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苏州医工所医学影像技术研究室基于脑MRI的二型糖尿病脑结构改变研究取得进展
发表日期: 2015-09-24 作者: 彭博
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  二型糖尿病是一种常见的以高血糖为特征的代谢疾病,其对大脑的影响主要表现在神经反应速度的减慢和思维灵活度的减弱。研究表明,由于胰岛素耐受性和患者血糖水平等因素会引起脑部的认知损伤,糖尿病不仅会加速认知功能的退化同时也会增加患者得阿兹海默病(老年痴呆)的风险。脑部胰岛素受体表达的减弱会阻碍胰岛素信号的传递,同时,脑脊液中的胰岛素水平也会对认知功能产生影响。临床研究发现,患有糖尿病的患者更容易患阿兹海默病。因此,对糖尿病病人早期脑部结构的检测和诊断十分必要。 

  神经影像方法在检测糖尿病人脑结构中发挥着重要的作用,大脑核磁共振成像(Magnetic Resonance Imaging, MRI)以其安全性和高效性,在众多神经影像方法中脱颖而出。MRI具有较好的软组织对比度和较高的空间分辨率,对软组织较多的脑部成像效果较好。目前,研究者们对糖尿病大脑的灰质特征研究较多,如灰质体积、灰质密度,但对于脑皮层特征的研究及对灰质和脑皮层特征同时进行的研究较少。 

  最近,苏州医工所医学影像室戴亚康研究员课题组的彭博等人运用本课题组开发的BrainLabMRI分析系统,对糖尿病患者大脑的灰质体积、脑皮层厚度和脑皮层表面积等特征进行了研究。图像处理的全过程使用BrainLab软件完成,从图像预处理、大脑提取、脑组织分割、脑区标记到脑皮层重建,整个过程可以全自动、一键式操作完成,并运用其中的ROI Analysis模块进行灰质体积、皮层厚度和皮层表面积的特征提取。然后,运用国际上主流的统计分析软件STATA 13.0 (StataCorp, College Station, Texas, USA)进行了统计分析,相关结果已经发表在Neuroscience Letters, 2015(606):100-105(SCI, IF=2.030)上。 

  研究结果表明,糖尿病患者的脑灰质体积、脑皮层厚度和脑皮层表面积相比正常人有明显的减小。灰质体积减小的区域主要在双侧尾状核;大脑皮层厚度减小明显的区域主要在左侧颞上回、左侧角回、左侧枕中回、右侧枕上回和右侧楔叶;大脑皮层表面积减小主要表现在右侧额上回、左侧旁中央小叶和左侧眶额叶皮质。这些脑区的结构变化会引起相关脑功能的障碍,如尾状核灰质体积的减小会引起学习记忆能力、执行能力和信息处能力的减弱等。这些结果说明二型糖尿病会引起大脑结构的异常,及早的检测出这些结构异常有助于早期认知功能障碍的诊断,对相关脑功能疾病的预防有重要意义。 

  文章链接:http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0304394015301002 

   1二型糖尿病患者相比正常人在灰质体积、皮层厚度和皮层表面积上变化显著的脑区 

   2 脑皮层厚度p值颜色编码显示结果及其散点图 

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