基于图论的2型糖尿病患者局部效率及节点局部效率变化分析

摘要

目的 采用静息态功能磁共振成像(resting-state functional MRI,rs-fMRI)及图论分析方法探究2型糖尿病(type2 diabetes mellitus,T2DM)患者的小世界功能网络改变。材料和方法 前瞻性纳入29名T2DM患者(T2DM组)和20名年龄、性别、受教育程度与之匹配的健康对照(healthy controls,HC)组进行血氧水平依赖(blood oxygenation level dependent,BOLD)的rs-fMRI扫描,获取大脑小世界网络属性的参数值,包括σ、λ、γ、聚类系数(clustering coefficient,Cp)、平均路径长度(average path length,Lp)、全局效率、局部效率(local efficiency,Eloc)及节点局部效率,并统计分析两组间网络属性差异、临床资料、各量表评分的差异以及各变量之间的相关性。结果 在稀疏度0.05~0.50范围内,两组被试均存在经济的小世界网络;在稀疏度0.05~0.50范围内,与HC组相比,T2DM组的大脑网络Eloc曲线下面积(area under curve,AUC)显著降低(P<0.05);在0.30、0.34、0.36、0.40稀疏度下,与HC组相比,T2DM组的大脑网络Eloc属性显著降低(P<0.05);此外,T2DM组的右侧岛盖部额下回、右侧嗅皮质、右侧缘上回、左侧颞中回脑区的节点局部效率显著降低,左侧眶部额上回、左侧眶部额中回、右侧眶内额上回、左侧楔叶脑区的节点局部效率显著升高;T2DM组的Lp AUC值与符号数字模式测验(symbol-digital mode test,SDMT)评分呈正相关(r=0.38,P=0.04);σAUC值(r=-0.45,P=0.02)、γ AUC值(r=-0.40,P=0.03)与SDMT评分呈负相关;λAUC值与SDMT评分(r=0.45,P=0.01)呈正相关,与MoCA评分(r=0.45,P=0.02)呈正相关;Cp AUC值与同型半胱氨酸(r=0.39,P=0.04)呈正相关,与血红蛋白(r=0.46,P=0.01)呈正相关。结论 两组的大脑网络均表现出经济的小世界属性。T2DM患者大脑网络的局部信息传递效率降低,与认知功能、同型半胱氨酸和血红蛋白存在相关性,且T2DM患者多个脑区节点局部效率异常,提示认知和情绪功能活动异常,为糖尿病脑病的研究提供了新的视角,对T2DM大脑网络改变机制进一步探索提供了线索。