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睡眠剥夺对正常男性青年脑血流的影响

睡眠剥夺对正常男性青年脑血流的影响

中华核医学杂志 1999年第2期第0卷 临床与实验研究

作者:洪军 彭武和 刘铃 康伟礼 吴湖炳

单位:510515 广州,第一军医大学南方医院心理科(洪军、康伟礼),核医学科(彭武和、吴湖炳);第四军医大学心理科(刘玲)

  本研究用SPECT显像探讨长时间全部睡眠剥夺(包括快速眼动睡眠和慢波睡眠)对健康青年脑血流的影响,现报道如下。

  资料与方法

  1.研究对象。男20例,年龄19~22岁,均为身体健康的自愿受试者。

  2.方法。剥夺受试者全部睡眠56h,在此期间提供良好的饮食,充足的水和水果及各种娱乐条件,并有陪伴,分3组轮流倒班,一一监督,使受试者始终保持清醒状态,直到试验完毕。

  采用ToshibagCA-901A/SA型SPECT仪,低能高分辨准直器。静脉注射99Tcm-双半胱乙酯(ECD,上海红旗制药厂和江苏省原子医学研究所提供)1 110mBq(标记率>95%)。注射后受试者在安静的暗室里蒙眼,塞耳15min,30min后开始断层采集,矩阵128×128,放大1.0,1帧/6°。探头最小半径距离11~13cm,360°旋转,共60帧。用Hanning加Butterworth滤波重建断层图像,并经衰减校正(校正系数1.5)。以OM线取水平断层,经2名专业医师读片,以同一断面连续2幅以上出现灰阶异常降低(或异常浓聚),且至少在2幅以上有相应改变为异常。

  3.半定量分析。在脑横断面图像上用手动ROI技术勾划小脑影像周边,求得小脑平均计数/像素,代入公式[1]得小脑局部脑血流量(rCBF)。用镜像法分别提取脑某一局部间隔3层相同面积(像素)的计数,以小脑每分钟100g脑组织流过血流55mL为标准[1,2],分别测定第14、24和30帧脑组织的血流(mL·100g-1.min-1)。

  第14帧相当于额叶和颞叶,第24帧相当于额叶、颞叶、基底节、海马区和枕叶,第30帧相当于额叶、颞叶和小脑。

  4.统计处理。数据以±s表示,并行t检验。

  结果

  1.睡眠剥夺前后各镜像层面及部位显像比较见表1。越靠近OM线,rCBF下降越显著。

表1 剥夺睡眠前后左右半球镜像部位rCBF(±s)比较 mL·100g-1.min-1

部位 第14帧 第24帧 第30帧
额叶 颞叶 额叶 颞叶 枕叶 额叶 颞叶
左半球
 剥夺前 59.48±9.66 54.27±5.39 50.53±6.64 52.82±3.97 51.32±3.59 49.60±5.10 49.61±6.73
 剥夺后 55.46±7.87 55.24±8.99 47.07±5.93 48.04±4.52 52.50±3.34 35.91±8.45 34.25±4.70
  t  1.529  0.395 1.762 3.233** 1.078 6.898** 7.723**
右半球
 剥夺前 61.69±10.12 55.72±6.31 51.59±5.93 55.67±3.85 52.56±3.63 52.07±5.53 51.73±6.78
 剥夺后 58.40±7.77 56.55±7.03 48.22±5.21 51.27±4.84 55.56±5.84 38.55±9.05 35.74±4.50
  t  1.256  0.385 1.937 2.907* 2.006 6.515** 8.397**

  注:睡眠剥夺前后相比,*P<0.05,**P<0.001  2.睡眠剥夺后两侧脑半球相应部位rCBF的比较。将所测定的第14、24和30帧各部位的rCBF,按左右额叶、颞叶、枕叶分别相加,可见左侧额叶和颞叶比右侧明显降低,而枕叶两侧rCBF无明显差异。

  3.不同层面两半球脑血流相差的频数比较。将剥夺睡眠后所测得不同层面不同部位rCBF,按左右两侧相减。列出脑血流相差3mL·100g-1.min-1以上视异常频数,20例受试者中16例共40个区两侧脑血流比较相差>3mL·100g-1.min-1,其中第14帧颞区2例和第24帧枕区4例为右侧脑血流低于左侧,其余34个部位均表现为左侧低于右侧。大于5mL·100g-1.min-1的有17个部位;大于8mL·100g-1.min-1的有4个部位,其中3个部位分布在颞叶,主要表现在第24帧,有1例左颞叶脑血流低于对侧11mL·100g-1.min-1以上。其余4各区脑血流左右基本对称。

  讨论

  一些实验已证明睡眠全部剥夺后对的精神活动有多方面的影响。大脑功能受影响最初是注意力不集中,记忆减退,情绪不稳,以后反应迟钝,错觉,幻觉及其他生理功能的改变[3]。 本研究对20例身体健康的青年在睡眠剥夺前和全部睡眠剥夺56h后分别做SPECT检查,发现睡眠剥夺56h后脑血流灌注明显低于睡眠剥夺前,越靠近颞叶、海马区、基底节,这种改变越明显,这与临床表现记忆、情绪等变化一致。本研究证实脑功能的改变与脑血流量有密切关系,与文献报道[4,5]相同。正常脑血流供给两侧基本对称[2,4],经对睡眠剥夺后自身两半球血流灌注进行对比研究,发现左侧额叶和颞叶血流量显著低于右侧。

  有动物实验表明,当rCBF量下降达到10~20mL·100g-1.min-1时,出现可逆性神经功能缺损[6]。本研究20例受试者中有16例共40个部位两半球rCBF相差3mL·100g-1.min-1以上,表现为右半球rCBF低于左侧颞叶2个部位和枕叶4个部位;其余34个部位均表现为左侧rCBF低于右侧。两半球相差大于5mL·100g-1.min-1的有17个部位,大于8mL·100g-1.min-1的有4个部位,但血流量下降均未超过20mL·100g-1.min-1。故这种睡眠剥夺56h后出现的各种心理生理障碍可能是可逆的功能性改变。

  本课题获中国民解放军九五攻关课题资助(课题编号:96L050)

  参考文献

  [1]潘中允.临床核医学.北京: 原子能出版社,1994.135-136.

  [2]谭天秩.临床核医学.北京: 民卫生出版社,1993.353-356.

  [3]房季东.睡眠和记忆相互作用的生理基础.心理学报,1984,2:222-229.

  [4]石怡珍,何广仁,王克华.局部脑血流断层显像在急性外伤中的应用研究.中华核医学杂志,1996,16:227-230.

  [5]Volk S,Kaendler SH,Weber R.Evaluation of the effects of total sleep deprivation oncerebral blood flow using single photon emissioncomputerized tomography.Acta-Psychiatr-Scand,1992,86:478-483.

  [6]Powers WT,grubb RL,Buker BP,et al.Regionalcerebral blood flow andmetabolism ischemia due to vasospasm.Stroke,1985,62:539.

(收稿:1998-06-10  修回:1998-12-15)


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