摘要:慢性阻塞性肺疾病不僅能夠累及肺部也可造成全身的不良反應(yīng),而肺外效應(yīng)又可加重其嚴(yán)重程度,其中腦損害逐漸受到研究者的重視。近年來,神經(jīng)醫(yī)學(xué)影像技術(shù)取得了長足進(jìn)步,特別是基于體素的形態(tài)測量學(xué)技術(shù)、彌散張量成像技術(shù)、磁共振波譜成像技術(shù)以及功能磁共振成像技術(shù)等,不僅能夠無創(chuàng)的對機(jī)體的形態(tài)及結(jié)構(gòu)進(jìn)行觀察檢測,還能夠提供其功能代謝等微觀方面的變化信息。本文現(xiàn)從磁共振多參數(shù)成像技術(shù)角度對慢性阻塞性肺疾病患者腦結(jié)構(gòu)及功能改變的特點(diǎn)、可能機(jī)制及研究現(xiàn)狀等方面進(jìn)行綜述,以期磁共振成像技術(shù)更廣泛成熟的應(yīng)用于神經(jīng)科學(xué)領(lǐng)域以及中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病研究,從而為深入學(xué)習(xí)和研究慢性阻塞性肺疾病的病理生理學(xué)機(jī)制、協(xié)助臨床診療和疾病預(yù)后轉(zhuǎn)歸提供全新的方法和可供參考的重要信息。
關(guān)鍵詞:慢性阻塞性肺疾??;磁共振成像技術(shù);腦損傷;腦結(jié)構(gòu)與功能;研究進(jìn)展
Advances in MRI research on the brain structure and function in chronic obstructive pulmonary disease
LI Kun1, LI Ning2, YANG Jianya2, ZHANG Jingyi1, ZHANG Xu1, LI Suyun2
1Henan University of Chinese Medicine, Zhengzhou 450046, China; 2The First Affiliated Hospital of Henan University of Chinese Medicine, Zhengzhou 450000, China
Abstract: Chronic obstructive pulmonary disease can not only involve the lungs but also cause systemic adverse reactions, and extrapulmonary effects can aggravate its severity, in which brain damage is gradually gaining attention from researchers. In recent years, neurological imaging technology has made great progress, especially based on voxel morphometry, diffusion tensor imaging, magnetic resonance spectroscopy and functional magnetic resonance imaging, which can not only non-invasively observe and detect the morphology and structure of the body, but also provide microcosmic information such as functional metabolism. This article reviews the characteristics, possible mechanism and research status of brain structural and functional changes in patients with chronic obstructive pulmonary disease from the perspective of MRI multi-parameter imaging, with a view to the more extensive and mature application of MRI in the field of neuroscience and the study of central nervous system diseases. Thus, it provides a new method and important information for further study and study of the pathophysiological mechanism of chronic obstructive pulmonary disease, clinical diagnosis and treatment and prognosis of the disease.
Keywords: chronic obstructive pulmonary disease; magnetic resonance imaging technology; brain damage; brain structure and function; research progress
慢性阻塞性肺疾?。–OPD)是一種異質(zhì)性的肺部疾病,其特征為患者長期經(jīng)歷呼吸困難、咳嗽和咳痰等慢性呼吸道癥狀。該病的主要原因是由于氣道(支氣管炎、細(xì)支氣管炎)和/或肺泡(肺氣腫)的異常導(dǎo)致持續(xù)性(通常為逐漸加重的)氣流阻塞[1] 。流行病學(xué)調(diào)查發(fā)現(xiàn),中老年人群中COPD的患病率為8.6%,尤其是在年齡超過40歲的人群中,患病率高達(dá)13.7%[2] 。COPD不僅影響肺部,還可導(dǎo)致許多肺外并發(fā)癥,例如心腦血管疾病、骨質(zhì)疏松、貧血、營養(yǎng)不良、糖尿病、心理疾病、中樞神經(jīng)受損等,極大影響患者的生活水平及生存質(zhì)量[3-4] 。隨著COPD風(fēng)險(xiǎn)因素的持續(xù)暴露和全球人口老齡化的到來,COPD引起的疾病負(fù)擔(dān)仍在持續(xù)上升[5] 。在COPD進(jìn)行性發(fā)展過程中,對缺氧和炎癥反應(yīng)最為敏感的中樞神經(jīng)系統(tǒng)已成為最常見的肺外受累靶器官[6] ,影像學(xué)上??砂l(fā)現(xiàn)腦部結(jié)構(gòu)及功能的異常改變。核磁共振成像技術(shù)是評價(jià)腦結(jié)構(gòu)及功能變化的重要手段,它能夠幫助我們揭示COPD患者腦結(jié)構(gòu)和功能改變之間的連鎖反應(yīng),并了解COPD導(dǎo)致的腦結(jié)構(gòu)及功能異常。本文從不同模態(tài)的核磁共振技術(shù)方面對COPD腦結(jié)構(gòu)及功能改變進(jìn)行綜述,分析COPD患者腦功能改變的特點(diǎn)及發(fā)生機(jī)制等,以期核磁共振技術(shù)在預(yù)防、診治COPD繼發(fā)腦損傷等方面能夠更廣泛的應(yīng)用于臨床。
1 "COPD患者腦功能改變的特點(diǎn)
隨著醫(yī)學(xué)模式從傳統(tǒng)的單一生物角度拓展為現(xiàn)代的生物-心理-社會(huì)模式,所以我們在研究中不僅要關(guān)注疾病本身,更要注重患者的整體狀態(tài)。為了準(zhǔn)確反映患者的健康狀況,我們需要考慮不僅僅是生物學(xué)指標(biāo),還包括患者的精神狀態(tài)、心理評估和社會(huì)活動(dòng)能力。大量研究顯示,COPD患者往往伴隨認(rèn)知功能障礙和其他精神、神經(jīng)問題,這些問題可以統(tǒng)稱為COPD腦病。COPD患者是否能夠有效地進(jìn)行慢性病自我管理對于疾病的控制至關(guān)重要。然而,中樞神經(jīng)系統(tǒng)的病變給COPD患者造成認(rèn)知功能障礙、記憶力下降、焦慮和抑郁等問題,這些因素嚴(yán)重地干擾了他們的日常生活,最終導(dǎo)致疾病難以得到有效控制。相反,呼吸和運(yùn)動(dòng)中樞功能的受損也會(huì)影響COPD患者的心肺功能,加速疾病的惡化,進(jìn)而給家庭和社會(huì)帶來巨大負(fù)擔(dān)。慢性腦損傷不僅是一種臨床綜合征,同時(shí)也是一個(gè)描述性術(shù)語,用于說明腦功能在慢性損傷狀態(tài)下受損的情況。其基礎(chǔ)是由各種原因引起的慢性進(jìn)行性腦實(shí)質(zhì)損害。這一綜合征的主要特點(diǎn)是高級神經(jīng)功能障礙,其中包括記憶、語言、視空間、執(zhí)行能力、計(jì)算能力和理解判斷能力的受損或部分受損。這種損害會(huì)對個(gè)體的日常生活和社會(huì)參與能力造成影響,包括注意力、記憶、知覺和執(zhí)行能力方面的障礙[7] 。
根據(jù)腦損傷的原因或位置,可能會(huì)涉及多個(gè)方面,包括記憶、執(zhí)行功能、語言、應(yīng)用和空間結(jié)構(gòu)技能,同時(shí)還會(huì)導(dǎo)致不同的臨床癥狀。COPD患者長期存在的慢性缺氧和二氧化碳潴留,對腦組織和功能造成的損害尤為明顯。在腦缺血和缺氧后的神經(jīng)心理變化中,認(rèn)知功能變化是其中一個(gè)值得關(guān)注的指標(biāo),根據(jù)對COPD患者人群的研究和神經(jīng)心理學(xué)評估,估計(jì)認(rèn)知功能障礙在患者中的發(fā)生率介于10%~61%[8-9] 。認(rèn)知障礙似乎在COPD預(yù)后中起著重要的決定性作用。研究表明,認(rèn)知功能障礙與生活質(zhì)量下降、住院時(shí)間增加和生存率降低相關(guān),對患者的疾病管理能力產(chǎn)生重大影響[8, 10-11] 。 針對美國養(yǎng)老院居民的一項(xiàng)回顧性數(shù)據(jù)庫分析發(fā)現(xiàn),COPD患者同時(shí)患有癡呆的診斷率達(dá)到37.2%,而COPD患者中更是高達(dá)62%的人群存在短期記憶問題[12] 。在COPD嚴(yán)重低氧血癥患者中,高達(dá)61%的患者出現(xiàn)了中重度的認(rèn)知功能障礙[9] 。許多研究表明,COPD患者在注意力、記憶力、學(xué)習(xí)能力和運(yùn)動(dòng)功能等方面都有損害[13] 。
2 "COPD患者腦功能及結(jié)構(gòu)改變的可能機(jī)制
2.1 "低氧
雖然人體腦質(zhì)量僅占整體體質(zhì)量的2%,但它卻占據(jù)了全身氧氣消耗的20%。因此,COPD患者由于氣流受限,無法逆轉(zhuǎn),導(dǎo)致大腦供氧不足,從而影響腦結(jié)構(gòu)和功能的變化[14] 。研究發(fā)現(xiàn),患有同時(shí)出現(xiàn)低氧血癥和高碳酸血癥的COPD患者,在邊緣和邊緣旁結(jié)構(gòu)中,包括前額皮質(zhì)、右前腦島、扣帶皮層、右海馬旁回等區(qū)域的灰質(zhì)密度呈明顯降低。這些腦區(qū)的灰質(zhì)體積與動(dòng)脈血氧分壓之間存在顯著的正相關(guān)關(guān)系[15] 。另有研究指出,缺氧會(huì)增加血液的黏稠度,導(dǎo)致大腦前額區(qū)域血流減少,同時(shí)還會(huì)使氧自由基的釋放增多,對神經(jīng)元造成損傷[15-16] 。腦的自發(fā)活動(dòng)被認(rèn)為是消耗腦能量的過程,而低氧引起的腦能量供應(yīng)不足會(huì)影響腦的自發(fā)活動(dòng)。
有學(xué)者認(rèn)為,在呼吸過程中,間斷低氧與腦血流量和血壓的快速波動(dòng)密切相關(guān),可能引發(fā)氧化應(yīng)激、炎癥反應(yīng)和內(nèi)皮損傷。此外,缺氧還會(huì)影響神經(jīng)遞質(zhì)合成過程中的一些氧依賴酶,其中包括乙酰膽堿等起重要作用的酶。此外,缺氧還能抑制突觸傳遞,同時(shí)使神經(jīng)元的微環(huán)境發(fā)生改變[17-18] 。盡管大量研究關(guān)注于缺氧引起的認(rèn)知障礙,但部分學(xué)者認(rèn)為認(rèn)知功能與動(dòng)脈血氧分壓和血氧飽和度間的關(guān)系微弱[19] 。因此,目前尚不明確低氧血癥與COPD認(rèn)知功能之間的具體聯(lián)系。
2.2 "高碳酸血癥
研究發(fā)現(xiàn),高碳酸血癥可以直接增加髓質(zhì)呼吸神經(jīng)元的放電頻率[20] ,同時(shí)降低神經(jīng)元的突觸后電位[21] 。研究表明,血二氧化碳升高會(huì)降低腦區(qū)之間的功能聯(lián)系,導(dǎo)致小動(dòng)脈血管平滑肌松弛,引起血管擴(kuò)張和通透性增加,從而導(dǎo)致腦水腫。在Ⅱ型呼吸衰竭患者中,二氧化碳分壓(PaCO2)與記憶、注意力以及信息加工速度密切相關(guān)[22] 。此外,有研究還發(fā)現(xiàn)較低的PaCO2與更好的執(zhí)行能力、注意力和語言記憶等認(rèn)知能力有關(guān)。然而,也有研究并沒有發(fā)現(xiàn)COPD患者的認(rèn)知損害與PaCO2之間存在明顯的關(guān)系[23] 。因此,相較于低氧血癥與認(rèn)知障礙的關(guān)系,高碳酸血癥是否會(huì)導(dǎo)致認(rèn)知功能下降的問題尚不明確。需要進(jìn)一步的研究來探討高碳酸血癥對認(rèn)知功能的影響。
2.3 "炎癥因子
除了低氧的影響外,炎癥反應(yīng)也可能是導(dǎo)致腦功能改變的一個(gè)可能原因。在COPD急性發(fā)作期患者的少數(shù)研究中發(fā)現(xiàn),由于患者病情通常更為嚴(yán)重,低氧血癥的概率也更高。低氧因素介導(dǎo)的全身性炎癥反應(yīng)可能對參與神經(jīng)遞質(zhì)的特殊蛋白酶產(chǎn)生破壞作用,從而影響患者的大腦功能[24] 。此外,研究發(fā)現(xiàn)C反應(yīng)蛋白作為一種非特異性炎癥物質(zhì),可能通過直接的神經(jīng)毒性作用或誘發(fā)或促進(jìn)腦動(dòng)脈粥樣硬化而與認(rèn)知衰退相關(guān)[25] 。
此外,吸煙和患病狀態(tài)下的焦慮抑郁情緒也會(huì)對認(rèn)知功能產(chǎn)生顯著影響。煙草燃燒產(chǎn)生的多種有毒化合物,如尼古丁、一氧化氮、焦油以及對中樞神經(jīng)系統(tǒng)產(chǎn)生負(fù)面影響的金屬元素(如鉛和汞),可以對腦神經(jīng)細(xì)胞膜造成毒性作用,而煙霧中的自由基會(huì)導(dǎo)致炎癥反應(yīng)并損傷神經(jīng)元[26] 。長期吸煙還會(huì)對參與認(rèn)知控制的神經(jīng)組織的完整性產(chǎn)生影響,并導(dǎo)致腦灰質(zhì)的體積和密度減?。?7] 。同時(shí),由于呼吸困難等癥狀引發(fā)的焦慮和抑郁情緒也增加了COPD患者輕度認(rèn)知功能障礙的風(fēng)險(xiǎn)。研究表明,早期發(fā)現(xiàn)和治療COPD患者的焦慮抑郁狀態(tài)可以降低其認(rèn)知功能障礙的風(fēng)險(xiǎn),并節(jié)省醫(yī)療費(fèi)用[28] 。過多的負(fù)面心理狀態(tài)還可能引發(fā)失眠,加重或引發(fā)一些患者的阻塞性睡眠呼吸暫停,進(jìn)而加重夜間低氧,并導(dǎo)致神經(jīng)退行性變化。而長期睡眠障礙同樣會(huì)增加淀粉樣斑塊沉積,進(jìn)一步影響睡眠,使中樞神經(jīng)系統(tǒng)功能陷入惡性循環(huán)[29] 。
此外,隨著疾病惡化,二氧化碳潴留加重,影響呼吸中樞抑制呼吸,導(dǎo)致肺性腦病的發(fā)生。肺性腦病直接影響患者的大腦功能,導(dǎo)致神志異常、驚厥抽搐等癥狀,并可能危及生命,對大腦產(chǎn)生不可逆的影響。
3 "COPD患者腦功能及結(jié)構(gòu)改變的MRI研究
基于體素的形態(tài)測量學(xué)(VBM)是一種基于高分辨率磁共振成像數(shù)據(jù)的腦體積自動(dòng)定量技術(shù),用于研究神經(jīng)精神疾病。通過統(tǒng)計(jì)學(xué)方法分析三維數(shù)據(jù),VBM能夠準(zhǔn)確顯示腦組織形態(tài)結(jié)構(gòu)的變化,并定量計(jì)算局部灰質(zhì)和白質(zhì)的密度和體積。這項(xiàng)技術(shù)對于檢測與神經(jīng)和精神功能障礙相關(guān)的輕微腦結(jié)構(gòu)損傷非常敏感[30-31] 。例如,研究人員發(fā)現(xiàn)COPD患者的多個(gè)腦區(qū)域的灰質(zhì)體積顯著降低,包括左側(cè)楔前葉、雙側(cè)胼胝體、右側(cè)顳上回/顳中回、雙側(cè)梭狀回和右下頂葉。值得注意的是,COPD患者的肺活量與胼胝體的灰質(zhì)體積相關(guān),但與病情嚴(yán)重程度或認(rèn)知功能障礙未發(fā)現(xiàn)有顯著相關(guān)性。這些研究結(jié)果表明,亞臨床認(rèn)知障礙穩(wěn)定期的COPD患者存在腦結(jié)構(gòu)改變[32] 。另外有研究發(fā)現(xiàn),COPD患者的額葉皮層(雙側(cè)直回、雙側(cè)眶回和下三角回以及左內(nèi)側(cè)上回)、右側(cè)前腦島、扣帶皮層(左前回和中回、右中間回)、右丘腦/枕、右尾狀核、右殼核、右側(cè)海馬旁回以及左杏仁核的灰質(zhì)體積減少。部分區(qū)域的灰質(zhì)體積與動(dòng)脈血氧分壓正相關(guān),而與病程負(fù)相關(guān)。這些發(fā)現(xiàn)表明,大腦結(jié)構(gòu)的改變可能與COPD患者的心理和情緒變化有關(guān)[33] 。有研究發(fā)現(xiàn)COPD患者在多個(gè)區(qū)域(如左側(cè)中央前回、雙側(cè)前扣帶回和中扣帶回、雙側(cè)顳上回、雙側(cè)丘腦等)的灰質(zhì)體積減少。部分灰質(zhì)密度下降區(qū)域與動(dòng)脈血氧分壓正相關(guān),與病程負(fù)相關(guān),并且與視覺任務(wù)正相關(guān)[34] 。研究還發(fā)現(xiàn)COPD患者的運(yùn)動(dòng)、頂葉和前額葉皮質(zhì)的皮質(zhì)厚度明顯減少,同時(shí)腹內(nèi)側(cè)前額葉皮質(zhì)的表面積也減少。額葉旁神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)皮質(zhì)厚度的降低與COPD患者的視空間結(jié)構(gòu)障礙密切相關(guān)。腹外側(cè)前額葉皮質(zhì)的變薄與較低的動(dòng)脈氧飽和度相關(guān)。這些結(jié)果表明,皮質(zhì)變薄是與COPD相關(guān)的一個(gè)重要形態(tài)學(xué)特征,可以幫助我們理解COPD患者的神經(jīng)退行性模式,并揭示COPD患者認(rèn)知功能障礙的神經(jīng)學(xué)機(jī)制[35] 。綜上所述,這些研究結(jié)果明確指出COPD患者存在多個(gè)腦灰質(zhì)區(qū)域的異常。需要注意的是,不同研究之間的結(jié)果呈現(xiàn)差異可能與樣本選擇和樣本量不同有關(guān)。
彌散張量成像是一種利用水分子的彌散性質(zhì)來追蹤纖維束走向的成像技術(shù),用于評估組織結(jié)構(gòu)的完整性和連接性。它是目前唯一能夠在活體組織中顯示白質(zhì)纖維束的成像技術(shù)[36-37] 。彌散張量成像使用多個(gè)參數(shù)來衡量組織結(jié)構(gòu)的特征,其中最常用的指標(biāo)是各向異性分?jǐn)?shù),用于測量組織完整性,平均擴(kuò)散率用于反映組織的微觀結(jié)構(gòu)。當(dāng)組織微結(jié)構(gòu)受損時(shí),各向異性分?jǐn)?shù)會(huì)降低,而平均擴(kuò)散率會(huì)增加[38-39] 。有研究發(fā)現(xiàn),在COPD患者的腦白質(zhì)通路中,約占總白質(zhì)骨架46%的區(qū)域顯示出降低的各向異性分?jǐn)?shù),并在同一區(qū)域觀察到增加的平均擴(kuò)散率,這表明COPD患者的腦白質(zhì)微結(jié)構(gòu)受損[40] 。也有研究發(fā)現(xiàn)與對照組相比,COPD患者在雙側(cè)的上放射冠、上下縱束、視輻射、舌回以及左海馬旁回和穹窿區(qū)域的各向異性分?jǐn)?shù)降低[41] 。有學(xué)者認(rèn)為,COPD患者的肺功能下降(FEV1和FEV1/FVC)與白質(zhì)的宏觀和微觀結(jié)構(gòu)惡化相關(guān),而情緒狀態(tài)的惡化與COPD患者的白質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)損傷相關(guān),而與非COPD吸煙者無關(guān)[42] 。
靜息狀態(tài)功能性磁共振成像是一種有效的腦功能研究方法,其特點(diǎn)是在靜息和清醒狀態(tài)下,通過測量腦血氧水平依賴的信號的空間相干自發(fā)波動(dòng)來進(jìn)行,而無需進(jìn)行任何思維活動(dòng)或認(rèn)知任務(wù)[43] 。在這種相對靜止的狀態(tài)下,大腦仍然相當(dāng)活躍。低頻振幅(ALFF)是一種數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的分析方法,用于反映大腦神經(jīng)元的自發(fā)活動(dòng)程度。如果ALFF值增高則表示神經(jīng)元的自發(fā)活動(dòng)增強(qiáng)。有研究發(fā)現(xiàn),COPD患者的雙側(cè)后扣帶回和右側(cè)舌回表現(xiàn)為ALFF值顯著降低,而在左側(cè)中央后回表現(xiàn)為ALFF值增高。而控制了血氧飽和度之后,COPD患者只在左側(cè)中央后回觀察到ALFF值增高,而雙側(cè)后扣帶回和右側(cè)舌回的ALFF值與視覺再現(xiàn)呈正相關(guān)[44] 。另外,也有研究發(fā)現(xiàn),相比于正常對照組,COPD患者的腦干ALFF值顯著增高,而后扣帶皮層和楔前葉的ALFF值呈現(xiàn)降低情況。相關(guān)分析還發(fā)現(xiàn)后扣帶回的ALFF值與FEV1/FVC(用于評估呼吸功能)呈正相關(guān),與PaCO2呈顯著負(fù)相關(guān),而楔前葉的ALFF值與PaCO2也呈顯著負(fù)相關(guān),腦干的ALFF值與FEV1%(用于評估肺功能)呈正相關(guān)[45] 。這些結(jié)果表明高碳酸血癥和肺功能可能是導(dǎo)致這些區(qū)域ALFF值異常的原因。
氫質(zhì)子磁共振波譜分析是一種無創(chuàng)的功能檢查方法,用于研究感興趣區(qū)域的腦神經(jīng)遞質(zhì)濃度和代謝情況,無需使用對比劑,并且能夠自動(dòng)計(jì)算所需目標(biāo)值。而細(xì)胞的完整性和組織損傷的情況能夠通過目標(biāo)值的變化來間接反映[46] 。其中N-乙酰天門冬氨酸值的降低能夠說明神經(jīng)元結(jié)構(gòu)的破壞、軸索結(jié)構(gòu)異常、細(xì)胞能量代謝異常以及功能狀態(tài)異常等情況[47] 。膽堿化合物峰值的升高通常代表細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的破壞、星狀細(xì)胞的增多、膠質(zhì)增生和退行性改變等不良情況[48] 。由于肌酸復(fù)合物的值在生理或病理狀態(tài)下相對穩(wěn)定,因此經(jīng)常被當(dāng)作參考值。有研究發(fā)現(xiàn),COPD患者發(fā)生腦白質(zhì)變性的概率明顯高于正常對照組。此外,COPD患者的呼吸障礙情況與腦白質(zhì)變性的嚴(yán)重程度之間存在顯著的相關(guān)性[49] 。有學(xué)者通過高場強(qiáng)磁共振研究發(fā)現(xiàn),在發(fā)病時(shí)間低于5年的COPD患者中,前額葉、基底節(jié)區(qū)、丘腦、邊緣系統(tǒng)和海馬回等多部位腦區(qū)的體積呈明顯減小,并出現(xiàn)廣泛的皮層下變性改變情況和早期的腔隙性梗死[50] 。20世紀(jì)70年代已有學(xué)者首次提出COPD患者可能較早出現(xiàn)認(rèn)知和行為異常的觀點(diǎn)[51] 。這些研究從不同角度證實(shí)了COPD患者存在早期的中樞神經(jīng)損傷情況和相關(guān)的認(rèn)知和行為異常表現(xiàn),但尚未深層次探討中樞神經(jīng)系統(tǒng)損傷背后的分子生物學(xué)特征和可能的機(jī)制。結(jié)構(gòu)損害是功能異常的基礎(chǔ),因此可以推測,在出現(xiàn)可見的大腦影像學(xué)結(jié)構(gòu)改變之前,其可能已發(fā)生微觀結(jié)構(gòu)的改變和(或)代謝異常的情況。
4 "小結(jié)
隨著社會(huì)老齡化趨勢的不斷加劇,COPD的患病率正在逐年上升,而腦損傷成為COPD患者高發(fā)的肺外并發(fā)癥,給患者的預(yù)后帶來嚴(yán)重問題。因此,醫(yī)護(hù)人員應(yīng)特別關(guān)注COPD患者潛在的腦損傷問題,以避免對患者的自我管理和健康結(jié)果造成重大不良影響。及早發(fā)現(xiàn)腦結(jié)構(gòu)及功能改變,并及時(shí)采取有效的治療措施,可減少患者認(rèn)知功能的下降,降低疾病負(fù)擔(dān),提高生存率,并改善生活質(zhì)量。目前對于COPD患者腦功能損傷的診斷及治療方法還不夠明確,因此未來的研究可以著眼于探索更多的診斷及治療方式,特別是無創(chuàng)影像學(xué)及藥物干預(yù)手段??梢試L試將多種藥物干預(yù)手段結(jié)合起來,在進(jìn)行多地區(qū)、多中心、大樣本的隨機(jī)雙盲對照研究的同時(shí),進(jìn)行長期的隨訪觀察,同時(shí),在干預(yù)前后配合影像學(xué)檢查,以確證患者腦損傷的客觀存在,觀察腦功能和結(jié)構(gòu)的變化情況,采取相應(yīng)的治療措施,這樣的研究有望為COPD患者提供更具針對性的治療方法,改善患者生活質(zhì)量和健康狀況。
參考文獻(xiàn):
[1] " Agustí A, Celli BR, Criner GJ, et al. Global initiative for chronic obstructive lung disease 2023 report: gold executive summary[J]. "Respirology, 2023, 28(4): 316-38.
[2] " Wang C, Xu JY, Yang L, et al. Prevalence and risk factors of chronic obstructive pulmonary disease in China (the China Pulmonary Health[CPH]study): a national cross-sectional study[J]. Lancet, 2018, 391(10131): 1706-17.
[3] " Halpin DMG. Systemic effects of chronic obstructive pulmonary disease[J]. Expert Rev Respir Med, 2007, 1(1): 75-84.
[4] " Agusti à, Soriano JB. COPD as a systemic disease[J]. COPD J Chronic Obstr Pulm Dis, 2008, 5(2): 133-8.
[5] " Kim V, Crapo J, Zhao HQ, et al. Comparison between an alternative and the classic definition of chronic bronchitis in COPDGene[J]. Ann Am Thorac Soc, 2015, 12(3): 332-9.
[6] " Goldstein PC. Drawing impairment predicts mortality in severe COPD: a naive approach to COPD mortality prediction[J]. Chest, 2007, 132(4): 1411-2.
[7] " 丁元慶. 慢性腦損傷病因病機(jī)解析[J]. 山東中醫(yī)雜志, 2017, 36(9): 731-3.
[8] " Dodd JW, Getov SV, Jones PW. Cognitive function in COPD[J]. "Eur Respir J, 2010, 35(4): 913-22.
[9] " Grant I, Heaton RK, McSweeny AJ, et al. Neuropsychologic findings in hypoxemic chronic obstructive pulmonary disease[J]. Arch Intern Med, 1982, 142(8): 1470-6.
[10] Dodd JW, Charlton RA, van den Broek MD, et al. Cognitive dysfunction in patients hospitalized with acute exacerbation of COPD[J]. Chest, 2013, 144(1): 119-27.
[11] Antonelli?Incalzi R, Corsonello A, Pedone C, et al. Drawing impairment predicts mortality in severe COPD[J]. Chest, 2006, 130(6): 1687-94.
[12] "Zarowitz BJ, O'Shea T. Chronic obstructive pulmonary disease: prevalence, characteristics, and pharmacologic treatment in nursing home residents with cognitive impairment[J]. J Manag Care Pharm, 2012, 18(8): 598-606.
[13] Antonelli-Incalzi R, Corsonello A, Trojano L, et al. Correlation between cognitive impairment and dependence in hypoxemic COPD[J]. J Clin Exp Neuropsychol, 2008, 30(2): 141-50.
[14] "Wang CR, Ding YH, Shen BX, et al. Altered gray matter volume in stable chronic obstructive pulmonary disease with subclinical cognitive impairment: an exploratory study[J]. Neurotox Res, 2017, 31(4): 453-63.
[15] Zhang H, Wang X, Lin J, et al. Reduced regional gray matter volume in patients with chronic obstructive pulmonary disease: a voxel-based morphometry study[J]. AJNR Am J Neuroradiol, 2013, 34(2): 334-9.
[16] Kirkil G, Tug T, Ozel E, et al. The evaluation of cognitive functions with P300 test for chronic obstructive pulmonary disease patients in attack and stable period[J]. Clin Neurol Neurosurg, 2007, 109(7): 553-60.
[17]Antonelli Incalzi R, Marra C, Giordano A, et al. Cognitive impairment in chronic obstructive pulmonary disease[J]. J Neurol, 2003, 250(3): 325-32.
[18] Daulatzai MA. Death by a thousand cuts in Alzheimer's disease: hypoxia: the prodrome[J]. Neurotox Res, 2013, 24(2): 216-43.
[19] Pe?a F, Ramirez JM. Hypoxia?induced changes in neuronal network properties[J]. Mol Neurobiol, 2005, 32(3): 251-83.
[20] Teppema LJ, Dahan A. The ventilatory response to hypoxia in mammals: mechanisms, measurement, and analysis[J]. Physiol Rev, 2010, 90(2): 675-754.
[21] Siraj RA. Comorbid cognitive impairment in chronic obstructive pulmonary disease (COPD): current understanding, risk factors, implications for clinical practice, and suggested interventions[J]. Medicina, 2023, 59(4): 732.
[22] "Lehmenkühler A, Bingmann D, Speckmann EJ. Neuronal and glial responses to hypoxia and hypercapnia[J]. Biomed Biochim Acta, 1989, 48(2/3): S155-60.
[23] "Marshall O, Uh J, Lurie D, et al. The influence of mild carbon dioxide on brain functional homotopy using resting-state fMRI[J]. Hum Brain Mapp, 2015, 36(10): 3912-21.
[24]Grant I, Prigatano GP, Heaton RK, et al. Progressive neuropsychologic impairment and hypoxemia. Relationship in chronic obstructive pulmonary disease[J]. Arch Gen Psychiatry, 1987, 44(11): 999-1006.
[25] "戈艷蕾, 劉聰輝, 崔紫陽, 等. 慢性阻塞性肺疾病合并阻塞性睡眠呼吸暫停綜合征患者血清Caspase-3和Caspase-9水平與認(rèn)知功能障礙的相關(guān)性研究[J]. 中國現(xiàn)代醫(yī)學(xué)雜志, 2016, 26(11): 77-80.
[26] "Duong T, Acton PJ, Johnson RA. The in vitro neuronal toxicity of pentraxins associated with Alzheimer's disease brain lesions[J]. "Brain Res, 1998, 813(2): 303-12.
[27] Campos MW, Serebrisky D, Castaldelli-Maia JM. Smoking and cognition[J]. Curr Drug Abuse Rev, 2016, 9(2): 76-9.
[28] "Hanlon CA, Owens MM, Joseph JE, et al. Lower subcortical gray matter volume in both younger smokers and established smokers relative to non-smokers[J]. Addict Biol, 2016, 21(1): 185-95.
[29] "Aras YG, Tun? A, Güngen BD, et al. The effects of depression, anxiety and sleep disturbances on cognitive impairment in patients with chronic obstructive pulmonary disease[J]. Cogn Neurodyn, 2017, 11(6): 565-71.
[30] "陳秋艷, 蔣育悅, 胡如海, 等. 慢性阻塞性肺疾病患者認(rèn)知功能障礙的研究進(jìn)展[J]. 實(shí)用臨床醫(yī)藥雜志, 2021, 25(1): 117-20.
[31]Guarnieri B, Sorbi S. Sleep and cognitive decline: a strong bidirectional relationship. it is time for specific recommendations on routine assessment and the management of sleep disorders in patients with mild cognitive impairment and dementia[J]. Eur Neurol, 2015, 74(1/2): 43-8.
[32] Whitwell JL. Voxel-based morphometry: an automated technique for assessing structural changes in the brain[J]. J Neurosci, 2009, 29(31): 9661-4.
[33] Ridgway GR, Henley SM, Rohrer JD, et al. Ten simple rules for reporting voxel-based morphometry studies[J]. Neuroimage, 2008, 40(4): 1429-35.
[34] Yin MM, Wang HB, Hu XW, et al. Patterns of brain structural alteration in COPD with different levels of pulmonary function impairment and its association with cognitive deficits[J]. BMC Pulm Med, 2019, 19(1): 203.
[35] "Wang W, Wang P, Li QC, et al. Alterations of grey matter volumes and network-level functions in patients with stable chronic obstructive pulmonary disease[J]. Neurosci Lett, 2020, 720: 134748.
[36]Zhang HY, Wang XC, Lin JZ, et al. Grey and white matter abnormalities in chronic obstructive pulmonary disease: a case-control study[J]. BMJ Open, 2012, 2(2): e000844.
[37] Chen J, Lin IT, Zhang HY, et al. Reduced cortical thickness, surface area in patients with chronic obstructive pulmonary disease: a surface?based morphometry and neuropsychological study[J]. Brain Imaging Behav, 2016, 10(2): 464-76.
[38] "Lee S, Pyun SB, Tae WS. Reduced axial diffusivity and increased mode and T2 signals in cerebral white matter of chronic obstructive pulmonary disease using tract?based spatial statistics[J]. Neuroradiology, 2019, 61(7): 795-801.
[39] Charlton RA, Schiavone F, Barrick TR, et al. Diffusion tensor imaging detects age related white matter change over a 2 year follow-up which is associated with working memory decline[J]. J Neurol Neurosurg Psychiatry, 2010, 81(1): 13-9.
[40] Dodd JW, Chung AW, van den Broek MD, et al. Brain structure and function in chronic obstructive pulmonary disease: a multimodal cranial magnetic resonance imaging study[J]. Am J Respir Crit Care Med, 2012, 186(3): 240-5.
[41] "Han XM, Tian HJ, Han Z, et al. Correlation between white matter damage and gray matter lesions in multiple sclerosis patients[J]. Neural Regen Res, 2017, 12(5): 787-94.
[42] Spilling CA, Bajaj MP K, Burrage DR, et al. Contributions of cardiovascular risk and smoking to chronic obstructive pulmonary disease (COPD)-related changes in brain structure and function[J]. Int J Chron Obstruct Pulmon Dis, 2019, 14: 1855-66.
[43] "Zang YF, Jiang TZ, Lu YL, et al. Regional homogeneity approach to fMRI data analysis[J]. NeuroImage, 2004, 22(1): 394-400.
[44] Zhang JX, Chen J, Yu Q, et al. Alteration of spontaneous brain activity in COPD patients[J]. Int J Chron Obstruct Pulmon Dis, 2016, 11: 1713-9.
[45] Wang WJ, Li HJ, Peng DC, et al. Abnormal intrinsic brain activities in stable patients with COPD: a resting-state functional MRI study[J]. Neuropsychiatr Dis Treat, 2018, 14: 2763-72.
[46] Watanabe T, Frahm J, Michaelis T. Amide proton signals as pH indicator for in vivo MRS and MRI of the brain-Responses to hypercapnia and hypothermia[J]. NeuroImage, 2016, 133: 390-8.
[47] "Martin AR, Aleksanderek I, Cohen-Adad J, et al. Translating state-of-the-art spinal cord MRI techniques to clinical use: a systematic review of clinical studies utilizing DTI, MT, MWF, MRS, and fMRI[J]. Neuroimage Clin, 2016, 10: 192-238.
[48] Murphy PS, Rowland IJ, Viviers L, et al. Could assessment of glioma methylene lipid resonance by in vivo (1)H-MRS be of clinical value?[J]. Br J Radiol, 2003, 76(907): 459-63.
[49] Basilakos A, Stark BC, Johnson L, et al. Leukoaraiosis is associated with a decline in language abilities in chronic aphasia[J]. Neurorehabil Neural Repair, 2019, 33(9): 718-29.
[50] Barreto PR, Diniz DLO, Lopes JP, et al. Obstructive sleep apnea and wake-up stroke - A 12 months prospective longitudinal study[J]. J Stroke Cerebrovasc Dis, 2020, 29(5): 104564.
[51] Fragoso CAV, Gill TM, Leo-Summers LS, et al. Spirometric criteria for chronic obstructive pulmonary disease in clinical trials of pharmacotherapy[J]. COPD, 2018, 15(1): 17-20.
(編輯:林 "萍)