ReHo、fALFF和FC方法对糖尿病视网膜病变静息态脑功能改变的研究

目的:以前的观点认为糖尿病视网膜病变(DR)是2型糖尿病(T2DM)最常见的微血管并发症之一;然而现在有研究提出DR是T2DM的一种特殊的神经视网膜和微血管并发症。先前研究已经发现DR患者存在脑部结构和功能的异常,但是相关的神经病理学机制尚不清楚;而且DR患者高级视觉皮层与全脑的功能连接(FC)改变尚未研究透彻。本研究旨在通过多种静息态功能性磁共振成像(rs-f MRI)技术,包括区域同质性分析(Re Ho)、分数低频振幅(f ALFF)和基于感兴趣区(ROI)的FC等方法来研究DR患者静息态脑功能改变。方法:收集2022年1月至2022年12月于广州医科大学附属第二医院就诊的糖尿病视网膜病变患者18例为DR组,并收集同时期就诊的T2DM患者(临床无视网膜病变)20例为DM组,同期招募健康志愿者18例为HC组。三组被试的年龄、性别及受教育程度相匹配。所有被试均接受rs-f MRI扫描。应用DPABI软件对计算DR、DM和HC三组数据进行预处理。(1)计算全脑的Re Ho和f ALFF值,并且提取组间差异性脑区的sz Re Ho和szf ALFF值。(2)选择与视觉通路密切相关的ROI(初级视觉皮层、高级视觉皮层和顶上小叶),计算全脑与ROI之间的FC值,并且提取组间差异性脑区的z FC值。(3)分析组间Re Ho、f ALFF及FC差异性脑区与临床资料、神经心理学量表的相关性。结果:(1)DR组、DM组和HC组三组间Re Ho比较结果:与DM组比较,DR组Re Ho值增加且存在统计学差异的脑区:左侧颞叶下回、梭状回、舌回、海马及双侧小脑;与HC组比较,DR组Re Ho值减少且存在统计学差异的脑区:左侧颞叶中下回、梭状回和海马旁回;DR组组间差异性脑区的Re Ho值与DR组的MMSE和Mo CA评分呈负相关。DM组Re Ho值较HC组减少的脑区:左侧颞叶中下回、舌回、梭状回和枕叶中回。(2)DR组、DM组和HC组三组间f ALFF比较结果:DR组左侧枕叶中回的f ALFF值较HC组增加;左侧枕叶中回的f ALFF值与DR组的MMSE和Mo CA评分呈负相关。与HC组比较,DM组f ALFF值减少且存在统计学差异的脑区:左侧颞叶中下回、舌回、梭状回和小脑;DR组与DM组比较,结果显示没有存在统计学差异的脑区。(3)DR组、DM组和HC组三组间基于ROI的FC比较结果:(selleck1)基于ROI_4的FC比Dispensing Systems较结果:与HC组比较,DR组FC值减低的脑区:左侧楔前叶、左侧中央后回、左侧顶上小叶和右侧楔前叶;上述组间差异性脑区的FC值与DR组的MMSE和Mo CA评分没有发现显著的相关性。DM组FC值较HC组减低的脑区:左侧中央前回和右侧中央后回;DR组和DM组比较,结果显示没有存在统计学差异的脑区。(2)基于ROI_5的FC比较结果:与DM组比较,DR组FC值增加的脑区:左侧中央前回和左侧额中回;上述差异性脑区FC值与DR组MMSE和Mo CA评分没有发现显著的相关性。DM组FC值较HC组减低的脑区:右侧中央后回和右侧中央前回;DR组和HC组比较,结果显示没有存在统计学差异的脑区。(4)组间Re Ho、f ALFF及FC值差异性脑区与DR组临床资料的相关性分析:左侧颞叶下回、梭状回、舌回、海马和双侧小脑的Re Ho值与年龄呈正相关(r=0.577,P=0.015);左侧颞叶中回、左侧颞叶下回、左侧梭状回和左侧海马旁回的Re Ho值与年龄呈正相关(r=0.584,P=0.014)。左侧枕叶中回的f ALFF值与年龄呈正相关(r=0.603,P=0.01)。左侧楔前叶、左侧中央后回、左侧顶上小叶和右侧楔前叶与ROI_4之间的平均FC值与糖化血红蛋白(Hb A1c)呈正相关(r=0.879,P<0.001)和空腹血糖(FBG)呈正相关(r=0.612,P=0.009);左侧中央前回和左侧额中回与ROI_5之间的平均FC值与Hb A1c呈正相关(r=0.951,P<0.001)和FBG呈正相关(r=0.595,P=0.012)。未发现血压和低密度脂蛋白胆固醇(LDL-L)与组间差异性脑区存在明显相关性(均P>0.05)。结论:DR患者脑功能改变主要集中在默认模式网络(DMN)、感觉运动网络(SMN)及视觉FG-4592作用网络(VN),研究结果可为DR患者认知功能障碍、视觉损害、情感调节异常及感觉运动功能异常的神经病理学机制提供影像学支持。在进一步的讨论分析中发现DR患者的脑功能改变与神经心理学量表评分、临床特征存在显著相关,为临床采取有效的预防措施来延缓或者减少DM进展为DR提供了参考依据。