2型糖尿病患者聽皮層區(qū)磁共振氫質(zhì)子波譜分析△

宋冬梅徐英霞劉濤呂欣王寶山

·臨床研究·

2型糖尿病患者聽皮層區(qū)磁共振氫質(zhì)子波譜分析△

宋冬梅1徐英霞2＃劉濤1呂欣1王寶山1

目的 探討磁共振氫質(zhì)子波譜（1H magnetic resonance spectroscopy，1H-MRS）技術(shù)對2型糖尿病患者聽皮層神經(jīng)細胞損傷的早期預(yù)警作用。方法 隨機抽取確診的糖尿病患者98例，根據(jù)純音聽閾將其分為糖尿病并雙側(cè)耳聾組（32例）、糖尿病并單側(cè)耳聾組（18例）、單純糖尿病組（48例），以健康志愿者15例為正常對照組，各組行雙側(cè)顳橫回聽皮層1H-MRS檢測，根據(jù)神經(jīng)代謝產(chǎn)物其峰下面積計算N-乙酰天門冬氨酸／肌酸（NAA／Cr）、膽堿／肌酸（Cho／Cr）、肌醇／肌酸（mI／Cr）、N-乙酰天門冬氨酸／膽堿（NAA／Cho）值，比較各組間上述各項指標(biāo)的差異；對血糖值與各神經(jīng)代謝產(chǎn)物的相關(guān)性進行Pearson相關(guān)分析，根據(jù)ROC曲線面積判定上述各指標(biāo)診斷早期糖尿病并感音神經(jīng)性聽力損失的靈敏度及特異度。結(jié)果 糖尿病患者空腹血糖值與NAA／Cr、NAA／Cho呈負相關(guān)（P＜0.05），與Cho／Cr、mI／Cr呈正相關(guān)（P＜0.05）；與正常對照組相比，單純糖尿病組聽皮層神經(jīng)代謝產(chǎn)物NAA／Cho、NAA／Cr降低（P＜0.05），Cho／Cr、mI／Cr升高；糖尿病合并雙側(cè)耳聾組NAA／Cho降低（P＜0.05），Cho／Cr升高；糖尿病合并單側(cè)耳聾組患側(cè)和健側(cè)NAA／Cho均下降，且患側(cè)NAA／Cho較健側(cè)降低（P＜0.05）。NAA／Cho的ROC曲線下面積為81%，準(zhǔn)確性較高，且當(dāng)NAA／Cho為1.65時可以作為單純糖尿病與糖尿病合并感音神經(jīng)性聾的分界指標(biāo)，其余神經(jīng)代謝產(chǎn)物ROC曲線下面積均＜50%。結(jié)論 聽皮層磁共振氫質(zhì)子波譜分析指標(biāo)NAA／Cho有可能作為判定糖尿病人群發(fā)生感音神經(jīng)性聾的早期聽皮層代謝預(yù)警指標(biāo)。

2型糖尿??； 聽皮層； 神經(jīng)代謝產(chǎn)物； 磁共振氫質(zhì)子波譜

近年來研究發(fā)現(xiàn)，糖尿病人群感音神經(jīng)性聾發(fā)病率為35%～50%［1］，較普通人群高，其原因可能是糖尿病患者的血液呈高糖、高凝、高粘滯狀態(tài)，炎性標(biāo)志物［2］和蛋白糖基化終末產(chǎn)物生成增加［3］，神經(jīng)營養(yǎng)因子缺乏，血管內(nèi)皮損傷等，導(dǎo)致糖尿病微血管病變，微血管供應(yīng)區(qū)的神經(jīng)細胞缺血缺氧，聽皮層神經(jīng)細胞代謝功能障礙以及耳蝸血管紋受損可能是感音神經(jīng)性聾發(fā)生的早期病理生理基礎(chǔ)，具體機制有待于進一步研究。

糖尿病導(dǎo)致的神經(jīng)細胞代謝障礙的出現(xiàn)要早于細胞功能障礙，因此，從神經(jīng)細胞代謝角度尋找早期反映聽功能障礙的敏感指標(biāo)，對糖尿病導(dǎo)致的感音神經(jīng)性聾的早期診斷及防治具有重要意義。臨床常用的聽力檢查不能從聽神經(jīng)細胞代謝角度反映聽力的變化情況，磁共振氫質(zhì)子波譜（1H magnetic resonance spectroscopy，1H-MRS）技術(shù)是目前唯一利用磁共振和化學(xué)位移原理對組織器官能量代謝、生化改變及化合物定量分析的無創(chuàng)性技術(shù)［4］，本研究應(yīng)用磁共振氫質(zhì)子波譜檢測糖尿病患者顳橫回聽皮層區(qū)早期神經(jīng)代謝產(chǎn)物的變化，以尋找判斷糖尿病患者感音神經(jīng)性聾聽皮層神經(jīng)細胞病變的早期預(yù)警指標(biāo)。

1 資料與方法

1.1 研究對象與分組 隨機篩選2012年6月到2013年11月經(jīng)河北醫(yī)科大學(xué)第二醫(yī)院內(nèi)分泌科確診的2型糖尿病患者98例作為研究對象，其中男44例，女54例，年齡44～55歲，平均49.61±5.47歲，均符合1999年WHO的2型糖尿病診斷標(biāo)準(zhǔn)［5］，且所有患者病程均超過5年，無耳鳴、眩暈等前庭系統(tǒng)癥狀，無腦外傷、腦手術(shù)病史，排除了高血壓、腦出血、冠心病、精神神經(jīng)系統(tǒng)疾病、耳毒性聾、長期噪聲接觸史，均無酮癥酸中毒、視網(wǎng)膜病變、周圍神經(jīng)病變、腎病及感染等糖尿病急、慢性并發(fā)癥。詳細記錄患者的年齡、性別、病史、癥狀和體征，行耳科檢查除外耵聹栓塞、外耳道狹窄及各種中耳炎，并行純音聽閾、聲導(dǎo)抗及ABR檢查。所有患者聲導(dǎo)抗檢查正常，根據(jù)0.5、1、2、4 k Hz純音聽閾平均值＞25 dB HL診斷為感音神經(jīng)性聾［6］，本研究98例糖尿病患者中，聽力正常組48例，雙側(cè)耳聾組32例，單側(cè)耳聾組18例。以15例隨機普查的健康志愿者為正常對照組，其中男6例，女9例；年齡42～54歲，平均48.78±7.29歲，無高血壓等心腦血管系統(tǒng)病史，無耳鳴、眩暈等前庭系統(tǒng)癥狀，血糖、血脂及純音測聽、聲導(dǎo)抗、ABR檢查均正常，排除神經(jīng)、精神疾病及肺部疾患，無吸煙、嗜酒史（每天至少吸煙1支，連續(xù)6月及以上；每周飲酒至少一次，連續(xù)6個月及以上）。

1.21H-MRS掃描檢查 各組分別進行1HMRS掃描檢查。1H-MRS掃描方法：受試者平臥，頭部周圍襯硬海綿墊，防止檢查過程中頭部運動；數(shù)據(jù)采集應(yīng)用G.E3.0T超導(dǎo)磁共振掃描儀，8通道標(biāo)準(zhǔn)正交頭顱線圈。用T2WI橫斷位像定位，采樣于雙側(cè)顳葉橫回區(qū)域，MEG顯示異常的區(qū)域及對側(cè)相應(yīng)區(qū)域，測量的體素大小為2 cm×2 cm× 2 cm；用PROBE-P序列，掃描參數(shù)如下：TR／TE 1 500／35 ms，128激勵，8次無水抑制掃描；勻場，發(fā)射／接受增益調(diào)節(jié)，無水抑制掃描均由自動預(yù)掃描程序完成，使FWHM／＜7 Hz（分辨率＜0.1 ppm），水抑制程度99%，一側(cè)的掃描時間為3’48＂（圖1）。PROBE-P序列4個主要波峰：N-乙酰天門冬氨酸（NAA）峰位于2.0 ppm，肌酸（Cr）峰位于3.0 ppm，膽堿（Cho）峰位于3.2 ppm，肌醇（mI）峰位于3.56 ppm；用測得的各峰下面積分別計算NAA／Cr、Cho／Cr、mI／Cr及NAA／Cho值，進行相對濃度半定量分析。

圖1 單體素1H-MRS定位其中一受試者聽皮層區(qū)左右顳橫回的示意圖

1.3 統(tǒng)計學(xué)方法 采用SPSS16.0軟件進行統(tǒng)計學(xué)分析，兩組間比較，正態(tài)數(shù)據(jù)采用t檢驗，非正態(tài)數(shù)據(jù)采用秩和檢驗；多組間比較采用單因素方差分析，兩兩比較采用S-N-K法；相關(guān)性分析采用Pearson相關(guān)檢驗法；診斷的敏感性和特異性用接受者工作特征曲線（receiver operating characteristic curve，ROC）法計算，ROC曲線下面積＞50%時有意義。

2 結(jié)果

2.1 糖尿病患者血糖濃度與NAA／Cr、Cho／Cr、mI／Cr、NAA／Cho值相關(guān)分析結(jié)果 糖尿病患者血糖濃度與NAA／Cr、NAA／Cho值呈負相關(guān)，而與Cho／Cr值、mI／Cr呈正相關(guān)性（表1）。

2.2 各組聽皮層神經(jīng)代謝產(chǎn)物比較 與正常對照組左右耳比較，糖尿病無耳聾組左右耳所對應(yīng)的聽皮層代謝產(chǎn)物NAA／Cho降低（P＜0.05），mI／Cr、Cho／Cr升高（P＜0.05）（表2）；糖尿病雙側(cè)耳聾組NAA／Cho、NAA／Cr降低，Cho／Cr、mI／Cr升高，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05）；糖尿病雙側(cè)耳聾組NAA／Cho值較糖尿病無耳聾組降低（P＜0.05），Cho／Cr，mI／Cr值升高（P＜0.05）（表3）；糖尿病單側(cè)耳聾組患側(cè)、健側(cè)及正常對照組NAA／Cr和NAA／Cho值依次升高，Cho／Cr和mI／Cr依次降低（均為P＜0.05）。糖尿病單側(cè)耳聾組患側(cè)的NAA／Cr、NAA／Cho值較健側(cè)降低（P＜0.05）（表4）。

表1 糖尿病患者血糖濃度與各神經(jīng)代謝產(chǎn)物之間的相關(guān)性

表2 正常對照組左右耳＼糖尿病無耳聾組左右耳聽皮層區(qū)神經(jīng)代謝產(chǎn)物比較（±s）

表2 正常對照組左右耳＼糖尿病無耳聾組左右耳聽皮層區(qū)神經(jīng)代謝產(chǎn)物比較（±s）

注：*與正常對照組同側(cè)耳比較，P＜0.05

組別例數(shù)（例）耳別NAA／Cr Cho／Cr mI／Cr NAA／Cho正常對照組15左1.53±0.11 0.69±0.02 0.51±0.04 2.20±0.16右1.67±0.10 0.64±0.04 0.45±0.06 2.62±0.26糖尿病無耳聾組48左1.52±0.08 0.74±0.04*0.62±0.05*2.05±0.15*右1.60±0.06 0.70±0.07*0.53±0.07*2.31±0.20*

表3 糖尿病雙側(cè)耳聾組與正常對照組及糖尿病無耳聾組對應(yīng)聽皮層區(qū)神經(jīng)代謝產(chǎn)物比較（±s）

表3 糖尿病雙側(cè)耳聾組與正常對照組及糖尿病無耳聾組對應(yīng)聽皮層區(qū)神經(jīng)代謝產(chǎn)物比較（±s）

注：*與正常對照組比較，P＜0.05；△與糖尿病無耳聾組比較，P＜0.05

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表4 正常對照組與糖尿病單側(cè)耳聾組健側(cè)和患側(cè)對應(yīng)聽皮層區(qū)神經(jīng)代謝產(chǎn)物比較（±s）

表4 正常對照組與糖尿病單側(cè)耳聾組健側(cè)和患側(cè)對應(yīng)聽皮層區(qū)神經(jīng)代謝產(chǎn)物比較（±s）

注：*與正常對照組比較，P＜0.05；△與糖尿病單側(cè)耳聾組健側(cè)比較，P＜0.05

組別NAA／Cr Cho／Cr mI／Cr NAA／Cho正常對照組1.60±0.12 0.67±0.05 0.48±0.06 2.41±0.29糖尿病單側(cè)耳聾組健側(cè)1.54±0.09*0.72±0.02*0.53±0.11*2.14±0.21*糖尿病單側(cè)耳聾組患側(cè)1.48±0.07*△0.76±0.04*0.59±0.03*1.95±0.14*△

2.3 糖尿病患者顳橫回神經(jīng)代謝產(chǎn)物NAA與Cho的比值ROC法統(tǒng)計學(xué)分析結(jié)果 NAA／Cho比值為1.65時，其診斷的靈敏度為100%，特異度為88%，靈敏度與特異度均很高，表明當(dāng)NAA／Cho低于1.65時糖尿病患者可能會并發(fā)神經(jīng)性聾，其可以作為篩查糖尿病患者發(fā)生耳聾的一個特異性指標(biāo)（ROC曲線下面積為81%，圖2）；而NAA／Cr、Cho／Cr ROC曲線下面積均小于50%，準(zhǔn)確性較低，不考慮其作為早期預(yù)警指標(biāo)。

圖2 ROC曲線圖

3 討論

Diniz等［7］研究了50例糖尿病患者發(fā)現(xiàn)并發(fā)神經(jīng)性聾的患者為21例，本組98例2型糖尿病患者中合并感音神經(jīng)性聾50例，占51.02%，與該文獻相符。1H-MRS檢測的腦內(nèi)代謝物常用指標(biāo)有NAA、Cho、Cr、mI、乳酸、谷氨酰胺、谷氨酸復(fù)合物以及氨基酸等［8］，NAA作為神經(jīng)元代謝的標(biāo)志物，在正常腦部1H-MRS中，NAA處于高峰部位，NAA水平下降體現(xiàn)了神經(jīng)元細胞代謝功能減弱，從代謝角度反映神經(jīng)元細胞的損傷或死亡，而NAA水平升高反映神經(jīng)元細胞活力增強，代謝旺盛［9］；膽堿反映腦內(nèi)總的膽堿量（t Cho），是細胞膜磷脂代謝的中間產(chǎn)物，神經(jīng)細胞膜、髓鞘和神經(jīng)脂類崩解以及膠質(zhì)細胞增生、神經(jīng)細胞膜修復(fù)等因素都可導(dǎo)致Cho濃度升高，Cho是神經(jīng)膠質(zhì)細胞代謝產(chǎn)物的標(biāo)志物，其濃度越高則間接反映神經(jīng)細胞代謝障礙越重，因此，本研究選取NAA作為觀察指標(biāo)之一，借以判斷聽皮層神經(jīng)細胞的活躍程度，選取Cho作為另一個重要觀察指標(biāo)，來判斷聽皮層神經(jīng)細胞的代謝障礙情況，而NAA／Cho的比值升高與降低更能提示神經(jīng)細胞的健康與受損情況。Cr是腦細胞能量依賴系統(tǒng)的標(biāo)志，是能量代謝的提示物，其峰值一般較穩(wěn)定，常作為其它代謝產(chǎn)物信號強度的參照物。

文中結(jié)果顯示，隨著糖尿病患者血糖水平升高，NAA／Cr、Cho／Cr、mI／Cr、NAA／Cho比值呈現(xiàn)一定的變化趨勢，血糖濃度與NAA／Cr、NAA／Cho比值呈負相關(guān)性，而與Cho／Cr、mI／Cr比值呈正相關(guān)性，表明糖尿病患者血糖濃度越高，NAA／Cr、NAA／Cho比值越低，提示患者腦內(nèi)相應(yīng)聽皮層區(qū)域內(nèi)的神經(jīng)元已經(jīng)出現(xiàn)代謝障礙；而Cho／Cr越高，表明患者腦內(nèi)膠質(zhì)細胞可能出現(xiàn)一定的代償增生，也從側(cè)面說明腦內(nèi)神經(jīng)元細胞代謝障礙已經(jīng)開始顯現(xiàn)。

從文中結(jié)果看，單純糖尿病患者其左右聽皮層神經(jīng)細胞的NAA／Cho比值明顯低于正常對照組，而Cho／Cr比值明顯高于正常對照組，提示單純糖尿病患者的腦部顳橫回聽皮層區(qū)神經(jīng)細胞已出現(xiàn)早期代謝障礙，與陳賢明等［10］針對7例老年性聾患者聽皮層的氫質(zhì)子磁共振波譜研究結(jié)果一致，提示糖尿病患者腦部顳橫回聽皮層區(qū)神經(jīng)細胞出現(xiàn)了與感音神經(jīng)性聾一致性的代謝損傷，NAA／Cho和Cho／Cr比值可以早期反映這一變化。糖尿病合并雙側(cè)耳聾組及單純糖尿病組NAA／Cho比值均較對照組下降，而與單純糖尿病組相比，糖尿病合并耳聾患者聽皮層神經(jīng)細胞的NAA／Cho比值下降更明顯，提示糖尿病合并耳聾組患者顳橫回聽皮層區(qū)的神經(jīng)元細胞出現(xiàn)了比單純糖尿病患者更嚴(yán)重的損傷，推測糖尿病患者在未發(fā)生神經(jīng)性聾時聽皮層區(qū)神經(jīng)細胞已存在代謝障礙，當(dāng)其出現(xiàn)感音神經(jīng)性聾時，其聽皮層區(qū)域的神經(jīng)細胞代謝障礙更加明顯，與其他代謝指標(biāo)相比，NAA／Cho比值更能客觀反映這一變化。

為進一步明確上述指標(biāo)是否能反映糖尿病患者大腦聽皮層區(qū)神經(jīng)細胞的早期代謝障礙，本研究對糖尿病合并單側(cè)耳聾患者的患側(cè)及健側(cè)進行了自身對照研究，結(jié)果顯示糖尿病合并單側(cè)耳聾患者組患側(cè)所對應(yīng)的聽皮層區(qū)NAA／Cho、NAA／Cr比正常對照組對應(yīng)區(qū)域下降，而Cho／Cr上升；其健側(cè)所對應(yīng)的聽皮層區(qū)的NAA／Cho、NAA／Cr、Cho／Cr值存在同樣變化趨勢，且患側(cè)NAA／Cho比值下降更加明顯，提示糖尿病單側(cè)耳聾患者患側(cè)及健側(cè)聽皮層區(qū)神經(jīng)細胞均出現(xiàn)了代謝障礙，且健側(cè)已經(jīng)出現(xiàn)了早期神經(jīng)細胞代謝障礙的征象；NAA／Cho較其他三個指標(biāo)更能反映聽區(qū)大腦早期代謝障礙的變化。

ROC曲線分析被公認為是衡量診斷信息和診斷決策質(zhì)量的最佳方法，從文中結(jié)果看，NAA／Cho比值為1.65時，可作為界定糖尿病患者患神經(jīng)性聾的臨界值，而NAA／Cr、Cho／Cr比值ROC曲線下面積＜50%，準(zhǔn)確性有待于進一步研究考證。

綜上所述，本研究發(fā)現(xiàn)糖尿病不伴感音神經(jīng)性聾患者顳橫回神經(jīng)細胞出現(xiàn)了早期聽皮層神經(jīng)細胞代謝功能減退征象，NAA／Cho比值能較客觀地反映這一變化，有可能作為判定此類人群發(fā)生感音神經(jīng)性聾的早期聽皮層代謝預(yù)警指標(biāo)，與阻塞性睡眠呼吸暫停低通氣綜合征患者顳橫回氫質(zhì)子波譜變化情況［11］類似。但聽皮層功能減退主要影響言語識別率，在后續(xù)的研究中將進一步探討言語識別率、失匹配負波或P300檢查與聽皮層損傷的相關(guān)性以及耳聲發(fā)射、耳蝸電圖、ABR等不同定位檢測手段與磁共振氫質(zhì)子波譜技術(shù)檢測聽皮層代謝產(chǎn)物變化的相關(guān)性，以進一步明確NAA／Cho等相關(guān)神經(jīng)代謝產(chǎn)物變化作為糖尿病患者合并感音神經(jīng)性聾早期預(yù)警指標(biāo)的可能性。

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11 宋冬梅，張繼華，劉濤，等.阻塞性睡眠呼吸暫停低通氣綜合征患者顳橫回氫質(zhì)子波譜研究［J］.聽力學(xué)及言語疾病雜志，2014，22：264.

（2014-08-20收稿）

（本文編輯 雷培香）

1H-Magnetic Resonance Spectroscopy Study of Auditory Cortex Metabolism in Patients with Type 2 Diabetes

Song Dongmei*，Xu Yingxia，Liu Tao，Lyu Xin，Wang Baoshan
（*Department of Otolaryngology and Head and Neck Surgery，the First Hospital of Hebei Medical University，Shijiazhuang，050031，China）

Objective To investigate the characteristic changes of the metabolism products in the auditory cortex（transverse temporal gyrus）in diabetes combined with nerve deafness using1H magnetic resonance spectroscopy（1H-MRS），and to discover the early warning indicator of nerve deafness in type 2 diabetes.Methods PTA was performed in 98 patients with type 2 diabetes（diagnosed by Endocrinology Department），and in 15 healthy subjects in the control group.The patients were classified into four groups：the group of type 2 diabetes；type 2 diabetes with unilateral and bilateral deafness，and the normal control group.Cerebral metabolism was studied by assessing the ratios of nitro-acetyl aspartate contrast to choline（NAA／Cho）as well as to creatine（NAA／Cr），myo-inositol to creatine（mI／Cr）and choline to creatine（Cho／Cr）ratios in the auditory cortical separately in these groups. The Pearson correlation analysis was applied to determine blood glucose value with the nerve metabolites while the ROC curves were made for those metabolism markers to find the best diagnostic threshold.Results NAA／Cr and NAA／Cho were negatively correlated with AHI index and Cho／Cr，mI／Cr was positively correlated with blood glucose value.Significantly lower values of NAA／Cho ratio were found in patients＇（diabetes without deafness）auditory cortex compared with 15 age-matched control subjects（P＜0.05）.NAA／Cr and NAA／Cho ratio in diabetes with deafness were significantly lower than those in control group（P＜0.05），Cho／Cr higher than those of in other groups（P＜0.05）.NAA／Cr and NAA／Cho ratio in injured and uninjured auditory cortex of diabetes with unilateral deafness were significantly lower than those of in control group（P＜0.05），then we made a self-comparison between the injured and uninjured auditory cortex，finding that NAA／Cho ratio had a significant difference.All of the metabolisms were tested by the curve of ROC.The area of NAA／Cho under the ROC curve was 81%，which had a higher accuracy.NAA／Cho equal to 1.65 can be used as boundary indicators between diabetes without deafness and diabetes with deafness groups，the areas of the remaining indicators under the ROC curve was＜50%.Conclusion NAA／Cho may be the early warning marker of nerve deafness in type 2 diabetes.

Type 2 diabetes； Sensorineural hearing loss； Auditory cortex；neural metabolites；1H magnetic resonance spectroscopy（1H-MRS）.

10.3969／j.issn.1006-7299.2015.02.008

時間：2015-3-3 14：39

R587.1；R339.16

A

1006-7299（2015）02-0151-05

△ 河北省高等學(xué)?？茖W(xué)技術(shù)研究重點項目（ZH2011220）、河北省科學(xué)技術(shù)研究與發(fā)展計劃項目（12276103D）聯(lián)合資助

1 河北醫(yī)科大學(xué)第一醫(yī)院耳鼻咽喉頭頸外科（石家莊 050031）； 2 河北省石家莊市正定縣人民醫(yī)院

宋冬梅，女，天津人，主任醫(yī)師，碩士生導(dǎo)師，主要研究方向為耳鼻咽喉相關(guān)疾病臨床治療及研究。

王寶山（Email：wbsent@126.com）＃為并列第一作者

網(wǎng)絡(luò)出版地址：http：／／www.cnki.net／kcms／detail／42.1391.R.20150303.1439.011.html