慢性阻塞性肺病患者的决策功能研究

吕 志，江银玲，胡盼盼，王 璐，范晓云，杨万春

慢性阻塞性肺病(chronic obstructive pulmonary disease，COPD)是一种持续气流受限为主要特征的慢性疾病，长期气流受限会引起低氧伴或不伴有二氧化碳潴留，甚至会引起肺外多脏器的结构或功能受损，如肝、肾、心血管系统及中枢系统等损害[1]。长期慢性缺氧可引起额叶萎缩以及额叶相关的认知功能改变[2]，且认知功能受损的程度与COPD的病情密切相关。

近年来COPD患者认知功能的研究越来越受到重视，有研究表明COPD患者存在记忆、注意、执行等认知功能下降[3]，增加了住院时间和社会负担[4]。风险决策能力是社会认知功能重要组成部分，根据对环境信息的选择使自己获益最大。决策可分两种，一种是风险概率不清楚，实验者在实验过程中找到规律，这种决策称之为风险不明确情境下的决策；另外一种是既定的风险概率，赢的概率小获益大，概率大获益小，这种决策称为风险明确情境下的决策，常用骰子博弈试验(game of dice test，GDT)进行测查，此测验也用于前额叶损害患者[5]，目前尚未有COPD患者概率风险明确的决策功能的研究，该研究旨在通过GDT测查探讨COPD患者决策功能。

1 材料与方法

1.1 研究对象本研究收集了2018年2月～2019年6月在合肥市第二人民医院呼吸内科住院部和门诊明确的COPD患者。患者的诊断符合2017版《慢性阻塞性肺病全球倡导》[6]COPD临床诊断标准共34例，其中男性30例，女性4例，年龄61～81(69.86±5.14)岁，有以下几种情况需排除：① 有脑梗死、脑出血、脑炎、痴呆等神经系统疾病者；② 有严重肝肾功能不全、肿瘤及精神疾病者；③ 有严重视力、听力损害不能配合完成认知测验者；④ 有药物或酒精物质滥用或服用影响认知功能的药物者；⑤ 测查认知功能24 h内吸烟者。所有内科学检查由呼吸内科医生完成，所有认知功能测查由神经科医生完成。每位患者都进行了血气分析和肺功能检查，包括动脉氧分压(arterial oxygen partial pressure,PaO2)、动脉二氧化碳分压(arterial partial pressure of carbon dioxide,PaCO2)、动脉氧饱和度(arterial oxygen saturation,SaO2)、第一秒用力呼气量(forced expiratory volume in one second，FEV1)、用力肺活量(forced vital capacity，FVC)、FEV1/FVC。

选择30例年龄、性别、教育年限与COPD组相匹配的作为正常对照(healthy control，HC)组。其中男性25例，女性5例，排除标准同COPD组。本研究已通过合肥市第二人民医院伦理委员会批准，所有被试者均知情同意并签字。

1.2 研究方法

1.2.1GDT GDT任务是测试风险明确情景下决策认知功能。此测验是在实验室模拟掷骰子游戏，受试者猜可能出现的数字。然后点击开始按键，电脑会自动掷出1个数字，如果屏幕上出现的数字与受试者猜到的数字相同，就能赢得相应的赌资，具体选择组合见图1。其中，选择1个数字或2个数字的输的风险较高，称为风险选项；选择3个或4个数字的输的风险较低，称为安全选项。

此测验包含18次选择，赌资会显示在电脑的右上方。观察指标包括：安全选项和风险选项的次数、总资产和负反馈利用率。其中，负反馈利用率等于选择风险选项输钱之后转为选择安全选项的次数除以选择风险选项输钱的总次数[7]。

1.2.2神经心理学背景测试 蒙特利尔认知评估量表(montreal cognitive assessment，MoCA)用于筛查广泛认知功能，共30个题目总分30分，包括注意、记忆、执行功能、语言、视空间、抽象思维、计算七项认知功能；词汇流畅性测试(verbal fluency test, VFT)是让患者在1 min内说出尽可能多的动物，反应额叶执行功能；数字广度(digital span, DS)分为正背(forward)和倒背(backward)，测试者读出一串数字，受试者重复1遍(正序)，或者测试者读出一串数字，受试者倒着说出(倒序)，反映工作记忆能力及额叶执行功能。

1.3 统计学处理采用SPSS 22.0软件进行统计分析。两组4个风险概率比较使用重复测量方差分析(repeated measures analysis of variance, RMANOVA)，均数间两两比较LSD检验，安全选项、风险选项、负反馈利用率、总资产、年龄、教育年限及神经背景学测验使用独立样本t检验进行数据统计。采用线性回归的逐步回归法进行多变量的相关分析。P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 人口学资料和神经心理学背景测试结果COPD组与HC组在年龄、教育年限上的差异均无统计学意义(P>0.05)。与HC组比较，COPD组MoCA得分下降，差异有统计学意义(t=-5.999，P<0.001)；COPD组的词汇流畅性得分也较HC组减少(t=-2.159，P<0.001)；与HC组比较，COPD组的数字广度得分明显降低，差异有统计学意义(t=-4.162，-4.157，P<0.001)，具体见表1。

表1 COPD组和HC组在人口学资料和背景测试结果

2.2 GDT结果分析在GDT中，与HC组比较， COPD组更倾向于选择风险选项(F=-3.594，P=0.001)；与COPD组比较，HC组更倾向于选择安全选项，差异有统计学意义(F=3.586，P=0.001)。与COPD组比较，HC组更倾向于在输钱后暂时选择安全选项，两组负反馈利用率差异有统计学意义(F=-4.122，P<0.001)；COPD组的最后总资产通常是负值，而HC组都有盈利，两者的差异有统计学意义(F=-2.975，P=0.004)，见表2、图2。

图1 GDT指导语示意图

表2 COPD组和HC组在GDT任务测试结果

图2 COPD组和HC组在GDT中测试结果的比较

2.3 线性回归相关性分析相关分析结果表明，风险选项与负反馈利用率相关(t=3.611，P=0.001)。与病程、PaO2、PaCO2、FEV1、MoCA、DS、VFT均无相关(P>0.05)，见表3。

表3 风险选项与各个参数线性回归相关性分析结果

3 讨论

COPD患者机体常处于低氧状态，长期慢性缺氧会引起脑血管收缩导致血供减少和供氧不足，大脑皮层对低氧尤其敏感，大脑皮层中的额叶受损最为显著[8]。本研究显示COPD患者在进行概率明确的风险决策任务时，表现更偏好于风险选项，且在输钱后仍然倾向于风险选择(高获益高风险)，这种偏好与负反馈利用率相关，而HC组更倾向于在输钱后暂时选择安全选项。COPD组的最后总资产通常是负值，而HC组都有盈利，提示COPD患者的决策能力下降。

脑损伤和脑功能磁共振研究表明，额叶参与风险决策的认知功能加工[9]。COPD患者急性发作期PaCO2升高，PaO2降低和电解质紊乱，导致脑组织低氧，引起脑水肿，从而造成中枢系统损害，引起脑功能损害导致认知功能障碍。COPD慢性缺氧基础上氧化应激，产生炎症因子，这种状态下神经元细胞易对白细胞介素-17、肿瘤坏死因子等炎症因子发生反应，导致神经细胞和脑功能的损害[10]。另一方面，脑功能磁共振默认网络功能研究[11]表明COPD 患者额叶、扣带回、海马等脑区功能连接值降低，默认网络存在异常。既往的研究[12]提示重度COPD患者存在社会功能损害。另有研究[13]显示COPD 患者扣带回与前额叶皮质功能连接减低，可能是导致社会决策能力认知受损的主要原因。本研究表明COPD患者存在社会功能的风险决策能力受损，可能与长期慢性缺氧引起的脑功能改变有关。

本研究表明，与HC组比较，其整体认知功能MoCA以及反应执行功能的词汇流畅性、数字广度得分均降低，提示COPD患者整体认知功能下降，执行功能下降最为显著。COPD患者存在广泛认知功能损害，而这种损害存在认知领域特异性，Cleutjens et al[14]使用认知神经心理学成套量表对COPD患者在处理速度、工作记忆、计划和认知灵活性方面进行测查，发现COPD患者的处理速度、计划、认知灵活性等与额叶相关的认知功能损害更严重，与本研究结果一致。

既往研究[10]表明COPD患者认知功能损害与多种因素相关。本研究进行相关分析并未发现决策能力与病程、PaO2、PaCO2、FEV1以及其他认知功能相关，可能与本研究选择多为稳定期患者其血氧及二氧化碳水平多处于正常或者病例数偏少有关。但本研究发现，COPD患者决策功能下降与负反馈利用率相关，提示COPD患者在是输钱后不能及时转换为安全选项，导致总资产为负值。