摘要: 研究目的 采用多模态MRI技术研究2型糖尿病（type2diabetesmellitus,T2DM）患者脑小血管疾病（cerebralsmallvesseldisease,CSVD）负担变化、脑认知相关结构改变、脑血流量改变和白质纤维束改变，并分析其与认知功能、临床资料、实验室指标之间的相... 展开 研究目的 采用多模态MRI技术研究2型糖尿病（type2diabetesmellitus,T2DM）患者脑小血管疾病（cerebralsmallvesseldisease,CSVD）负担变化、脑认知相关结构改变、脑血流量改变和白质纤维束改变，并分析其与认知功能、临床资料、实验室指标之间的相关性，进一步探索T2DM患者认知功能下降的神经生理机制，为T2DM患者早期认知功能障碍的诊断提供影像学标志物。 材料与方法 （1）前瞻性收集T2DM组（40例）和对照组（28例）的临床资料、实验室检查指标，并进行详细的神经心理学量表评估。所有被试采用飞利浦3.0T磁共振（magneticresonanceimaging,MRI）扫描仪，行常规MRI序列、3DT1加权成像（T1weightedimage,T1WI）序列、磁敏感加权成像（susceptibilityweightedimaging,SWI）序列、3D伪连续脉冲动脉自旋标记（pseudo-CASL,pCASL）序列及弥散张量成像（diffusiontensorimaging,DTI）扫描。对所有被试的CSVDMRI特征进行量化评分，包括：脑室周围白质高信号（periventricularhyperintense,PVH）和深部脑白质高信号（deepwhitematterhyperintense,DWMH）分级、基底节区血管周围间隙扩大（basalgangliaenlargedperivascularspace,BG-EPVS）及半卵圆中心区域血管周围间隙扩大（centrumsemi-ovaleenlargedperivascularspace,CSO-EPVS）评分、腔隙灶分级、脑微出血（cerebralmicrobleed,CMB）分级，并进行CSVD总负担评分。采用卡方检验或独立样本t检验或非参数检验比较临床资料、实验室指标、认知功能评分及各CSVD量化评分的组间差异；偏相关性分析和回归分析用于探究CSVD量化评分与临床资料、实验室指标、认知功能评分间的关系。 （2）31例T2DM组和24例对照组被试的3DT1WI图像满足后处理分析要求。使用FreeSurfer软件获取大脑皮层厚度和海马亚区体积，比较两组间皮层厚度和海马亚区体积的差异，并进行海马不对称性分析。多元线性回归模型用于寻找与临床指标、实验室检查指标、认知评分以及CSVD量化评分相关的大脑皮层厚度改变脑区。偏相关分析和回归分析用于探究皮层厚度、海马亚区体积与临床资料、实验室指标、认知功能评分、CSVD量化评分间的关系。 （3）34例T2DM组和25例对照组被试的3DpCASL序列扫描图像满足后处理分析要求。应用MATLABSPM8脑成像工具包进行基于体素的全脑灌注统计分析，比较T2DM组与对照组脑血流量（cerebralbloodflow,CBF）的差异，多元线性回归模型分析用于寻找与临床资料、实验室指标、认知功能、CSVD量化评分相关的CBF改变脑区。 （4）34例T2DM组和23例对照组被试的DTI序列扫描图像满足后处理分析要求。应用纤维束自动定量（auto-matedfiberquantification,AFQ）技术对大脑白质纤维束的DTI参数值进行组间比较，并将每条纤维束等距分割为100个节段进行逐节段的组间比较。偏相关分析和回归分析用于探究纤维束DTI各参数值与临床资料、实验室指标、认知评分、CSVD量化评分之间的关系。 结果 （1）T2DM组与对照组的性别、年龄、教育年限、舒张压（diastolicbloodpressure,DBP）均无差异。T2DM组收缩压（systolicbloodpressure,SBP）、身体质量指数（bodymassindex,BMI）、腰臀比（waisttohipratio,WHR）、空腹血糖（fastingglucose,FG）、糖化血红蛋白（glycatedhemoglobin,HbA1c）、甘油三酯（triglyceride,TG）高于对照组，高密度脂蛋白（highdensitylipoprotein,HDL）较对照组减低，差异有统计学意义（P＜0.05）。T2DM组的蒙特利尔认知评价量表（Montrealcognitiveassessment,MoCA）视空间能力得分、加利福尼亚词语学习测验（Californiaverballearningtest,CVLT）5试自由回忆正确数较对照组减低（P＜0.05）。T2DM组简明精神状态量表（mini-mentalstateexamination,MMSE）总分和MoCA总分异常人数均大于对照组（P=0.019,P=0.036）。T2DM组PVH分级、DWMH分级、CSO-EPVS评分、BG-EPVS评分、CSVD总负担评分均高于对照组（P＜0.05）。偏相关分析结果显示CSVD各项评分和部分临床资料、实验室检查指标、认知功能评分的相关性具有统计学意义（P＜0.05）。回归分析结果显示，年龄、FG是PVH、DWMH分级的独立影响因素；HbA1c、年龄、SBP是CSO-EPVS评分的独立影响因素；SBP、FG和年龄是BG-EPVS评分的独立影响因素；HbA1c、年龄、HDL是CSVD总负担评分的独立影响因素。CSO-EPVS评分是MoCA视空间/执行能力得分和CVLT5试自由回忆正确数的独立影响因素；BG-EPVS评分是MMSE总分异常的独立影响因素；DWMH分级是MoCA总分异常的独立影响因素。 （2）与对照组相比，T2DM组患者在左侧内侧眶额回、左侧枕外侧回的皮层厚度减低（FDR校正，P＜0.05）。左侧内侧眶额回皮层厚度与CSO-EPVS评分、CSVD总负担评分存在负相关；左侧枕外侧回皮层厚度与CSO-EPVS评分、BG-EPVS评分、CSVD总负担评分存在负相关，与MMSE延迟记忆得分存在正相关（P均＜0.05）。多元线性回归分析的结果显示，MMSE延迟记忆得分与左侧颞上回、左侧内侧眶额回的皮层厚度呈正相关；CSVD总负担评分与左侧颞上回的皮层厚度呈负相关。与对照组相比，T2DM组左侧海马前下托、左侧海马伞和左侧HATA区的体积减小有统计学意义。偏相关分析结果显示三者的体积和部分实验室检查指标、认知功能评分、CSVD量化评分的相关性具有统计学意义（P＜0.05）。回归分析结果显示，WHR是左侧海马前下托、左侧海马伞、左侧HATA体积的独立影响因素；HbA1c是左侧海马伞体积的独立影响因素；CSO-EPVS评分是左侧海马前下托、左侧海马伞体积的独立影响因素；BG-EPVS评分是左侧HATA体积的独立影响因素。右侧海马前下托体积是MoCA视空间/执行能力得分的独立影响因素。海马不对称性分析结果显示，T2DM组海马不对称指数在海马角1区较对照组减低，而在HATA区较对照组高。 （3）T2DM组右侧楔叶CBF值较对照组减低（FDR校正，P＜0.05）。多元线性回归分析的结果显示，右侧楔叶的CBF值与空腹血糖存在显著负相关；右侧颞极颞中回、左侧眶部额下回、左侧三角部额下回的CBF值与MMSE定向力评分存在显著正相关；左侧颞极颞中回、右侧颞上回、右侧颞中回、左侧枕中回、右侧岛盖部额下回、左侧中央旁小叶的CBF值与MoCA抽象力评分存在正相关；双侧楔叶、右侧楔前叶的CBF值与CVLT4试自由回忆正确数存在正相关；双侧额中回、双侧背外侧额上回的CBF值与MMSE总分正相关；双侧距状裂周围皮层、右侧楔叶的CBF值与CSVD总负担评分存在负相关（FDR校正，P均＜0.05）。 （4）与对照组相比，T2DM患者左侧下额枕束（inferiorfrontooccipitalfasciculus,IFOF）的平均各向异性分数（fractionalanisotropy,FA）值减低，而右侧扣带束扣带回（cingulumcingulate,CC）、胼胝体大钳（callosumforcepsmajor,CF_Major）、胼胝体小钳（callosumforcepsminor,CF_Minor）、双侧IFOF、右侧下纵束（inferiorlongitudinalfasciculus,ILF）的平均弥散率（meandiffusivity,MD）值，CF_Minor、右侧ILF、右侧上纵束（superiorlongitudinalfasciculus,SLF）的平均轴向弥散率（axialdiffusivity,AD）值，CF_Major、CF_Minor、双侧IFOF的平均径向弥散率（radialdiffusivity,RD）值增高（FDR校正，P均＜0.05）。逐节段分析结果显示，T2DM组右侧IFOF第12-15段的MD值、右侧IFOF第29-33段的AD值、右侧ILF第13-29段的AD值、右侧SLF第89-100段的AD值、右侧IFOF第11-15段的RD值均高于对照组（FDR校正，P均＜0.05）。偏相关分析结果显示，组间差异具有统计学意义的纤维束的DTI各参数值与临床资料、实验室指标、认知评分、CSVD量化评分间具有广泛的相关性（P均＜0.05）。回归分析结果显示，左侧IFOF平均RD值是MMSE计算力和注意力评分的独立影响因素；右侧SLF平均AD值是MMSE总分的独立影响因素；右侧ILF平均AD值是MoCA视空间/执行能力得分的独立影响因素；左侧IFOF平均RD值是MMSE总分异常的独立影响因素；右侧ILF平均AD值是MoCA总分异常的独立影响因素。 结论 （1）T2DM患者普遍存在CSVD负担增加，且CSVD负担增加与代谢综合征表现、认知功能减低密切相关； （2）T2DM患者认知功能和视觉相关皮层厚度变薄，部分海马亚区结构萎缩，且与CSVD负担增加、认知功能下降密切相关；T2DM患者的皮层萎缩和海马亚区体积萎缩是不对称的，左半球萎缩更明显； （3）T2DM患者双侧额上回、双侧额中回、双侧额下回、双侧颞中回、右侧颞上回、双侧楔叶、右侧楔前叶、左侧中央旁小叶、左侧枕中回、双侧距状裂周围皮层CBF改变与认知功能下降、CSVD负担增加密切相关； （4）T2DM患者脑内存在广泛的白质纤维受损，且以联络纤维和联合纤维受损为主，揭示了T2DM患者认知功能下降的机制与联络纤维和联合纤维受损有关，且其严重程度与CSVD负担密切相关，为进一步理解T2DM认知功能下降的机制提供新思路。 收起