2型糖尿病導(dǎo)致大腦結(jié)構(gòu)和海馬功能連接改變的磁共振研究.pdf

1、第一部分、血壓正常2型糖尿病患者大腦結(jié)構(gòu)改變的VBM和TBSS研究
　　目的：2型糖尿病（Type2 diabetes mellitus,T2DM）是全身代謝性疾病，可造成多器官嚴(yán)重并發(fā)癥，其發(fā)病率逐年攀升。T2DM影響中樞神經(jīng)系統(tǒng)（Central nervous system,CNS），損害患者的認(rèn)知功能，很大一部分患者最終進(jìn)展為癡呆。因此，早期揭示T2DM患者CNS改變的神經(jīng)影像學(xué)特征，對于早期干預(yù)、延緩或預(yù)防認(rèn)知功能障礙具有

2、重要意義。
　　神經(jīng)影像學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，T2DM導(dǎo)致CNS的廣泛損害，包括大腦萎縮、腦白質(zhì)完整性受損以及腦血流改變等，這些改變往往與患者認(rèn)知功能下降顯著相關(guān)，為明確T2DM患者早期CNS損害提供了影像學(xué)依據(jù)。遺憾的是，國內(nèi)外大多數(shù)研究并未統(tǒng)一T2DM患者或健康對照的血壓背景，不能排除高血壓對大腦改變的影響。T2DM患者的高血壓發(fā)病率為血糖正常者的2倍，且高血壓發(fā)病年齡要比正常人提早約10年。此外，高血壓加重T2DM患者的腦血管損害，高

3、血壓合并T2DM患者的CNS結(jié)構(gòu)和功能損害更為嚴(yán)重，也更易出現(xiàn)認(rèn)知功能障礙。而納入具有高血壓背景的T2DM患者，并不能明確單純高血糖對大腦的損害。因此，迫切需要納入血壓正常的T2DM患者，揭示單純高血糖損害大腦的神經(jīng)影像學(xué)特征，并進(jìn)一步探討高血糖對雙側(cè)大腦的損害是否一致。
　　方法：本研究納入20名血壓正常T2DM患者和20名年齡、性別和教育程度匹配的健康對照。采用3.0T磁共振掃描儀采集大腦3D-T1WI結(jié)構(gòu)像和DTI數(shù)據(jù)，應(yīng)用

4、基于體素的形態(tài)學(xué)分析（Voxel-based morphometry,VBM）和基于纖維束示蹤的空間統(tǒng)計分析（Tract-based spatial statistics,TBSS）方法比較兩組受試的大腦體積，腦白質(zhì)各向異性分?jǐn)?shù)（Fractional anisotropy,FA）和平均擴(kuò)散系數(shù)（Mean diffusivity,MD）值的差異，以及兩組受試左右側(cè)大腦半球感興趣區(qū)平均FA值和MD值比值的差異。
　　結(jié)果：與健康對照相

5、比，血壓正常T2DM患者大腦體積未見顯著減少（P＞0.05）；TBSS結(jié)果顯示，雙側(cè)大腦半球白質(zhì)完整性廣泛受損，除胼胝體膝部和體部，與健康對照相比，在T2DM患者左側(cè)大腦半球的內(nèi)囊前肢、前上部輻射冠、扣帶束及上額枕束完整性受損最為顯著，F(xiàn)A值和MD值存在顯著差異（P＜0.05）；而右側(cè)大腦半球上輻射冠、后輻射冠、扣帶束及上縱束完整性受損最為顯著，存在顯著差異（P＜0.05）；雙側(cè)大腦半球上輻射冠MD值均升高，以左側(cè)升高更為顯著（P＜0.

6、05）。
　　結(jié)論：在血壓正常條件下，T2DM患者雙側(cè)大腦半球廣泛白質(zhì)區(qū)域完整性降低，以左側(cè)為著；相應(yīng)腦區(qū)的白質(zhì)完整性受損可能是T2DM導(dǎo)致認(rèn)知功能障礙的影像學(xué)基礎(chǔ)。
　　第二部分、認(rèn)知功能正常的2型糖尿病患者腦結(jié)構(gòu)與海馬功能性改變的研究
　　目的：T2DM加速大腦老化，導(dǎo)致患者出現(xiàn)輕度認(rèn)知功能障礙（Mild cognitive impairment,MCI），部分患者最終進(jìn)展為癡呆。因此，早期揭示T2DM患者M(jìn)CI的

7、神經(jīng)機(jī)制，對早期干預(yù)、預(yù)防或延緩MCI進(jìn)展為癡呆具有重要意義。以往研究證實，T2DM伴MCI患者，大腦發(fā)生廣泛的改變，為確診MCI提供了影像學(xué)依據(jù)。但是T2DM患者一旦發(fā)生MCI，一般病情不可逆轉(zhuǎn)，超過三分之一的患者在5年內(nèi)進(jìn)展為癡呆，失去了臨床干預(yù)的最佳時機(jī)。然而，即使T2DM早期患者認(rèn)知功能正常，高血糖長期作用于大腦，也可能會導(dǎo)致認(rèn)知功能相關(guān)腦區(qū)細(xì)微的結(jié)構(gòu)和功能改變。檢測這些細(xì)微改變，可以幫助我們將干預(yù)時機(jī)前移。因此，我們采用 TB

8、SS方法和靜息態(tài)功能連接分析方法，研究處于認(rèn)知功能正常階段的T2DM患者大腦海馬功能連接以及腦白質(zhì)纖維束的可能改變；并探討腦白質(zhì)與海馬功能連接改變之間是否具有相關(guān)性。
　　方法：本研究納入16例認(rèn)知功能正常的T2DM患者和24例年齡、性別和教育程度無差異的健康對照。采用3.0T磁共振掃描儀采集DTI數(shù)據(jù)和靜息態(tài)fMRI數(shù)據(jù)。所有受試者進(jìn)行簡易智能精神狀態(tài)檢查（Mini-mental state examination,MMSE）和

9、蒙特利爾認(rèn)知評估（Montreal cognitive assessment,MoCA）。應(yīng)用TBSS方法結(jié)合感興趣區(qū)（Regional of interest,ROI）分析方法比較兩組受試的大腦白質(zhì)FA值和MD值差異；應(yīng)用功能連接分析方法分別計算雙側(cè)海馬與全腦的功能連接系數(shù)，比較兩組受試者海馬功能連接的差異。
　　結(jié)果：兩組受試者M(jìn)MSE和MoCA認(rèn)知評分結(jié)果未見統(tǒng)計學(xué)差異（P＞0.05）。與健康對照相比，T2DM患者大腦體積未

10、見顯著改變，認(rèn)知相關(guān)的主要腦區(qū)體積未見顯著改變（P＞0.05）；TBSS結(jié)果顯示患者大腦白質(zhì)完整性受損，以胼胝體膝部、壓部、體部、雙側(cè)丘腦后輻射，左側(cè)前輻射冠改變最為顯著，F(xiàn)A值及MD值均顯著降低（P＜0.05）。功能連接分析顯示，與健康對照相比，T2DM患者左側(cè)海馬與前扣帶回、嗅皮質(zhì)、尾狀核和額葉皮質(zhì)等部位的功能連接降低；右側(cè)海馬功能連接降低與左側(cè)海馬相似（P＜0.05, AlphaSim校正），主要集中于額葉皮質(zhì)區(qū)；此外，T2DM患