基于18F-FDG PET/CT的意识障碍患者脑葡萄糖代谢水平分析

金莹莹 杨静静 崔可 卢云燕

[摘要] 目的 探討基于18F-FDG PET/CT的意识障碍患者脑葡萄糖代谢水平。 方法 选择2017年1月～2018年10月在我院治疗的意识障碍患者80例为研究对象，根据CRS-R评分分为植物状态组60例与微意识状态组20例，另选择健康体检者30例为对照组，均行18F-FDG PET/CT扫描，采用SPM分析系统自动分析脑组织葡萄糖标准摄取值。 结果 左侧半球：对照组在额叶、顶叶、颞叶、枕叶、丘脑、基底节、小脑18F-FDG标准摄取值均显著高于植物状态组与微意识状态组，差异有统计学意义（P<0.05）。右侧半脑：对照组额叶、顶叶、颞叶、枕叶、丘脑、基底节、小脑区18F-FDG标准摄取值均显著高于植物状态组，差异有统计学意义（P<0.05）;微意识状态组额叶、顶叶、颞叶、枕叶、丘脑、基底节区18F-FDG标准摄取值均显著高于植物状态组，差异有统计学意义（P<0.05）;对照组小脑区18F-FDG标准摄取值显著高于微意识状态组，差异有统计学意义（P<0.05）。植物状态组脑干标准摄取值为（3.11±1.02），微意识状态组（3.40±1.15），对照组（3.43±1.12），差异无统计学意义（P>0.05）。 结论 意识障碍患者脑组织各部分葡萄糖代谢水平均显著下降，微意识状态患者在左侧丘脑、基底节部位以及右侧额叶、顶叶、颞叶、枕叶、丘脑、基底节区糖代谢水平显著升高;脑干糖代谢水平没有显著变化。

[关键词] 意识障碍;脑葡萄糖代谢;PET;CT;18F-FDG

[中图分类号] R741          [文献标识码] A          [文章编号] 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是正电子发射断层显像/X线计算器断层显像，是利用正电子发射体标记的葡萄糖、氨基酸、胆碱、胸腺嘧啶以及血流显像剂等药物为示踪剂，以解剖图像方式，从分子水平显示机体及病灶组织细胞的代谢、功能、血流、细胞增殖和受体分布状况，为临床提供更多的生理和病理方面的诊断信息[1，2]。意识障碍是指不同原因导致的意识控制系统的破坏，导致高级神经活动觉醒困难，合并不同程度的知觉障碍[3，4]。近年来，以改善患者生存治疗为目的的脑功能评估及相关脑网络研究成为热门方向。既往研究[5]有显示通过脑补18F-脱氧葡萄糖的摄取情况分析脑功能代谢状况，认为其能够反映脑细胞的代谢率，对判断脑细胞受损程度比较敏感。本研究基于正电子发射计算机断层显像/电子计算机X射线断层扫描技术（18F-FDG PET/CT positron emission tomography/Computed Tomography）分析意识障碍患者脑葡萄糖代谢水平，以期分析患者脑功能。现报道如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选择2017年1月～2018年10月在我院治疗的意识障碍患者80例为研究对象。纳入标准：意识障碍，进入康复期，所有患者均行18F-FDG PET/CT，对本次研究知情同意。排除标准：其他神经精神病病史，糖耐病。80例患者根据CRS-R（昏迷恢复量表）评分[6]分为植物状态组与微意识状态组。植物状态组60例，男39例，女21例，年龄31～68岁，平均（41.7±11.4）岁;原发疾病：颅脑损伤21例，脑卒中20例，脑外科手术后9例，脑出血5例，脑炎5例。微意识状态组20例，男12例，女8例，年龄29～70岁，平均（41.4±10.8）岁;原发疾病：颅脑损伤8例，脑卒中7例，脑外科手术后3例，脑出血1例，脑炎1例。另选择健康体检者30例为对照组，其中男17例，女13例，年龄30～70岁，平均（40.8±10.9）岁。两组的性别比、平均年龄比较差异无统计学意义（P>0.05），具有可比性。

1.2 18F-FDG PET/CT检查

采用西门子PET/CT检查，18F-FDG由日本住友重机械株式会社CYRIS HM-12回旋加速器产生，自动合成模块合成。受检者检查前禁食6 h及以上，血糖水平低于8 mmol/L。平静休息15 min后注射显像剂，18F-FDG按每公斤体重7.4 MBq计算剂量，随后在暗室静卧休息1 h，排尿，面罩固定头部，采集数据。患者平卧，自颅顶至颅底进行CT扫描，管电压120 kV，管电流100 mmA，层厚5 mm，螺距0.183。CT扫描完成后立即同机采集PET图像，每个床位30敏，采用迭代法重建，获得冠状位、矢状位、横断面图像以及最大密度投影，采用感兴趣区域（Region of interest，ROI）分析方法，脑模块包括额叶、顶叶、颞叶、枕叶、丘脑、基底节、小脑、脑干。由两名专业医师观察分布特点，选择最大层面，勾画感兴趣区，测量标准摄取值。

1.3统计学方法

采用SPSS15.0统计学软件对数据进行分析，计数资料以[n（%）]表示，采用χ2检验，计量资料以均数±标准差（x±s）表示，采用t检验，计量资料多组之间比较进行方差分析。P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 三组左侧感兴趣脑区标准摄取值比较

见表1。左侧半球各感兴趣区标准摄取值比较，对照组在额叶、顶叶、颞叶、枕叶、丘脑、基底节、小脑18F-FDG标准摄取值均显著高于植物状态组与微意识状态组，差异有统计学意义（P<0.05）;微意识状态组在丘脑、基底节区显著高于植物状态组，差异有统计学意义（P<0.05）。

2.2 三组右侧感兴趣区标准摄取值比较

见表2。右侧半脑感兴趣区标准摄取值比较，对照组额叶、顶叶、颞叶、枕叶、丘脑、基底节、小脑区18F-FDG标准摄取值均显著高于植物状态组，差异有统计学意义（P<0.05）;微意识状态组额叶、顶叶、颞叶、枕叶、丘脑、基底节区18F-FDG标准摄取值均显著高于植物状态组，差异有统计学意义（P<0.05）;对照组小脑区18F-FDG标准摄取值显著高于微意识状态组，差异有统计学意义（P<0.05）。

2.3 三组脑干标准摄取值比较

植物状态组脑干标准摄取值为（3.11±1.02），微意識状态组（3.40±1.15），对照组（3.43±1.12），三组比较差异无统计学意义（F=0.542，P>0.05）。

3 讨论

PET是将正电子衰变核素标记的放射性药物引入体内，检查全身代谢过程的一种检查方法，FDG是常用的放射性药物。PET/CT是将PET设备与CT设备融为一体，同时具备形态学与功能学诊断的影像设备。临床上通过对放射性物质代谢分析来进行诊断与鉴别诊断，目前主要用于恶性肿瘤的诊断、鉴别诊断、预后判断、评价治疗等[7，8]。有报道将18F-FDG PET/CT通过分析脑葡萄糖代谢水平来评价脑功能[9]。

人的意识包括意识开关系统及意识内容。意识开关系统包括特异性上行投射系统（各种感觉传入通路）和非特异性上行投射系统（上行性网状激动系统、上行性抑制系统）。其中脑干腹侧的上行性网状激动系统最重要。其功能是激活大脑皮层，使其处于觉醒状态，从而产生意识内容[10]。脑干上行网状激动系统受损均可导致觉醒状态发生异常，产生不同程度的意识障碍。意识内容为双侧大脑皮层功能活动的综合，包括定向能力与精神活动，中枢整合机构-双侧大脑皮层受损可导致意识水平下降，严重时发生意识障碍。持续性植物状态患者意识内容丧失，有睁眼活动，呼之不应推之不动，生理反射存在，多见于严重颅脑损伤后高级神经活动缺失而长期存活[11，12]。昏迷恢复量表（Coma Recovery Scale，CRS）最早由 Giacino等发表于1991年，用于区分神经行为功能方面的细微差别，并监测意识的恢复情况。该量表于2004年修订后称为修订的昏迷恢复量表（the Coma Recovery Scale-Revised， CRS-R）。根据CRS-R可将意识障碍分为昏迷、植物状态与微意识状态。本次研究中有60例为植物状态，20例为微意识状态。

意识障碍患者出现严重全脑弥漫性功能代谢下降，但脑功能代谢下降幅度在全脑各部位并不均匀，一般认为在双侧额叶、颞顶叶结合区、顶叶后、额叶内侧、后扣带回、楔前叶等下降更显著[13]。临床上以检查意识障碍患者睁眼及重复指令性动作产生的感知证据判断觉醒，然而床旁检查严重脑损伤患者的意识非常困难，因为其活动非常有限，间断不持续，容易耗竭，容易导致误诊。在患者言语或非言语交流功能缺损时会更为复杂。植物状态是描述严重外伤之后，由昏迷进展为“觉醒而无感知”的状态，对自身状态及周围环境完全没有感知能力，睡眠-觉醒周期存在，有自发睁眼闭眼，下丘脑及脑干的自主功能全部或部分保留[14，15]。植物状态患者皮层功能严重受损，丘脑/脑干上行激活系统部分保留。也有学者认为植物状态称谓欠妥，认为患者植物样生存具有非故意的贬低意味，且对患者预后过度悲观，推荐使用无反应性觉醒综合征，欧洲意识障碍工作组已经将其替换植物状态[16，17]。本次研究中仍然采用的是植物状态。微意识状态是从植物状态转变为意识清醒前的状态，多为漫长的似醒非醒状态，患者具有可辨识的确定的行为反应，但这些反应并非始终如一地可以重复。微意识状态是一种严重的意识改变，但其行为表现显示对自身和周围环境具有很小但明确的感知能力，患者有认知控制的行为间断出现，且有重复性，足以将其与反射行为区别开来。微意识状态组由植物状态发展而来，其皮层功能、丘脑/脑干上行激活系统不同程度受损[18，19]。在本次研究中，左侧半球感兴趣区18F-FDG标准摄取值显示，植物状态最低，微意识状态组在丘脑、基底节区显著高于植物状态组，但是在右侧半脑，微意识状态组除了小脑区，其余感兴趣区18F-FDG标准摄取值均有显著提高，高于植物状态组，这个结果提示，从植物状态到微意识状态过程中，右侧半脑组织的糖代谢要优先恢复，也提示右侧半脑组织功能优先恢复。脑干代谢没有显著改变。这与Stender J等[20]研究结果一致。本研究采用ROI分析系统进行分析，其优点是分析过程简便直观，缺点是存在一定的误差。

综上所述，意识障碍患者脑组织各部分葡萄糖代谢水平均显著下降，微意识状态患者在左侧丘脑、基底节部位以及右侧额叶、顶叶、颞叶、枕叶、丘脑、基底节区糖代谢水平显著升高;脑干糖代谢水平没有显著变化。

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（收稿日期：2019-01-24）