多模態(tài)功能MRI在糖尿病腦病中的應(yīng)用研究*

張景忠 齊英杰 吳炎 陳宇 徐堅(jiān)民

(暨南大學(xué)第二臨床醫(yī)學(xué)院·廣東省深圳市人民醫(yī)院； 1.放射科；2.內(nèi)分泌科， 廣東 深圳 518020)

糖尿病(diabetes mellitus，DM)可引起多種慢性全身代謝紊亂綜合征。隨著疾病進(jìn)展，中樞神經(jīng)系統(tǒng)可受累并出現(xiàn)相應(yīng)癥狀。我國(guó)以2型糖尿病(type 2 diabetes mellitus，T2DM)為主[1]，且發(fā)病率逐年上升，超世界平均水平的6.4%[2]。DM對(duì)中樞神經(jīng)系統(tǒng)的損害主要體現(xiàn)在腦白質(zhì)病變，患者發(fā)生認(rèn)知功能障礙[3]。常規(guī)核磁共振成像(Magnetic resonance imaging，MRI)檢查的診斷與評(píng)估價(jià)值在DE未出現(xiàn)明顯形態(tài)學(xué)改變前比較有限，而功能MRI (function MRI，fMRI)則能夠早期發(fā)現(xiàn)DE患者腦微結(jié)構(gòu)及功能的改變，甚至進(jìn)行定量。包括MR波譜成像(magnetic resonance spectroscopy，MRS)擴(kuò)散張量成像(diffusion tensor imaging，DTI)、血氧水平依賴成像(blood oxygenationlevel dependant，BOLD) 、磁敏感加權(quán)成像(susceptibility weighted imaging，SWI)和靜息態(tài)腦功能成像(resting-state fMRI，rfMRI)等方式。而海馬區(qū)是認(rèn)知功能早期損傷區(qū)域，在糖尿病時(shí)早期即可發(fā)生損傷，因此本研究重點(diǎn)針對(duì)磁敏感加權(quán)成像(susceptibility weighted imaging，SWI)與MRS為代表的多模態(tài)功能mRI檢查結(jié)果與T2DM患者進(jìn)行認(rèn)知功能進(jìn)行相關(guān)分析。探討多模態(tài)MRI能否用于早期診斷并評(píng)價(jià)T2DM患者病情嚴(yán)重程度，為臨床干預(yù)治療提供信息，現(xiàn)將結(jié)果報(bào)告如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料 本研究納入2016年3月～2017年5月我院收治的49例T2DM合并腦病患者，其中男性19例，女性22例，病程<10年者為A組，共23例，病程>10年者為B組，共26例，同時(shí)招募健康志愿者21名為志愿者組，3組受試者性別比例、年齡、收縮壓與舒張壓無(wú)顯著差異(P>0.05)，血糖水平不完全相同，A組與B組血糖水平無(wú)顯著差異，但均高于志愿者組,見表1。

表1 3組研究對(duì)象的一般情況比較Table 1 Comparison of the general situation of the three groups

1.2 納入與排除標(biāo)準(zhǔn) 納入標(biāo)準(zhǔn)：①符合2017年由WTO制定的T2DM診斷標(biāo)準(zhǔn)[1]。②研究對(duì)象均具有初中以上學(xué)歷，精神狀態(tài)正常，智力水平正常。③無(wú)顱腦外傷、無(wú)腦血管疾病。排除標(biāo)準(zhǔn)：①出現(xiàn)T2DM忘性代謝并發(fā)癥。②攜帶心臟起搏器、骨折鋼釘?shù)润w內(nèi)金屬植入物等磁共振禁忌癥者。③Hachiski缺血評(píng)分>4分。④具有精神病史、腦血管病史或明顯認(rèn)知障礙。⑤T2-FLAIR序列腦白質(zhì)損傷分級(jí)在2級(jí)以上。所有受試者均書面對(duì)本研究表示知情同意，且得到我院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)。

1.3 研究方法

1.3.1 檢查方法 采用3.0T西門子skyra掃描儀，掃描基線定為前后聯(lián)合連線，全腦均為掃描范圍，掃描序列包括：SWI與MRS。因受試者總掃描時(shí)間約為30min，將所有受試者的掃描圖像傳輸至工作站以便對(duì)相位圖進(jìn)行校正，在校正后的相位圖上測(cè)量額葉、后扣帶回及海馬區(qū)相鄰前、后兩個(gè)層面及其顯示最大層面，計(jì)算平均相位值。所有受試者檢測(cè)部位均為其大腦優(yōu)勢(shì)半球的海馬區(qū)域。

1.3.2 評(píng)估量表 采用中文版蒙特利爾認(rèn)知評(píng)估量表(Montreal of Cognitive Assessment，MOCA)對(duì)所有受試者進(jìn)行評(píng)分，以了解受試者的認(rèn)知能力。在測(cè)評(píng)進(jìn)行之前，首先對(duì)研究人員進(jìn)行培訓(xùn)，培訓(xùn)內(nèi)容為規(guī)范的操作流程及如何進(jìn)行評(píng)分；保證所有受試者接受測(cè)評(píng)的環(huán)境基本相同，在研究人員指導(dǎo)下，受試者按照量表的指導(dǎo)語(yǔ)，逐步進(jìn)行答題測(cè)試，最后由研究人員統(tǒng)計(jì)受試者總分。

2 結(jié)果

2.1 3組患者M(jìn)oCA評(píng)分比較 A組MoCA評(píng)分為(28.33±4.83)，B組(25.77±5.12)，志愿者為(29.76±2.21)，3組之間差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05))。

2.2 3組受試者腦白質(zhì)分級(jí)比較 根據(jù)T2-FLAIR圖像將受試者腦白質(zhì)損傷進(jìn)行分級(jí)，見表2。

表2 受試者腦白質(zhì)損傷分級(jí)Table 2 Classification of brain white matter injury

2.3 受試者左側(cè)海馬區(qū)SWI相位值與MRS值結(jié)果比較 所有受試者均慣用右手，因此相對(duì)應(yīng)的檢查為左側(cè)大腦。受試者左側(cè)大腦SWI相位值、Ins/Cr、Cho/Cr、NAA/Cr均不完全相同，經(jīng)Duunett-t檢驗(yàn)進(jìn)行兩兩比較后可知，B組的SWI相位值、Ins/Cr值、Cho/Cr值均高于A組(P<0.05)，A組高于志愿者組(P<0.05)；A組NAA/Cr值高于B組，但顯著低于志愿者組,見表3、圖1。

表3 左側(cè)海馬區(qū)SWI相位值與MRS值結(jié)果比較Table 3 Comparison of SWI value and MRS value in left hippocampal area

圖1 受試者掃描結(jié)果Figure 1 The scan results注：A.SWI掃描結(jié)果；B.MRS圖；C.SWI相位圖

2.4 MoCA評(píng)分與受試者左側(cè)海馬區(qū)SWI相位值與MRS值的關(guān)系 通過Pearson相關(guān)性分析可見，MoCA評(píng)分與SWI相位值成正相關(guān)關(guān)系，其中與A組的相關(guān)性高于B組(P<0.05)；MoCA評(píng)分與Ins/Cr、Cho/Cr、NAA/Cr均具有負(fù)相關(guān)關(guān)系(P<0.05)，見表4。

表4 MoCA評(píng)分與受試者左側(cè)海馬區(qū)SWI相位值與MRS值的相關(guān)性Table 4 Correlation between MoCA score and SWI phase value and MRS value in left hippocampal area of subjects

3 討論

本研究結(jié)果在T2DM造成的腦損傷中，SWI具有較為靈敏的提示作用。證明[14-15]DM動(dòng)物腦模型中海馬與海馬紋狀體及旁回等低信號(hào)斑塊，在免疫組化檢測(cè)后發(fā)現(xiàn)其中富含鐵離子，而SWI相位值在額葉、海馬及PCC減低，隨病程延長(zhǎng)其相位值呈現(xiàn)愈加降低的趨勢(shì)。本研究結(jié)果在受試者中證實(shí)了這一結(jié)果。且有研究[16]提出鐵的沉積有可能被當(dāng)做對(duì)DM患者認(rèn)知功能評(píng)估的標(biāo)準(zhǔn)。如本研究中涉及的Ins/Cr、Cho/Cr升高，而、NAA/Cr降低[17-18]，提示病變已經(jīng)造成了神經(jīng)元功能障礙或細(xì)胞缺失。由于海馬參與組成了近記憶回路，且密切關(guān)系到認(rèn)知功能。 因此，本研究表明，B組受試者的SWI相位值、Ins/Cr值、Cho/Cr值均高于A組，A組高于志愿者組，與是否患病，病程長(zhǎng)短形成了梯度關(guān)系。但A組NAA/Cr值高于B組，顯著低于志愿者可能與本研究例數(shù)較小有關(guān)。針對(duì)A組與B組患者，進(jìn)行了MoCA評(píng)分與SWI、MRS相關(guān)性分析可見，MoCA評(píng)分與SWI相位值成正相關(guān)關(guān)系。提示在早期使用SWI能更有效提示病變程度。而MoCA評(píng)分與Ins/Cr、Cho/Cr、NAA/Cr均具有負(fù)相關(guān)關(guān)系，并且這一變化伴有海馬體積萎縮，海馬神經(jīng)元缺失及形成老年斑塊可能是其產(chǎn)生的機(jī)制，神經(jīng)纖維纏結(jié)也可能與此有關(guān)。認(rèn)知功能下降與雙側(cè)腦功能區(qū)域與患者海馬連接功能下降有關(guān)[19]，與之相關(guān)的還有枕葉舌回活動(dòng)減少[20]。

4 結(jié)論

SMI與MRS能有效提示早期T2DM腦部患者海馬病變，對(duì)T2DM患者中樞神經(jīng)演變進(jìn)行早期診斷與可視化評(píng)估，反映T2DM腦部患者腦部病變程度，為早期干預(yù)贏得時(shí)間。但fMRI的其他方法與指標(biāo)還需要更大樣本更進(jìn)一步的研究進(jìn)行驗(yàn)證。