老年2型糖尿病伴輕度認知功能障礙病人不同腦區fALFF及ReHo的變化

張學英，張 毅，文 玉

隨著我國人口老齡化加劇，老年人群中癡呆的患病率越來越高，一項薈萃分析發現，在非西方國家中，阿爾茨海默病(Alzheimer′s disease，AD)發病率隨著時間推移在逐漸上升[1]。2型糖尿病(type 2 diabetes mellitus，T2DM)病人罹患癡呆的風險為正常人的1.5～2.5倍[2]，其在出現臨床癡呆之前，會出現輕度認知功能障礙(mild cognitive impairment，MCI)。MCI診斷缺乏臨床影像學依據，本研究根據不同腦區低頻振幅率(fALFF)及局部一致性(ReHo)的改變探討老年T2DM伴MCI病人靜息狀態下腦功能活動的變化，以便為其早期干預提供更加客觀的臨床影像學依據。

1 資料與方法

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

1.2 研究方法

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

1.2.2 磁共振數據采集 應用SIEMENS Skyra 3.0T超導型磁共振，采用8通道頭顱線圈，平面回波成像序列軸向掃描，重復時間(TR)2 000 ms，回波時間(TE)30 ms，視野256 mm×256 mm，翻轉角=90°，矩陣 64×64，層厚 4 mm，層間距1 mm，軸位掃描 33 層，每個被試掃描 240 個全腦。所有被測試者在掃描過程中安靜、閉眼，維持覺醒狀態，并避免任何有結構性的思維活動或肢體活動。

1.2.3 磁共振數據處理 運用Matlab R2012a平臺中SPM8(statistical parametric mapping)和 DPARSF(Data Processing Assistant for Resting-State fMRI)軟件，進行包括頭動校正、配準、空間標準化和空間平滑處理，并剔除每個功能序列前 10 幅全腦圖像，剩余圖像均經過時間校正和空間校正。所有數據標準化到 EPI 模板，采用歐洲腦模型標準，最小體素為 3 mm×3 mm×3 mm。數據預處理后將每個體素的fALFF值及ReHo值進行標準化處理。

2 結 果

2.1 兩組一般資料比較 T2DM組和對照組年齡、性別和受教育程度比較差異均無統計學意義(P>0.05)，T2DM組MoCA評分低于對照組，差異有統計學意義(P<0.05)。詳見表1。

表1 兩組一般資料比較

2.2 兩組fALFF值比較 經雙樣本t檢驗，T2DM組相對于對照組fALFF值增高的腦區主要有右側梭狀回、右側顳中回、左側顳中回；fALFF值減弱的腦區主要有右側扣帶回中部、右側顳上回、左側顳上回，差異均有統計學意義(P<0.05)。詳見表2。

表2 兩組fALFF值比較

2.3 兩組ReHo值比較 經雙樣本t檢驗，T2DM組相對于對照組ReHo值增高的腦區主要有右側梭狀回、右側枕下回、右側顳下回、左側梭狀回、左側楔前葉；ReHo值減弱的腦區主要有右側額上回、右側額下回、左側顳中回、左側額下回、左側額上回、左側頂上回、左側后扣帶回，差異均有統計學意義(P<0.05)。詳見表3。

表3 兩組ReHO值比較

3 討 論

T2DM病人因長期慢性血糖波動、胰島素抵抗與缺乏、氧化應激、炎癥反應、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知功能[3-5]，國內外大多數研究及本課題組研究均證實T2DM老年病人較健康老年人群更易出現認知功能損害。

癡呆病人會表現有大腦默認模式網絡(DMN)的異常改變[6]。DMN是人體處于靜息狀態時存在于大腦內具有較強穩定性和代謝活性的自發性神經元活動的腦網絡分布區[7]。fALFF值可以檢測不同腦區自發神經元活動的異常，ReHo值可以反映局部腦區活動的一致性，二者均是描述全腦靜息態信號的重要分析算法[8]。

本研究發現，T2DM組較對照組存在某些腦區fALFF值、ReHo值的變化。其中，T2DM組較對照組fALFF值增高的腦區有右側梭狀回、右側顳中回、左側顳中回，fALFF值減弱的腦區有右側扣帶回中部、右側顳上回、左側顳上回；T2DM組較對照組ReHo值增高的腦區有右側梭狀回、右側枕下回、右側顳下回、左側梭狀回、左側楔前葉，ReHo值減弱的腦區有右側額上回、右側額下回、左側顳中回、左側額下回、左側額上回、左側頂上回、左側后扣帶回，差異均有統計學意義(P<0.05)。提示老年T2DM伴MCI病人存在部分聽覺語言中樞、廣泛視覺皮層及執行決策能力的異常改變，主要表現為聽覺加工、視空間辨別能力、語義記憶、言語能力、決策與執行能力受損，但同時存在周圍腦區和其他相關腦區fALFF值、ReHo值的升高，可能存在代償情況，可以作為解釋輕度認知功能損害者臨床癥狀不典型的原因之一。

本研究發現，顳葉不同腦區及部分視覺皮層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知功能損害與代償機制并存階段。T2DM組額葉部分腦區fALFF值、ReHo值下降，但并未發現明顯代償情況，這與Wang等[9]發現T2DM病人低頻振幅(ALFF)明顯降低的腦區位于額葉，ALFF值增加的腦區主要在視覺皮質中的結果一致。

綜上所述，T2DM老年病人腦功能區的變化主要位于顳葉、額葉及部分枕葉，國外一項對癡呆病人腦功能活動變化的研究中發現，前額皮層和枕顳皮層存在代償性活動性改變，且這些變化可能與糖尿病有關[6]，可能與T2DM老年人額顳葉體積縮小有關[10-11]，同樣可以解釋T2DM老年病人出現MCI時存在選擇性認知功能損害[12-13]，其中以信息處理速度與執行能力的測量上表現更差。

在對輕度認知功能損害的神經生理學原理研究中，靜息態腦功能磁共振(rs-fMRI)技術越來越受到研究者的青睞，研究方法包括獨立成分分析(ICA)、基于種子區域的功能連接(FC)、ReHo、ALFF及fALFF等分析算法。今后課題組將會擴大樣本量收集并運用多種rs-fMRI分析方法相結合，綜合深入探討T2DM伴MCI老年人群不同腦區的功能變化。