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)对健康青年人脑血流的影响,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值 |
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值 |
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人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人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。正常人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。
本课题获中国人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: 人民卫生出版社,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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