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第一部分2型糖尿病患者脑静息态f MRI亚频段分数低频振幅研究背景与目的:大量证据表明2型糖尿病(T2DM)可通过胰岛素抵抗、高血糖、糖基化终末产物等因素损害中枢神经系统,不仅促进认知功能损害的发生,而且加速认知功能损害并向痴呆转化。已有部分磁共振成像(MRI)研究发现T2DM患者静息态脑功能存在异常,其中,在以低频振幅(ALFF)为指标的静息态功能磁共振研究中,T2DM患者表现出舌回、枕中回、扣带回前部的ALFF值异常,并相应地存在记忆、注意、执行功能等认知功能亚项的水平降低。但上述研究结论来自于0.01~0.08Hz的ALFF分析,存在受生理噪声干扰和探测大脑活动细节信息能力不足的缺点。亚频段分析在屏蔽生理噪声和探测脑功能活动空间分布方面具有优势,可在一定程度上解决该问题;且将ALFF值通过标准化得到分数低频振幅(f ALFF)值,除去了血管和脑脊液信号,可更加突出大脑低频活动属性。因此,本研究在上述结论的基础上进一步将低频振幅的频段(0.01~0.08Hz)划分为Slow-5(0.01~0.027 Hz)和Slow-4(0.027~0.073 Hz)两个亚频段,并以f ALFF值为主要分析指标,对T2DM患者的大脑静息态自发性活动改变模式及其与认知功能损害之间的关系进行探讨。材料与方法:1.受试者一般资料共纳入22名T2DM患者(T2DM组)和23名正常志愿者(HC组),两组受试者间的年龄、性别、受教育水平无明显差异,采集临床基本资料。以简易精神状态检查表(MMSE)评估所有受试者总体认知水平,以听觉词语学习测试(AVLT)评估T2DM组受试者记忆力(包括即刻记忆、短时延迟记忆、长时延迟记忆、长时再认和总分五个指标);2.MRI数据采集和处理通过3.0T MR仪采集常规T2WI和FLAIR图像以排除明显脑部器质性病变,并以三维磁化准备快速采集梯度回波序列扫描获取T1结构像数据,以平面回波序列扫描获取静息态功能像。T1结构像数据和静息态功能像数据经静息态功能磁共振数据处理助手软件(DPARSF)V2.3预处理,分别计算Slow-5和Slow-4亚频段f ALFF值;3.统计分析采用SPSS 20软件对两组受试者年龄、教育水平、BMI、血压、空腹血糖和Hb A1c行双样本t检验,对性别行χ2检验;采用静息态功能磁共振数据分析工具包(REST)V1.8分别在Slow-5和Slow-4亚频段对两组受试者的f ALFF统计参数图进行单样本t检验和双样本t检验(Alpha Sim校正,P<0.05,体素数>85),提取T2DM组各异常脑区的f ALFF值与AVLT短时延迟记忆、长时延迟记忆和长时再认评分行Spearman相关分析,与AVLT即刻记忆和总分行Pearson相关分析。结果:1.一般资料两组受试者年龄、性别、受教育水平、BMI、血压以及MMSE评分无显著差异,T2DM组的空腹血糖和Hb A1c指标显著高于HC组(P<0.001);2.Slow-5亚频段的组间f ALFF比较T2DM组f ALFF值增高的脑区包括双侧扣带回前部皮层和右侧小脑8区,减低的脑区则包括双侧枕中回及楔前叶;3.Slow-4亚频段的组间f ALFF比较T2DM组f ALFF值增高的脑区为左侧颞下回,减低的脑区为右侧舌回;4.相关分析右侧枕中回和楔前叶f ALFF值(Slow-5)与AVLT即刻记忆评分呈显著正相关(r=0.457,P=0.033)。结论:T2DM患者多个与认知功能相关的脑区表现出了自发性活动异常,包括活跃于Slow-5亚频段的默认网络部分脑区,如扣带回前部和楔前叶,以及活跃于Slow-4亚频段的语义认知、视觉信息处理相关脑区,如颞下回和舌回,证实T2DM患者异常活动脑区的空间分布具有依频段而改变的特点。第二部分伴轻度认知功能障碍的2型糖尿病患者脑静息态f MRI局部一致性和分数低频振幅研究背景与目的:2型糖尿病(T2DM)患者痴呆的发病风险增高,在向痴呆进展的过程中会经历轻度认知功能障碍(MCI)的过渡阶段,而在此阶段采取干预措施有助于减慢其向痴呆进展的速率。既往静息态功能磁共振研究发现,T2DM患者右侧颞中回等脑区与后扣带皮层之间、双侧海马与前扣带回等脑区之间的功能连接强度降低,其额内侧回、枕中回、舌回、内侧颞叶等脑区自发性活动也发生改变,这些异常改变与T2DM患者认知功能损害具有密切联系。但上述研究与本文第一部分的研究存在相似的缺陷,即纳入的T2DM群体包括了不伴有和伴有MCI的患者,T2DM患者伴发MCI时的静息态脑功能改变特点尚不明了。本研究重点针对伴MCI的T2DM患者,采用脑静息态功能局部一致性(Re Ho)和分数低频振幅(f ALFF)指标,探讨其静息态功能活动的改变特点,为在MCI阶段对T2DM患者的认知功能损害进行评估和干预提供新的参考依据。材料与方法:1.受试者一般资料共计21名T2DM伴MCI患者(D-MCI组)和25名对照组志愿者(HC组)参与本次研究,组间年龄、性别、受教育水平资料相匹配,两组受试者的总体认知水平通过MMSE、Mo CA量表进行评估;同时对D-MCI组以听觉词语学习测试(AVLT)评估记忆力,评估指标包括即刻记忆、短时延迟记忆、长时延迟记忆、长时再认和总分;2.MRI数据采集和处理通过3.0T MR仪扫描采集T2WI、FLAIR常规图像以诊断和排除明显器质性病变,再通过三维磁化准备快速采集梯度回波序列扫描采集T1结构像数据,通过平面回波序列扫描采集静息态功能像数据。T1结构像数据和静息态功能像数据经静息态功能磁共振数据处理助手软件(DPARSF)V2.3预处理,分别计算Re Ho值和f ALFF值;3.统计分析采用SPSS 20软件对两组受试者年龄、教育水平、BMI、血压、空腹血糖和Hb A1c行双样本t检验,对性别行χ2检验;采用静息态功能磁共振数据分析工具包(REST)V1.8分别对Re Ho和f ALFF统计参数图进行单样本t检验和双样本t检验(Alpha Sim校正,P<0.05,体素数>85),并分别提取D-MCI组每例受试者异常脑区的Re Ho值和f ALFF值,与血生化指标、Mo CA、AVLT即刻记忆和总分行Pearson相关分析,与糖尿病病程、AVLT短时延迟记忆、长时延迟记忆、长时再认评分做Spearman相关分析。相关分析通过SPSS 20软件完成。结果:1.一般资料组间年龄、性别、受教育水平、BMI、血压和MMSE评分无显著差异,D-MCI组的Mo CA评分显著低于HC组(P<0.001),空腹血糖和Hb A1c水平显著高于HC组(P<0.001);2.组间Re Ho值比较D-MCI组右侧额上回、右侧小脑8区Re Ho值显著增高,双侧内侧眶部额上回、右侧额中回、右侧颞下回、左侧枕中回及右侧舌回Re Ho值显著减低;3.组间f ALFF值比较D-MCI组左侧颞下回、双侧扣带回前部f ALFF值显著增高,右侧舌回f ALFF值显著减低;4.相关分析D-MCI组扣带回前部f ALFF值与Hb A1c水平负相关(r=-0.482,P=0.027),左侧颞下回f ALFF值与Mo CA评分负相关(r=-0.547,P=0.010),右侧小脑8区Re Ho值与AVLT即刻记忆评分负相关(r=-0.551,P=0.010);D-MCI组右侧颞下回Re Ho值与AVLT总分正相关(r=0.508,P=0.019),并且与AVLT即刻记忆评分正相关(r=0.585,P=0.005)。结论:T2DM伴MCI患者的脑功能活动紊乱累及了额上回、枕中回、舌回和颞下回等脑区,提示T2DM可能对患者的认知控制、视觉信息处理、语义认知功能造成损害,随着病情进展这些损害具有进一步加重的趋势,而加强血糖控制可能在延缓认知功能损害方面具有一定意义。