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目的:脑卒中是我国人群的首位死因,也一直是导致长期残疾的主要原因之一。卒中后失眠症(Post-stroke insomnia,PSI)是卒中后患者最常见的后遗症之一,多达70%的急性卒中患者也常合并有睡眠障碍。PSI患者认知功能的受损和记忆功能的减退常较卒中后不伴失眠患者更为严重,不仅会影响神经系统的功能恢复,且会加剧高血压和糖尿病等现有基础疾病导致心脑血管病死亡率的升高,影响患者的康复过程,降低患者的生活质量。因此研究PSI的神经病理学机制非常必要。中医认为脑卒中即中风最主要发病机理为肝肾阴虚、阳气亢盛。只有当阳气内藏于阴,人才能入睡,而阴虚火旺,阳气亢盛不能藏于阴,则发生为不寐即失眠症,故阴虚火旺也是失眠的重要病机。阴虚火旺型PSI也是临床较常见的中医证型之一。静息态功能磁共振(Resting-state functional Magnetic Resonance Imaging,rs-fMRI)被大量用于揭示多种神经和精神疾病患者的大脑内在功能异常,并识别疾病下大脑内在功能连接的变化,是一种可靠且前沿的研究神经系统的方法,如局部一致性(regional homogeneity,ReHo)和低频振幅(Amplitude of low frequency fluctuations,ALFF)等是在静息状态下脑功能活动的主要测量指标,具有较高的可靠性,且后处理方法成熟。目前对原发性失眠症患者的初步研究表明多种神经递质与原发性失眠症有关,原发性失眠症患者的静息态脑功能和脑网络也存在许多异常。原发性失眠症患者局部脑功能的异常主要包括情绪相关的脑区、视觉相关脑区、小脑、以及默认网络(Default-mode network,DMN)的部分脑区。而对原发性失眠症的静息态脑功能网络的研究显示,涉及的主要神经网络包括默认网络、小脑网络和凸显网络等,且失眠的严重程度与默认网络活动的变化、网络异常程度紧密相关。PSI患者与原发性失眠症患者是否有相似的神经病理学机制还仍未知。本研究拟对阴虚火旺型PSI患者行rs-fMRI研究,采用基于ReHo和ALFF、低频振幅积分(fractional amplitude of low frequency fluctuation,fALFF)的分析方法,观察阴虚火旺型PSI患者局部脑功能的异常;采用基于度中心性(degree centrality,DC)和基于种子点的功能连接分析阴虚火旺型PSI患者脑网络的变化。结合匹兹堡睡眠质量指数量表(Pittsburgh sleep quality index,PSQI)的得分,探索阴虚火旺型PSI患者可能的神经病理学机制,并以期为后续研究针刺治疗阴虚火旺型PSI提供一种客观评价指标。方法:于2019年5月至2021年8月共收集27例阴虚火旺型卒中后合并失眠症的患者,并选择同时期收集的健康体检的27例被试纳入本研究作为健康对照。选择合适的纳入及排除标准筛选患者和正常对照组。所有被纳入的被使者在实验前均被详细告知试验目的、方法和注意事项,并签署知情同意书同意参加试验。采用PSQI对所有阴虚火旺型PSI被试的睡眠质量情况进行评价。所有被试均采用德国Siemens Magnetom Prisma 3.0T磁共振成像扫描仪进行静息态下脑功能像和结构像的采集,使用64通道头颅线圈接收核磁共振信号。数据采集之前均行常规的全脑轴位T1WI、T2WI及FLAIR序列扫描以排除除梗塞灶外的其它颅内疾病,之后采集3D-T1W结构像和静息态的BOLD-fMRI数据。采集的rs-fMRI静息态数据预处理基于Matlab R2016b平台,采用Data Processing&Analysis for(Resting-State)Brain Imaging(DPABI)V 5.0软件包(DPABI,http://rfmri.org/DPABI)进行数据的预处理。预处理的过程包括数据的格式转换、去除前10个时间点的图像、免去时间校正的步骤、头动校正、空间标准化、高斯平滑,采用头动校正得到的三维平移及旋转头动数据为协变量,减少头动、白质、脑脊液信号对结果的影响,最后去除线性漂移和低频滤波。在头动校正的过程中剔除不符合我们设定的数据处理标准的被试。ReHo、ALFF和fALFF分析均采用DPABI软件中的DPARSF(V5.2)软件进行数据处理。具体为ReHo的分析步骤是通过计算给定体素时间序列的Kendall’s coefficient concordance(KCC)及其最近的26个相邻体素之间的KCC,并且将每个体素之间的KCC除以整个大脑的平均KCC来得到ReHo图的标准化。ALFF则是计算0.01和0.08 Hz之间的功率谱的平方根并将其作为ALFF,每个体素的ALFF除以全局平均ALFF值,以获得用于后续统计分析的标准化ALFF。fALFF则是将我们低频段得到的功率除以全频段功率所得到的比值。DC及基于DC结果为感兴趣区的全脑网络连接也是在DPABI软件上完成。两组之间的数据统计分析也在DPABI上的统计分析软件上完成。首先选择两样本的t检验,分别选择上述方法得到的两组的分析结果文件,并选择与之对应的两组性别、年龄和头动参数作为统计协变量,分析两组之间有差异的脑区和脑区间的功能连接,得到分析结果。统计分析采用GRF多重比较校正,选择体素水平P≤0.001,簇水平P≤0.05,采用双尾检验,得到两组之间有统计差异的脑区。采用SPSS 25.0统计分析软件分析阴虚火旺型PSI组和正常对照组之间性别、年龄、受教育程度有无统计学差异,P<0.05认为有统计学差异。结果:1.阴虚火旺型PSI组和正常对照组两组间在年龄、性别、受教育年限上均无显著差异。2.ReHo分析结果:对比正常对照组,发现阴虚火旺型PSI组在多个脑区的ReHo均有显著降低,主要包括双侧舌回、右侧楔叶、右侧中央前回与右侧中央后回;而对比正常对照组,阴虚火旺型PSI组的ReHo在左侧缘上回有显著升高。3.ALFF和fALFF分析结果:对比正常对照组,阴虚火旺型PSI组双侧舌回的ALFF值有显著减低;而多个脑区的ALFF值显著升高,升高的脑区主要包括双侧颞中回、右侧颞下回、右侧额下回(包括眶部与三角部)、右侧边缘叶、右侧楔前叶、左侧后扣带回及左侧枕中回。而阴虚火旺型PSI患者对比对照组的fALFF值在多个脑区表现显著减低,包括双侧舌回、双侧枕下回以及双侧楔叶,未发现有fALFF值升高的脑区。4.通过DC分析,我们发现对比正常对照组,阴虚火旺型PSI患者组在右侧脑岛、左内侧旁扣带回、右侧中央前回、右侧中央后回的DC值显著降低,而在双侧角回的DC值显著升高。5.基于ROI的FC分析结果:我们将DC的结果脑区作为ROI,分析阴虚火旺型PSI组与正常对照组之间这些ROI脑区与全脑的FC连接差异。发现与对照组对比,阴虚火旺型PSI组与右侧脑岛、左侧内侧旁扣带回、右侧中央前回的FC有多个脑区表现出显著减低,没有发现有显著升高的脑区。其中与右侧脑岛FC降低的脑区具体包括右侧颞上回、左侧前扣带回、右侧角回、右侧海马旁回、左侧角回、左侧海马旁回、双侧内侧旁扣带回以及右侧中央前回;与左侧内侧旁扣带回FC降低的脑区有右侧颞上回、右侧脑岛、右侧中央前回和右侧补充运动皮层区;与右侧中央前回FC降低的脑区有右侧脑岛、双侧内侧旁扣带回。而基于左、右角回为ROI的分析发现两组之间没有显著差异的FC脑区。结论:1.阴虚火旺型PSI患者存在多个脑区局部脑功能活动的异常,主要包括视觉处理相关皮层、感觉运动皮层及部分DMN脑区。2.阴虚火旺型PSI患者不仅表现为DMN网络中部分脑区的过度激活,还表现为双侧角回的DC显著升高,表明过度觉醒是其主要机制之一,并同时也会导致认知功能的下降和情绪调节的异常3.右侧脑岛是阴虚火旺型PSI患者脑功能连接变化的重要节点,多个脑区与其的FC有明显异常,这也进一步确认了阴虚火旺型PSI患者情绪调节和认知功能的受损。4.阴虚火旺型PSI患者与右侧脑岛有FC异常的脑区相对集中在边缘系统,可能说明其认知受损和情绪调节异常相对原发性失眠症患者更为严重。5.阴虚火旺型PSI患者感觉运动功能区的局部脑功能和FC均出现异常,是否与卒中的脑组织损伤有关,还需进一步的研究。