老年2型糖尿病伴輕度認(rèn)知功能障礙病人不同腦區(qū)fALFF及ReHo的變化

張學(xué)英，張 毅，文 玉

隨著我國(guó)人口老齡化加劇，老年人群中癡呆的患病率越來(lái)越高，一項(xiàng)薈萃分析發(fā)現(xiàn)，在非西方國(guó)家中，阿爾茨海默病(Alzheimer′s disease，AD)發(fā)病率隨著時(shí)間推移在逐漸上升[1]。2型糖尿病(type 2 diabetes mellitus，T2DM)病人罹患癡呆的風(fēng)險(xiǎn)為正常人的1.5～2.5倍[2]，其在出現(xiàn)臨床癡呆之前，會(huì)出現(xiàn)輕度認(rèn)知功能障礙(mild cognitive impairment，MCI)。MCI診斷缺乏臨床影像學(xué)依據(jù)，本研究根據(jù)不同腦區(qū)低頻振幅率(fALFF)及局部一致性(ReHo)的改變探討老年T2DM伴MCI病人靜息狀態(tài)下腦功能活動(dòng)的變化，以便為其早期干預(yù)提供更加客觀的臨床影像學(xué)依據(jù)。

1 資料與方法

1.1 研究對(duì)象 選取2017年7月—2019年7月在山西醫(yī)科大學(xué)第一醫(yī)院就診且年齡≥60歲的T2DM病人21例，作為T2DM組，同期體檢健康者20名作為對(duì)照組。T2DM的診斷符合1999年世界衛(wèi)生組織(WHO)頒布的糖尿病診斷標(biāo)準(zhǔn)，MCI的診斷符合《中國(guó)癡呆與認(rèn)知障礙診治指南(2015 版)》診斷標(biāo)準(zhǔn)。排除標(biāo)準(zhǔn)：①任何引起癡呆的神經(jīng)系統(tǒng)疾病，有精神疾病，有服用改善認(rèn)知功能的藥物及酒精依賴者；②有糖尿病并發(fā)癥或嚴(yán)重低血糖發(fā)作史者；③有嚴(yán)重慢性消耗性疾病、代謝性疾病者；④視聽(tīng)讀寫(xiě)能力障礙者。

1.2 研究方法

1.2.1 資料采集 收集研究對(duì)象基本資料，包括年齡、性別、受教育程度、蒙特利爾認(rèn)知評(píng)估北京版(Montreal Cognitive Assessment Beijing Version，MoCA)量表評(píng)分。

1.2.2 磁共振數(shù)據(jù)采集 應(yīng)用SIEMENS Skyra 3.0T超導(dǎo)型磁共振，采用8通道頭顱線圈，平面回波成像序列軸向掃描，重復(fù)時(shí)間(TR)2 000 ms，回波時(shí)間(TE)30 ms，視野256 mm×256 mm，翻轉(zhuǎn)角=90°，矩陣 64×64，層厚 4 mm，層間距1 mm，軸位掃描 33 層，每個(gè)被試掃描 240 個(gè)全腦。所有被測(cè)試者在掃描過(guò)程中安靜、閉眼，維持覺(jué)醒狀態(tài)，并避免任何有結(jié)構(gòu)性的思維活動(dòng)或肢體活動(dòng)。

1.2.3 磁共振數(shù)據(jù)處理 運(yùn)用Matlab R2012a平臺(tái)中SPM8(statistical parametric mapping)和 DPARSF(Data Processing Assistant for Resting-State fMRI)軟件，進(jìn)行包括頭動(dòng)校正、配準(zhǔn)、空間標(biāo)準(zhǔn)化和空間平滑處理，并剔除每個(gè)功能序列前 10 幅全腦圖像，剩余圖像均經(jīng)過(guò)時(shí)間校正和空間校正。所有數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化到 EPI 模板，采用歐洲腦模型標(biāo)準(zhǔn)，最小體素為 3 mm×3 mm×3 mm。數(shù)據(jù)預(yù)處理后將每個(gè)體素的fALFF值及ReHo值進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理。

2 結(jié) 果

2.1 兩組一般資料比較 T2DM組和對(duì)照組年齡、性別和受教育程度比較差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)，T2DM組MoCA評(píng)分低于對(duì)照組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。詳見(jiàn)表1。

表1 兩組一般資料比較

2.2 兩組fALFF值比較 經(jīng)雙樣本t檢驗(yàn)，T2DM組相對(duì)于對(duì)照組fALFF值增高的腦區(qū)主要有右側(cè)梭狀回、右側(cè)顳中回、左側(cè)顳中回；fALFF值減弱的腦區(qū)主要有右側(cè)扣帶回中部、右側(cè)顳上回、左側(cè)顳上回，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。詳見(jiàn)表2。

表2 兩組fALFF值比較

2.3 兩組ReHo值比較 經(jīng)雙樣本t檢驗(yàn)，T2DM組相對(duì)于對(duì)照組ReHo值增高的腦區(qū)主要有右側(cè)梭狀回、右側(cè)枕下回、右側(cè)顳下回、左側(cè)梭狀回、左側(cè)楔前葉；ReHo值減弱的腦區(qū)主要有右側(cè)額上回、右側(cè)額下回、左側(cè)顳中回、左側(cè)額下回、左側(cè)額上回、左側(cè)頂上回、左側(cè)后扣帶回，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。詳見(jiàn)表3。

表3 兩組ReHO值比較

3 討 論

T2DM病人因長(zhǎng)期慢性血糖波動(dòng)、胰島素抵抗與缺乏、氧化應(yīng)激、炎癥反應(yīng)、糖尿病病程及糖尿病血管性病變等多方面因素綜合作用影響認(rèn)知功能[3-5]，國(guó)內(nèi)外大多數(shù)研究及本課題組研究均證實(shí)T2DM老年病人較健康老年人群更易出現(xiàn)認(rèn)知功能損害。

癡呆病人會(huì)表現(xiàn)有大腦默認(rèn)模式網(wǎng)絡(luò)(DMN)的異常改變[6]。DMN是人體處于靜息狀態(tài)時(shí)存在于大腦內(nèi)具有較強(qiáng)穩(wěn)定性和代謝活性的自發(fā)性神經(jīng)元活動(dòng)的腦網(wǎng)絡(luò)分布區(qū)[7]。fALFF值可以檢測(cè)不同腦區(qū)自發(fā)神經(jīng)元活動(dòng)的異常，ReHo值可以反映局部腦區(qū)活動(dòng)的一致性，二者均是描述全腦靜息態(tài)信號(hào)的重要分析算法[8]。

本研究發(fā)現(xiàn)，T2DM組較對(duì)照組存在某些腦區(qū)fALFF值、ReHo值的變化。其中，T2DM組較對(duì)照組fALFF值增高的腦區(qū)有右側(cè)梭狀回、右側(cè)顳中回、左側(cè)顳中回，fALFF值減弱的腦區(qū)有右側(cè)扣帶回中部、右側(cè)顳上回、左側(cè)顳上回；T2DM組較對(duì)照組ReHo值增高的腦區(qū)有右側(cè)梭狀回、右側(cè)枕下回、右側(cè)顳下回、左側(cè)梭狀回、左側(cè)楔前葉，ReHo值減弱的腦區(qū)有右側(cè)額上回、右側(cè)額下回、左側(cè)顳中回、左側(cè)額下回、左側(cè)額上回、左側(cè)頂上回、左側(cè)后扣帶回，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。提示老年T2DM伴MCI病人存在部分聽(tīng)覺(jué)語(yǔ)言中樞、廣泛視覺(jué)皮層及執(zhí)行決策能力的異常改變，主要表現(xiàn)為聽(tīng)覺(jué)加工、視空間辨別能力、語(yǔ)義記憶、言語(yǔ)能力、決策與執(zhí)行能力受損，但同時(shí)存在周圍腦區(qū)和其他相關(guān)腦區(qū)fALFF值、ReHo值的升高，可能存在代償情況，可以作為解釋輕度認(rèn)知功能損害者臨床癥狀不典型的原因之一。

本研究發(fā)現(xiàn)，顳葉不同腦區(qū)及部分視覺(jué)皮層fALFF值和ReHo值的變化有增高或降低，考慮T2DM老年病人處于輕度認(rèn)知功能損害與代償機(jī)制并存階段。T2DM組額葉部分腦區(qū)fALFF值、ReHo值下降，但并未發(fā)現(xiàn)明顯代償情況，這與Wang等[9]發(fā)現(xiàn)T2DM病人低頻振幅(ALFF)明顯降低的腦區(qū)位于額葉，ALFF值增加的腦區(qū)主要在視覺(jué)皮質(zhì)中的結(jié)果一致。

綜上所述，T2DM老年病人腦功能區(qū)的變化主要位于顳葉、額葉及部分枕葉，國(guó)外一項(xiàng)對(duì)癡呆病人腦功能活動(dòng)變化的研究中發(fā)現(xiàn)，前額皮層和枕顳皮層存在代償性活動(dòng)性改變，且這些變化可能與糖尿病有關(guān)[6]，可能與T2DM老年人額顳葉體積縮小有關(guān)[10-11]，同樣可以解釋T2DM老年病人出現(xiàn)MCI時(shí)存在選擇性認(rèn)知功能損害[12-13]，其中以信息處理速度與執(zhí)行能力的測(cè)量上表現(xiàn)更差。

在對(duì)輕度認(rèn)知功能損害的神經(jīng)生理學(xué)原理研究中，靜息態(tài)腦功能磁共振(rs-fMRI)技術(shù)越來(lái)越受到研究者的青睞，研究方法包括獨(dú)立成分分析(ICA)、基于種子區(qū)域的功能連接(FC)、ReHo、ALFF及fALFF等分析算法。今后課題組將會(huì)擴(kuò)大樣本量收集并運(yùn)用多種rs-fMRI分析方法相結(jié)合，綜合深入探討T2DM伴MCI老年人群不同腦區(qū)的功能變化。