多模態功能MRI在糖尿病腦病中的應用研究*

張景忠 齊英杰 吳炎 陳宇 徐堅民

(暨南大學第二臨床醫學院·廣東省深圳市人民醫院； 1.放射科；2.內分泌科， 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。隨著疾病進展，中樞神經系統可受累并出現相應癥狀。我國以2型糖尿病(type 2 diabetes mellitus，T2DM)為主[1]，且發病率逐年上升，超世界平均水平的6.4%[2]。DM對中樞神經系統的損害主要體現在腦白質病變，患者發生認知功能障礙[3]。常規核磁共振成像(Magnetic resonance imaging，MRI)檢查的診斷與評估價值在DE未出現明顯形態學改變前比較有限，而功能MRI (function MRI，fMRI)則能夠早期發現DE患者腦微結構及功能的改變，甚至進行定量。包括MR波譜成像(magnetic resonance spectroscopy，MRS)擴散張量成像(diffusion tensor imaging，DTI)、血氧水平依賴成像(blood oxygenationlevel dependant，BOLD) 、磁敏感加權成像(susceptibility weighted imaging，SWI)和靜息態腦功能成像(resting-state fMRI，rfMRI)等方式。而海馬區是認知功能早期損傷區域，在糖尿病時早期即可發生損傷，因此本研究重點針對磁敏感加權成像(susceptibility weighted imaging，SWI)與MRS為代表的多模態功能mRI檢查結果與T2DM患者進行認知功能進行相關分析。探討多模態MRI能否用于早期診斷并評價T2DM患者病情嚴重程度，為臨床干預治療提供信息，現將結果報告如下。

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組血糖水平無顯著差異，但均高于志愿者組,見表1。

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

1.2 納入與排除標準 納入標準：①符合2017年由WTO制定的T2DM診斷標準[1]。②研究對象均具有初中以上學歷，精神狀態正常，智力水平正常。③無顱腦外傷、無腦血管疾病。排除標準：①出現T2DM忘性代謝并發癥。②攜帶心臟起搏器、骨折鋼釘等體內金屬植入物等磁共振禁忌癥者。③Hachiski缺血評分>4分。④具有精神病史、腦血管病史或明顯認知障礙。⑤T2-FLAIR序列腦白質損傷分級在2級以上。所有受試者均書面對本研究表示知情同意，且得到我院倫理委員會批準。

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。因受試者總掃描時間約為30min，將所有受試者的掃描圖像傳輸至工作站以便對相位圖進行校正，在校正后的相位圖上測量額葉、后扣帶回及海馬區相鄰前、后兩個層面及其顯示最大層面，計算平均相位值。所有受試者檢測部位均為其大腦優勢半球的海馬區域。

1.3.2 評估量表 采用中文版蒙特利爾認知評估量表(Montreal of Cognitive Assessment，MOCA)對所有受試者進行評分，以了解受試者的認知能力。在測評進行之前，首先對研究人員進行培訓，培訓內容為規范的操作流程及如何進行評分；保證所有受試者接受測評的環境基本相同，在研究人員指導下，受試者按照量表的指導語，逐步進行答題測試，最后由研究人員統計受試者總分。

2 結果

2.1 3組患者MoCA評分比較 A組MoCA評分為(28.33±4.83)，B組(25.77±5.12)，志愿者為(29.76±2.21)，3組之間差異無統計學意義(P>0.05))。

2.2 3組受試者腦白質分級比較 根據T2-FLAIR圖像將受試者腦白質損傷進行分級，見表2。

表2 受試者腦白質損傷分級Table 2 Classification of brain white matter injury

2.3 受試者左側海馬區SWI相位值與MRS值結果比較 所有受試者均慣用右手，因此相對應的檢查為左側大腦。受試者左側大腦SWI相位值、Ins/Cr、Cho/Cr、NAA/Cr均不完全相同，經Duunett-t檢驗進行兩兩比較后可知，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 左側海馬區SWI相位值與MRS值結果比較Table 3 Comparison of SWI value and MRS value in left hippocampal area

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

2.4 MoCA評分與受試者左側海馬區SWI相位值與MRS值的關系 通過Pearson相關性分析可見，MoCA評分與SWI相位值成正相關關系，其中與A組的相關性高于B組(P<0.05)；MoCA評分與Ins/Cr、Cho/Cr、NAA/Cr均具有負相關關系(P<0.05)，見表4。

表4 MoCA評分與受試者左側海馬區SWI相位值與MRS值的相關性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動物腦模型中海馬與海馬紋狀體及旁回等低信號斑塊，在免疫組化檢測后發現其中富含鐵離子，而SWI相位值在額葉、海馬及PCC減低，隨病程延長其相位值呈現愈加降低的趨勢。本研究結果在受試者中證實了這一結果。且有研究[16]提出鐵的沉積有可能被當做對DM患者認知功能評估的標準。如本研究中涉及的Ins/Cr、Cho/Cr升高，而、NAA/Cr降低[17-18]，提示病變已經造成了神經元功能障礙或細胞缺失。由于海馬參與組成了近記憶回路，且密切關系到認知功能。 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，病程長短形成了梯度關系。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較小有關。針對A組與B組患者，進行了MoCA評分與SWI、MRS相關性分析可見，MoCA評分與SWI相位值成正相關關系。提示在早期使用SWI能更有效提示病變程度。而MoCA評分與Ins/Cr、Cho/Cr、NAA/Cr均具有負相關關系，并且這一變化伴有海馬體積萎縮，海馬神經元缺失及形成老年斑塊可能是其產生的機制，神經纖維纏結也可能與此有關。認知功能下降與雙側腦功能區域與患者海馬連接功能下降有關[19]，與之相關的還有枕葉舌回活動減少[20]。

4 結論

SMI與MRS能有效提示早期T2DM腦部患者海馬病變，對T2DM患者中樞神經演變進行早期診斷與可視化評估，反映T2DM腦部患者腦部病變程度，為早期干預贏得時間。但fMRI的其他方法與指標還需要更大樣本更進一步的研究進行驗證。