功能磁共振成像在糖尿病腦部代謝異常中的應用研究

徐麗娟,楊義

吉林省中醫藥科學院第一臨床醫院放射科,吉林長春 130021

近年來,隨著我國社會經濟的不斷進步發展,人們的生活方式和飲食習慣也隨之發生了巨大改變,據不完全統計,最近幾年人們患糖尿病的發病率呈現出了逐年上升的趨。此外,臨床研究發現一部分患者還合并患上由糖尿病所引發的腦血管疾病,且發現時都已經是疾病的晚期,最終會導致極高的致死率和致殘率,因此早發現、早治療是對糖尿病并發腦部疾病成功干預的關鍵,故而此方面的研究工作一直被醫療工作者們長期關注和研究。

糖尿病酮癥酸中毒包括了酮癥、高血糖以及酸中毒,已經成為了糖尿病患者嚴重的急性并發癥[1]。在糖尿病患者的血液當中,酮體的濃度會逐漸升高,這主要是肝內的酮體生成速度比肝外組織對酮體的利用速度更快,從而導致酮體在血液中的積蓄。由于酮體包括了丙酮、乙酰乙酸和β-羥丁酸,因此酮體具有酸性,酮體積蓄就容易導致患者機體出現代謝性的酸中毒[2]。有研究發現,糖尿病酮癥酸中毒患者的死亡率為6%左右,而如果患者年齡超過65歲,則死亡率將超過20%。功能磁共振成像技術是一種無創性的檢測成像技術,在很大程度上提高了磁共振成像技術的特異性[3]。本研究將使用功能磁共振成像技術對糖尿病酮癥酸中毒患者的腦部代謝異常進行分析,旨在找到這類型患者腦內代謝的特點,為臨床診斷提供依據,現報道如下:

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取2013年10月—2014年6月期間該院收治的糖尿病酮癥酸中毒患者共20例,其中男9例,女11例,年齡28~61歲,平均年齡為(45.9±3.5)歲；糖尿病病程為1~8年,平均病程為(3.2±1.7)年。所有患者通過血氣分析和生化分析等檢查確診為糖尿病酮癥酸中毒患者。使用功能磁共振成像技術對患者治療后5~10 h和治療恢復后的N-乙酰天門冬氨酸/肌酸和膽堿化合物/肌酸進行測定和計算。將治療后5~10 h的數據作為對照組,治療恢復后的數據作為觀察組。

排除標準:中間高血糖患者,應激性高血糖患者；無酮癥或酸中毒的糖尿病患者；有腦部病變或既往精神異常患者；合并有全身嚴重并發癥、心、肝、肺、腎等功能不全患者；腦部出現器質性病變的患者。

所有患者及其家屬均簽署了知情同意書,并表示愿意配合。

1.2 方法

所有患者在治療后5~10 h和治療恢復后均進行以下檢查:選取患者腦部的右側基底節區、中腦導水管周圍灰質以及雙側枕葉皮質進行單體素點分辨的波譜序列成像。線寬在4Hz以下,體素為1cm2,水抑制為98%,反轉的角度為(130±35)°。由自動掃描程序進行接收增益調節和發射增益調節、水抑制、勻場等,在掃描完成后,功能磁共振成像技術中的軟件會對代謝物進行自動的識別和計算。

根據化學位移,經過功能磁共振成像技術我們那個對以下腦代謝物進行識別:Cr,化學位移為3.02ppm；NAA,化學位移為2.02ppm；Lac,化學位移為1.38ppm和1.28ppm,中心位置取1.33ppm；Cho,化學位移為3.22ppm；AcAc,化學位移為2.22ppm；β-OHB,化學位移為1.25ppm和1.15ppm,中心位置取1.20ppm。

1.3 影響診斷方法

使用Functool軟件對功能磁共振成像的圖形數據進行分析和處理,記錄Cho/Cr、NAA/Cr以及AcAc和β-OHB。所有數據和圖像均采用盲法由兩位醫師進行分析,如果分析的結果不一致,那么進行討論和修正,直到意見統一為止。

1.4 統計方法

本研究數據以SPSS 18.0軟件進行分析,計量資料以(x-±s)表示,比較以t檢驗；計數資料的比較經c2檢驗,以P<0.05表示差異有統計學意義。

2 結果

經過功能磁共振檢查發現,所有患者的腦實質內均沒有出現明顯的腦出血、腦腫瘤或腦梗塞等病變。有8例患者出現了腦萎縮,13例患者放射冠區、雙側腦室周圍以及半卵圓中心腦白質脫髓鞘。所有患者均為出現明顯的腦水腫征象,雙側腦室沒有出現明顯的變窄或受壓改變,雙側腦溝、腦裂、腦池沒有明顯的變窄、受壓、消失改變,基底節區均正常。

表1 對照組和觀察組N-乙酰天門冬氨酸/肌酸和膽堿化合物/肌酸比值對比

通過統計和對比發現,觀察組的N-乙酰天門冬氨酸/肌酸明顯高于對照組,P<0.05表示差異具有統計學意義；兩組數據的膽堿化合物/肌酸比值沒有差異,P>0.05表示差異無統計學意義。具體情況如表1所示。

3 討論

糖尿病患者體內的胰島素會在某種因素的誘導下出現分泌障礙,而升糖激素卻會出現不適當的升高,從而導致患者的體內出現脂肪、水、蛋白質、電解質以及酸堿平衡的失調,在臨床上會表現出電解質紊亂、高血糖、脫水、高血酮、代謝性酸中毒或者酮尿等特征[4]。而如果酮體大量地進入了腦組織,將會對其造成嚴重損害,使患者出現神經元損害或腦水腫,從而威脅到患者的生命[5]。因此在臨床診斷當中,對糖尿病患者的酮體進行監測是十分有必要的。研究發現,酮體中的β-OHB占了大約77.6%的比例,而AcAc則占了大約22.4%的比例,在糖尿病患者酮癥酸中毒患者的血中β-OHB含量最高,而酸性也最強,是引發患者昏迷甚至出現腦損害的重要因素[6]。

磁共振成像技術是通過多參數成像,對病灶進行多方位的觀察,不但能夠提高對軟組織的分辨率,而且沒有輻射,目前已經成為了檢查中樞神經系統的重要手段之一。此外,磁共振成像技術還具有能夠對器質性病變進行定性診斷、對病變能夠早期及時發現的優勢[7]。而功能磁共振成像技術是結合了化學位移作用以及核磁共振現象的技術,是基因療法和分子醫學等前沿項目的首選檢查和監控技術[8]。功能磁共振的空間定位技術包括了受激回波采集方式和點分辨波譜,受激回波采集技術能夠提高代謝物的分析,并縮短回波時間,不足的是對運動過于敏感；而點分辨波譜技術能夠對長短TE進行選擇,并提供雙倍于受激回波采集技術的信噪比,而且不會對運動敏感。因此在臨床使用中,點分辨波譜具有更高的時效性和信噪比。本研究使用功能磁共振成像技術對20例糖尿病酮癥酸中毒患者在治療后5~10 h和治療恢復后的N-乙酰天門冬氨酸/肌酸和膽堿化合物/肌酸進行測定和計算,將治療后5~10 h的數據作為對照組,治療恢復后的數據作為觀察組。研究結果表明,觀察組的N-乙酰天門冬氨酸/肌酸明顯高于對照組,P<0.05表示差異具有統計學意義；兩組數據的膽堿化合物/肌酸比值沒有差異,P>0.05表示差異無統計學意義。血腦屏障屬于中樞神經系統中的重要結構,糖尿病患者在出現酮癥酸中毒時,血腦的屏障功能將受到嚴重的損傷,并且會改變腦微血管的緊密連接性質,并造成轉運功能的障礙。而如果患者出現嚴重的低碳酸血癥和嚴重脫水的話,將非常容易并發腦水腫,直接威脅到患者的生命安全[9]。本次研究發現,作為無創檢查手段,功能磁共振成像技術能夠提供患者腦部較為準確的生化代謝信息,并顯示腦部組織的生化特征。由于腦代謝異常一般在臨床上會比解剖結構改變更早,因此功能磁共振成像技術對糖尿病酮癥酸中毒患者的腦部代謝異常的診斷和評價都具有極為重要的價值。而且我們發現,功能磁共振成像技術不但能夠評價糖尿病酮癥酸中毒患者的腦損傷程度,而且還能夠對患者的病情進展和治療恢復情況進行有效評價。

由此可以看出,糖尿病酮癥酸中毒早期患者的腦組織當中會出現酮體積累,功能磁共振成像技術對糖尿病酮癥酸中毒早期患者出現的腦損害具有較高的評價價值,值得推廣和運用。

[1] 李德剛.功能磁共振成像在糖尿病腦部代謝異常中的應用研究[D].寧夏醫科大學,2011.

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