周玉玲,邱春娟,武晉曉,焦秀敏,張星光,呂肖鋒
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新診斷2型糖尿病患者靜息態(tài)功能磁共振成像分?jǐn)?shù)低頻振幅研究
周玉玲,邱春娟,武晉曉,焦秀敏,張星光,呂肖鋒*
目的基于靜息態(tài)功能磁共振成像(rs-fMRI)探討不同血糖水平的新診斷2型糖尿病(T2DM)患者自發(fā)性腦神經(jīng)活動(dòng)的改變及其與認(rèn)知功能的關(guān)系。方法選取2014年7月—2015年10月在陸軍總醫(yī)院內(nèi)分泌科新診斷的T2DM患者41例。以入院時(shí)空腹血糖(FPG)水平進(jìn)行分組,7.0 mmol/L≤FPG<11.1 mmol/L為輕度高血糖組(A組,n=21),F(xiàn)PG≥11.1 mmol/L為嚴(yán)重高血糖組(B組,n=20);選取本院同期健康體檢者為健康對(duì)照組(n=21)。采集3組受試者臨床資料,行認(rèn)知功能評(píng)分及rs-fMRI掃描。提取異常腦區(qū)的rs-fMRI分?jǐn)?shù)低頻振幅(fALFF)值,與臨床資料、認(rèn)知功能評(píng)分行相關(guān)性分析。結(jié)果A、B組FPG、糖化血紅蛋白(HbA1c)水平高于健康對(duì)照組,B組FPG、HbA1c水平高于A組(P<0.01)。3組認(rèn)知功能評(píng)分比較,差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。3組雙側(cè)額上回、后扣帶回/楔前葉、頂下小葉、內(nèi)側(cè)前額葉皮質(zhì)fALFF值均高于全腦平均水平(P<0.05)。A、B組左側(cè)額上回、右側(cè)枕中回、右側(cè)小腦后葉、左側(cè)中央前回fALFF值低于健康對(duì)照組,右側(cè)額上回fALFF值高于健康對(duì)照組(P<0.05,F(xiàn)DR校正)。B組左側(cè)額中回fALFF值高于A組,右側(cè)中央前回fALFF值低于A組(P<0.05,F(xiàn)DR校正)。新診斷T2DM患者右側(cè)小腦后葉fALFF值與胰島素抵抗指數(shù)(HOMA-IR)(r=-0.470,P<0.05)、HbA1c(r=-0.348,P<0.05)呈負(fù)相關(guān);新診斷T2DM患者右側(cè)中央前回fALFF值與HbA1c(r=-0.518,P<0.05)、FPG(r=-0.528,P<0.05)呈負(fù)相關(guān);左側(cè)額中回fALFF值與HbA1c(r=0.640,P<0.05)、FPG(r=0.738,P<0.05)呈正相關(guān)。結(jié)論新診斷T2DM患者在診斷早期已存在右側(cè)小腦后葉、右側(cè)枕中回等腦區(qū)自發(fā)性神經(jīng)活動(dòng)下降;部分腦區(qū)的改變與血糖控制或胰島素抵抗密切相關(guān),這些腦區(qū)的fALFF值進(jìn)一步闡釋了T2DM相關(guān)性認(rèn)知障礙的神經(jīng)生理學(xué)基礎(chǔ)。
糖尿病,2型;認(rèn)知障礙;靜息態(tài)功能磁共振成像
根據(jù)國(guó)際2型糖尿病(T2DM)聯(lián)合會(huì)(IDF)2015年最新版報(bào)告,在世界范圍內(nèi)約有4.15億T2DM成年患者,中國(guó)目前有超過(guò)1億的T2DM患者,成為T(mén)2DM第一大國(guó)[1]。癡呆是一種與年齡相關(guān)的神經(jīng)退行性疾病,以緩慢出現(xiàn)的記憶力減退和喪失、認(rèn)知功能障礙和個(gè)人日?;顒?dòng)能力受損為常見(jiàn)癥狀。流行病學(xué)調(diào)查顯示,T2DM是認(rèn)知功能受損的危險(xiǎn)因素,新診斷T2DM患者患癡呆風(fēng)險(xiǎn)較非T2DM患者高63%,T2DM可加速輕度認(rèn)知功能障礙(MCI)向癡呆進(jìn)展,并加速癡呆患者的病情惡化[2]。靜息態(tài)功能磁共振成像(rs-fMRI)是在無(wú)任務(wù)狀態(tài)下,利用局部腦組織血氧水平依賴(lài)(BOLD)信號(hào)變化的特點(diǎn)研究大腦功能改變[3]。近年來(lái)rs-fMRI在T2DM相關(guān)認(rèn)知功能障礙中的研究已成為熱點(diǎn)。本研究以早期T2DM患者為研究對(duì)象,比較不同血糖水平的新診斷T2DM患者和健康對(duì)照組rs-fMRI分?jǐn)?shù)低頻振幅(fALFF)值的改變,探討T2DM患者靜息態(tài)腦功能變化特點(diǎn),進(jìn)一步闡述T2DM患者認(rèn)知功能改變的神經(jīng)病理生理學(xué)機(jī)制。
1.1 納入標(biāo)準(zhǔn) 新診斷T2DM患者符合1999年世界衛(wèi)生組織(WHO)的T2DM診斷標(biāo)準(zhǔn)[4]:空腹血糖(FPG)≥7.0 mmol/L,葡萄糖耐量試驗(yàn)(OGTT)后2 h血糖(2 hPG)≥11.1 mmol/L;既往未診斷T2DM;病程<1年;年齡18~65歲。健康對(duì)照組均經(jīng)口服75 g OGTT排除T2DM。所有受試者為右利手,受教育年限≥6年。
1.2 病例排除標(biāo)準(zhǔn) (1)存在磁共振成像(MRI)檢查禁忌證及嚴(yán)重視力、聽(tīng)力障礙。(2)簡(jiǎn)易精神狀態(tài)評(píng)價(jià)量表(MMSE)評(píng)分<26分,有卒中病史。(3)存在腦血管意外、腦創(chuàng)傷、手術(shù)史及MRI檢查腦白質(zhì)高信號(hào)病灶。(4)有腫瘤、高血壓、低血糖史,T2DM急性并發(fā)癥及嚴(yán)重內(nèi)分泌疾病,慢性消耗性疾病嚴(yán)重心肝腎疾病。(5)有酒精、藥物依賴(lài)史及服用改善認(rèn)知、抗抑郁和抗精神疾病的藥物。(6)其他能影響認(rèn)知功能的神經(jīng)精神疾病。
1.3 一般資料 依據(jù)以上標(biāo)準(zhǔn)選取2014年7月—2015年10
本文創(chuàng)新點(diǎn):
本研究跨學(xué)科利用了影像學(xué)腦靜息態(tài)功能磁共振顯像技術(shù),探討不同血糖水平的新診斷2型糖尿病(T2DM)靜息態(tài)下全腦自發(fā)性神經(jīng)活動(dòng)改變的特點(diǎn)及其與糖尿病相關(guān)性認(rèn)知功能障礙可能存在的關(guān)系。本研究從功能影像方面驗(yàn)證糖尿病診斷早期階段已有自發(fā)性腦活動(dòng)的改變,通過(guò)相關(guān)性分析發(fā)現(xiàn)T2DM患者腦區(qū)異?;顒?dòng)與血糖水平及胰島素抵抗水平密切相關(guān)。
月在陸軍總醫(yī)院內(nèi)分泌科住院的T2DM患者41例,以入院時(shí)FPG水平進(jìn)行分組,將T2DM患者分為輕度高血糖組(A組,7.0 mmol/L≤FPG<11.1 mmol/L),其中男13例、女8例,平均年齡(43.5±8.3)歲;嚴(yán)重高血糖組(B組,F(xiàn)PG≥11.1 mmol/L),其中男12例、女8例,平均年齡(42.4±7.3)歲;健康對(duì)照組為本院同期健康體檢者,其中男11例、女10例,平均年齡(47.1±10.8)歲。
1.4 方法
1.4.1 臨床資料與認(rèn)知功能評(píng)估 采集受試者臨床資料,包括年齡、性別、受教育年限、體質(zhì)指數(shù)(BMI)、空腹胰島素(FINS)、胰島素抵抗指數(shù)(HOMA-IR)、總膽固醇(TC)、三酰甘油(TG)、高密度脂蛋白膽固醇(HDL-C)、低密度脂蛋白膽固醇(LDL-C)水平。采用MMSE評(píng)估受試者總體認(rèn)知功能,采用連線(xiàn)實(shí)驗(yàn)(TMT)A-B、數(shù)字符號(hào)替換測(cè)驗(yàn)(DSST)評(píng)估受試者注意力、精神運(yùn)動(dòng)速度和執(zhí)行功能。
1.4.2 MRI數(shù)據(jù)參數(shù)及掃描 采用3.0 T超導(dǎo)磁共振機(jī)(USA)和8通道顱腦相控陣列表面線(xiàn)圈進(jìn)行MRI掃描,由同一名操作熟練的放射科醫(yī)生進(jìn)行操作。受試者均采用相同的掃描序列,囑受試者靜息平臥,閉眼,保持清醒及放松狀態(tài),使用海綿墊固定頭部并最大限度減少頭部和其他身體部位的主動(dòng)及被動(dòng)活動(dòng)。同時(shí)要求受試者盡量不進(jìn)行任何思維運(yùn)動(dòng),待受試者熟悉掃描室的環(huán)境后即開(kāi)始掃描。對(duì)腦結(jié)構(gòu)未發(fā)生異常者進(jìn)行靜息態(tài)功能掃描。功能像采用回平面成像(EPI)序列,TR/TE=2 000 ms/30 ms,F(xiàn)A90,層厚3.4 mm,層間隔0.8,層數(shù)32,矩陣 64 cm×64 cm。
1.4.3 MRI數(shù)據(jù)處理 應(yīng)用基于SPM12的腦成像數(shù)據(jù)處理與分析軟件(DPABI)V2.3 在MATLAB軟件上進(jìn)行數(shù)據(jù)處理分析。原始數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理,將原始資料傳輸至PACS系統(tǒng),對(duì)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、腫瘤病變的受試者。處理步驟如下:DICOM格式的原始數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為NIFTI格式;去除前10個(gè)時(shí)間點(diǎn)圖像;層時(shí)間校正;頭動(dòng)校正,三維頭動(dòng)超過(guò)1.5 mm,排除轉(zhuǎn)動(dòng)超過(guò)1.5 °;空間標(biāo)準(zhǔn)化;去線(xiàn)性漂移;以4 mm半高全寬高斯核完成平滑,計(jì)算fALFF值,帶通濾波(0.01~0.08 Hz)。
2.1 臨床資料與認(rèn)知功能評(píng)分比較 3組的年齡、性別、受教育年限、BMI、FINS、HOMA-IR、TC、HDL-C、LDL-C水平及MMSE評(píng)分、TMT-A、TMT-B、ΔTMT、DSST間差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。3組的FPG、HbA1c、TG水平間差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05);其中A、B組FPG、HbA1c水平高于健康對(duì)照組,B組FPG、HbA1c水平高于A組,B組TG水平高于健康對(duì)照組,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01)。A、B組FINS、HOMA-IR水平間差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。3組認(rèn)知功能評(píng)分間差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05,見(jiàn)表1)。
2.2 fALFF值分析
2.2.1 3組fALFF值與全腦平均水平比較 單樣本t檢驗(yàn)結(jié)果顯示,3組fALFF值在雙側(cè)額上回、后扣帶回/楔前葉、頂下小葉、內(nèi)側(cè)前額葉皮質(zhì)均高于全腦平均水平,上述腦區(qū)與默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)組成的腦區(qū)較為一致(P<0.05,F(xiàn)DR校正,見(jiàn)圖1,本文圖1、2彩圖見(jiàn)本刊官網(wǎng)www.chinagp.net電子期刊相應(yīng)文章附件)。
2.2.2 3組fALFF值比較 單因素方差分析結(jié)果顯示,3組fALFF值在雙側(cè)額葉(額上回、額中回、雙側(cè)中央前回)、雙側(cè)小腦后葉、右側(cè)楔前葉、雙側(cè)中央后回、右側(cè)枕中回腦區(qū)存在顯著性差異(見(jiàn)圖2,表2~5)。單因素方差分析后,使用事后單獨(dú)測(cè)試分析3組fALFF值兩兩比較的結(jié)果顯示,A、B組左側(cè)額上回、右側(cè)枕中回、右側(cè)小腦后葉、左側(cè)中央前回fALFF值低于C組,右側(cè)額上回fALFF值高于健康對(duì)照組,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05,F(xiàn)DR校正)。B組左側(cè)額中回fALFF值高于A組,右側(cè)中央前回fALFF值低于A組,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05,F(xiàn)DR校正,見(jiàn)圖2)。
2.2.3 Pearson相關(guān)分析 基于ROI的Pearson相關(guān)分析顯示,新診斷T2DM患者右側(cè)小腦后葉fALFF值與HOMA-IR(r=-0.470,P<0.05)、HbA1c(r=-0.348,P<0.05)呈負(fù)相關(guān);新診斷T2DM患者右側(cè)中央前回fALFF值與HbA1c(r=-0.518,P<0.05)、FPG(r=-0.528,P<0.05)呈負(fù)相關(guān);新診斷T2DM患者左側(cè)額中回fALFF值與HbA1c(r=0.640,P<0.05)、FPG(r=0.738,P<0.05)呈正相關(guān)(見(jiàn)圖3~8)。
表1 3組臨床資料及認(rèn)知功能評(píng)分比較
注:BMI=體質(zhì)指數(shù),F(xiàn)PG=空腹血糖,F(xiàn)INS=空腹胰島素,HOMA-IR=胰島素抵抗指數(shù),HbA1c=糖化血紅蛋白,TC=總膽固醇,TG=三酰甘油,HDL-C=高密度脂蛋白膽固醇,LDL-C=低密度脂蛋白膽固醇,MMSE=簡(jiǎn)易精神狀態(tài)評(píng)價(jià)量表,TMT=連線(xiàn)實(shí)驗(yàn),DSST=數(shù)字符號(hào)替換測(cè)驗(yàn);與A組比較,aP<0.05;與B組比較,bP<0.05;-表示無(wú)此數(shù)據(jù);c為χ2值,d為t值,余檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量值為F值;A組=輕度高血糖組,B組=嚴(yán)重高血糖組
注:A為3組比較結(jié)果,B為A組與B組比較,C為A組與健康對(duì)照組比較,D為B組與健康對(duì)照組比較
圖2 3組間fALFF值比較結(jié)果
Figure2 Comparison of fALFF values between the three groups
注:色度條數(shù)值代表t值,暖色為fALFF值增高,冷色為fALFF值下降
圖1 3組fALFF值與全腦平均水平比較
Figure1 Regional and whole brain fALFF values in three groups
表2 3組fALFF值差異腦區(qū)
Table2 Region-specific differences in fALFF values between the three groups
腦區(qū)BA分區(qū)體素?cái)?shù)峰值MNI坐標(biāo)(mm)X軸 Y軸 Z軸t值雙側(cè)額上回855-27245716.87雙側(cè)小腦后葉-7821-81-2728.89右側(cè)楔前葉77530-636023.36雙側(cè)中央后回3116-27-276023.26右側(cè)枕中回1996966019.48雙側(cè)中央前回610642-153322.90雙側(cè)額中回1190-33361523.88
注:-表示無(wú)此數(shù)據(jù)
表3 A組與健康對(duì)照組組fALFF值差異腦區(qū)
Table3 Region-specific differences in fALFF values between group A and healthy control group
腦區(qū)BA分區(qū)體素?cái)?shù)峰值MNI坐標(biāo)(mm)X軸 Y軸 Z軸t值左側(cè)額上回864-302451-6.34右側(cè)枕中回1910639-840-5.51右側(cè)小腦后葉79621-81-27-6.29
表4 B組與健康對(duì)照組fALFF值差異腦區(qū)
Table4 Region-specific differences in fALFF values between group B and healthy control group
腦區(qū)BA分區(qū)體素?cái)?shù)峰值MNI坐標(biāo)(mm)X軸 Y軸 Z軸t值右側(cè)額上回868935716.87右側(cè)小腦后葉79621-81-27-6.29右側(cè)枕中回1910039-840-6.04左側(cè)中央前回682-18-6039-6.87
表5 A組與B組fALFF值差異腦區(qū)
Table5 Region-specific differences in fALFF values between group A and group B
腦區(qū)BA分區(qū)體素?cái)?shù)峰值MNI坐標(biāo)(mm)X軸 Y軸 Z軸t值B組降低腦區(qū) 右側(cè)中央前回67845-12396.32B組升高腦區(qū) 左側(cè)額中回1193-2736-9-6.56
3.1 局部腦區(qū)自發(fā)性神經(jīng)活動(dòng) ALFF是計(jì)算低頻段(0.01~0.08 Hz)下BOLD信號(hào)功率譜的均方根,利用低頻信號(hào)的能量表示不同腦區(qū)神經(jīng)元的活動(dòng)強(qiáng)弱。ZOU等[5]將計(jì)算的低頻信號(hào)能量除以整個(gè)頻段的功率,得到fALFF值,fALFF值可提高自發(fā)神經(jīng)活動(dòng)信號(hào)檢測(cè)的靈敏度及特異度。本研究以新診斷T2DM患者為研究對(duì)象,入組時(shí)不合并糖尿病相關(guān)并發(fā)癥及心腦血管疾病,通過(guò)分析靜息態(tài)腦功能fALFF值的改變,探究新診斷T2DM患者腦部自發(fā)神經(jīng)活動(dòng)的改變,結(jié)果顯示,與C組比較,A、B組右側(cè)枕中回、右側(cè)小腦后葉fALFF值下降;與A組比較,B組右側(cè)中央前回fALFF值降低,而在左側(cè)額中回fALFF值升高,進(jìn)一步驗(yàn)證了糖尿病患者在診斷早期已出現(xiàn)多個(gè)腦區(qū)異?;顒?dòng)。
注:HbA1c=糖化血紅蛋白,HOMA-IR=胰島素抵抗指數(shù),F(xiàn)PG=空腹血糖
圖3 右側(cè)小腦后葉fALFF值與HbA1c相關(guān)性分析
Figure3 Correlation analysis of fALFF values in right posterior cerebellar lobe with HbA1c
圖4 右側(cè)小腦后葉fALFF值與HOMA-IR相關(guān)性分析
Figure4 Correlation analysis of fALFF values in right posterior cerebellar lobe with HOMA-IR
圖5 右側(cè)中央前回fALFF值與HbA1c相關(guān)性分析
Figure5 Correlation analysis of fALFF values in right precentral gyrus with HbA1c
圖6 右側(cè)中央前回fALFF值與FPG相關(guān)性分析
Figure6 Correlation analysis of fALFF values in right precentral gyrus with FPG
圖7 左側(cè)額中回fALFF值與HbA1c相關(guān)性分析
Figure7 Correlation analysis of fALFF values in left middle frontal gyrus with HbA1c
圖8 左側(cè)額中回fALFF值與FPG相關(guān)性分析
Figure8 Correlation analysis of fALFF values in left middle frontal gyrus with FPG
3.2 視覺(jué)中樞受損與認(rèn)知功能障礙 本研究中新診斷T2DM患者右側(cè)枕中回fALFF值明顯下降,枕中回位于視覺(jué)皮質(zhì)中樞,枕葉受損時(shí)出現(xiàn)視覺(jué)形成及視覺(jué)記憶缺陷。慢性高血糖和微血管病變特別是視網(wǎng)膜病變與輕度認(rèn)知功能受損有關(guān),可作為早期癡呆的標(biāo)志[6]。此外,合并視網(wǎng)膜病變的患者較常規(guī)T2DM患者枕葉靜息態(tài)腦功能下降更明顯[7]。CUI等[8]研究病程在10年左右不合并視網(wǎng)膜病變的T2DM患者,發(fā)現(xiàn)其枕葉、舌回、枕中回等腦區(qū)fALFF值與ReHo值均下降。故推測(cè)T2DM患者視覺(jué)中樞功能的早期改變可能也是反映糖尿病相關(guān)性認(rèn)知障礙的病理機(jī)制之一,但視覺(jué)中樞功能異常和眼底病變是否存在相關(guān)性仍需更深入研究。
3.3 糖尿病認(rèn)知功能障礙與腦功能相關(guān)性 T2DM相關(guān)性認(rèn)知功能障礙的機(jī)制尚未闡明,胰島素抵抗、高血糖均是糖尿病患者認(rèn)知功能障礙的危險(xiǎn)因素[9]。胰島素抵抗可導(dǎo)致記憶力下降,增加阿爾茨海默病發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)[10]。本研究通過(guò)比較不同血糖水平的新診斷T2DM患者腦區(qū)自發(fā)性神經(jīng)活動(dòng)改變,發(fā)現(xiàn)T2DM在診斷初期已出現(xiàn)右側(cè)枕中回、右側(cè)小腦后葉、左側(cè)中央前回等腦區(qū)功能異常,部分腦區(qū)的功能改變與血糖控制不佳及胰島素抵抗相關(guān)。本研究顯示,新診斷T2DM患者右側(cè)小腦后葉fALFF值下降,小腦主要協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)皮質(zhì)維持機(jī)體運(yùn)動(dòng)及平衡,同時(shí)通過(guò)纖維投射到額葉、前額葉皮質(zhì)參與多種非運(yùn)動(dòng)高級(jí)認(rèn)知功能[11],提示糖尿病患者小腦后葉受損可能是糖尿病患者早期認(rèn)知功能改變的機(jī)制之一。相關(guān)性分析顯示右側(cè)小腦后葉fALFF值與HbA1c、HOMA-IR呈負(fù)相關(guān),提示血糖控制差、胰島素抵抗嚴(yán)重與小腦后葉損傷密切相關(guān),在糖尿病診斷早期改善患者胰島素抵抗、控制血糖對(duì)腦功能是否有改善仍需進(jìn)一步研究。與A組相比,B組患者在右側(cè)中央前回fALFF值降低,而左側(cè)額中回fALFF值升高。中央前回屬于初級(jí)運(yùn)動(dòng)皮質(zhì),中央前回、額中回位于額葉,兩者在認(rèn)知功能中發(fā)揮重要作用。既往對(duì)糖尿病的多數(shù)研究結(jié)果提示受損腦區(qū)自發(fā)性神經(jīng)活動(dòng)下降與HbA1c無(wú)明顯相關(guān)性[12]。
3.4 相關(guān)性分析 本研究顯示新診斷T2DM患者右側(cè)中央前回fALFF值與HbA1c、FPG呈負(fù)相關(guān),提示血糖控制不佳與腦自發(fā)性神經(jīng)活動(dòng)密切相關(guān)。既往相關(guān)研究中T2DM病程長(zhǎng),且合并各種癡呆危險(xiǎn)因素[9],本研究中T2DM患者未合并糖尿病相關(guān)并發(fā)癥及心腦血管疾病,提示在T2DM早期控制血糖對(duì)延緩腦功能損傷具有一定作用。B組左側(cè)額中回fALFF值升高,目前認(rèn)為fALFF值升高區(qū)域可能存在早期代償。本研究顯示,左側(cè)額中回與HbA1c、FPG呈正相關(guān),進(jìn)一步驗(yàn)證左側(cè)額中回神經(jīng)活動(dòng)代償性升高在新診斷T2DM糖尿病患者早期血糖升高與控制不佳相關(guān)。新診斷T2DM患者患癡呆風(fēng)險(xiǎn)較非糖尿病人群高63%[6],本研究結(jié)果顯示,新診斷T2DM患者已出現(xiàn)腦功能損害,部分腦區(qū)神經(jīng)活動(dòng)代償性升高。隨著疾病進(jìn)展,當(dāng)代償機(jī)制失效時(shí),T2DM患者可能出現(xiàn)明顯認(rèn)知功能下降,而具體的代償與失代償機(jī)制仍有待進(jìn)一步研究。
總之,T2DM相關(guān)性認(rèn)知功能損害機(jī)制復(fù)雜,rs-fMRI研究有助于闡明T2DM認(rèn)知功能損傷的神經(jīng)生理學(xué)機(jī)制。目前對(duì)T2DM患者rs-fMRI研究較局限,大部分是基于小樣本、橫斷面研究設(shè)計(jì),某些研究結(jié)論之間互相矛盾,大部分研究結(jié)論有待進(jìn)一步驗(yàn)證。今后可進(jìn)行多中心、縱向研究,追蹤糖尿病并發(fā)癥以及各種降糖方案對(duì)腦功能的影響。此外可以將rs-fMRI與灌注加權(quán)成像、擴(kuò)散張量成像、正電子發(fā)射型計(jì)算機(jī)斷層顯像(PET-CT)等腦功能影像技術(shù)相結(jié)合,提高T2DM患者認(rèn)知功能障礙診斷的靈敏度和特異度,在疾病早期盡早發(fā)現(xiàn)相應(yīng)的認(rèn)知功能變化,達(dá)到提前干預(yù)、延緩認(rèn)知功能障礙的目的。
作者貢獻(xiàn):周玉玲進(jìn)行文章的構(gòu)思與設(shè)計(jì),文章的可行性分析,文獻(xiàn)、資料收集,撰寫(xiě)論文;邱春娟、武晉曉、焦秀敏、張星光進(jìn)行論文的指導(dǎo)、修訂,英文的修訂;呂肖鋒負(fù)責(zé)文章的質(zhì)量控制及審校,對(duì)文章整體負(fù)責(zé),監(jiān)督管理。
本文無(wú)利益沖突。
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AberrantBrainFractionalAmplitudeofLow-frequencyFluctuationsinNewlyDiagnosedType2DiabetesPatients:aResting-stateFunctionalMRIStudy
ZHOUYu-ling,QIUChun-juan,WUJin-xiao,JIAOXiu-min,ZHANGXing-guang,LYUXiao-feng*
DepartmentofEndocrinology,ArmyGeneralHospital,Beijing100700,China
ObjectiveTo investigate the changes of spontaneous brain activity in newly diagnosed type 2 diabetes mellitus(T2DM) with different fasting plasma glucose(FPG) levels by resting-state functional magnetic resonance imaging(rs-fMRI),and based this,to explore the possible relationship between these changes and cognitive function.MethodsWe selected 41 newly diagnosed T2DM patients from Department of Endocrinology of Army General Hospital from July 2014 to October 2015 and divided them into mild hyperglycaemia group (group A,n=21,7.0 mmol/L≤FPG<11.1 mmol/L),and severe hyperglycemia group(group B,n=20,FPG≥11.1 mmol/L)based on the FPG levels measured on admission.Other 21 healthy controls were selected as the healthy control group.The clinical data of all the participants were collected.Cognitive function assessment and rs-fMRI(fALFF values) examination were preformed.Pearson correlation analysis was conducted to investigate the relationship of aberrant brain fALFF values with the clinical data and cognitive function score.ResultsSerum FPG and HbA1clevels were lower in healthy control group C compared with groups A and B(P<0.01),and they were higher in group B than in group A(P<0.01).There was no significant difference between the three groups in terms of cognitive function score(P>0.05).The fALFF values in bilateral superior frontal gyrus,posterior cingulate cortex/precuneus,inferior parietal lobule and medial prefrontal cortex were found to be higher than the whole brain fALFF values in all groups(P<0.05).Compared with groups A and B,group C had higher fALFF values in left frontal gyrus,right middle occipital gyrus,right posterior cerebellar lobe and left precentral gyrus but lower fALFF values in right superior frontal gyrus (P<0.05,FDR correction).fALFF values of left middle frontal gyrus in group B was higher than group A,fALFF values of right precentral gyrus in group B was lower than group A(P<0.05).The fALFF values in the right cerebellum posterior lobe were negatively correlated with HOMA-IR(r=-0.470,P<0.05)and HbA1c(r=-0.348,P<0.05)in T2DM patients.The fALFF values in the right precentral gyrus were negatively correlated with HbA1c(r=-0.518,P<0.05) and FPG(r=-0.528,P<0.05)in T2DM patients,while those in the left middle frontal gyrus were positively correlated with HbA1c(r=0.640,P<0.05)and FPG(r=0.738,P<0.05).ConclusionIn T2DM patients
initial diagnosis,decreased spontaneous neural activity were found in the right cerebellum posterior lobe,right middle occipital gyrus and so on in the early phase of T2DM;changes in fALFF values in partial brain regions are closely related to blood sugar control or insulin resistance,which provide insights into the neurological pathophysiology of cognitive impairments in T2DM.
Type 2 diabetes;Cognition disorders;Resting-state functional magnetic resonance imaging
100700 北京市,陸軍總醫(yī)院內(nèi)分泌科
*通信作者:呂肖鋒,主任醫(yī)師,教授,碩士生導(dǎo)師;E-mail:nfmklvxf@163.com
R 587.1
A
10.3969/j.issn.1007-9572.2017.00.148
周玉玲,邱春娟,武晉曉,等.新診斷2型糖尿病患者靜息態(tài)功能磁共振成像分?jǐn)?shù)低頻振幅研究[J].中國(guó)全科醫(yī)學(xué),2017,20(36):4551-4556.[www.chinagp.net]
ZHOU Y L,QIU C J,WU J X,et al.Aberrant brain fractional amplitude of low-frequency fluctuations in newly diagnosed type 2 diabetes patients:a resting-state functional MRI study[J].Chinese General Practice,2017,20(36):4551-4556.
*Correspondingauthor:LYUXiao-feng,Chiefphysician,Professor,Mastersupervisor;E-mail:nfmklvxf@163.com
2017-05-10;
2017-11-15)
趙躍翠)