陳志曄，李金鋒，孫 杰，馬 林

中國人民解放軍總醫(yī)院放射科，北京100853

糖尿病是一種常見的代謝性疾病，通常導(dǎo)致進(jìn)行性的終末器官損害，對于神經(jīng)系統(tǒng)通常導(dǎo)致認(rèn)知功能的下降［1］，前期基于體素的腦形態(tài)學(xué) (voxel-based morphometry，VBM)研究顯示2型糖尿病患者可以表現(xiàn)為右側(cè)顳葉灰質(zhì)及白質(zhì)的萎縮［2］，進(jìn)一步證實了2型糖尿病患者腦部損傷的存在。2型糖尿病患者通常會伴發(fā)慢性高血糖，導(dǎo)致腦內(nèi)微血管的損害，在常規(guī)影像學(xué)上可表現(xiàn)為腦白質(zhì)缺血灶的產(chǎn)生。本研究對2型糖尿病患者各腦區(qū)皮層下白質(zhì)的體積以及胼胝體的體積進(jìn)行研究，并對胰島素治療后的體積變化進(jìn)行評估。

對象和方法

對象 從我院糖尿病門診共招募序貫2型糖尿病患者25例，其中16例符合入組標(biāo)準(zhǔn)，年齡47～70歲，平均(61.2±8.0)歲;病程7～30年，平均 (13.2±5.6)年。其中6例患有高血壓，病程為2～30年，平均 (5.7±9.4)年。

入組標(biāo)準(zhǔn):(1)空腹血糖大于7.0 mmol/L;(2)口服葡萄糖耐量試驗2 h血糖大于11.1 mmol/L;(3)既往診斷過2型糖尿病。

基線排除標(biāo)準(zhǔn):(1)既往接受過胰島素治療;(2)既往患有癡呆; (3)大血管并發(fā)癥 (腦梗死或腦軟化灶);(4)顱腦外傷;(5)中樞神經(jīng)系統(tǒng)炎性病變;(6)近期服用過精神活性藥物或激素。

腦萎縮判定標(biāo)準(zhǔn)采用10級度量法:主要依據(jù)腦室的大小及腦溝的寬度分為10級，0級為正常，9級為明顯萎縮［3］。0級和1級患者入組，其他腦萎縮級別的患者被排除。

腦白質(zhì)損傷判定標(biāo)準(zhǔn)采用10級度量法:0級為正常，1級為幾乎看不到腦白質(zhì)病變，9級為融合性白質(zhì)病變［3］。0級和1級患者入組，其他級別患者被排除。

16例2型糖尿病患者中11例接受胰島素 (混合重組賴脯魚精蛋白鋅人胰島素，Lilly France S.A.S)治療1年。初始胰島素劑量為0.4～0.6 IU/(kg·d)(早飯前50%，晚飯前50%)。根據(jù)餐前血糖調(diào)整胰島素劑量，初始4周每周監(jiān)測兩次血糖，隨后的8周內(nèi)每2周監(jiān)測1次血糖。如果餐前血糖低于4.4 mmol/L，胰島素總劑量減去2 IU;如果餐前血糖位于4.4～6.1 mmol/L，維持胰島素總劑量不變;如果餐前血糖位于6.2～7.8 mmol/L，胰島素總劑量增加2 IU;如果餐前血糖位于7.9～10 mmol/L，胰島素總劑量增加4 IU;如果餐前血糖大于10 mmol/L，胰島素總劑量增加6 IU。在隨后的9個月內(nèi)，胰島素總劑量保持不變，必要時監(jiān)測血糖。

所有糖尿病患者均為右利手，接受體重指數(shù) (body mass index，BMI)、空腹血糖 (fasting blood glucose，F(xiàn)BG)、糖化血紅蛋白(glycosylated haemoglobin，HbA1c)、總膽固醇 (total cholesterol，TC)、三酰甘油、尿蛋白(urine protein，UP)、肌酐清除率 (creatinine clearance rate，Ccr)和簡明精神量表 (mini-mental status examination，MMSE)評估［4］。

從患者家屬及社會招募16名健康志愿者，年齡52～73歲，平均 (59.6±7.0)歲，性別絕對匹配。排除標(biāo)準(zhǔn)同上，所有志愿者無高血壓病史。

所有受試者均為右利手，并進(jìn)行MMSE除外癡呆。所有受試者均簽署知情同意書。

數(shù)據(jù)采集 磁共振成像數(shù)據(jù)采用3.0 T超導(dǎo)磁共振 機 (GE Medical System，Milwaukee，Wisconsin，USA)和8通道頭顱相控陣列表面線圈進(jìn)行采集，梯度場40 mT/m，梯度切換率150 mT/(m·s)。橫軸位液體衰減翻轉(zhuǎn)恢復(fù) (fluid attenuated inversion recovery，F(xiàn)LAIR)序列掃描，平行于前聯(lián)合-后聯(lián)合線，參數(shù)為重復(fù)時間/回波時間/反轉(zhuǎn)時間=9602/108/2400 ms，層厚=5 mm，間隔=1 mm，層數(shù)=22，視野=24 cm×24 cm，矩陣=320×224，采集次數(shù)=1.0。結(jié)構(gòu)像掃描采用三維 (3D)快速擾相梯度回波采集全腦結(jié)構(gòu)像，包含頭皮，參數(shù)為:重復(fù)時間/回波時間/反轉(zhuǎn)時間 =6.3/2.8/450 ms，層厚 =1.0 mm，間隔 =0 mm，層數(shù)=118，視野=24 cm×24 cm，矩陣=256×256，層面內(nèi)分辨率 0.9375×0.9375，采集次數(shù) =1.0。所有受試者均采用相同的掃描序列。掃描均由1名操作熟練的放射科醫(yī)生掃描。掃描前用海綿墊固定受試者頭部，并告知受試者掃描過程中保持頭部靜止。

圖像分析 將原始資料傳輸至PACS系統(tǒng)，對常規(guī)影像進(jìn)行觀察，除外腦內(nèi)有明確梗死、腦白質(zhì)損傷、腫瘤等影響腦結(jié)構(gòu)測量的受試者。3D結(jié)構(gòu)像利用freesurfer軟件 (4.3.0版本)進(jìn)行自動測量［5］，運行環(huán)境為Linux 2.6.15-2.5。對自動測量后的數(shù)據(jù)進(jìn)行查對，如去頭皮、灰質(zhì)及白質(zhì)分割、膨脹及分割后的組織進(jìn)行檢查，并對分割錯誤的點進(jìn)行修補之后重新進(jìn)行計算。分割后的皮層下白質(zhì)及胼胝體見圖1、2。

圖1 皮層下白質(zhì)分割圖，雙側(cè)顏色相同的腦區(qū)為同一類型腦區(qū)Fig 1 The segment of subcortical white matter and the bilateral region with same color was the identical brain region

圖2 胼胝體分割圖，從左至右依次為胼胝體后部、中后部、中央部、中前部及前部Fig 2 The segment of corpus callosum and the posterior，postmedian，central，median anterior and anterior part of corpus callosum are shown from left to right

統(tǒng)計學(xué)處理 統(tǒng)計分析軟件采用SPSS 19.0。一般資料采用描述性統(tǒng)計，結(jié)果用ˉ±s表示。年齡、MMSE、灰質(zhì)體積 (gray matter volume，GMV)、白質(zhì)體積 (white mater volume，WMV)和腦實質(zhì)體積 (brain parenchyma volume，BPV)采用t檢驗，P＜0.05為差異具有統(tǒng)計學(xué)意義。BMI由于方差不齊采用Welch檢驗。16例2型糖尿病患者與16例健康對照皮層下白質(zhì)體積及胼胝體體積采用協(xié)方差分析，年齡及BMI為協(xié)變量，P＜0.05為差異具有統(tǒng)計學(xué)意義，如果交互作用P＞0.05則排除。11例隨訪患者皮層下白質(zhì)體積及胼胝體體積采用配對t檢驗，P＜0.05為差異具有統(tǒng)計學(xué)意義。

結(jié) 果

臨床特征 16例2型糖尿病患者平均病程 (13.2±5.6)年，平均HbA1c(8.4±1.7)mmol/L;與16名正常對照相比，性別絕對匹配，年齡、BMI及MMSE兩組差異無統(tǒng)計學(xué)意義 (P＞0.05)。11例2型糖尿病患者僅接受胰島素治療1年，包括男性3例、女性8例，年齡47～75歲，平均年齡 (61.2±8.3)歲，病程7～30年，平均病程 (13.9±6.5)年 (基線水平)。11例患者中3例有高血壓病史，病程2～30年，平均4.7年。在基線水平及隨訪水平，兩組年齡、BMI、MMSE分?jǐn)?shù)、病程、FBG、HbA1c、總膽固醇、尿蛋白、Ccr差異無統(tǒng)計學(xué)意義 (P＞0.05)，隨訪水平三酰甘油含量較基線水平明顯降低 (P＜0.05)(表1)。

全腦皮層下白質(zhì)體積 2型糖尿病患者雙側(cè)皮層下白質(zhì)體積 ［左側(cè):(205.19±26.11)ml;右側(cè):(205.27±26.04)ml)］及總皮層下白質(zhì)體積 (410.47±52.00)ml較對照組雙側(cè)皮層下白質(zhì)體積［左側(cè):(224.76±20.46)ml;右側(cè):(227.89 ±20.20)ml］及皮層下白質(zhì)總體積 (452.66±40.42)ml呈降低趨勢(P＞0.05)。經(jīng)胰島素治療1年后，雙側(cè)皮層下白質(zhì)體積及皮層下白質(zhì)總體積兩組差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P＞0.05)(表2)。

額葉皮層下白質(zhì)體積 2型糖尿病患者雙側(cè)額中回尾側(cè) ［左側(cè):(5.47±0.72)ml;右側(cè):(4.89±0.85)ml］及額葉島蓋部 ［左側(cè):(2.98±0.55)ml;右側(cè):(2.68±0.35)ml］皮層下白質(zhì)體積較對照組額中回尾側(cè) ［左側(cè):(6.34±0.80)ml;右側(cè):(5.71±0.85)ml］及額葉島蓋部 ［左側(cè):(3.56±0.73)ml;右側(cè):(3.27±0.58)ml)］顯著減小，其他腦區(qū) (外側(cè)額葉眶回、內(nèi)側(cè)額葉眶回、中央旁回、額葉眶部、額葉三角部、中央前回、額中回吻側(cè)、額上回及額極)皮層下白質(zhì)體積兩組差異無統(tǒng)計學(xué)意義 (P＞0.05)。對11例接受胰島素治療1年的2型糖尿病患者測量額葉皮層下白質(zhì)，結(jié)果顯示左側(cè)內(nèi)側(cè)額葉眶回及右側(cè)額中回吻側(cè)皮層下白質(zhì)體積較對照組增加 (P＜0.05)，而雙側(cè)中央旁回及右側(cè)額上回皮層下白質(zhì)體積較對照組減少 (P＜0.05)(表3)。

表1 2型糖尿病患者基線及隨訪水平臨床特征 (±s)Table 1 The clinical characteristics of type 2 diabetes mellitus at baseline and follow-up levels(±s)

表1 2型糖尿病患者基線及隨訪水平臨床特征 (±s)Table 1 The clinical characteristics of type 2 diabetes mellitus at baseline and follow-up levels(±s)

與基線相比，aP=0.003aP=0.003 compared with baseline

時間Time 例數(shù) (女性/男性)No.(Female/Male)年齡 (歲)Age(year)體重指數(shù)Body mass index(kg/mm2)簡明精神量表Mini-mental status examination病程 (年)Duration(year)空腹血糖Fasting blood glucose(mmol/L)基線Baseline 11(8/3)61.2±8.3 25.4±4.1 25.5±1.7 13.9±6.5 9.9±2.4隨訪Follow-up 11(8/3)62.2±8.3 24.7±3.5 23.4±5.0 14.9±6.5 7.4±2.2肌酐清除率Creatinine clearance rate(ml/min)基線Baseline 8.3±1.9 5.55±1.13 2.51±1.44 1.455±時間Time糖化血紅蛋白Glycosylated haemoglobin(mmol/L)總膽固醇Total cholesterol(mmol/L)三酰甘油Triglyceride(mmol/L)尿蛋白Urine protein(mg/dl)1.369±2.332 108.38±31.18

表2 2型糖尿病患者基線及隨訪水平皮層下白質(zhì)體積比較 (±s，ml)Table 2 The total volumes of subcorticla white matter in patients with type 2 diabets mellitus at baseline and follow-up levels(x-± s，ml)

表2 2型糖尿病患者基線及隨訪水平皮層下白質(zhì)體積比較 (±s，ml)Table 2 The total volumes of subcorticla white matter in patients with type 2 diabets mellitus at baseline and follow-up levels(x-± s，ml)

*為協(xié)方差分析，年齡及體重指數(shù)為協(xié)變量*analysis of covariance，age and body mass index as concomitant variables

?

表3 2型糖尿病患者額葉基線及隨訪水平皮層下白質(zhì)體積比較 (±s，ml)Table 3 Comparison of subcortical white matter volume of frontal lobe in the patients with type 2 diabetes mellitus between baseline and follow-up levels(±s，ml)

表3 2型糖尿病患者額葉基線及隨訪水平皮層下白質(zhì)體積比較 (±s，ml)Table 3 Comparison of subcortical white matter volume of frontal lobe in the patients with type 2 diabetes mellitus between baseline and follow-up levels(±s，ml)

ROI-02:額中回尾側(cè);ROI-10:外側(cè)額葉眶回;ROI-12:內(nèi)側(cè)額葉眶回;ROI-15:中央旁回;ROI-16:額葉島蓋部;ROI-17:額葉眶部;ROI-18:額葉三角部;ROI-22:中央前回;ROI-25:額中回吻側(cè);ROI-26:額上回;ROI-30:額極ROI-02:caudal middle frontal gyrus;ROI-10:lateral orbitofrontal gyrus;ROI-12:medial orbitofrontal gyrus;ROI-15:paracentral gyrus;ROI-16:pars opercularis;ROI-17:pars orbitalis;ROI-18:pars triangularis;ROI-22:precentral gyrus;ROI-25:rostral middle frontal gyrus;ROI-26:superior frontal gyrus;ROI-30:frontal pole

左側(cè)(Left hemisphere)右側(cè)(Right hemisphere)解剖學(xué)區(qū)域Anatomic region t值P值t值P值Pvalue ROI-02 5.52±0.83 5.52±0.97 －0.01 0.99 5.03±0.06 0.42±0.25 －1.34 0.21.76 4.73±0.89 2.28 0.05 ROI-10 5.78±0.96 5.58±0.85 1.28 0.23 5.81±0.71 5.60±0.79 1.41 0.19 ROI-12 3.52±0.90 3.98±0.66 －2.59 0.03 3.19±0.33 3.58±0.96 －1.63 0.13 ROI-15 3.54±0.50 3.16±0.55 2.44 0.04 4.28±0.73 3.83±0.78 2.81 0.02 ROI-16 3.06±0.59 3.12±0.98 －1.19 0.26 2.79±0.36 2.70±0.33 1.96 0.08 ROI-17 0.83±0.21 0.82±0.23 0.26 0.80 1.06±0.19 1.02±0.19 1.59 0.14 ROI-18 2.64±0.44 2.69±0.45 －1.27 0.23 3.11±0.52 3.19±0.54 －0.73 0.48 ROI-22 11.65±1.52 11.29±2.08 1.03 0.33 11.94±1.66 11.55±2.08 1.53 0.16 ROI-25 11.21±1.90 11.49±1.88 －1.03 0.33 11.19±1.98 11.50±1.92 －2.44 0.04 ROI-26 15.38±1.76 15.63±2.06 －1.25 0.24 15.39±1.77 14.93±1.78 2.95 0.02 ROI-30 0.25±0.07 0.25±0.06 －0.47 0.65 0.32±0基線Baseline隨訪Follow-up t value Pvalue基線Baseline隨訪Follow-up t value

頂葉各腦區(qū)皮層下白質(zhì)體積 2型糖尿病患者右側(cè)頂下回皮層下白質(zhì)體積 (8.98±1.15)ml顯著小于對照組 (10.94±1.39)ml(P＜0.05)，其他腦區(qū)(中央后回、頂上回及緣上回)皮層下白質(zhì)體積兩組差異無統(tǒng)計學(xué)意義 (P＞0.05)(表4)。胰島素治療1年后復(fù)查顯示右側(cè)頂下回皮層下白質(zhì)體積顯著增加(P＜0.05)，其他頂葉皮層下白質(zhì)體積胰島素治療前后差異無統(tǒng)計學(xué)意義 (P＞0.05)(表5)。

枕葉各腦區(qū)皮層下白質(zhì)體積 2型糖尿病患者枕葉各腦區(qū) (楔葉、枕外側(cè)回、舌回、距狀回及楔前葉)皮層下白質(zhì)體積與對照組差異無統(tǒng)計學(xué)意義 (P＞0.05)(表6)。隨訪水平2型糖尿病患者右側(cè)舌回皮層下白質(zhì)體積較基線水平顯著增加，而右側(cè)楔前葉皮層下白質(zhì)體積較基線水平顯著減低 (P＜0.05)(表7)。

表4 2型糖尿病患者與對照組頂葉各腦區(qū)皮層下白質(zhì)體積比較 (±s，ml)Table 4 Comparison of subcortical white matter volume of parietal lobe between patients with type 2 diabetes mellitus and normal controls(x-± s，ml)

表4 2型糖尿病患者與對照組頂葉各腦區(qū)皮層下白質(zhì)體積比較 (±s，ml)Table 4 Comparison of subcortical white matter volume of parietal lobe between patients with type 2 diabetes mellitus and normal controls(x-± s，ml)

ROI-06:頂下回;ROI-20:中央后回;ROI-27:頂上回;ROI-29:緣上回;T2DM:2型糖尿病;NC:正常對照ROI-06:inferior parietal gyrus;ROI-20:postcentral gyrus;ROI-27:superior parietal gyrus;ROI-29:supramarginal gyrus;T2DM:type 2 diabetes mellitus;NC:normal control

左側(cè)(Left hemisphere)右側(cè)(Right hemisphere)解剖學(xué)區(qū)域Anatomic region P值P值Pvalue ROI-06 8.48±1.35 9.52±0.86 1.45 0.24 8.98±1.T2DM NC F值F value Pvalue T2DM NC F值F value 93 8.23±1.23 0.97 0.33 15 10.94±1.39 9.16 0.01 ROI-20 6.33±0.76 6.80±0.94 1.22 0.28 6.15±0.83 6.92±0.87 3.94 0.06 ROI-27 10.48±1.11 11.52±1.34 2.14 0.16 9.86±0.87 10.58±1.15 2.54 0.12 ROI-29 7.43±1.03 8.28±1.06 1.76 0.20 7.54±0.

表5 2型糖尿病患者基線與隨訪水平頂葉皮層下白質(zhì)體積比較 (±s，ml)Table 5 Comparison of subcortical white matter volume of parietal lobe in the patients with type 2 diabetes mellitus between baseline and follow-up levels(±s，ml)

表5 2型糖尿病患者基線與隨訪水平頂葉皮層下白質(zhì)體積比較 (±s，ml)Table 5 Comparison of subcortical white matter volume of parietal lobe in the patients with type 2 diabetes mellitus between baseline and follow-up levels(±s，ml)

左側(cè)(Left hemisphere)右側(cè)(Right hemisphere)解剖學(xué)區(qū)域Anatomic region t值P值t值P值Pvalue ROI-06 8.63±1.51 8.75±2.01 －0.38 0.72 9.18±1基線Baseline隨訪Follow-up t value Pvalue基線Baseline隨訪Follow-up t value.28 10.28±1.97 －2.55 0.03 ROI-20 6.52±0.80 6.48±0.90 0.40 0.70 6.34±0.77 6.44±0.79 －1.31 0.22 ROI-27 10.61±1.12 10.79±1.57 －0.56 0.59 10.05±0.85 10.35±1.65 －1.03 0.33 ROI-29 7.66±0.92 7.70±0.89 －0.15 0.88 7.72±0.83 7.72±1.04 0.02 0.99

表6 2型糖尿病患者與對照組枕葉各腦區(qū)皮層下白質(zhì)體積比較 (±s，ml)Table 6 Comparison of subcortical white matter volume of occipital lobe between patients with type 2 diabetes mellitus and normal controls(x-± s，ml)

表6 2型糖尿病患者與對照組枕葉各腦區(qū)皮層下白質(zhì)體積比較 (±s，ml)Table 6 Comparison of subcortical white matter volume of occipital lobe between patients with type 2 diabetes mellitus and normal controls(x-± s，ml)

ROI-03:楔葉;ROI-09:枕外側(cè)回;ROI-11:舌回;ROI-19:距狀旁回;ROI-23:楔前葉ROI-03:cuneus;ROI-09:latera loccipital gyrus;ROI-11:lingual gyrus;ROI-19:pericalcarine gyrus;ROI-23:precuneus

左側(cè)(Left hemisphere)右側(cè)(Right hemisphere)解剖學(xué)區(qū)域Anatomic region P值P值Pvalue ROI-03 2.03±0.47 2.19±0.42 0.22 0.64 2.06±0.T2DM NC F值F value Pvalue T2DM NC F值F value 01 9.39±1.22 1.12 0.30 48 2.48±0.46 2.89 0.10 ROI-09 7.83±1.28 8.30±1.42 0.50 0.49 7.86±1.45 8.27±1.18 0.09 0.77 ROI-11 4.86±0.94 5.32±1.18 0.02 0.88 5.14±1.06 5.76±1.22 0.46 0.50 ROI-19 2.75±0.82 2.98±0.57 0.29 0.59 3.00±0.85 3.39±0.69 0.28 0.60 ROI-23 7.86±0.93 8.76±1.28 3.15 0.09 8.78±1.

表7 2型糖尿病患者基線及隨訪水平枕葉皮層下白質(zhì)體積比較 (±s，ml)Table 7 Comparison of subcortical white matter volume of occipital lobe in patients with type 2 diabetes mellitus between baseline and follow-up levels(±s，ml)

表7 2型糖尿病患者基線及隨訪水平枕葉皮層下白質(zhì)體積比較 (±s，ml)Table 7 Comparison of subcortical white matter volume of occipital lobe in patients with type 2 diabetes mellitus between baseline and follow-up levels(±s，ml)

左側(cè)(Left hemisphere)右側(cè)(Right hemisphere)解剖學(xué)區(qū)域Anatomic region t值P值t值P值Pvalue ROI-03 2.16±0.49 2.00±0.58 1.04 0.32 2.17±0.基線Baseline隨訪Follow-up t value Pvalue基線Baseline隨訪Follow-up t value 53 2.14±0.55 0.17 0.87 ROI-09 8.18±1.07 7.80±0.94 1.54 0.16 8.26±1.49 7.85±1.25 1.48 0.17 ROI-11 4.94±1.04 5.08±0.76 －0.78 0.45 5.35±1.15 5.77±1.19 －2.55 0.03 ROI-19 2.84±0.86 2.81±0.64 0.16 0.88 3.05±0.88 3.19±0.69 －0.83 0.42 ROI-23 8.04±0.95 7.93±0.92 0.67 0.52 9.08±0.88 8.86±0.87 3.79 0.00

顳葉各腦區(qū)皮層下白質(zhì)體積 2型糖尿病患者右側(cè)顳下回、顳中回及左側(cè)顳橫回皮層下白質(zhì)較對照組顯著減小 (P＜0.05)，其他腦區(qū) (梭狀回、顳上回及顳極)皮層下白質(zhì)體積兩組差異無統(tǒng)計學(xué)意義 (P＞0.05)(表8)。隨訪水平2型糖尿病患者右側(cè)顳下回、顳中回及左側(cè)顳橫回皮層下白質(zhì)體積較基線水平顯著增高 (P＜0.05)，其他顳葉腦區(qū) (梭狀回、顳上回及顳極)皮層下白質(zhì)體積基線與隨訪水平差異無統(tǒng)計學(xué)意義 (P＞0.05)(表9)。

邊緣系統(tǒng)及島葉皮層下白質(zhì)體積 2型糖尿病患者邊緣系統(tǒng) (前扣帶回吻側(cè)、前扣帶回尾側(cè)、扣帶回狹部、后扣帶回、內(nèi)嗅皮層、海馬旁回)及島葉皮層下白質(zhì)體積兩組差異無統(tǒng)計學(xué)意義 (P＞0.05)(表10)。隨訪水平左側(cè)內(nèi)嗅皮層及右側(cè)島葉皮層下白質(zhì)體積較基線水平顯著增加 (P＜0.05)，其他腦區(qū)差異無統(tǒng)計學(xué)意義 (P＞0.05)(表11)。

表8 2型糖尿病患者與對照組顳葉各腦區(qū)皮層下白質(zhì)體積比較 (±s，ml)Table 8 Comparison of subcortical white matter volume of temporal lobe between patients with type 2 diabetes mellitus and normal controls(x-± s，ml)

表8 2型糖尿病患者與對照組顳葉各腦區(qū)皮層下白質(zhì)體積比較 (±s，ml)Table 8 Comparison of subcortical white matter volume of temporal lobe between patients with type 2 diabetes mellitus and normal controls(x-± s，ml)

ROI-05:梭狀回;ROI-07:顳下回;ROI-13:顳中回;ROI-28:顳上回;ROI-31:顳極;ROI-32:顳橫回ROI-05:fusiform gyrus;ROI-07:inferior temporal gyrus;ROI-13:middle temporal gyrus;ROI-28:superior temporal gyrus;ROI-31:temporal pole;ROI-32:transverse temporal gyrus

左側(cè)(Left hemisphere)右側(cè)(Right hemisphere)解剖學(xué)區(qū)域Anatomic region P值P值Pvalue ROI-05 5.53±0.75 5.95±0.79 0.47 0.50 5.03±0.T2DM NC F值F value Pvalue T2DM NC F值F value 11 0.63±0.16 1.31 0.26 97 5.93±1.00 1.66 0.21 ROI-07 5.06±0.94 5.52±0.78 0.41 0.53 4.09±0.60 5.01±0.52 8.94 0.01 ROI-13 4.23±0.95 4.50±0.54 0.11 0.74 4.68±0.75 5.49±0.79 4.10 0.05 ROI-28 6.41±0.90 7.02±0.82 1.99 0.17 5.89±0.83 6.44±0.78 3.13 0.09 ROI-31 0.63±0.09 0.62±0.10 0.87 0.36 0.62±0.19 0.68±0.25 0.16 0.69 ROI-32 0.76±0.13 0.92±0.16 9.38 0.01 0.60±0.

表9 2型糖尿病患者基線與隨訪水平顳葉皮層下白質(zhì)體積比較 (±s，ml)Table 9 Comparison of subcortical white matter volume of temporal lobe in the patients with type 2 diabetes mellitus between baseline and follow-up levels(±s，ml)

表9 2型糖尿病患者基線與隨訪水平顳葉皮層下白質(zhì)體積比較 (±s，ml)Table 9 Comparison of subcortical white matter volume of temporal lobe in the patients with type 2 diabetes mellitus between baseline and follow-up levels(±s，ml)

左側(cè)(Left hemisphere)右側(cè)(Right hemisphere)解剖學(xué)區(qū)域Anatomic region t值P值t值P值Pvalue ROI-05 5.63±0.77 5.78±0.97 －0.78 0.45 5.20±1基線Baseline隨訪Follow-up t value Pvalue基線Baseline隨訪Follwo-up t value.11 5.71±1.42 －2.40 0.04 ROI-07 5.22±0.92 5.53±1.36 －1.20 0.26 4.16±0.57 4.79±1.08 －2.75 0.02 ROI-13 4.38±1.00 4.74±1.48 －2.06 0.07 4.88±0.80 5.21±1.08 －2.10 0.06 ROI-28 6.61±0.84 6.72±1.11 －0.89 0.39 6.04±0.83 6.08±0.91 －0.36 0.73 ROI-31 0.63±0.08 0.72±0.17 －2.47 0.03 0.65±0.21 0.65±0.15 －0.00 1.00 ROI-32 0.78±0.13 0.74±0.14 1.16 0.28 0.60±0.10 0.59±0.14 0.26 0.80

表10 2型糖尿病患者與對照邊緣系統(tǒng)及島葉皮層下白質(zhì)體積比較 (±s，ml)Table 10 Comparison of subcortical white matter volume of limbic system between patients with type 2 diabetes mellitus and normal controls(x-± s，ml)

表10 2型糖尿病患者與對照邊緣系統(tǒng)及島葉皮層下白質(zhì)體積比較 (±s，ml)Table 10 Comparison of subcortical white matter volume of limbic system between patients with type 2 diabetes mellitus and normal controls(x-± s，ml)

ROI-01:前扣帶回尾側(cè);ROI-04:內(nèi)嗅皮層;ROI-08:扣帶回狹部;ROI-14:海馬旁回;ROI-21:后扣帶回;ROI-24:前扣帶回吻側(cè);ROI-33:島葉ROI-01:caudal anterior cingulate gyrus;ROI-04:entorhinal cortex;ROI-08:isthmus cingulate gyrus;ROI-14:parahippocampal gyrus;ROI-21:posterior cingulate gyrus;ROI-24:rostral anterior cingulate gyrus;ROI-33:insular lobe

左側(cè)(Left hemisphere)右側(cè)(Right hemisphere)解剖學(xué)區(qū)域Anatomic region P值P值Pvalue ROI-01 2.53±0.33 2.59±0.22 0.00 0.98 2.52±0.T2DM NC F值F value Pvalue T2DM NC F值F value 04 8.61±0.78 0.08 0.79 54 2.86±0.34 2.70 0.11 ROI-04 0.58±0.27 0.65±0.25 0.07 0.79 0.58±0.48 0.51±0.13 0.88 0.36 ROI-08 3.31±0.31 3.56±0.56 2.03 0.17 3.26±0.39 3.34±0.47 0.67 0.42 ROI-14 1.50±0.25 1.71±0.53 1.42 0.24 1.42±0.23 1.59±0.27 0.29 0.59 ROI-21 3.94±0.48 4.15±0.36 0.50 0.48 3.80±0.44 3.88±0.45 0.05 0.82 ROI-24 2.41±0.30 2.53±0.46 0.37 0.55 1.77±0.26 1.96±0.33 0.10 0.75 ROI-33 8.17±0.81 8.70±0.64 1.66 0.21 8.41±1.

胼胝體體積 2型糖尿病患者胼胝體各部 (后部、中后部、中央部、中前部、前部)及胼胝體總體積與對照組相比呈下降趨勢，但差異無統(tǒng)計學(xué)意義 (P＞0.05)(表12)。胰島素治療1年后，2型糖尿病患者胼胝體各部及總體均小于治療前水平，但僅中后部體積差異具有統(tǒng)計學(xué)意義 (P＜0.05)(表13)。

討 論

糖尿病是一種常見的以慢性高血糖為特征的代謝性疾病，可導(dǎo)致進(jìn)行性的終末器官損害，包括心血管系統(tǒng)、腎臟、眼及周圍和中樞神經(jīng)系統(tǒng)。對于糖尿病的中樞神經(jīng)系統(tǒng)損害，通常表現(xiàn)為認(rèn)知功能的下降［1］?？v向研究結(jié)果表明2型糖尿病患者與一般人群相比有較大發(fā)展為認(rèn)知功能損害的風(fēng)險［6］。

腦影像學(xué)及影像分析技術(shù)的發(fā)展為探索糖尿病腦的變化提供了契機。基于傳統(tǒng)的磁共振影像，2型糖尿病患者的某些腦區(qū)可以看到腦萎縮改變，在T2-FLAIR上可以觀察到明顯腦白質(zhì)病變 (呈高信號)［7］。一個系統(tǒng)綜述［8］采用分級 (rating scales)［9］的方法研究表面2型糖尿病患者與腦萎縮之間有一定的相關(guān)性。一個基于人群的隊列研究表明2型糖尿病患者會出現(xiàn)腦室的增大［10］，另外也有研究表明2型糖尿病患者會出現(xiàn)顳葉的萎縮［11］。但是對于無明顯腦萎縮的2型糖尿病患者，采用分級的方法很難觀察到腦部細(xì)微結(jié)構(gòu)的變化。

表11 2型糖尿病患者基線與隨訪水平邊緣系統(tǒng)及島葉皮層下白質(zhì)體積比較 (±s，ml)Table 11 Comparison of subcortical white matter volume of limbic system in the patients with type 2 diabetes mellitus between baseline and follow-up levels(±s，ml)

表11 2型糖尿病患者基線與隨訪水平邊緣系統(tǒng)及島葉皮層下白質(zhì)體積比較 (±s，ml)Table 11 Comparison of subcortical white matter volume of limbic system in the patients with type 2 diabetes mellitus between baseline and follow-up levels(±s，ml)

左側(cè)(Left hemisphere)右側(cè)(Right hemisphere)解剖學(xué)區(qū)域Anatomic region t值P值t值P值Pvalue ROI-01 2.57±0.28 2.57±0.51 －0.01 1.00 2.61±0基線Baseline隨訪Follow-up t value Pvalue基線Baseline隨訪Follow-up t value.63 2.60±0.58 0.19 0.86 ROI-04 0.57±0.28 0.69±0.23 －2.33 0.04 0.62±0.56 0.60±0.19 0.15 0.88 ROI-08 3.30±0.31 3.25±0.32 0.81 0.44 3.30±0.41 3.16±0.45 1.57 0.15 ROI-14 1.48±0.27 1.59±0.26 －1.77 0.11 1.48±0.25 1.52±0.28 －0.85 0.42 ROI-21 4.13±0.38 4.08±0.34 0.73 0.48 3.91±0.39 3.93±0.47 －0.21 0.84 ROI-24 2.55±0.25 2.30±0.49 1.75 0.11 1.78±0.25 1.88±0.28 －1.55 0.15 ROI-33 8.43±0.66 8.75±1.32 －0.97 0.36 8.70±1.03 9.39±1.46 －2.41 0.04

表12 2型糖尿病患者與對照胼胝體體積比較 (±s，ml)Table 12 Comparison of corpus callosum volume between patients with type 2 diabetes mellitus and normal controls(x-± s，ml)

表12 2型糖尿病患者與對照胼胝體體積比較 (±s，ml)Table 12 Comparison of corpus callosum volume between patients with type 2 diabetes mellitus and normal controls(x-± s，ml)

CC:胼胝體CC:corpus callosum

總體積Total volume T2DM 0.92±0.11 0.41±0.10 0.45±0.11 0.43±0.13組別Group 后部CC Posterior CC中后部CC Middle posterior CC中央部CC Central CC中前部CC Middle anterior CC前部CC Anterior CC 0.79±0.09 3.00±0.42 NC 0.98±0.13 0.45±0.07 0.50±0.11 0.47±0.13 0.88±0.14 3.28±0.36 F值F value 0.24 0.25 0.44 0.45 0.08 0.12 value 1.44 1.37 0.61 0.59 3.30 2.65 P值P

表13 2型糖尿病患者基線與隨訪水平胼胝體體積比較 (±s，ml)Table 13 Comparison of corpus callosum volume in the patients with type 2 diabetes mellitus between baseline and follow-up levels(x-± s，ml)

表13 2型糖尿病患者基線與隨訪水平胼胝體體積比較 (±s，ml)Table 13 Comparison of corpus callosum volume in the patients with type 2 diabetes mellitus between baseline and follow-up levels(x-± s，ml)

總體積Total volume基線Baseline 0.93±0.13 0.45±0.09 0.49±0.11 0.45時間Time 后部CC Posterior CC中后部CC Middle posterior CC中央部CC Central CC中前部CC Middle anterior CC前部CC Anterior CC±0.15 0.79±0.09 3.11±0.45隨訪 Follow-up 0.90±0.19 0.41±0.09 0.45±0.17 0.42±0.13 0.73±0.18 2.91±0.67 t值t value 1.03 2.56 1.11 0.97 1.29 1.55 P值P value 0.33 0.03 0.29 0.35 0.23 0.15

有研究采用基于體素的VBM對2型糖尿病患者及正常對照進(jìn)行了腦形態(tài)學(xué)的初步分析，結(jié)果表明2型糖尿病患者主要表現(xiàn)為右側(cè)顳葉灰質(zhì)及白質(zhì)的萎縮［2］。對于灰質(zhì)的進(jìn)一步詳細(xì)分析，筆者采用基于表面的皮層厚度分析的方法進(jìn)行評估，而對于腦白質(zhì)的萎縮的評估，VBM僅僅是從體素水平進(jìn)行全腦范圍的評估，其基本原理是對分割后的腦白質(zhì)進(jìn)行平滑，然后采用廣義線性模型進(jìn)行統(tǒng)計學(xué)分析，最后生成統(tǒng)計參數(shù)圖，實際上一種統(tǒng)計分析的理念，其陽性激活簇代表體積一致性減低的腦區(qū)，具有敏感、客觀、可重復(fù)性強等優(yōu)點。VBM的高敏感性對于其陽性病變的檢出及腦白質(zhì)損傷的早期篩查具有一定的優(yōu)勢，但是隨著敏感性的提高帶來的弊端就是假陽性的提高。因此，本研究采用先進(jìn)的皮層劃分及自動分割技術(shù)［5］，將腦部白質(zhì)劃分為33個腦區(qū)，并計算各腦區(qū)皮層下白質(zhì)體積，從宏觀上觀察各個腦區(qū)的體積變化以及胰島素治療1年后的皮層下腦白質(zhì)體積的變化。

對2型糖尿病患者雙側(cè)大腦皮層下白質(zhì)總體積及全腦皮層下白質(zhì)總體積進(jìn)行分析顯示2型糖尿病患者的皮層下白質(zhì)體積呈減低趨勢，兩組之間差異無統(tǒng)計學(xué)意義。經(jīng)胰島素治療1年后，基線與隨訪水平，大腦皮層下白質(zhì)總體積兩組之間差異無統(tǒng)計學(xué)意義。因此，從全腦角度分析2型糖尿病患者與正常對照之間，以及胰島素治療前后皮層下白質(zhì)體積的變化可能存在一定的混淆因素，所以對各個腦區(qū)皮層下白質(zhì)體積的分析是必要的。

對于33個腦區(qū)皮層下白質(zhì)體積的分析，主要劃分為6個部分進(jìn)行，分別包括額葉、頂葉、枕葉、顳葉及邊緣系統(tǒng)和島葉。對于額葉區(qū)，2型糖尿病患者主要表現(xiàn)為雙側(cè)額中回尾側(cè)、額葉島蓋部的體積減小，這與VBM的結(jié)果在一定程度上是不符合的，主要原因是兩者采用的分割方法及對結(jié)果的分析方法有關(guān)。前期VBM采用DARTEL(the diffeomorphic anatomical registration through exponentiated lie algebra)方法進(jìn)行配準(zhǔn)及分割，對于陽性區(qū)域的檢出，主要是采用基于體素的統(tǒng)計學(xué)方法進(jìn)行統(tǒng)計。而本研究采用的是對腦結(jié)構(gòu)像進(jìn)行強度配準(zhǔn) (intensity normalization)，拓?fù)湫Ｕ?2］、皮層劃分［13］、Voronoi diagram 重建及各腦區(qū)皮層下白質(zhì)標(biāo)記，并對皮層下低信號區(qū)域 (T1WI低信號)進(jìn)行校正［14］，同時以顱腔總體積［15］作為協(xié)變量對各個腦區(qū)皮層下白質(zhì)體積進(jìn)行校正，最終得到各個腦區(qū)皮層下白質(zhì)體積。對于計算出來的各個腦區(qū)的皮層下白質(zhì)體積采用協(xié)方差的方法進(jìn)行分析，年齡及BMI作為協(xié)變量，相對于VBM的基于體素的統(tǒng)計，這里是從宏觀上進(jìn)行分析。因此，皮層下白質(zhì)體積的分析是對VBM分析的有益補充，兩者可以相互結(jié)合進(jìn)行分析及評價。

同時，本研究對11例接受胰島素治療的患者進(jìn)行皮層下白質(zhì)體積的分析，結(jié)果提示左側(cè)內(nèi)側(cè)額葉眶回及右側(cè)額中回吻側(cè)皮層下白質(zhì)體積較對照組增加，而雙側(cè)中央旁回及右側(cè)額上回皮層下白質(zhì)體積較對照組減少，表明不同的腦區(qū)對于胰島素的作用是不同的，額葉局部皮層下白質(zhì)既有膨脹區(qū)域，又有萎縮區(qū)域，這種選擇性皮層下膨脹或萎縮 (或負(fù)性膨脹)是否和胰島素的受體分布有關(guān)尚有待于進(jìn)一步的研究證實。前期縱向VBM分析提示雙側(cè)大腦白質(zhì)無體積減小區(qū)域，體積增加腦區(qū)主要為左側(cè)中央前回皮層下白質(zhì)及右側(cè)角回皮層下白質(zhì)，這兩種結(jié)果的不一致性可能與前者是體素水平分析，后者是腦區(qū)水平分析有關(guān)。因此，對于VBM的結(jié)果及皮層下白質(zhì)體積的測量結(jié)果要謹(jǐn)慎分析和解釋。

頂葉皮層下白質(zhì)區(qū)域共分為頂上回、頂下回、中央后回及緣上回4個腦區(qū)，橫向分析證實僅右側(cè)頂下回皮層下白質(zhì)體積較正常對照顯著減小，縱向分析證實僅右側(cè)頂下回皮層下白質(zhì)體積顯著增加。頂下回皮層下白質(zhì)體積的橫向及縱向變化表明2型糖尿病患者頂葉局部腦白質(zhì)的萎縮具有一定的特異性，胰島素可以對局部的腦萎縮具有一定的恢復(fù)效應(yīng)，但是這種膨脹效應(yīng)尚有待于大樣本長期的追蹤，本研究僅是胰島素治療1年后的表現(xiàn)。

雙側(cè)枕葉皮層下白質(zhì)體積分析提示2型糖尿病患者與正常對照組比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義，提示枕葉不是2型糖尿病患者腦部白質(zhì)受損的特異性腦區(qū)。但胰島素治療后右側(cè)舌回皮層下白質(zhì)體積增加，右側(cè)楔前葉皮層下白質(zhì)體積減小，對于局部皮層下白質(zhì)體積的增加可能與局部血流量灌注增加有關(guān)，而局部腦白質(zhì)體積的減小的解釋尚有待于進(jìn)一步的研究，也許這種減小是一過性的，也許這種局部皮層下白質(zhì)體積的減小可以看做是一種短暫的負(fù)性膨脹，本研究僅是發(fā)現(xiàn)了這一現(xiàn)象，具體機制尚有待于進(jìn)一步的研究證實。

前期的VBM研究結(jié)果證實右側(cè)顳葉灰質(zhì)及白質(zhì)體積萎縮是2型糖尿病患者腦部損害相對較為特異的一種表現(xiàn)［2］。本研究也證實右側(cè)顳下回、顳中回及左側(cè)顳橫回皮層下白質(zhì)體積較對照組顯著減小，這在一定程度上與前期研究結(jié)果相符。同時，胰島素治療的縱向研究證實右側(cè)顳下回、顳中回及左側(cè)顳橫回皮層下白質(zhì)體積隨訪較基線水平顯著增加。因此，可以認(rèn)為胰島素對于2型糖尿病腦部損害的恢復(fù)具有一定的作用［16-18］，右側(cè)顳葉可以作為2型糖尿病腦部損害的評估及治療療效判定的一個相對特異的腦區(qū)。

橫向皮層下白質(zhì)體積分析提示2型糖尿病患者邊緣系統(tǒng)及島葉皮層下白質(zhì)體積與正常對照差異無統(tǒng)計學(xué)意義，但胰島素治療后左側(cè)內(nèi)嗅皮層及右側(cè)島葉皮層下白質(zhì)體積顯著增加。此研究結(jié)果表明邊緣系統(tǒng)及島葉皮層下白質(zhì)并非2型糖尿病腦部損害的特異性作用靶點，但胰島素對左側(cè)內(nèi)嗅皮層及右側(cè)島葉的膨脹作用，除了可能與改善局部血流灌注有關(guān)外，可能與改善2型糖尿病患者腦部食物獎賞系統(tǒng)［19］有一定的關(guān)系，但尚有待于進(jìn)一步的研究證實。

胼胝體是大腦主要的連合纖維，位于大腦縱裂池底，由前向后依次分為嘴部、膝部、干部和壓部，其纖維束主要起自大腦皮層第三層的大錐體神經(jīng)元細(xì)胞［20-21］，向兩半球內(nèi)部前、后、左、右輻射，廣泛聯(lián)系額、頂、枕及顳葉。因此，皮層的萎縮可導(dǎo)致胼胝體的萎縮。前期研究顯示2型糖尿病患者與正常對照相比皮層多個腦區(qū)存在體積減小、大腦皮層厚度變薄，因此，研究2型糖尿病患者的胼胝體體積是必要的。本研究根據(jù)圖2將胼胝體分為后部、中后部、中央部、中前部及前部進(jìn)行體積測量。橫向研究顯示，胼胝體各部及總體積均呈減低趨勢，分析可能與2型糖尿病患者腦部皮層萎縮有一定關(guān)系，本研究入組患者均無認(rèn)知功能障礙，胼胝體的輕度萎縮可能與2型糖尿病患者的腦部損害程度有一定的關(guān)系，在未來的研究中，需要進(jìn)一步加大樣本量，研究繼發(fā)不同認(rèn)知功能損害的2型糖尿病患者的胼胝體受累情況。胼胝體的體積變化是否可以作為2型糖尿病患者認(rèn)知功能損害的特異性部位尚有待于進(jìn)一步的研究。

縱向研究顯示胰島素治療1年后胼胝體后部、中央部、中前部、前部及總體積呈增加趨勢，中央部體積顯著減小，表明胰島素對胼胝體的損害并不具有一定的保護(hù)作用，這種胼胝體體積減小的模式也許與胼胝體上胰島素作用的靶點相對較少有一定的關(guān)系，但需長期的、大樣本的病例觀察。

本研究為2型糖尿病患者活體皮層下白質(zhì)體積研究，其局限性主要包括:(1)缺少病理學(xué)的證據(jù);(2)樣本量相對較少; (3)胰島素治療觀察時間為1年，需要進(jìn)一步增加追蹤時間;(4)本組入組病例均為無繼發(fā)認(rèn)知功能損害的糖尿病患者，未來需要對伴有認(rèn)知功能障礙的糖尿病患者進(jìn)行進(jìn)一步研究。

綜上，2型糖尿病患者腦部損害可表現(xiàn)為腦部多個腦區(qū)的皮層下白質(zhì)體積的減少，胰島素治療對于白質(zhì)體積的恢復(fù)具有一定的幫助。

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