2型糖尿病患者脑部静息态功能磁共振及其临床关联性研究

发布时间：2017-09-12 07:28

  本文关键词：2型糖尿病患者脑部静息态功能磁共振及其临床关联性研究

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【摘要】：第一部分2型糖尿病患者脑部静息态自发性神经元活动及其临床相关性目的：应用静息态功能磁共振成像技术,观察2型糖尿病(type 2 diabtetes mellitus, T2DM)患者脑部自发性神经元活动的异常改变,探究其与认知功能和临床指标的相关性。方法：本研究纳入28例T2DM患者及29例健康受试者。对所有受试者进行采血化验以收集血糖、血脂等临床指标,通过多维度神经认知量表测评以评估受试者认知表现,并进行静息态磁共振扫描。应用数据处理软件计算静息态功能磁共振信号的低频振荡振幅(amplitude of low-frequency fluctuations, ALFF)以评估自发性神经元活动,通过双样本t检验进行组间比较后,依据影像学结果计算其与临床资料和认知表现的相关性。结果：T2DM组和与之在年龄、性别、受教育程度相匹配的正常对照组身体质量指数、血压和血脂无显著统计学差异。与正常对照组相比,T2DM患者有显著增高的糖化血红蛋白、空腹血糖、餐后血糖,而餐后C肽呈显著降低(p=0.014)和HOMA2-%的B指数(p0.001)。T2DM患者在Rey-Osterrich复杂图形测验、连线测试A、连线测试B和画钟测试中表现显著较正常对照组差(均p0.05),而在其他的神经心理学测试(如简易智能精神状态检查量表、听觉词语学习记忆等)表明认知表现的轻微下降,差异不具统计学意义(均p0.05)。与正常对照组相比,T2DM双侧颞中回,左侧梭状回,左侧枕中回和右侧枕下回ALFF值显著下降；而双侧小脑后叶和右侧小脑嘴峰ALFF值显著增加。值得注意的是,2型糖尿病患者颞中回区ALFF值和糖化血红蛋白(r=-0.451,p=0.016)和连线测验-B(r=-0.420,p=0.026)呈负相关,与C肽水平和胰岛p细胞功能呈正相关(r=0.429,p=0.023； r=0.453,p=0.016)。结论：本研究发现T2DM患者多个脑区均存在静息态低频振幅的异常,提示自发性神经元活动的异常改变,其与认知功能下降、持续高血糖状态及β-细胞功能受损有关。颞中回的异常自发性神经元活动可能在糖尿病相关的认知障碍中发挥了核心作用,可作为临床诊断的关注点之一。第二部分2型糖尿病患者脑部静息态注意网络及其临床相关性目的：2型糖尿病(T2DM)是痴呆的危险因素之一。除了记忆力下降,T2DM患者的注意能力亦衰退明显。本研究运用静息态功能磁共振观察T2DM患者脑部注意网络的改变及其与认知表现和临床指标的相关性。方法：本研究纳入38例T2DM患者及年龄、性别、教育程度相匹配的32例健康受试者。对所有受试者进行采血化验以收集血糖、血脂等临床指标,通过多维度神经认知量表测评以评估受试者认知表现,并进行静息态磁共振扫描。运用独立成分分析(independent component analysis, ICA)方法提取受试者注意网络：背侧注意网络(dorsal attention network,DAN)和腹侧注意网络(ventral attention network, VAN),比较T2DM患者和正常对照组间网络内的功能连接的不同,并将T2DM患者注意网络内异常的功能连接与其临床资料及量表得分做相关分析。结果：与正常对照组相比,T2DM患者存在更高的糖化血红蛋白、餐前和餐后血糖(p0.001)。在量表方面,T2DM患者较正常对照组在Rey-Osterrich复杂图形测验、数字符号转换测验、数字广度测验和连线测验B中表现较差(p0.05)。与正常对照组相比,DAN中,T2DM患者在左侧额中回、双侧顶下小叶存在降低的功能连接；VAN中,T2DM患者在左侧顶下小叶和右侧额中回/额下回存在降低的功能连接。此外,T2DM患者左侧额中回功能连接和连线测试得分呈负相关(r=-0.533,p=0.001)；左侧顶下小叶功能连接和数字广度测试得分呈正相关(r=0.403,p=0.012),而与糖化血红蛋白呈负相关(r=-0.370,p=0.022)。结论：T2DM影响患者大脑注意网络,其中背侧注意网络的某些关键区域与患者注意能力的下降有关。第三部分2型糖尿病患者脑部静息态脑半球功能连接与胰岛素抵抗目的：2型糖尿病(T2DM)患者胼胝体结构可能存在异常；而胰岛素抵抗可能参与了T2DM患者脑功能连接的改变。本研究运用基于体素-镜像同伦连接(voxel-mirrored homotopic connectivity, VMHC)的方法观察T2DM患者大脑半球间功能连接的改变及其与认知表现和胰岛素抵抗的相关性。方法：本研究包括32名T2DM患者以及30名匹配的健康受试者。对所有受试者进行采血化验以收集血糖、血脂等临床指标,通过多维度神经认知量表测评以评估受试者认知表现,并进行静息态磁共振扫描。采用相关分析计算T2DM患者异常的半球功能连接与神经量表评分及胰岛素抵抗的相关性。结果：T2DM患者有较正常对照组更高的糖化血红蛋白、空腹血糖、空腹胰岛素以及HOMA-IR指数(p0.001)。在量表方面,T2DM患者较正常人显示显著较差的听觉词语学习记忆-即时回忆、连线测验B及数字广度测验(p0.05),其余量表中T2DM患者的得分也较低,但未达到统计学意义。与正常对照组相比,T2DM患者在颞中回、额中回、额上回、顶下小叶和前扣带回显示出显著下降的半球连接。T2DM患者中,颞中回和(?)能连接呈负相关。结论：T2DM患者脑部众多区域,尤其是颞中回表现出异常的半球功能连接,因此我们推测胰岛素抵抗对T2DM患者的认知功能的影响可能是通过损害颞中回半球功能连接而发生作用的。第四部分2型糖尿病患者脑部静息态功能连接与脂毒性目的：异常的血脂代谢是2型糖尿病(T2DM)患者的最常见的伴发病症,因此本研究希望通过观察2型糖尿病患者海马功能连接的改变及其与认知表现和异常胆固醇水平的相关性,揭示在T2DM的疾病状态下高胆固醇血症和认知障碍之间的关系。方法：本研究包括52名T2DM患者和28名年龄、性别和教育程度均良好匹配的健康受试者。根据美国糖尿病学会的降脂标准将T2DM患者分为血脂控制不佳组和血脂控制良好组。所有受试者均接受神经认知量表测试和静息态磁共振扫描。采用相关分析计算海马功能连接与神经量表评分及临床指标间的关联性。结果：正常对照组和两组T2DM患者之间均显示年龄、性别、受教育程度、身体质量指数、血脂和血压无显著差异。与血脂控制良好的T2DM患者相比,血脂控制不佳的T2DM患者存在显著增高的胆固醇、低密度脂蛋白胆固醇(low-density lipoprotein cholesterol, LDL-C)和LDL/高密度脂蛋白胆固醇(high-density lipoproteins cholesterol, HDL-C)比率,以及较差的连线测验B (Trail Making Test-B, TMT-B)得分(p0.05)。与其他两组相比,血脂控制不佳的T2DM患者存在异常的双侧海马-额中回功能连接,且其与TMT-B得分以及LDL/HDL比率相关。结论：控制不佳的血脂水平显著影响T2DM患者的认知能力,并在功能磁共振中较早的显示出其与注意和执行功能的相关性,海马-额中回区域的异常功能连接可能在此过程中承担了重要角色；降低LDL/HDL比率或许能一定程度上保护T2DM患者的认知功能。
【关键词】：2型糖尿病 认知障碍 低频振幅 静息态功能磁共振 2型糖尿病 认知障碍 独立成分分析 静息态功能磁共振 功能连接 2型糖尿病 认知障碍 半球连接 静息态功能磁共振 2型糖尿病 认知障碍 半球连接 静息态功能磁共振
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：R445.2;R587.1
【目录】：

• 中文摘要5-10
• 英文摘要10-15
• 缩略词表15-17
• 前言17-21
• 参考文献19-21
• 文献综述一 糖尿病与阿尔茨海默病的关系及其研究进展21-32
• 参考文献26-32
• 文献综述二 2型糖尿病患者的脑成像研究32-57
• 参考文献45-57
• 第一部分 2型糖尿病患者脑部静息态自发性神经元活动及其临床相关性57-75
• 一、背景57-58
• 二、料和方法58-62
• 三、结果62-66
• 四、讨论66-69
• 参考文献69-75
• 第二部分 2型糖尿病患者脑部静息态注意网络及其临床相关性75-91
• 一、背景75-76
• 二、料和方法76-79
• 三、结果79-83
• 四、讨论83-86
• 参考文献86-91
• 第三部分 2型糖尿病患者脑部静息态脑半球连接与胰岛素抵抗91-105
• 一、背景91-92
• 二、料和方法92-94
• 三、结果94-98
• 四、讨论98-100
• 参考文献100-105
• 第四部分 2型糖尿病患者脑部静息态功能连接与脂毒性105-120
• 一、背景105-106
• 二、料和方法106-108
• 三、结果108-113
• 四、讨论113-116
• 参考文献116-120
• 总结与展望120-122
• 致谢122-124
• 附录 作者简介及攻读博士学位期间发表的论文124-126

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本文编号：835894