功能磁共振成像在糖尿病脑部代谢异常中的应用研究

徐丽娟,杨义

吉林省中医药科学院第一临床医院放射科,吉林长春 130021

近年来,随着我国社会经济的不断进步发展,人们的生活方式和饮食习惯也随之发生了巨大改变,据不完全统计,最近几年人们患糖尿病的发病率呈现出了逐年上升的趋。此外,临床研究发现一部分患者还合并患上由糖尿病所引发的脑血管疾病,且发现时都已经是疾病的晚期,最终会导致极高的致死率和致残率,因此早发现、早治疗是对糖尿病并发脑部疾病成功干预的关键,故而此方面的研究工作一直被医疗工作者们长期关注和研究。

糖尿病酮症酸中毒包括了酮症、高血糖以及酸中毒,已经成为了糖尿病患者严重的急性并发症[1]。在糖尿病患者的血液当中,酮体的浓度会逐渐升高,这主要是肝内的酮体生成速度比肝外组织对酮体的利用速度更快,从而导致酮体在血液中的积蓄。由于酮体包括了丙酮、乙酰乙酸和β-羟丁酸,因此酮体具有酸性,酮体积蓄就容易导致患者机体出现代谢性的酸中毒[2]。有研究发现,糖尿病酮症酸中毒患者的死亡率为6%左右,而如果患者年龄超过65岁,则死亡率将超过20%。功能磁共振成像技术是一种无创性的检测成像技术,在很大程度上提高了磁共振成像技术的特异性[3]。本研究将使用功能磁共振成像技术对糖尿病酮症酸中毒患者的脑部代谢异常进行分析,旨在找到这类型患者脑内代谢的特点,为临床诊断提供依据,现报道如下:

1 资料与方法

1.1 一般资料

选取2013年10月—2014年6月期间该院收治的糖尿病酮症酸中毒患者共20例,其中男9例,女11例,年龄28~61岁,平均年龄为(45.9±3.5)岁；糖尿病病程为1~8年,平均病程为(3.2±1.7)年。所有患者通过血气分析和生化分析等检查确诊为糖尿病酮症酸中毒患者。使用功能磁共振成像技术对患者治疗后5~10 h和治疗恢复后的N-乙酰天门冬氨酸/肌酸和胆碱化合物/肌酸进行测定和计算。将治疗后5~10 h的数据作为对照组,治疗恢复后的数据作为观察组。

排除标准:中间高血糖患者,应激性高血糖患者；无酮症或酸中毒的糖尿病患者；有脑部病变或既往精神异常患者；合并有全身严重并发症、心、肝、肺、肾等功能不全患者；脑部出现器质性病变的患者。

所有患者及其家属均签署了知情同意书,并表示愿意配合。

1.2 方法

所有患者在治疗后5~10 h和治疗恢复后均进行以下检查:选取患者脑部的右侧基底节区、中脑导水管周围灰质以及双侧枕叶皮质进行单体素点分辨的波谱序列成像。线宽在4Hz以下,体素为1cm2,水抑制为98%,反转的角度为(130±35)°。由自动扫描程序进行接收增益调节和发射增益调节、水抑制、匀场等,在扫描完成后,功能磁共振成像技术中的软件会对代谢物进行自动的识别和计算。

根据化学位移,经过功能磁共振成像技术我们那个对以下脑代谢物进行识别:Cr,化学位移为3.02ppm；NAA,化学位移为2.02ppm；Lac,化学位移为1.38ppm和1.28ppm,中心位置取1.33ppm；Cho,化学位移为3.22ppm；AcAc,化学位移为2.22ppm；β-OHB,化学位移为1.25ppm和1.15ppm,中心位置取1.20ppm。

1.3 影响诊断方法

使用Functool软件对功能磁共振成像的图形数据进行分析和处理,记录Cho/Cr、NAA/Cr以及AcAc和β-OHB。所有数据和图像均采用盲法由两位医师进行分析,如果分析的结果不一致,那么进行讨论和修正,直到意见统一为止。

1.4 统计方法

本研究数据以SPSS 18.0软件进行分析,计量资料以(x-±s)表示,比较以t检验；计数资料的比较经c2检验,以P<0.05表示差异有统计学意义。

2 结果

经过功能磁共振检查发现,所有患者的脑实质内均没有出现明显的脑出血、脑肿瘤或脑梗塞等病变。有8例患者出现了脑萎缩,13例患者放射冠区、双侧脑室周围以及半卵圆中心脑白质脱髓鞘。所有患者均为出现明显的脑水肿征象,双侧脑室没有出现明显的变窄或受压改变,双侧脑沟、脑裂、脑池没有明显的变窄、受压、消失改变,基底节区均正常。

表1 对照组和观察组N-乙酰天门冬氨酸/肌酸和胆碱化合物/肌酸比值对比

通过统计和对比发现,观察组的N-乙酰天门冬氨酸/肌酸明显高于对照组,P<0.05表示差异具有统计学意义；两组数据的胆碱化合物/肌酸比值没有差异,P>0.05表示差异无统计学意义。具体情况如表1所示。

3 讨论

糖尿病患者体内的胰岛素会在某种因素的诱导下出现分泌障碍,而升糖激素却会出现不适当的升高,从而导致患者的体内出现脂肪、水、蛋白质、电解质以及酸碱平衡的失调,在临床上会表现出电解质紊乱、高血糖、脱水、高血酮、代谢性酸中毒或者酮尿等特征[4]。而如果酮体大量地进入了脑组织,将会对其造成严重损害,使患者出现神经元损害或脑水肿,从而威胁到患者的生命[5]。因此在临床诊断当中,对糖尿病患者的酮体进行监测是十分有必要的。研究发现,酮体中的β-OHB占了大约77.6%的比例,而AcAc则占了大约22.4%的比例,在糖尿病患者酮症酸中毒患者的血中β-OHB含量最高,而酸性也最强,是引发患者昏迷甚至出现脑损害的重要因素[6]。

磁共振成像技术是通过多参数成像,对病灶进行多方位的观察,不但能够提高对软组织的分辨率,而且没有辐射,目前已经成为了检查中枢神经系统的重要手段之一。此外,磁共振成像技术还具有能够对器质性病变进行定性诊断、对病变能够早期及时发现的优势[7]。而功能磁共振成像技术是结合了化学位移作用以及核磁共振现象的技术,是基因疗法和分子医学等前沿项目的首选检查和监控技术[8]。功能磁共振的空间定位技术包括了受激回波采集方式和点分辨波谱,受激回波采集技术能够提高代谢物的分析,并缩短回波时间,不足的是对运动过于敏感；而点分辨波谱技术能够对长短TE进行选择,并提供双倍于受激回波采集技术的信噪比,而且不会对运动敏感。因此在临床使用中,点分辨波谱具有更高的时效性和信噪比。本研究使用功能磁共振成像技术对20例糖尿病酮症酸中毒患者在治疗后5~10 h和治疗恢复后的N-乙酰天门冬氨酸/肌酸和胆碱化合物/肌酸进行测定和计算,将治疗后5~10 h的数据作为对照组,治疗恢复后的数据作为观察组。研究结果表明,观察组的N-乙酰天门冬氨酸/肌酸明显高于对照组,P<0.05表示差异具有统计学意义；两组数据的胆碱化合物/肌酸比值没有差异,P>0.05表示差异无统计学意义。血脑屏障属于中枢神经系统中的重要结构,糖尿病患者在出现酮症酸中毒时,血脑的屏障功能将受到严重的损伤,并且会改变脑微血管的紧密连接性质,并造成转运功能的障碍。而如果患者出现严重的低碳酸血症和严重脱水的话,将非常容易并发脑水肿,直接威胁到患者的生命安全[9]。本次研究发现,作为无创检查手段,功能磁共振成像技术能够提供患者脑部较为准确的生化代谢信息,并显示脑部组织的生化特征。由于脑代谢异常一般在临床上会比解剖结构改变更早,因此功能磁共振成像技术对糖尿病酮症酸中毒患者的脑部代谢异常的诊断和评价都具有极为重要的价值。而且我们发现,功能磁共振成像技术不但能够评价糖尿病酮症酸中毒患者的脑损伤程度,而且还能够对患者的病情进展和治疗恢复情况进行有效评价。

由此可以看出,糖尿病酮症酸中毒早期患者的脑组织当中会出现酮体积累,功能磁共振成像技术对糖尿病酮症酸中毒早期患者出现的脑损害具有较高的评价价值,值得推广和运用。

[1] 李德刚.功能磁共振成像在糖尿病脑部代谢异常中的应用研究[D].宁夏医科大学,2011.

[2] 吴迪(综述),孙学进(审校).2型糖尿病脑病的功能磁共振研究进展[J].实用放射学杂志,2014(4):687-690.

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[4] 周红.2型糖尿病认知功能损害的临床研究及机制初探[D].东南大学,2010.

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