【摘要】：目的采用靜息態(tài)功能磁共振成像(Resting-state functional magnetic resonance imaging,rs-fMRI)技術(shù),通過基于圖論的復(fù)雜腦網(wǎng)絡(luò)分析理論構(gòu)建全腦二值化功能網(wǎng)絡(luò),探討2型糖尿病(Type 2 diabetesmellitus,T2DM)患者腦功能網(wǎng)絡(luò)的拓撲屬性改變及其與空腹血糖(Fasting blood glucose,FBG)、糖化血紅蛋白(Glycosylated hemoglobin Ale,HbAlc)、認(rèn)知功能量表之間的潛在關(guān)系,進而探究rs-fMRI技術(shù)在T2DM患者中的應(yīng)用價值及認(rèn)知功能改變的可能機制,為臨床診療提供客觀的影像學(xué)依據(jù)。材料與方法搜集2017年4月-2017年11月就診于廣州中醫(yī)藥大學(xué)第一附屬醫(yī)院的T2DM組患者30例(男女比例為18:12,年齡51.77±1.42歲),并選取與T2DM組年齡、性別、受教育程度及利手相匹配的健康對照(Healthy controls,HC)組30例(男女比例為18:12,年齡48.87±0.98歲)。所有被試者均完成蒙特利爾認(rèn)知功能評估量表(Montreal cognitive assessment-B,MoCA-B)、聽覺詞語學(xué)習(xí)測驗(Auditory verbal learning test,AVLT)、連線測驗 A(Trail making test-A,TMT-A)、連線測驗 B(Trail making-B,TMT-B)、數(shù)字廣度測驗(Digit span test,DST)、Grooved Pegboard 測驗及畫鐘測驗(Clock drawing test,CDT)等認(rèn)知功能量表測試,并配合完成常規(guī)MRI、rs-fMRI及高分辨率3D-T1WI全腦結(jié)構(gòu)像掃描。運用腦功能分析軟件包對rs-fMRI數(shù)據(jù)進行預(yù)處理,并構(gòu)建全腦二值化功能網(wǎng)絡(luò)矩陣,進而基于圖論的復(fù)雜腦網(wǎng)絡(luò)分析理論計算拓撲屬性指標(biāo),包括(1)整體拓撲屬性指標(biāo):聚類系數(shù)Cp、標(biāo)準(zhǔn)化聚類系數(shù)Y、特征性最短路徑長度Lp、標(biāo)準(zhǔn)化特征性最短路徑長度λ、小世界指數(shù)o、整體效率Eglob及局部效率Eloc;(2)局部拓撲屬性指標(biāo):節(jié)點度、節(jié)點效率、節(jié)點介數(shù)。選取合適的統(tǒng)計分析方法,比較T2DM組與HC組人口學(xué)資料、生化檢查結(jié)果及認(rèn)知功能量表的組間差異;以性別、年齡、受教育程度及BMI作為協(xié)變量,比較兩組整體、局部拓撲屬性指標(biāo)的組間差異,并進一步與臨床資料及認(rèn)知功能做相關(guān)分析;p0.05認(rèn)為有統(tǒng)計學(xué)意義。結(jié)果1.T2DM組與HC組的性別、年齡、受教育程度、BMI、AVLT短時延遲回憶、長時延遲回憶及再認(rèn)、TMT-B、DST及CDT得分均無統(tǒng)計學(xué)差異(p0.05);T2DM組收縮壓(p=0.013)、舒張壓(p=0.035)均高于HC組。T2DM組MoCA(p=0.010)及 AVLT 即刻回憶得分(p=0.016)均低于 HC 組,TMT-A(p=0.018)、Grooved Pegboard-R(p=0.009)及 Grooved Pegboard-L(p=0.025)耗時均高于HC 組。T2DM 組病程為(5.04±4.46)年,FBG 為(8.62±3.44)mmol/L,HbAlc為(8.54±2.09)%。2.靜息態(tài)腦功能網(wǎng)絡(luò)拓撲屬性結(jié)果2.1 T2DM組與HC組整體拓撲屬性結(jié)果:在稀疏度(sparsity,Sp)為0.05～0.50,步長0.01范圍內(nèi),相對于隨機網(wǎng)絡(luò),T2DM組與HC組的靜息態(tài)腦功能網(wǎng)絡(luò)具有較大的聚類系數(shù)(γ1)及相似的最短路徑長度(λ≈1)且小世界指數(shù)σ1,即兩組的靜息態(tài)腦功能網(wǎng)絡(luò)均具有小世界特性。但與HC組相比,在0.05≤Sp≤0.5 范圍內(nèi),T2DM 組γ值(t=2.412,p=0.019)、σ值(t=2.197,p=0.032)、Eloc值(t=2.180,p=0.034)顯著升高;而λ、Cp、Lp、Eglob HC 組相似(P0.05)。2.2T2DM組與HC組的局部屬性結(jié)果:與HC組相比,T2DM組共有27個腦區(qū)的至少一個節(jié)點屬性發(fā)生了改變,表現(xiàn)為右側(cè)中央前回、右側(cè)輔助運動區(qū)、右側(cè)眶內(nèi)額上回、右側(cè)楔葉、左側(cè)背外側(cè)額上回、左側(cè)內(nèi)側(cè)額上回、左側(cè)杏仁核、左側(cè)扣帶回中部、左側(cè)緣上回、雙側(cè)舌回、枕上回及枕中回的節(jié)點屬性降低,右側(cè)直回、右側(cè)扣帶回前部、右側(cè)扣帶回后部、左側(cè)角回、雙側(cè)尾狀核、小腦半球3區(qū)及小腦腳1區(qū)、小腦蚓部1_2區(qū)及小腦蚓部3區(qū)的節(jié)點屬性增高。3.T2DM組差異網(wǎng)絡(luò)拓撲屬性指標(biāo)與認(rèn)知功能量表之間的相關(guān)性分析T2DM組MoCA得分與右側(cè)直回的節(jié)點度(r=0.400,p=0.043)及節(jié)點效率(r=0.452,p=0.021)呈正相關(guān);AVLT即刻回憶得分與左側(cè)杏仁核的節(jié)點介數(shù)呈正相關(guān)(r=0.457,p=0.019);AVLT短時延遲回憶得分與右側(cè)小腦半球3區(qū)的節(jié)點度呈正相關(guān)(r=0.431,p=0.028);Grooved Pegboard-R耗時與右側(cè)枕中回的節(jié)點介數(shù)呈負相關(guān)(r=-0.461,p=0.018);Grooved Pegboard-L耗時與右側(cè)枕中回的節(jié)點介數(shù)呈負相關(guān)(r=-0.436,p=0.026)。4.T2DM組FBG、HbA1c與差異網(wǎng)絡(luò)拓撲屬性指標(biāo)之間的相關(guān)性分析FBG與左側(cè)枕中回的節(jié)點度呈正相關(guān)(r=0.422,p=0.023);HbA1c與左側(cè)枕上回的節(jié)點度(r=0.372,p=0.043)、左側(cè)枕中回的節(jié)點度(r=0.382,p=0.037)呈正相關(guān),與右側(cè)扣帶回后部的節(jié)點介數(shù)(r=-0.388,p=0.034)呈負相關(guān)。5.T2DM組FBG、HbA1c與認(rèn)知功能量表之間的相關(guān)性分析HbA1c與AVLT-即刻記憶得分(r=-0.458,p=0.019)呈負相關(guān),與其他認(rèn)知功能量表之間均無明顯相關(guān)性(p0.05)。空腹血糖與各量表間無明顯相關(guān)性(p0.05)。結(jié)論1、常規(guī)MRI表現(xiàn)陰性的T2DM患者的靜息態(tài)腦功能網(wǎng)絡(luò)拓撲屬性較正常人發(fā)生了改變,表明T2DM是導(dǎo)致腦功能損害的重要因素,進一步說明rs-fMRI技術(shù)及基于圖論的復(fù)雜腦網(wǎng)絡(luò)分析理論可作為研究T2DM患者腦功能改變的有效手段;2、T2DM患者的枕葉視覺皮層、前額葉、左側(cè)扣帶回中部等重要腦區(qū)的節(jié)點屬性降低,而右側(cè)扣帶回前后部、雙側(cè)尾狀核、小腦等腦區(qū)的節(jié)點屬性增高及γ、σ、Eloc。等整體屬性升高,提示T2DM患者的視覺中樞、默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)、高級認(rèn)知控制網(wǎng)絡(luò)及小腦等腦區(qū)的腦功能活動異常,但也存在某種代償機制以緩解腦功能的損害;3、T2DM患者的整體認(rèn)知功能、記憶力、注意力及執(zhí)行功能較對照組減低,并與部分重要腦區(qū)的局部拓撲屬性指標(biāo)存在相關(guān)性,在一定程度上解釋了T2DM患者發(fā)生認(rèn)知功能障礙的可能機制;4、HbA1c與部分腦區(qū)的局部拓撲屬性指標(biāo)、AVLT-即刻記憶存在相關(guān)性,說明HbA1c水平對腦功能及認(rèn)知功能存在較大影響,提示在日后的臨床診療及預(yù)后評估中,控制及監(jiān)測HbA1c水平具有重大意義;5、T2DM病因復(fù)雜,混雜影響因素較多,發(fā)病機制尚不清楚,rs-fMRI技術(shù)結(jié)合基于圖論的復(fù)雜腦網(wǎng)絡(luò)分析理論為2型糖尿病腦病的研究提供了新的視角,但其腦網(wǎng)絡(luò)的拓撲屬性改變情況及具體發(fā)病機制仍需長期、縱向、大樣本并控制多個混雜影響因素的研究。
【圖文】：

均明顯＞１邋（Ｙｔ２ｄｍ＝１．９２±０．０３，邋丫對照組＝１．７２±０．０２），九值《１邋ａＴ２ＤＭ＝ｌ．ｌｌ±0．0ｌ，逡逑１對照組＝１．０９±０．００），小世界指數(shù)0（0＝＜／／九）＞１（町２0＼１＝１－６５士０．０２，＜１對照組＝１．５５士０．０２）逡逑（圖３－ｌａ？ｃ），說明Ｔ２ＤＭ組與ＨＣ組的靜息態(tài)腦功能網(wǎng)絡(luò)均具有“小世界”特逡逑性，且相對于隨機網(wǎng)絡(luò)，，兩組的小世界網(wǎng)絡(luò)具有較高的標(biāo)準(zhǔn)化聚類系數(shù)及相似逡逑的最短路徑長度。但與ＨＣ組相比，在０．０５＾Ｓｐ＾０．５０范圍內(nèi)，Ｔ２ＤＭ組Ｙ值顯著逡逑升高，ＡＵＣ邋值亦顯著升高（ｔ＝２．４１２，邋ｐ＝０．０１９）（圖邋３－ｌａ、ｆ）；在邋０．１３￡ＳｐＳ０．５逡逑范圍內(nèi)，Ｔ２ＤＭ組ａ值顯著升高，ＡＵＣ值亦顯著升高（ｔ＝２．１９７，邋ｐ＝０．０３２）（圖逡逑３－ｌｃ、ｆ）；在０．０５￡Ｓｐ￡０．５范圍內(nèi)，Ｔ２ＤＭ組的人、Ｃｐ、Ｌｐ值與ＨＣ組相似，且逡逑其ＡＵＣ值組間差異均無統(tǒng)計學(xué)意義ａ：邋ｔ＝１．４８９，邋ｐ＝０．１４２；邋Ｃｐ：邋ｔ＝Ｌ４６５，邋ｐ＝０．１４９；逡逑Ｌｐ：邋ｔ＝１．０２７

均明顯＞１邋（Ｙｔ２ｄｍ＝１．９２±０．０３，邋丫對照組＝１．７２±０．０２），九值《１邋ａＴ２ＤＭ＝ｌ．ｌｌ±0．0ｌ，逡逑１對照組＝１．０９±０．００），小世界指數(shù)0（0＝＜／／九）＞１（町２0＼１＝１－６５士０．０２，＜１對照組＝１．５５士０．０２）逡逑（圖３－ｌａ？ｃ），說明Ｔ２ＤＭ組與ＨＣ組的靜息態(tài)腦功能網(wǎng)絡(luò)均具有“小世界”特逡逑性，且相對于隨機網(wǎng)絡(luò)，兩組的小世界網(wǎng)絡(luò)具有較高的標(biāo)準(zhǔn)化聚類系數(shù)及相似逡逑的最短路徑長度。但與ＨＣ組相比，在０．０５＾Ｓｐ＾０．５０范圍內(nèi)，Ｔ２ＤＭ組Ｙ值顯著逡逑升高，ＡＵＣ邋值亦顯著升高（ｔ＝２．４１２，邋ｐ＝０．０１９）（圖邋３－ｌａ、ｆ）；在邋０．１３￡ＳｐＳ０．５逡逑范圍內(nèi)，Ｔ２ＤＭ組ａ值顯著升高，ＡＵＣ值亦顯著升高（ｔ＝２．１９７，邋ｐ＝０．０３２）（圖逡逑３－ｌｃ、ｆ）；在０．０５￡Ｓｐ￡０．５范圍內(nèi)，Ｔ２ＤＭ組的人、Ｃｐ、Ｌｐ值與ＨＣ組相似，且逡逑其ＡＵＣ值組間差異均無統(tǒng)計學(xué)意義ａ：邋ｔ＝１．４８９，邋ｐ＝０．１４２；邋Ｃｐ：邋ｔ＝Ｌ４６５，邋ｐ＝０．１４９；逡逑Ｌｐ：邋ｔ＝１．０２７
【學(xué)位授予單位】：南方醫(yī)科大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：R445.2;R587.2

【參考文獻】

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本文編號：2677097