认知功能损害的老年糖尿病患者胼胝体的MRI定量研究

    【摘要】  目的  评价胼胝体面积测量对判断2型糖尿病老年患者早期认知功能损害的价值。方法  14例2型糖尿病老年患者和9例正常老年人对照，进行MRI扫描并全部行简易认知状态检查表（MMSE）、数字广度测验（DS）检查。结果  2型糖尿病老年患者组胼胝体面积区域性减少，胼胝体萎缩与2型糖尿病老年患者的认知功能损害显著相关。结论  磁共振成像胼胝体面积的测量有助于临床正确评价2型糖尿病老年患者早期认知功能的损害。

　　【关键词】  磁共振成像；胼胝体；测量；糖尿病
   
　　MRI study on corpus callosum size in elderly type Ⅱ diabetic patients with cognitive impairment

　　LIU Han-qiu，SUN Hua-ping，FENG Xiao-yuan，et al.

　　Department of Radiology，the Affiliated Huashang Hospital of Fudan University，Shanghai 200040，China

　　【Abstract】  Objective  To detect the value of the area-measurement of corpus callosum by MR imaging for early discovery of the cognitive functional impairment.Methods  Fourteen old patients with type Ⅱ diabetes and 9 matched normal control were studied with MRI and mini-mental state examination(MMSE) and Digit Span(DS) test.Results  The corpus callosum size were significantly reduced in old patients with type Ⅱ diabetes.Significant correlates were observed among the size of corpus callosum and MMSE and DS.Conclusion  The measurements of corpus callosum size by MRI can help to evaluate the degree of cognitive dysfunction in old diabetic patients.

　　【Key words】  MRI；corpus callosum；measurement；diabetes

    老年性糖尿病是老年人内分泌代谢疾病中最常见的终身性疾病，其慢性并发症可累及中枢神经系统，主要表现为认知功能障碍。本研究通过对老年2型糖尿病患者进行胼胝体MRI定量研究，探讨胼胝体MRI定量测量对老年糖尿病患者早期认知功能障碍诊断的价值。

　　1  对象与方法

　　1.1  研究对象 

　　14例2型糖尿病老年患者(符合1999年WHO的糖尿病诊断标准)，男7例，女7例，平均年龄（78.07±3.65）岁，平均受教育程度（13.9±1.7）年；9名健康对照者男4例，女5例，平均年龄（78.11±2.71）岁，平均受教育程度（14.5±2.3）年。临床检查由我院老年科医师进行严格筛选，所有入选者无明显视力、听力障碍，皆为右利手，均排除并发精神病、代谢性疾病、系统性疾病、头外伤史、药物滥用史及脑血管病史。

　　1.2   方法

　　1.2.1  神经心理学认知功能测定 

　　(1)简易认知状态检查表（mini-mental state examination，MMSE）：总分30分，共19项；(2)数字广度测验（digit span，DS）：包括数字顺背和数字倒背。

　　1.2.2  仪器 

　　采用GE Signa VH/i 3.0T MRI扫描仪，8通道头线圈，选择通过中脑水管全长和第四脑室入小脑延髓池中孔全长平面作为正中矢状面，采用SE序列T1WI：TR/TE=450ms/15ms，层厚5mm，激励次数3次，矩阵256×256，FOV 24cm×24cm。胼胝体面积测量：所有测量工作均在Microsystem Advantage Windows Release AW2.0图像工作站上进行。正中矢状面上，采用不规则区域手工分别沿胼胝体边缘及幕上颅腔进行描绘测出其面积（图1）。重复三次，取其平均值。为消除颅腔体积的个体差异，用正中矢状面幕上颅腔面积对其行标准化处理，公式如下：CCR=胼胝体绝对面积/正中矢状面幕上颅腔面积×100%，式中CCR为标准化后的胼胝体面积比率。

　　1.3  统计学方法 

　　两样本之间比较采用独立样本t检验，确定两变量相关关系，P<0.05为有统计学意义。

　　2  结果

　　2.1  神经心理学检测结果 

　　老年2型糖尿病与正常对照组MMSE、DS的分数比较见表1。糖尿病组在MMSE、DS方面的平均得分低于对照组，两组之间比较P<0.05。表1  老年2型糖尿病与正常对照组神经心理学结果比较  （略）
9
    注：与正常组比较，*P<0.05

　　2.2  胼胝体MRI定量测量结果 

　　老年2型糖尿病与正常对照组胼胝体面积和CCR比较见表2。糖尿病组胼胝体面积和CCR较正常对照组明显减少。表2  老年2型糖尿病与正常胼胝体MRI定量测量结果比较  （略）注：与正常组比较，*P<0.05

　　2.3  CCR与各种认知量表得分的相关性分析 

　　见表3。CCR与MMSE、数字顺背及数字倒背评分呈正相关（P<0.05），提示CCR可在一定程度上反应认知功能。表3  CCR与各种认知量表得分的相关性分析

　　3  讨论

　　20世纪20年代，Mile和Root首先报道糖尿病影响认知功能。1965年Nielsen提出糖尿病脑病（diabetic encephalopathy）概念。尽管目前尚无标准定义，但随着动物实验和临床研究的深入，这一概念被逐渐丰富完善，目前基本可概括为伴有神经电生理和影像学异常的慢性进展性的认知功能障碍［1］。中枢神经系统作为一靶器官受累引起糖尿病脑病，有学者称之为“加速的脑老化”［2］。脑老化是人体增龄过程中神经元发生的退行性改变，正常衰老也会表现出认知功能某些方面的减退，糖尿病患者的认知功能障碍是糖尿病与老化共同作用的结果［3］。糖尿病认知功能障碍的病理学基础是前额叶—纹状体—丘脑—颞叶之间连接的功能紊乱。在人类大脑中，大脑皮质联合区、海马及其邻近结构、丘脑等部位与学习记忆关系密切。大脑皮质联合区之间有广泛的纤维联系，对来自各方面的信息进行加工处理。胼胝体是由连接左、右半球新皮层的纤维构成，联系着双侧额、顶、枕、颞叶。胼胝体负责协调大脑左、右两半球的工作，在记忆的形成和提取过程中这条连接线路起着重要的作用，任何损害大脑皮质联合区使神经环路中断的病变，都可导致学习记忆力障碍，导致高级皮质功能障碍、智能减退［4］。由于认知功能受许多因素的影响，如年龄、文化程度，许多疾病也可直接影响认知功能，如心脑血管疾病等，因此本研究制定了比较严格的入选标准， 14例2型糖尿病老年患者，在临床上都符合1999年WHO的糖尿病诊断标准，均被排除有精神病、代谢性疾病、系统性疾病、头外伤史、药物滥用史及脑血管病史，两组的年龄和受教育程度基本一致，尽可能消除影响试验结果的混杂因素。

　　由于认知功能的改变存在着一定的解剖和病理学基础，大量的研究表明，应用神经影像学方法能较客观地为认知改变的病理解剖基础提供依据，尤其是近10年来随着MRI的问世，为认知功能的研究提供了重要的神经影像学检查手段。MRI具有软组织对比度极佳、成像快捷、空间分辨率较高的优点，因此利用MRI对与认知功能有关的局部脑组织结构体积的测定可能为认知损害提供重要的诊断依据。目前对认知功能损害的MRI定量研究较多集中于海马、杏仁核、皮质，而胼胝体MRI定量测量方法较海马、杏仁核、皮质测量法更简便、快速，在临床上更易应用。另外，文献报道胼胝体约在10～12岁左右发育至成年人大小，到60岁前大小不发生明显变化，60岁后随年龄增长的变化尚不明显。再者，胼胝体对缺血性低灌注并不敏感，其萎缩是皮层下白质病变引起的轴索崩解所致，而健康老年人胼胝体总面积与年龄无相关性，其机制是树突的增多和侧支出芽可以代偿老化过程中神经元细胞的丢失［5］。已有文献报道，在早期老年痴呆患者的头颅MRI定量测定中即可见有胼胝体的萎缩［6，7］。

　　在颅脑的正中矢状面上看到的胼胝体白质纤维的横断面，此横截面胼胝体面积的减少可反映胼胝体纤维的萎缩。因此可以通过测量胼胝体正中矢状横截面积来评估胼胝体的萎缩程度［8］。本研究也采用此方法测定胼胝体正中矢状横截面积，为消除颅腔体积的个体差异，本组通过正中矢状面幕上颅腔面积对其进行标准化处理。研究结果表明（表2），糖尿病患者胼胝体正中矢状横截面积明显小于正常对照组，且MMSE评分＜25分患者的胼胝体面积萎缩更为明显，与文献报道一致［6］。提示左、右大脑半球联系的减弱可能参与了认知功能损害的病理、生理过程。本研究还发现胼胝体面积比率与患者的MMSE和DS评分呈显著正相关（表3），提示胼胝体结构与临床认知程度有较好的一致性，可在一定程度上反应认知功能。

　　综上所述，在老年型糖尿病人群中，应用MRI量化的胼胝体结构萎缩能较客观地为认知功能损害的病理解剖基础提供依据，因此，可为临床评估老年型糖尿病患者早期认知功能损害提供一个重要的诊断指标。

　　【参考文献】

　　1  Gispen WH，Biessels GL.Cognition and synaptic plasticity in diabetes mellitus.Trends Neurosci，2000，23：542-549.

　　2  Biessels GL，Heide LP，Amer K，et al.Aging and diabetes：implications for brain function.Eur J Pharmacology，2002，441：1-14.

　　3  Christopher MR，Michelle G.Why is learning and memory dysfunction in type 2 diabetes limited to older adults.Diabetes Metab Res Rev，2000，16：308-315.

　　4  Teipel SJ，Alexander GE，Schapiro MB，et al.Age-related cortical grey matter reductions in non-demented Down’s syndrome adults determined by MRI with voxel-based morphometry.Brain，2004，127(4)：811-824.

　　5  Wurtman RJ，Corkin S，Growdon JH，et al.The neurobiology for Alzheimer’s disease.New York：Annals New York Academy of Science，1996，1.

　　6  Hensel A，Wolf H，Kruggel F，et al.Morphometry of the corpus callosum in patients with questionable and mild dementia.J Neurol Neurosurg Psychiatry，2002，73(1)：59-61.

　　7  Mizuno K，Wakai M，Takeda A，et al.Temporal atrophy and memory impairment in early stage of Alzheimer's disease：an MRI volumetric and memory assessment study.J Neuro Sci，2000，173(1)：18-24.

　　8  Pantel J，Schroder J，Jaumm M，et al.Topography of callosal atrophy reflects distribution of regional cerebral volume reduction in Alzheimer’s disease.Psychiatry Res，1999，90：181-192.

　　作者单位： 200040 上海，复旦大学华山医院放射科（△老年科）

　　(编辑：宋  青)