦白質(zhì)纖維束存在聯(lián)系，如上縱束、放射冠、胼胝體等，甚至腦白質(zhì)神經(jīng)纖維束的完整性關(guān)系著TBI 患者認(rèn)知功能的恢復(fù)進(jìn)程。高壓氧（HBO）治療方式近年來在TBI患者中的運(yùn)用愈加頻繁，屬于一種非侵入性、不需配合其他藥物治療的方式，在促醒腦損傷患者、抑制腦損傷病情繼續(xù)發(fā)展、幫助患者神經(jīng)功能恢復(fù)方面具有一定的功效，但在臨床使用環(huán)節(jié)中，因缺乏科學(xué)定量的驗(yàn)證工具，導(dǎo)致其實(shí)際的作用機(jī)制和功效抑制存在爭議［4-5］。而隨著醫(yī)療研究的深入和發(fā)展，對于腦損傷患者的診斷和預(yù)后評估開始頻繁使用擴(kuò)散張量成像（DTI）技術(shù)，且效果顯著，但在TBI 伴有認(rèn)知功能障礙患者使用HBO 治療方面涉及較少［6-7］。本文選取2017-03—2019-01 菏澤市立醫(yī)院收治的78例TBI 伴有認(rèn)知功能障礙患者進(jìn)行研究，探討HBO對患者認(rèn)知功能的影響和神經(jīng)作用機(jī)制。

1 資料和方法

1.1 一般資料選取2017-03—2019-01 菏澤市立醫(yī)院收治的78 例伴認(rèn)知功能障礙的患者為研究對象。采用分層抽樣法將78 例患者分為對照組和研究組各39例。納入標(biāo)準(zhǔn)［8］：（1）患者經(jīng)磁共振（MRI）和顱腦CT檢查確診為TBI；（2）所有患者均為首次發(fā)生TBI，且受傷時間＜30 d；（3）患者的病情相對穩(wěn)定，暫未出現(xiàn)明顯的意識障礙；（4）簡易智力狀況檢查量表（MMSE）評分＜26 分；（5）患者及其家屬對本研究目的知情并簽署知情文書。篩除標(biāo)準(zhǔn)［9］：（1）存在威脅生命安全的慢性疾病或重癥損傷需要緊急處理；（2）在受傷前就已存在腦病疾病，如腦腫瘤、多發(fā)性硬化、阿爾茨海默病等，且有顱內(nèi)手術(shù)治療史；（3）有MRI 檢查禁忌證；（4）女性正處于妊娠期和哺乳期；（5）精神發(fā)育存在異常，有長期的酒精或藥物成癮史。本研究已經(jīng)醫(yī)院倫理委員會的批準(zhǔn)和審核。2組臨床資料比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05），具有可比性。見表1。

1.2 方法對照組予以相應(yīng)的對癥治療和認(rèn)知康復(fù)訓(xùn)練，包括外科手術(shù)、降低顱內(nèi)壓、糾正水電解質(zhì)和酸堿度平衡、控制血壓和血糖、改善腦部循環(huán)和營養(yǎng)支持等。認(rèn)知康復(fù)訓(xùn)練主要訓(xùn)練患者的記憶力、注意力、思維力和執(zhí)行力。根據(jù)患者病情嚴(yán)重程度和認(rèn)知障礙程度的不同予以針對性訓(xùn)練，每日訓(xùn)練時間、類型和次數(shù)可以根據(jù)患者的認(rèn)知功能的改善情況進(jìn)行調(diào)整，但每次認(rèn)知康復(fù)訓(xùn)練需在相對安靜的環(huán)境中進(jìn)行，避免患者受到外界事物的干擾，1次/d，每次訓(xùn)練的時間不宜過長，40 min內(nèi)最佳，每10次為1個療程，連續(xù)治療2個療程。

表1 2組一般資料比較Table 1 Comparison of general information of two groups

研究組在上述基礎(chǔ)上給予HBO 治療，選用煙臺冰輪高壓氧艙有限公司生產(chǎn)的高壓氧艙進(jìn)行治療，患者面罩吸氧，壓力艙壓力設(shè)置為2個大氣壓。治療過程包括升壓15 min、穩(wěn)定吸氧60 min、休息10 min，最后再降壓25 min，1 次/d，每周治療5 次，以10 次為1個療程，連續(xù)治療2個療程。

另從每組中選擇16 例患者實(shí)施DTI 檢查，選用深圳市貝斯達(dá)醫(yī)療股份有限公司研發(fā)的3.0T超導(dǎo)型磁共振成像系統(tǒng)（型號：Bstar-300；國械注準(zhǔn)：20183280009）分別于患者治療前后行T1WI 平掃和DTI掃描。掃描開始前需檢查所有患者血壓和心率，嚴(yán)防意外現(xiàn)象的發(fā)生。數(shù)據(jù)的采集使用單次激發(fā)自旋回波平面成像SEEPI 序列，與正中矢狀位行全腦斷層面掃描，脈沖重復(fù)時間8 300 ms，層厚4 mm，轉(zhuǎn)角90°，回波時間88 ms，矩陣64×64，層數(shù)50，視野240 mm×240 mm，擴(kuò)散敏感系數(shù)b 值為0.100 s/mm2，并于64個方向上施加擴(kuò)散敏感梯度場。

1.3 觀察指標(biāo)分別于患者治療前和治療2個療程后利用蒙特利爾認(rèn)知功能評估量表MoCA）和MMSE量表評估患者的認(rèn)知功能［10-11］。兩個量表的滿分均為30分，分值越高認(rèn)知功能越好，且評分在26分以上即為認(rèn)知功能正常。利用MRI Convert軟件轉(zhuǎn)換DTI數(shù)據(jù)的格式，由原先的dicom格式轉(zhuǎn)換為nii格式，然后依次進(jìn)行頭動校正、渦流校正和彌散張量計算，最后形成部分各向的異性分?jǐn)?shù)（FA）數(shù)值骨架圖，之后再利用FSL軟件分析處理DTI的數(shù)據(jù)，另外選取與認(rèn)知功能相關(guān)的10個感興趣區(qū)（ROI），包括上縱束、放射冠、胼胝體等，比較2組在腦白質(zhì)區(qū)域內(nèi)FA值的差異［12-13］。

1.4 數(shù)據(jù)處理所有數(shù)據(jù)采用SPSS19.0 統(tǒng)計軟件進(jìn)行處理，計量資料以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（x±s）表示，行t檢驗(yàn)，計數(shù)資料以百分比（%）表示，行χ2檢驗(yàn)，采用Pearson相關(guān)性分析計算腦白質(zhì)區(qū)域內(nèi)有明顯差異的FA 值和量表評分之間的相關(guān)性，P＜0.05 表示差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 2組治療前后認(rèn)知功能比較對照組和研究組治療前MoCA 量表評分和MMSE 量表評分無明顯區(qū)別（P＞0.05）；治療后2組MoCA量表和MMSE量表評分均有所改善，與治療前相比均有顯著性差異（P＜0.05），且研究組改善情況優(yōu)于對照組（P＜0.05）。見表2。

表2 2組治療前后認(rèn)知功能比較 （分±s）Table 2 Comparison of cognitive function between two groups before and after treatment （scores±s）

表2 2組治療前后認(rèn)知功能比較 （分±s）Table 2 Comparison of cognitive function between two groups before and after treatment （scores±s）

組別對照組研究組t值P值n MoCA MMSE 39 39治療前16.11±4.32 16.23±3.79 0.130 0.897治療后19.42±3.57 22.64±3.18 4.206 0.001 t值3.688 8.091 P值0.001 0.001治療前17.03±5.21 17.32±4.96 0.252 0.802治療后20.19±4.41 23.12±2.11 3.743 0.001 t值2.891 6.720 P值0.005 0.001

2.2 2組腦白質(zhì)區(qū)域內(nèi)FA值比較2組胼胝體的膝部、壓部和體部、左側(cè)和右側(cè)內(nèi)囊前肢、左前側(cè)和右前側(cè)放射冠以及左側(cè)上縱束在內(nèi)的8 個腦白質(zhì)區(qū)域內(nèi)的FA 值存在顯著差異（P＜0.05）；但左側(cè)外囊和外側(cè)外囊兩個腦白質(zhì)區(qū)域內(nèi)的FA 值卻無著性差異（P＞0.05）。見表3。

2.3 2 組有明顯差異的FA 值和量表評分相關(guān)性分析對照組有明顯差異的FA 值與MoCA 量表和MMSE 量表評分相關(guān)性并不明顯，但研究組胼胝體、雙側(cè)內(nèi)囊前肢和左側(cè)上縱束的FA值與MoCA量表和MMSE 量表評分之間為正相關(guān)性（P＜0.05），而雙側(cè)的放射冠的FA 值雖然與兩個量表評分之間存在微弱的相關(guān)性，但兩者的相關(guān)性差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05）。見表4。

表3 2組腦白質(zhì)區(qū)域內(nèi)FA值比較 （±s）Table 3 Comparison of FA values between the two groups （±s）

表3 2組腦白質(zhì)區(qū)域內(nèi)FA值比較 （±s）Table 3 Comparison of FA values between the two groups （±s）

組別對照組研究組t值P值組別對照組研究組t值P值n 39 39胼胝體膝部0.781±0.052 0.841±0.058 4.810 0.001外囊左側(cè)0.467±0.052 0.471±0.068 0.291 0.771壓部0.801±0.049 0.862±0.071 4.416 0.001右側(cè)0.466±0.051 0.469±0.057 0.245 0.807體部0.742±0.059 0.811±0.087 4.099 0.001放射冠左前側(cè)0.622±0.047 0.675±0.042 5.521 0.001內(nèi)囊前肢左側(cè)0.515±0.033 0.551±0.035 4.674 0.001右前側(cè)0.591±0.056 0.668±0.057 6.018 0.001右側(cè)0.503±0.055 0.568±0.079 4.217 0.001左側(cè)上縱束0.525±0.064 0.591±0.048 5.152 0.001

表4 2組有明顯差異的FA值和量表評分之間的相關(guān)性分析Table 4 Correlation Analysis between FA value and scale score with significant difference between the two groups

3 討論

TBI患者最常見的并發(fā)癥是認(rèn)知功能障礙，數(shù)據(jù)統(tǒng)計［14-15］，輕度的TBI患者在受傷3個月內(nèi)發(fā)生認(rèn)知功能障礙的概率約50%，而中重度的TBI的患者發(fā)生認(rèn)知功能障礙的概率可高達(dá)90%，可致患者出現(xiàn)不同程度的記憶力減退、執(zhí)行力降低、語言和視覺空間能力下降、推理能力和注意力下降、思維遲緩等癥狀，嚴(yán)重影響患者的生活、工作和人際交往能力，同時還會加重患者家庭和社會的負(fù)擔(dān)，使患者難以回歸正常的家庭和社會生活。

研究［16-17］發(fā)現(xiàn)，腦損傷患者發(fā)生認(rèn)知功能障礙的主要原因與腦部繼發(fā)性缺血缺氧和代謝紊亂密切相關(guān)，因此在出現(xiàn)腦損傷時及時予以有效的干預(yù)治療措施對于減緩患者出現(xiàn)繼發(fā)性缺血缺氧癥狀、改善認(rèn)知功能障礙有重要作用。賈起華［18］研究發(fā)現(xiàn)，對顱腦損傷患者于入院治療1周內(nèi)予以高壓氧治療，可以有效改善患者神經(jīng)行為認(rèn)知狀況，提高其獨(dú)立功能量表（FIM）評分，且治療效果遠(yuǎn)高于1周之后行高壓氧治療的患者，表明早期接受高壓氧治療可明顯緩解或治愈顱腦損傷，最大程度提升認(rèn)知功能，促使患者早日恢復(fù)自主生活能力。本研究對照組和研究組治療后MoCA評分和MMSE評分均有顯著改善，且研究組明顯優(yōu)于對照組，提示高壓氧治療和常規(guī)認(rèn)知功能訓(xùn)練在干預(yù)TBI 患者認(rèn)知功能障礙方面具有顯著的協(xié)同治療效果。

DTI 是一種通過三維成像來顯示腦白質(zhì)纖維素走行的成像技術(shù)，同時也可以用于研究中樞神經(jīng)系統(tǒng)纖維束的彌散各向異性情況，另外還可清晰展現(xiàn)受傷后的神經(jīng)纖維的狀態(tài)，是否出現(xiàn)受壓、位移、變性或斷裂等情況，從而客觀評價TBI患者腦白質(zhì)微觀的病理結(jié)構(gòu)改變［19］。研究［20］表明，DTI 與常規(guī)的CT和MRI 相比對TBI 敏感性較高，能夠準(zhǔn)確顯示腦白質(zhì)纖維束的損傷情況并使其可視化，具有較高的臨床診斷價值。同時DTI 針對不同受損程度的TBI 患者均可以有效檢測受傷部位與正常腦白質(zhì)結(jié)構(gòu)件的差異，并定量判斷TBI患者的損傷程度。

在人體的大腦功能中腦白質(zhì)中的神經(jīng)纖維占據(jù)主導(dǎo)地位，主要負(fù)責(zé)不同腦區(qū)和脊髓之間的信息傳遞。神經(jīng)纖維束的完整性和腦白質(zhì)區(qū)FA 值呈正相關(guān)性，F(xiàn)A 值的變化也可以清楚反映神經(jīng)受損情況，有效預(yù)測TBI 患者認(rèn)知功能障礙改善情況［21］。胼胝體是人體大腦最大的聯(lián)合纖維，也是傳遞兩側(cè)大腦半球信息的主要途徑。存在認(rèn)知功能障礙的患者其胼胝體和上縱束區(qū)的FA值較正常人明顯降低，且本研究也發(fā)現(xiàn)，腦白質(zhì)區(qū)的FA 值與MoCA 和MMSE 評分之間均有一定的相關(guān)性，進(jìn)而提示認(rèn)知功能障礙與腦白質(zhì)纖維束損傷之間聯(lián)系密切［22］。上縱束作為人體大腦最長的聯(lián)絡(luò)纖維，具有雙向傳遞信息的特點(diǎn)，而且上縱束的FA值與執(zhí)行能力的靈活性、注意力和語言功能之間均有密切聯(lián)系［23］。IVONNE 等［24］研究發(fā)現(xiàn)，DTI 檢查發(fā)現(xiàn)認(rèn)知功能障礙患者的右側(cè)額葉、左側(cè)顳葉白質(zhì)和胼胝體膝部的FA 值與正常人相比均存在顯著差異，表明認(rèn)知功能障礙的患者注意與計算力的障礙可能與右側(cè)額葉白質(zhì)損害有關(guān)，而左側(cè)顳葉白質(zhì)及胼胝體膝部白質(zhì)的損害可能導(dǎo)致早期的記憶障礙，再一次證實(shí)兩者之間的密切關(guān)系。本研究發(fā)現(xiàn)，研究組MoCA 評分、MMSE 評分與對照組相比有顯著性差異（P＜0.05）。研究［25］也證實(shí)，MoCA和MMSE 在評估TBI 患者治療后認(rèn)知功能損傷方面具有較高的應(yīng)用價值，由此可以證明對TBI患者使用早期HBO治療可以有效改善其認(rèn)知功能。

在常規(guī)認(rèn)知功能訓(xùn)練的基礎(chǔ)上聯(lián)合使用早期高壓氧治療，可以通過對大腦胼胝體、雙側(cè)內(nèi)囊前肢和左側(cè)上縱束等腦白質(zhì)區(qū)結(jié)構(gòu)和功能的調(diào)節(jié)，改善TBI患者的認(rèn)知功能，臨床應(yīng)用價值較高。