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目的:2型糖尿病(type2 diabetes mellitus,T2DM)可致认知功能损害,是轻度认知功能障碍(mild cognitive impairment,MCI)、阿尔兹海默病(Alzheimer’s disease,AD)等疾病的重要危险因素。神经血管耦合改变是导致T2DM患者认知功能损害的关键因素。本研究通过将代表局部和全脑神经活动的局部一致性(regional homogeneity,Re Ho)和功能连接强度(functional connectivity strength,FCS)与脑血流量(cerebral blood flow,CBF)在全脑灰质范围内进行跨体素耦合分析及比值分析,探讨无并发症的T2DM患者神经血管耦合的改变及其与认知功能表现的关系。材料与方法:本研究共招募了135例T2DM患者(男性70例,女性65例,平均年龄59.48±7.34岁),同期收集了134例健康对照(healthy controls,HCs)(男性58例,女性76例,平均年龄58.01±8.12岁),两组受试者性别、年龄及教育年限均相匹配。采用GE Discovery MR 750 3.0T磁共振扫描仪对每个受试者进行磁共振扫描,主要包括静息态功能磁共振成像及3D伪连续式动脉自旋标记成像,经过数据预处理,得到所有受试者的全脑Re Ho图、FCS图以及CBF图。于扫描磁共振当天对受试者进行包括情景记忆、注意力及信息处理速度和神经心理学测评,并抽取空腹静脉血进行血糖等实验室检查。首先采用SPSS 25.0软件对人口统计学信息、临床实验室指标、行为学指标进行组间比较。为评估局部和全脑神经活动与CBF的耦合关系,分别计算所有受试者在灰质模板内的Re Ho-CBF和FCS-CBF跨体素相关性并进行组间比较;然后计算所有受试者在灰质模板内每个体素Re Ho/CBF和FCS/CBF比值,基于Matlab的SPM12软件进行基于体素水平的双样本t-检验,将性别、年龄、教育年限作为控制协变量。提取存在组间差异的脑区的Re Ho/CBF和FCS/CBF值,并将其与具有两组间统计学差异的临床实验室及行为学指标进行相关性分析。为确保结果的可靠性,对于所有受试者分别在FCS阈值为0.1、0.2、0.3情况下重复上述分析,以观察在不同阈值下的结果是否一致。此外,由于全脑灰质体积(grey matter volume,GMV)对于神经血管耦合的影响程度尚无定论,本研究另将每个受试者的GMV作为控制协变量,重复上述分析,评估GMV是否影响神经血管耦合。结果:1.T2DM患者组和HCs组的性别、年龄、教育年限、血压和总胆固醇等指标差异均无统计学意义(P>0.05)。与HCs组相比,T2DM组空腹血糖(fasting blood glucose,FBG)、糖化血红蛋白(glycosylated hemoglobin,Hb A1c)水平显著增高(P<0.001),HOMA-β水平显著降低(P<0.001);Rey听觉词语学习测试(Rey auditory verbal learning test,RAVLT)中的即刻回忆(RAVLT-immediate recall,RAVLT-IR)和延迟回忆(RAVLT-delay recall,RAVLT-DR)、Rey-Osterrieth复杂图形(Rey-Osterrieth complex figure,ROCF)中的即刻回忆(ROCF-immediate recall,ROCF-IR)和延迟回忆(ROCF-delay recall,ROCF-DR)和符号数字模式测验(Symbol Digit Modalities Test,SDMT)均显著降低(P<0.05)。2.全脑灰质Re Ho-CBF和FCS-CBF的跨体素相关性组间差异无统计学意义(P>0.05)。3.与HCs组相比,T2DM患者组部分脑区存在Re Ho/CBF与FCS/CBF比值改变,包括右侧顶下小叶及颞上回Re Ho/CBF比值显著降低,双侧眶额区、左侧额中回及右侧额内侧回、额上回Re Ho/CBF比值显著升高,双侧眶额区、额中回及额下回FCS/CBF比值显著升高(P<0.05,FDR校正)。4.T2DM患者组右侧额叶Re Ho/CBF比值与ROCF-IR及ROCF-DR评分呈正相关(r=0.195,P=0.024;r=0.176,P=0.043),右侧额叶FCS/CBF比值与SDMT评分呈正相关(r=0.215,P=0.013),与ROCF-IR及ROCF-DR评分呈正相关(r=0.177,P=0.042;r=0.178,P=0.041)。5.在控制GMV后,T2DM患者组全脑灰质Re Ho-CBF和FCS-CBF跨体素相关性差异仍无统计学意义(P>0.05)。两组间Re Ho/CBF与FCS/CBF比值改变的脑区与未控制GMV的结果基本一致。在不同FCS阈值下,两组间FCS-CBF跨体素相关及FCS/CBF比值结果基本一致。结论:本研究采用多模态MRI方法,利用Re Ho/CBF及FCS/CBF对无并发症的T2DM患者的神经血管耦合情况进行分析,发现T2DM患者部分脑区存在神经血管耦合改变,且与认知功能表现相关。本研究结果提示神经血管耦合状态改变可能是T2DM患者早期认知功能损害的一种神经机制,有可能为早期识别T2DM患者的认知功能损害提供影像学标志。