首页 > 论文范文 > 医药卫生论文 > 临床医学论文 > 相位滞后指数与老年血液透析患者认知功能障碍的关系

相位滞后指数与老年血液透析患者认知功能障碍的关系

2023-12-05 75 上传者：管理员

摘要：目的探讨相位滞后指数(phase lag index,PLI)与老年维持性血液透析(maintenance hemodialysis,MHD)患者认知功能障碍(cognitive impairment,CI)的关系。方法选取2019年8月—2023年6月于马鞍山十七冶医院进行规律血液透析的100例老年患者(年龄≥60岁)，根据蒙特利尔认知评估量表(Montreal cognitive assessment,MoCA)得分分为CI组(n=61)和无CI(no cognitive impairment,NCI)组(n=39)。所有患者均接受脑电图(electroencephalogram,EEG)检测，计算PLI。比较2组患者一般资料、不同频段的PLI，采用Pearson相关性分析PLI与MoCA评分之间的关系，采用多因素Logistic回归分析老年MHD患者发生CI的危险因素，采用受试者工作特征(ROC)曲线分析PLI对老年MHD患者CI的预测价值。结果 CI组α频段的PLI明显低于NCI组，差异有统计学意义(t=7.585,P<0.001)。2组α频段C3-P3、C4-P8、F3-C5、F4-P3、F8-P8、P4-CP3、CP3-O1、CP5-O2电极的PLI比较，差异均有统计学意义(t=10.692、6.485、5.507、7.505、7.342、14.720、8.413、6.947，均P<0.001)。相关性分析显示：CI组患者α频段PLI与MoCA评分呈正相关(r=0.486,P=0.013)。多因素Logistic回归分析显示：MoCA得分(OR=11.512,95%CI:2.159～61.389,P=0.008)、α频段PLI(OR=5.669,95%CI:1.595～20.149,P=0.023)是老年MHD患者发生CI的危险因素。ROC曲线分析显示：α频段PLI预测老年MHD患者发生CI的曲线下面积(areas under curve,AUC)为0.818(95%CI:0.747～0.888)，灵敏度、特异度分别为78.46%、64.62%。结论 α频段PLI水平的降低与老年MHD患者认知功能的下降存在密切关联，其预测老年MHD患者发生CI的效能良好，对临床评估CI具有一定的指导意义。

关键词：
慢性肾脏病
相位滞后指数
维持性血液透析
老年
认知功能障碍
加入收藏

维持性血液透析(maintenance hemodialysis,MHD)是一种治疗慢性肾脏病的方法，通过清除体内的废物和多余液体以维持电解质平衡。近年来我国人口老龄化步伐不断加快，老年MHD的人数也随之增加[1]。老年MHD患者由于年龄的增加，脑功能逐渐退化，且伴有肾衰竭、多种脑血管疾病等危险因素，导致其成为认知功能障碍(cognitive impairment,CI)的高发人群。据不完全统计[2]，老年MHD患者CI的发生率高达68.18%。既往研究指出[3]CI与MHD患者的不良预后和病死率密切关联，是影响患者透析质量的重要因素，因此早期识别和预测老年MHD患者CI对改善其预后具有重要意义。近年来越来越多的证据表明[4]错误折叠的蛋白质可能会损害突触功能，导致严重的脑网络功能分离，而脑功能连接的破坏是导致CI发生的重要机制。脑电图(electro‐encephalogram,EEG)是一种价格低廉的非侵入性方法，其生物标志物已被大量研究证实可用于在认知功能下降之前识别神经元功能的早期异常[5]。相位滞后指数(phase lag index,PLI)是一种用于衡量脑电图或脑磁图数据中不同脑区之间相位同步的指标，可反映不同脑区之间的信息传递和连接情况，帮助识别受损的连接和存在的功能异常，在分析阿尔茨海默病[6]、精神分裂症[7]等认知障碍疾病的发病机制中应用较为广泛，但关于PLI与老年MHD患者CI之间关系的研究较少。本研究通过分析PLI与老年MHD患者CI的关系，评估PLI对CI的预测价值，为其临床应用提供参考。

1、对象与方法

1.1 研究对象

选取2019年8月—2023年6月于马鞍山十七冶医院进行规律血液透析的100例老年患者为研究对象。纳入标准：①年龄≥60岁；②规律透析时间>6个月，透析3～4次/周，3～4小时/次；③病例资料完整；④自愿参与本研究。排除标准：①合并严重自身免疫性疾病、恶性肿瘤；②存在精神疾病、帕金森病、癫痫、酒精依赖史等可能影响认知功能的因素；③合并严重感染；④近期服用与认知相关的药物或参与类似研究。本研究内容符合《赫尔辛基宣言》，经马鞍山十七冶医院伦理委员会批准(LW-2023-07)，所有患者均对本研究知晓且签署知情同意书。

1.2 认知功能评估及分组方法

由2名高年资的神经科医师采用蒙特利尔认知评估量表(Montreal cognitive assessment,Mo‐CA)[8]对所有纳入的研究对象的认知功能进行评估，该量表包括视空间与执行能力、命名、记忆力、注意力、语言、抽象、延迟回忆、定向力8个方面，共30个问题，受教育年限≤12年者，总得分加1分，分值范围为0～30分，得分<26分定义为CI，得分≥26分为无CI(no cognitive impairment,NCI)。

1.3 EEG记录及分析

1.3.1 EEG检测方法

采用MOBEE 24脑电图仪器(Xltek公司，加拿大)，按照Neuroscan国际10～20系统放置64个头皮电极，采样通道数为60个，2个参考电极分别放置在被试的双侧乳突，记录10分钟，数据的采样频率为1000 Hz。在脑电图采集期间，所有受试者闭眼，保持清醒，避免视觉注意力造成的额外干扰。为采集清晰且无人为干扰的脑电图数据，检测人员持续监控受试者的状态和EEG波形。

将脑电图数据导入MATLAB中的EEGLAB工具箱进行分析。①首先进行脑电信号预处理，去除眼电极HEO、VEO无用电极，使用左侧、右侧乳突传感器的平均值完成重新参照；②对记录的脑电数据进行带通滤波，滤波频率0.1～30.0 Hz，工频干扰陷波范围49～51 Hz，数据采样频率(指在记录脑电图信号时，每秒采集的样本数。表示了记录设备在一秒钟内对脑电信号进行采样的次数)500 Hz，将ECG数据分段3秒一段，剔除眼电、肌电、心电伪影成分等干扰。

1.3.2 PLI计算方法

相位滞后主要指2个相互耦合的神经振荡活动的相位同步化，PLI测量2个信号之间相位差异分布的不对称性，即一个信号到另一个信号的相位提前或延迟的一致性，计算公式：PLI=︱<sign[sin(φs1,s2(t))]>︱其中sign为正弦函数，“<>”表示时间t内的平均值，“︱︱”表示绝对值，PLI的值介于0和1之间，表示2信号间的相位耦合关系从小到大，0表示完全同步，1表示完全非零锁相。

在4个频段计算节点到节点的PLI值，包括δ(1～4 Hz)、θ(4～8 Hz)、α(8～13 Hz)、β(13～30Hz)，通过将每个EEG通道信号处理为实值时间序列来创建62×62连通性矩阵，分别计算这4个频段的PLI。

1.4 统计学方法

应用SPSS 23.0分析处理数据。符合正态分布的计量资料以均数±标准差表示，组间比较采用两独立样本t检验；计数资料以n(%)表示，2组间比较采用卡方检验。采用Pearson相关性分析PLI与MoCA评分之间的关系。采用多因素Logistic回归分析老年MHD患者发生CI的危险因素。绘制受试者工作特征(receiver operating characteristic,ROC)曲线分析PLI对老年MHD患者CI的预测价值。P<0.05为差异有统计学意义。

2、结果

2.1 CI组与NCI组一般资料比较

将100例患者按照MoCA得分分为CI组(n=61)和NCI组(n=39)。CI组MoCA得分高于NCI组，差异有统计学意义(P<0.05);2组余一般资料比较差异无统计学意义(P>0.05)，详见表1。

表1 CI组与NCI组一般资料比较

2.2 CI组与NCI组各频段PLI比较

CI组与NCI组δ、θ、β频段的PLI比较差异无统计学意义(P>0.05),CI组α频段的PLI低于NCI组，差异有统计学意义(P<0.05)，详见表2。

表2 CI组与NCI组各频段PLI比较

2.3 CI组与NCI组α频段所有电极对的PLI比较

CI组与NCI组α频段C3-P3、C4-P8、F3-C5、F4-P3、F8-P8、P4-CP3、CP3-O1、CP5-O2电极的PLI比较，差异均有统计学意义(P<0.05)，详见表3。

表3 CI组与NCI组α频段所有电极的PLI比较

2.4 CI组患者α频段PLI与MoCA评分的相关性分析

相关分析结果显示：CI组患者α频段PLI与MoCA评分呈正相关(r=0.486,P=0.013)。

2.5 老年MHD患者发生CI的多因素Logistic回归分析

将单因素分析中差异有统计学意义的指标作为自变量，以老年MHD患者发生CI作为因变量，进行多因素Logistic回归分析，筛选方法为逐步回归法，纳入标准为0.10，剔除标准为0.05。多因素Logistic回归分析结果显示：MoCA得分、α频段PLI是老年MHD患者发生CI的危险因素(P<0.05)，详见表4。

表4 老年MHD患者发生CI的的多因素Logistic回归分析

2.6 α频段PLI预测老年MHD患者发生CI的ROC曲线分析

ROC曲线分析结果显示：α频段PLI预测老年MHD患者发生CI的曲线下面积为0.818(95%CI:0.747～0.888)，灵敏度、特异度分别为78.46%、64.62%，详见图1。

3、讨论

老年MHD患者发生CI容易导致其预后不良，增加医疗负担[9]，因此早期预测和评估对控制病情进展、改善预后具有重要意义。既往研究多采用血清学指标预测CI，但存在侵入性操作、准确性较低等不足之处。MoCA、简易智力状态检查量表(minimental state examination scale,MMSE)等量表评分操作简单、耗时较短，但对于严重肢体障碍、失语等患者，其应用受到一定限制[10,11]，因此需要寻找操作简便、无创且准确性良好的方法以预测CI。

图1 α频段PLI预测老年MHD患者发生CI的ROC曲线

大脑是一个弱耦合作用的系统，其功能执行总依赖于多个脑区之间广泛的交互作用，而复杂网络能够良好地解释大脑各个脑区时的连接性变化。相位同步是指在神经活动中，不同脑区之间的神经振荡以相近的相位进行同步或协调，反映大脑各区域之间的功能连接和信息传递[12]。相位同步通常通过计算相位相关性、相位相干性或PLI等方式进行分析，其中PLI主要衡量2个电极信号在某个频段的相位差的集聚程度，目前已有大量研究将PLI应用于阿尔茨海默病、精神分类等疾病的临床辅助诊断中[13,14]。有研究发现[15]：与认知功能正常的人群相比，CI患者大脑区域之间的连接功能显著降低。Chaturvedi M等学者[16]研究指出：与健康对照组患者相比，轻度CI患者大脑区域之间的β频段功能连接明显降低，表明β频段功能连接特征与CI的发生、发展存在密切关联。Kuang Y等[17]研究发现：与2型糖尿病无CI患者相比，合并CI的患者α频段的PLI明显下降，提示α频段的PLI可能对2型糖尿病患者轻度CI的诊断具有一定的指导意义。本研究结果中：相较于NCI组，CI组α频段的PLI显著降低，同时2组α频段C3-P3、C4-P8、F3-C5、F4-P3、F8-P8、P4-CP3、CP3-O1、CP5-O2电极对的PLI比较，差异均存在统计学意义，说明α频段的PLI与老年MHD患者发生CI存在密切关联。

α频段是分析EEG背景活动最重要的指标，与脑功能状态、发育水平存在密切关联[18]。既往研究表明[19]：与健康对照组相比，麻痹性痴呆患者后头部α频段的功率谱密度明显降低，同时α频段慢化间接反应脑活跃程度下降，提示后头部α频段的功率越慢，患者认知预后越差。也有研究指出[20]工作记忆是一种重要的认知功能，α频段的PLI降低或异常与工作记忆能力下降存在密切关联。本研究通过进一步的相关性分析，结果显示CI组患者PLI与MoCA评分呈正相关关系，且α频段PLI是老年MHD患者发生CI的危险因素，提示α频段PLI水平的降低与认知功能的下降存在密切关联，推测原因可能是个体认知加工能力包括工作记忆、注意转换、抑制控制等内容，其中工作记忆常被认为是执行功能的重要组成部分，也是人们完成运算、语言理解等高级认知活动的基础。大量研究证实[21,22]认知过程中α频段能量越高，大脑的唤醒水平越低，认知加工的效率越高。本研究进一步分析α频段PLI对预测老年MHD患者发生CI的价值，结果显示α频段PLI预测老年MHD患者发生CI的AUC为0.818，提示α频段PLI预测老年MHD患者发生CI的效能良好，可以作为临床评估老年MHD患者发生CI的重要工具。

综上所述，α频段PLI水平的降低与老年MHD患者认知功能的下降存在密切关联，其预测老年MHD患者发生CI的效能良好，对临床评估CI具有一定的指导意义。本研究存在一定的不足之处，如样本量较小，未对比其他实验室指标预测CI的效能，单用MoCA评分评估CU一定的局限性，今后将进一步扩大样本量，增设实验室指标，结合其他评估工具，以深入分析PLI与CI之间的关系。

参考文献:

[8] 潘晓东,徐俊,周辰,等.在老年人中简化蒙特利尔认知评估量表的初步尝试[J].中华老年心脑血管病杂志,2018,20(4):419-422.

[19]潘晓颖,陈国华,宁玉萍.麻痹性痴呆患者的脑电图特点与预后相关研究[J].临床神经病学杂志,2023,36(3):220-223.

[20]娄莹,周成林,陆颖之.不同体力活动水平大学生的生物运动工作记忆加工特征研究[J].首都体育学院学报,2019,31(4):364-369,384.

基金资助:国家自然科学基金(82000648);

文章来源:王敏,李作林.相位滞后指数与老年血液透析患者认知功能障碍的关系[J].中国血液净化,2023,22(12):905-908+924.