糖尿病前期患者脑白质磁共振弥散张量成像的TBSS研究

摘要

目的： 采用磁共振弥散张量成像（diffusion tensor imaging,DTI）和基于纤维束示踪的空间统计分析（tract-based spatial statistics,TBSS）方法，探讨糖尿病前期患者脑白质微结构的改变，为研究糖尿病相关脑损伤的早期表现及病变机制提供影像学依据。 方法： 在2017年4月至2018年1月期间共纳入60名受试者，包括30名糖尿病前期患者和30名年龄、性别和教育程度相匹配的健康志愿者。糖尿病前期是指经口服葡萄糖耐量试验（oral glucose tolerance test,OGTT）确诊为空腹血糖受损impaired fasting glucose,IFG）和/或糖耐量异常（impaired glucose tolerance,IGT）。所有受试者均完成了总体认知功能和心理学评估，包括精神状态简易量表(mini mental state examination,MMSE)、蒙特利尔认知评估表(Montreal cognitive assessment,MoCA)、焦虑自评量表(self-rating anxiety scale,SAS)及抑郁自评量表(self-rating depressive scale,SDS)。采用3.0T超导型磁共振扫描仪（Discovery MR750,GE Healthcare）和8通道头颅线圈采集MRI图像，DTI数据的预处理采用Brainnetome DiffusionKit软件完成，然后使用FMRIB软件库中的TBSS方法对DTI各参数值进行分析，采用随机化randomise工具进行统计，并用无阈值群集增强（threshold-free cluster enhancement,TFCE）和FEW（family-wise error）多重比较方法校正。一般临床资料和神经心理学量表评分的组间差异采用两样本t检验或Mann-Whitney U检验进行统计分析。对糖尿病前期组具有显著统计学差异的DTI参数值和神经心理学量表评估结果进行Pearson相关分析。P<0.05认为差异具有统计学意义。 结果： 1、神经心理学量表评估结果显示，糖尿病前期组的总体认知功能评分（MMSE和MoCA）稍低于正常对照组评分，差异无统计学意义。糖尿病前期组的SAS和SDS评分稍高于正常对照组评分，无显著统计学差异。 2、与正常组相比，糖尿病前期组胼胝体体部右份、右侧上纵束（前额叶）及左侧上纵束（前额叶）的各向异性分数（fractional anisotropy,FA）值减低，差异具有显著的统计学意义（P<0.05，TFCE和FEW校正）。两组之间的平均扩散率（mean diffusivity,MD）、轴向扩散率（axial diffusivity,AD）以及径向扩散率（radial diffusivity,RD）值差异无统计学意义。 3、Pearson相关分析结果显示，糖尿病前期组胼胝体体部右份、右侧上纵束及左侧上纵束的FA值与总体认知功能（MMSE和MoCA）评分、SAS评分及SDS评分均无统计学的相关性。 结论： 本研究采用磁共振DTI技术和TBSS方法，以年龄、性别和教育程度相匹配的健康志愿者作为对照组，通过DTI的特征参数分析了糖尿病前期患者脑白质微结构的改变，并评估了其认知功能和心理学改变。本研究的具体结论如下： 1、在糖尿病前期患者出现认知功能下降之前，便可发生脑白质微结构的损伤。 2、DTI能够探测糖尿病前期患者的脑白质微结构损伤，提示DTI可能作为糖尿病相关脑损伤早期的影像学标记。 3、糖尿病前期患者的DTI主要表现为胼胝体体部右份、右侧上纵束（前额叶）及左侧上纵束（前额叶）的FA值减低，提示这些区域可能是首先发生损害的部位。 总之，DTI作为无创性技术能够评估糖尿病前期患者脑白质微结构的早期改变，为深入研究糖尿病相关脑损伤的发病机制提供更加丰富的影像学信息，对于糖尿病前期患者的早期干预、预防认知损害和改善预后具有重大意义。

目录

声明

1前言

1.1糖尿病前期概述

1.2 糖尿病前期和糖尿病的神经影像学研究进展

1.3 弥散张量成像在评估糖尿病前期患者脑白质情况的可行性

1.4 研究目的和意义

2 材料与方法

2.1研究对象

2.2 神经心理学评估

2.3设备和方法

2.4图像后处理

2.5统计学分析

3 结果

3.1一般临床资料的统计结果

3.2 神经心理学量表的评估结果

3.3 TBSS的统计结果

3.4 糖尿病前期组FA值与神经心理学量表评分的相关分析

4 讨论

4.1 糖尿病前期组的神经心理学表现

4.2 糖尿病前期组的DTI表现和特征

4.3 DTI在糖尿病前期相关脑白质损伤的应用价值

4.4 本研究的不足之处和展望

5 结论

参考文献

缩略词中英文对照表

附图及简要说明

在校期间发表论文及科研成果

致谢