基于18F-FDG PET/CT的意識(shí)障礙患者腦葡萄糖代謝水平分析

金瑩瑩 楊靜靜 崔可 盧云燕

[摘要] 目的 探討基于18F-FDG PET/CT的意識(shí)障礙患者腦葡萄糖代謝水平。 方法 選擇2017年1月～2018年10月在我院治療的意識(shí)障礙患者80例為研究對(duì)象，根據(jù)CRS-R評(píng)分分為植物狀態(tài)組60例與微意識(shí)狀態(tài)組20例，另選擇健康體檢者30例為對(duì)照組，均行18F-FDG PET/CT掃描，采用SPM分析系統(tǒng)自動(dòng)分析腦組織葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)攝取值。 結(jié)果 左側(cè)半球：對(duì)照組在額葉、頂葉、顳葉、枕葉、丘腦、基底節(jié)、小腦18F-FDG標(biāo)準(zhǔn)攝取值均顯著高于植物狀態(tài)組與微意識(shí)狀態(tài)組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05）。右側(cè)半腦：對(duì)照組額葉、頂葉、顳葉、枕葉、丘腦、基底節(jié)、小腦區(qū)18F-FDG標(biāo)準(zhǔn)攝取值均顯著高于植物狀態(tài)組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05）;微意識(shí)狀態(tài)組額葉、頂葉、顳葉、枕葉、丘腦、基底節(jié)區(qū)18F-FDG標(biāo)準(zhǔn)攝取值均顯著高于植物狀態(tài)組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05）;對(duì)照組小腦區(qū)18F-FDG標(biāo)準(zhǔn)攝取值顯著高于微意識(shí)狀態(tài)組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05）。植物狀態(tài)組腦干標(biāo)準(zhǔn)攝取值為（3.11±1.02），微意識(shí)狀態(tài)組（3.40±1.15），對(duì)照組（3.43±1.12），差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P>0.05）。 結(jié)論 意識(shí)障礙患者腦組織各部分葡萄糖代謝水平均顯著下降，微意識(shí)狀態(tài)患者在左側(cè)丘腦、基底節(jié)部位以及右側(cè)額葉、頂葉、顳葉、枕葉、丘腦、基底節(jié)區(qū)糖代謝水平顯著升高;腦干糖代謝水平?jīng)]有顯著變化。

[關(guān)鍵詞] 意識(shí)障礙;腦葡萄糖代謝;PET;CT;18F-FDG

[中圖分類號(hào)] R741 ? ? ? ? ?[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A ? ? ? ? ?[文章編號(hào)] 1673-9701（2019）32-0015-04

Analysis of brain glucose metabolism level in patients with disturbance of consciousness based on 18F-FDG PET/CT

JIN Yingying ? YANG Jingjing ? CUI Ke ? LU Yunyan

Department of Critical Care Medicine， Taizhou Hospital in Zhejiang Province， Linhai ? 317000， China

[Abstract] Objective To investigate the level of brain glucose metabolism in patients with disturbance of consciousness based on 18F-FDG PET/CT. Methods A total of 80 patients with disturbance of consciousness who were treated in hospital from January 2017 to October 2018 were enrolled. Eighty patients were divided into 60 groups of vegetative state group and 20 cases of micro-consciousness group according to CRS-R score. Thirty health examiners were selected as the control group and treated with 18F-FDG PET/CT scan. The SPM analysis system was used to automatically analyze the standard uptake value of brain tissue glucose. Results In the left hemisphere： the standard uptake values of 18F-FDG in the frontal， parietal， temporal， occipital， thalamus， basal ganglia and cerebellum were significantly higher than those in the phyto-state group and the micro-conscious state group. The difference was statistically significant （P<0.05）. Right hemisphere： The standard uptake values of 18F-FDG in the frontal， parietal， temporal， occipital， thalamus， basal ganglia and cerebellum were significantly higher than those in the phyto-state group， and the difference was statistically significant（P<0.05）. The standard uptake values of 18F-FDG in the frontal， parietal， temporal， occipital， thalamus and basal ganglia of the micro-conscious state group were significantly higher than those in the phyto-state group（P<0.05）. The standard 18F-FDG standard uptake values in the control group were significantly higher than those of the micro-conscious state group， and the difference was statistically significant（P<0.05）. The standard intake of brainstem was（3.11±1.02） in the plant state group， （3.40±1.15） in the microconscious state group， and（3.43±1.12） in the control group， and the difference was not statistically significant（P>0.05）. Conclusion The levels of glucose metabolism in the brain tissue of patients with disturbance of consciousness are significantly decreased. The level of glucose metabolism in the left thalamus， basal ganglia and right frontal， parietal， temporal， occipital， thalamus and basal ganglia in patients with microconsciousness is significantly elevated. There is no significant change in brain glucose metabolism levels.

[Key words] Disturbance of consciousness; Brain glucose metabolism; PET; CT; 18F-FDG

PET/CT是正電子發(fā)射斷層顯像/X線計(jì)算器斷層顯像，是利用正電子發(fā)射體標(biāo)記的葡萄糖、氨基酸、膽堿、胸腺嘧啶以及血流顯像劑等藥物為示蹤劑，以解剖圖像方式，從分子水平顯示機(jī)體及病灶組織細(xì)胞的代謝、功能、血流、細(xì)胞增殖和受體分布狀況，為臨床提供更多的生理和病理方面的診斷信息[1，2]。意識(shí)障礙是指不同原因?qū)е碌囊庾R(shí)控制系統(tǒng)的破壞，導(dǎo)致高級(jí)神經(jīng)活動(dòng)覺(jué)醒困難，合并不同程度的知覺(jué)障礙[3，4]。近年來(lái)，以改善患者生存治療為目的的腦功能評(píng)估及相關(guān)腦網(wǎng)絡(luò)研究成為熱門(mén)方向。既往研究[5]有顯示通過(guò)腦補(bǔ)18F-脫氧葡萄糖的攝取情況分析腦功能代謝狀況，認(rèn)為其能夠反映腦細(xì)胞的代謝率，對(duì)判斷腦細(xì)胞受損程度比較敏感。本研究基于正電子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層顯像/電子計(jì)算機(jī)X射線斷層掃描技術(shù)（18F-FDG PET/CT positron emission tomography/Computed Tomography）分析意識(shí)障礙患者腦葡萄糖代謝水平，以期分析患者腦功能?，F(xiàn)報(bào)道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選擇2017年1月～2018年10月在我院治療的意識(shí)障礙患者80例為研究對(duì)象。納入標(biāo)準(zhǔn)：意識(shí)障礙，進(jìn)入康復(fù)期，所有患者均行18F-FDG PET/CT，對(duì)本次研究知情同意。排除標(biāo)準(zhǔn)：其他神經(jīng)精神病病史，糖耐病。80例患者根據(jù)CRS-R（昏迷恢復(fù)量表）評(píng)分[6]分為植物狀態(tài)組與微意識(shí)狀態(tài)組。植物狀態(tài)組60例，男39例，女21例，年齡31～68歲，平均（41.7±11.4）歲;原發(fā)疾?。猴B腦損傷21例，腦卒中20例，腦外科手術(shù)后9例，腦出血5例，腦炎5例。微意識(shí)狀態(tài)組20例，男12例，女8例，年齡29～70歲，平均（41.4±10.8）歲;原發(fā)疾?。猴B腦損傷8例，腦卒中7例，腦外科手術(shù)后3例，腦出血1例，腦炎1例。另選擇健康體檢者30例為對(duì)照組，其中男17例，女13例，年齡30～70歲，平均（40.8±10.9）歲。兩組的性別比、平均年齡比較差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P>0.05），具有可比性。

1.2 18F-FDG PET/CT檢查

采用西門(mén)子PET/CT檢查，18F-FDG由日本住友重機(jī)械株式會(huì)社CYRIS HM-12回旋加速器產(chǎn)生，自動(dòng)合成模塊合成。受檢者檢查前禁食6 h及以上，血糖水平低于8 mmol/L。平靜休息15 min后注射顯像劑，18F-FDG按每公斤體重7.4 MBq計(jì)算劑量，隨后在暗室靜臥休息1 h，排尿，面罩固定頭部，采集數(shù)據(jù)?；颊咂脚P，自顱頂至顱底進(jìn)行CT掃描，管電壓120 kV，管電流100 mmA，層厚5 mm，螺距0.183。CT掃描完成后立即同機(jī)采集PET圖像，每個(gè)床位30敏，采用迭代法重建，獲得冠狀位、矢狀位、橫斷面圖像以及最大密度投影，采用感興趣區(qū)域（Region of interest，ROI）分析方法，腦模塊包括額葉、頂葉、顳葉、枕葉、丘腦、基底節(jié)、小腦、腦干。由兩名專業(yè)醫(yī)師觀察分布特點(diǎn)，選擇最大層面，勾畫(huà)感興趣區(qū)，測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)攝取值。

1.3統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

采用SPSS15.0統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，計(jì)數(shù)資料以[n（%）]表示，采用χ2檢驗(yàn)，計(jì)量資料以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（x±s）表示，采用t檢驗(yàn)，計(jì)量資料多組之間比較進(jìn)行方差分析。P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 三組左側(cè)感興趣腦區(qū)標(biāo)準(zhǔn)攝取值比較

見(jiàn)表1。左側(cè)半球各感興趣區(qū)標(biāo)準(zhǔn)攝取值比較，對(duì)照組在額葉、頂葉、顳葉、枕葉、丘腦、基底節(jié)、小腦18F-FDG標(biāo)準(zhǔn)攝取值均顯著高于植物狀態(tài)組與微意識(shí)狀態(tài)組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05）;微意識(shí)狀態(tài)組在丘腦、基底節(jié)區(qū)顯著高于植物狀態(tài)組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05）。

2.2 三組右側(cè)感興趣區(qū)標(biāo)準(zhǔn)攝取值比較

見(jiàn)表2。右側(cè)半腦感興趣區(qū)標(biāo)準(zhǔn)攝取值比較，對(duì)照組額葉、頂葉、顳葉、枕葉、丘腦、基底節(jié)、小腦區(qū)18F-FDG標(biāo)準(zhǔn)攝取值均顯著高于植物狀態(tài)組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05）;微意識(shí)狀態(tài)組額葉、頂葉、顳葉、枕葉、丘腦、基底節(jié)區(qū)18F-FDG標(biāo)準(zhǔn)攝取值均顯著高于植物狀態(tài)組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05）;對(duì)照組小腦區(qū)18F-FDG標(biāo)準(zhǔn)攝取值顯著高于微意識(shí)狀態(tài)組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05）。

2.3 三組腦干標(biāo)準(zhǔn)攝取值比較

植物狀態(tài)組腦干標(biāo)準(zhǔn)攝取值為（3.11±1.02），微意識(shí)狀態(tài)組（3.40±1.15），對(duì)照組（3.43±1.12），三組比較差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（F=0.542，P>0.05）。

3 討論

PET是將正電子衰變核素標(biāo)記的放射性藥物引入體內(nèi)，檢查全身代謝過(guò)程的一種檢查方法，F(xiàn)DG是常用的放射性藥物。PET/CT是將PET設(shè)備與CT設(shè)備融為一體，同時(shí)具備形態(tài)學(xué)與功能學(xué)診斷的影像設(shè)備。臨床上通過(guò)對(duì)放射性物質(zhì)代謝分析來(lái)進(jìn)行診斷與鑒別診斷，目前主要用于惡性腫瘤的診斷、鑒別診斷、預(yù)后判斷、評(píng)價(jià)治療等[7，8]。有報(bào)道將18F-FDG PET/CT通過(guò)分析腦葡萄糖代謝水平來(lái)評(píng)價(jià)腦功能[9]。

人的意識(shí)包括意識(shí)開(kāi)關(guān)系統(tǒng)及意識(shí)內(nèi)容。意識(shí)開(kāi)關(guān)系統(tǒng)包括特異性上行投射系統(tǒng)（各種感覺(jué)傳入通路）和非特異性上行投射系統(tǒng)（上行性網(wǎng)狀激動(dòng)系統(tǒng)、上行性抑制系統(tǒng)）。其中腦干腹側(cè)的上行性網(wǎng)狀激動(dòng)系統(tǒng)最重要。其功能是激活大腦皮層，使其處于覺(jué)醒狀態(tài)，從而產(chǎn)生意識(shí)內(nèi)容[10]。腦干上行網(wǎng)狀激動(dòng)系統(tǒng)受損均可導(dǎo)致覺(jué)醒狀態(tài)發(fā)生異常，產(chǎn)生不同程度的意識(shí)障礙。意識(shí)內(nèi)容為雙側(cè)大腦皮層功能活動(dòng)的綜合，包括定向能力與精神活動(dòng)，中樞整合機(jī)構(gòu)-雙側(cè)大腦皮層受損可導(dǎo)致意識(shí)水平下降，嚴(yán)重時(shí)發(fā)生意識(shí)障礙。持續(xù)性植物狀態(tài)患者意識(shí)內(nèi)容喪失，有睜眼活動(dòng)，呼之不應(yīng)推之不動(dòng)，生理反射存在，多見(jiàn)于嚴(yán)重顱腦損傷后高級(jí)神經(jīng)活動(dòng)缺失而長(zhǎng)期存活[11，12]?；杳曰謴?fù)量表（Coma Recovery Scale，CRS）最早由 Giacino等發(fā)表于1991年，用于區(qū)分神經(jīng)行為功能方面的細(xì)微差別，并監(jiān)測(cè)意識(shí)的恢復(fù)情況。該量表于2004年修訂后稱為修訂的昏迷恢復(fù)量表（the Coma Recovery Scale-Revised， CRS-R）。根據(jù)CRS-R可將意識(shí)障礙分為昏迷、植物狀態(tài)與微意識(shí)狀態(tài)。本次研究中有60例為植物狀態(tài)，20例為微意識(shí)狀態(tài)。

意識(shí)障礙患者出現(xiàn)嚴(yán)重全腦彌漫性功能代謝下降，但腦功能代謝下降幅度在全腦各部位并不均勻，一般認(rèn)為在雙側(cè)額葉、顳頂葉結(jié)合區(qū)、頂葉后、額葉內(nèi)側(cè)、后扣帶回、楔前葉等下降更顯著[13]。臨床上以檢查意識(shí)障礙患者睜眼及重復(fù)指令性動(dòng)作產(chǎn)生的感知證據(jù)判斷覺(jué)醒，然而床旁檢查嚴(yán)重腦損傷患者的意識(shí)非常困難，因?yàn)槠浠顒?dòng)非常有限，間斷不持續(xù)，容易耗竭，容易導(dǎo)致誤診。在患者言語(yǔ)或非言語(yǔ)交流功能缺損時(shí)會(huì)更為復(fù)雜。植物狀態(tài)是描述嚴(yán)重外傷之后，由昏迷進(jìn)展為“覺(jué)醒而無(wú)感知”的狀態(tài)，對(duì)自身狀態(tài)及周圍環(huán)境完全沒(méi)有感知能力，睡眠-覺(jué)醒周期存在，有自發(fā)睜眼閉眼，下丘腦及腦干的自主功能全部或部分保留[14，15]。植物狀態(tài)患者皮層功能嚴(yán)重受損，丘腦/腦干上行激活系統(tǒng)部分保留。也有學(xué)者認(rèn)為植物狀態(tài)稱謂欠妥，認(rèn)為患者植物樣生存具有非故意的貶低意味，且對(duì)患者預(yù)后過(guò)度悲觀，推薦使用無(wú)反應(yīng)性覺(jué)醒綜合征，歐洲意識(shí)障礙工作組已經(jīng)將其替換植物狀態(tài)[16，17]。本次研究中仍然采用的是植物狀態(tài)。微意識(shí)狀態(tài)是從植物狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橐庾R(shí)清醒前的狀態(tài)，多為漫長(zhǎng)的似醒非醒狀態(tài)，患者具有可辨識(shí)的確定的行為反應(yīng)，但這些反應(yīng)并非始終如一地可以重復(fù)。微意識(shí)狀態(tài)是一種嚴(yán)重的意識(shí)改變，但其行為表現(xiàn)顯示對(duì)自身和周圍環(huán)境具有很小但明確的感知能力，患者有認(rèn)知控制的行為間斷出現(xiàn)，且有重復(fù)性，足以將其與反射行為區(qū)別開(kāi)來(lái)。微意識(shí)狀態(tài)組由植物狀態(tài)發(fā)展而來(lái)，其皮層功能、丘腦/腦干上行激活系統(tǒng)不同程度受損[18，19]。在本次研究中，左側(cè)半球感興趣區(qū)18F-FDG標(biāo)準(zhǔn)攝取值顯示，植物狀態(tài)最低，微意識(shí)狀態(tài)組在丘腦、基底節(jié)區(qū)顯著高于植物狀態(tài)組，但是在右側(cè)半腦，微意識(shí)狀態(tài)組除了小腦區(qū)，其余感興趣區(qū)18F-FDG標(biāo)準(zhǔn)攝取值均有顯著提高，高于植物狀態(tài)組，這個(gè)結(jié)果提示，從植物狀態(tài)到微意識(shí)狀態(tài)過(guò)程中，右側(cè)半腦組織的糖代謝要優(yōu)先恢復(fù)，也提示右側(cè)半腦組織功能優(yōu)先恢復(fù)。腦干代謝沒(méi)有顯著改變。這與Stender J等[20]研究結(jié)果一致。本研究采用ROI分析系統(tǒng)進(jìn)行分析，其優(yōu)點(diǎn)是分析過(guò)程簡(jiǎn)便直觀，缺點(diǎn)是存在一定的誤差。

綜上所述，意識(shí)障礙患者腦組織各部分葡萄糖代謝水平均顯著下降，微意識(shí)狀態(tài)患者在左側(cè)丘腦、基底節(jié)部位以及右側(cè)額葉、頂葉、顳葉、枕葉、丘腦、基底節(jié)區(qū)糖代謝水平顯著升高;腦干糖代謝水平?jīng)]有顯著變化。

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（收稿日期：2019-01-24）