第一部分2型糖尿病患者低频振幅与分数低频振幅的rs-fMR I研究目的:利用静息态磁共振成像(Resting-state functional magnetic resonance imaging,rs-fMRI)技术,探究2型糖尿病患者全脑低频振幅(amplitude of low frequency fluctuation,ALFF)与分数低频振幅(fractional amplitude of low frequency fluctuation,fALFF)改变规律,同时探讨其脑功能变化与临床生化指标、认知功能之间的相关性,发现T2DM患者出现临床认知功能障碍前潜在神经影像学变化,为临床及早干预及个体化治疗,改善糖尿病脑病的预后提供新依据。材料方法:收集2017年1月至2018年12月广州中医药大学第一附属医院内分泌门诊或住院部2型糖尿病患者41人作为本研究实验组(T2DM组),男性24例,女性17例,以2014年美国糖尿病协会(American Diabetes Association,ADA)作为诊断与分类标准。招募健康成人作为本实验健康对照组(Healthy controls,HC)共40人,男性23例,女性17例,年龄、性别及受教育程度均与T2DM患者组相匹配。所有研究被试者均为右利手。本研究T2DM组及HC组均需配合完成多项神经认知量表,包括:蒙特利尔认知功能评估量表(MoCA-B)、听觉词语学习测验(AVLT)、简易精神状态检查量表(MMSE)、连线测验 A(TMT-A)、连线测验 B(TMT-B)、Grooved pegboard 测验、数字广度测验(DST)、画钟测验(CDT)及数字符号测试(SDT)等,以评估其神经认知功能。在接受MRI扫描之前,所有被试者都完成了神经专科查体、血液生化检查及认知功能量表评估,并采集身高、体重、血压等临床病史等信息,其中血液生化检查包括空腹血糖(Fasting blood glucose,FBG)、糖化血红蛋白(Hemoglobin A1c,HbA1c)、空腹胰岛素(fasting insulin,FINS)、甘油三酯(Triglyceride,TG)总胆固醇(Total cholesterol,TC)、及低密度脂蛋白(Low density lipoprotein,LDL)。使用机器为美国GE SIGNA EXCITE 3.OT磁共振成像扫描仪。对所有被试者进行常规序列及实验序列的扫描,采集原始数据。常规序列用于颅内器质性疾病(如肿瘤、感染、脑血管意外事件、先天性脑发育异常及明显的变异如蛛网膜囊肿、大枕大池等),包括T1WI、T2WI及T2Flair;实验序列包括3D-T1WI高分辨全脑结构像及静息态BOLD成像。使用DPARSF 4.4 Advanced Edition批处理工具在MATLAB R2012a平台上对所有受试者的静息MR原始数据预处理。处理步骤如下:(1)数据格式转换(2)删除前面时间点(3)时间校正(4)头动校正(5)空间标准化处理(6)空间平滑(7)去除线性漂移(8)局部特性分析。应用REST数据分析工具包V1.8对两组受试者的ALFF与fALFF统计参数图进行两独立样本t检验,以REST V1.8自带的brain mask(91mm× 109mm×91mm)作为配准模板,比较得到两组间ALFF值与fALFF值存在显著差异的脑区图(P≤0.01及cluster size>10,校正后)。对这些脑区进行三维定位,以AAL分区为模版,整理具体脑区信息、团簇数及T值大小信息并列表。取合适的统计学方法,对两组被试进行人口统计学资料、生化检查及认知功能评分等组间差异比较;并将临床生化资料与神经认知功能相关量表评分做相关分析,P<0.05认为有统计学意义。结果:1.人口统计学、临床生化指标及神经认知功能量表评分两组被试的年龄、性别、受教育程度无统计学差异,T2DM组的BMI(P=0.003)、收缩压(P=0.000)及舒张压(P=0.026)明显高于HC组。T2DM组空腹血糖为(7.84±1.97)mmol/L,空腹胰岛素FINS为(9.17±9.20)uIU/ml,糖化血红蛋白HbA1c 为(8.69±1.97)%,甘油三酯为(1.87±1.45)mmol/L,胆固醇为(4.53±1.19)mmol/L,低密度脂蛋白为(3.31±1.09)mmol/L。T2DM组MoCA-B评分(P=).007)及AVLT即刻回忆得分(P=0.040)明显低于HC组,TMT-B(P=0.020)、Grooved Pegboard-R(P=0.002)、Grooved Pegboard-L(P=0.011)耗时明显高于HC组。T2DM组与HC组的AVLT短时延迟回忆得分、AVLT长时延迟回忆及AVLT再认、TMT-A、画钟测试、数字广度测试得分(顺,逆)及数字符号测试,得分或耗时无统计学差异。T2DM患者糖化血红蛋白与AVLT即刻记忆得分、延迟5min及延迟15min回忆得分存在明显负相关,患者的收缩压水平与AVLT延迟15min得分存在明显正相关,其他临床指标,如BMI、舒张压、空腹血糖、空腹胰岛素、甘油三酯、低密度脂蛋白及胆固醇等与神经认知功能相关量表未发现明显相关性。2.T2DM组与HC组ALFF与fALFF值组间差异T2DM组与HC组对比,ALFF值升高的脑区主要包括左侧中央旁小叶、左侧角回、左侧颞上回、右侧小脑后叶、右侧颞中回等。降低的有左侧中央后回、左侧内侧额上回、左侧楔前叶、左侧距状裂周围皮层、右侧枕中回、右侧舌回、右侧小脑后叶、右侧中央前回等。T2DM组与HC组对比,fALFF值升高的脑区主要包括双侧中央旁小叶、左侧角回、左侧颞中回及右侧眶部额下回等。fALFF值降低的脑区主要包括双侧枕叶(距状裂周围皮层)、双侧舌回、右侧枕下回、右侧中央后回等。结论:1.静息态下2型糖尿病患者的全脑多个脑区自发活动表现异常,ALFF及fALFF值均出现改变,变化的脑区主要与默认网络有关。2.提示脑自发活动的ALFF值及fALFF值变化多位于双侧枕叶,而双侧枕叶与视觉功能相关,提示糖尿病患者存在视觉中枢损伤的可能。ALFF值及fALFF值变化或许可以早期预测糖尿病患者远期视觉中枢损伤。3.HbA1c、收缩压与AVLT测试得分存在相关性,提示HbA1c及血压水平的变化可以影响2型糖尿病患者的记忆功能。第二部分 2型糖尿病患者左侧距状裂周围皮质的全脑功能连接研究目的:利用rs-fMRI技术,以基于感兴趣区的功能连接分析方法,以左侧距状裂周围皮质为感兴趣区构建全脑功能连接,探究2型糖尿病患者功能连接变化与神经认知功能之间的相关性,评价rs-fMRI影像技术对于阐释T2DM患者脑损伤潜在神经影像学机制的作用,为临床及早干预及个体化治疗,改善糖尿病脑病的预后提供新依据。材料与方法:收集2017年1月至2018年12月广州中医药大学第一附属医院内分泌门诊或住院部2型糖尿病患者41人作为本研究实验组(T2DM组),T2DM组共41人,男性24例,女性17例,HC组共40人,男性23人,女性17人。T2DM组及HC组纳入及排除标准同第一部分研究。相关神经功能量表同第一部分研究,包括MoCA-B量表、听觉词语学习测验(AVLT)、简易精神状态检查量表(MMSE)、连线测验A(TMT-A)、连线测验B(TMT-B)、Grooved pegboard测验、数字广度测验(DST)及数字符号测试(SDT)及画钟测验(CDT),以评估所有被试者认知功能。机器为美国GE SIGNA EXCITE 3.0T。对所有被试者行常规斜轴位T1WI、T2WI及T2FLAIR序列扫描,排除器质性病变。实验序列同第一部分,包括3DT1及BOLD序列,各序列参数同第一部分研究。使用DPARSF 4.4 Advanced Edition批处理工具在MATLAB R2012a平台上对所有受试者的静息MR原始数据预处理。处理步骤如下:(1)数据格式转换(2)删除前面时间点(3)时间校正(4)头动校正(5)空间标准化(6)空间平滑(7)去除线性漂移(8)带通滤波静息态功能连接分析包括基于独立成分(ICA)的功能连接分析和基于感兴趣区(ROI)的功能连接分析。本研究采用基于ROI的功能连接分析方法,选取的ROI是根据第一部分研究的结果,选取了左侧距状裂周围皮质(AAL43区)为感兴趣区。应用REST数据分析工具包V1.8对两组受试者的脑功能连接统计参数图进行两独立样本t检验,以REST V1.8自带的brain mask(91mm× 109mm× 91mm)作为配准模板,比较得到两组间功能连接存在显著差异的脑区图(P≤0.01及cluster size>10,校正后)。并对这些脑区进行三维定位,以AAL分区为模版,整理具体脑区信息、团簇数及T值大小信息并列表。结果:T2DM组与HC组比较,脑功能连接升高的脑区有双侧小脑后叶、左侧角回、右侧扣带回、右侧海马、右侧直回等,降低的有双侧距状裂周围皮层、双侧枕中回、双侧中央后回、双侧舌回及双侧小脑蚓等。结论:1.左侧距状裂周围皮层与全脑功能连接的增加或减弱相关脑区多呈对称性分布,以功能连接减低为主。2.T2DM组功能连接减低的脑区以双侧枕叶为主,与双侧枕叶的ALFF值及fALFF值减低一致,证实T2DM组双侧枕叶存在脑功能异常,提示糖尿病患者早期视觉中枢损伤的可能性。3.型糖尿病患者的左侧角回存在异常激活且功能连接增强,左侧角回作为语言中枢中的视觉阅读中枢,提示2型糖尿病患者存在阅读障碍的可能性。