基于多模态磁共振成像2型糖尿病脑病嗅觉与认知障碍的机制探讨与干预研究

Diabetic encephalopathy (DE) has been increasingly concerned and moree and more affecting people`s health and suvival. However, the pathogenesis of the olfactory sensation and cognition dysfunction is unknown. The multimodal MRI change mechanism of the brain structure and function is also not clear. None research has reported the effects of insulin on treatments on the brain protection. Based on the research of solid research on brain function of olfactory sensation, our research group will establish the DE model for rabit brain to explore the micro pathological changes of brain structures. The research will be performed on different ages using multimodal magentic resonance (MR) imaging, including the 3D high resolusion T1 weighted imaging(3D T1WI), diffusion tensor imaging (DTI), arterial spin labeling（ASL），susceptibility weighted imaging (SWI)，MR spectroscopy (MRS) and resting state functional MRI(rfMRI). The detected changes will be corrleated wih the measurements from the immunohisto- chemistry including the TUNNEL law apoptosis, β-amyloid precursor protein and etc. We will develop an efficient and effective framework to investigate the brain stucture, function and blood flow changes of DM using mutimodal MR imaging, including T1WI,DTI,ASL,SWI,MRS,and resting state funtional MRI (rsfMRI). The extracted features from multimodal imaging will be corrleated with the clinical measurements of olfactory sensation and cognition. We will explore the the effects and mechanism of insulin on treatments of the brain protection.

糖尿病脑病（diabetic encephalopathy，DE）越来越成为影响人们健康与生存的常见病，其中伴发嗅觉和/或认知功能障碍的临床意义与发病机制，尤其多模态MRI神经表现的基础与脑网络改变尚不清楚，胰岛素治疗的脑保护效果与神经代偿机制鲜见报道。在长期嗅觉脑功能研究基础上，本课题组拟建兔脑DE模型，不同病龄行多模态MRI探讨脑微结构改变，并与行为观察和免疫组化（TUNNEL法细胞凋亡和β-淀粉样前体蛋白等）对照研究揭示DE脑神经改变规律与病理机制；收集2型DM患者百余例，按是否并发DE分组行多模态MRI脑结构与功能检测（DTI、ASL、SWI、MRS、rfMRI）并纵向随访研究，揭示DE脑结构、功能与固有网络改变规律，与嗅觉及认知功能相关对照研究，构建2型DE早期多模态MRI诊断体系与标准，并探讨胰岛素对DE治疗的脑机制。

我国是糖尿病第一大国，其中2型DM高达90%。近年来糖尿病脑病（DE）再次引起关注，其中伴发嗅觉和/或认知功能障碍的临床意义与发病机制，尤其是多模态fMRI表现的神经病理基础与脑网络改变机制尚不清楚，胰岛素在DE的脑保护与治疗康复效果的机制与评价亦鲜见报道。.主要研究内容包括：家兔T2DM动物模型建立与多模态MRI影像检测与病理对照研究；收集健康成人多模态MRI扫描数据构建脑模板；收集T2DM患者行多模态MRI扫描研究与定量分析；T2DM患者基于多模态MRI检测的结构及功能异常与临床指标相关性。.家兔T2DM动物模型建立成功，发现家兔T2DM动物模型利用DTI等技术发现和定量检测导致认知功能障碍的相关脑区白质微结构损伤，其损伤程度随病程延长而加重，前部白质损伤晚于后部白质；T2DM家兔额叶、海马及后扣带回检测到Aβ1-42蛋白，提示T2DM脑损伤可能与AD存在共同的病理改变。.T2DM患者认知功能脑区ADC值增加，FA值降低，并随着T2DM病情加重，ADC值增加、FA值降低更加显著。ADC值与临床MoCA评分呈负相关，FA值与临床MoCA评分呈正相关。左侧后扣带回区为种子点的rs-fMRI检查可反映不同病情的T2DM脑部与认知功能网络有关的脑区异常。双侧海马NAA减低可敏感提示T2DE者有脑损伤及其程度。.T2DM患者认知、嗅觉相关脑区发生结构与功能损伤，并部分代偿导致相应脑区灰质体积增大。PCC区mI/Cr升高对T2DM脑损伤较敏感且能较好反映其脑损伤进展程度，具有一定的临床诊断效能及早期预警作用。多b值DWI可定量评估T2DM慢性脑损伤，临床上可用于T2DM患者脑损伤评估与监测。SWI有助于T2DM患者深部脑灰质核团铁沉积定量检测并显示不同程度异常，与病情和认知功能障碍具有一定相关性。.本研究从多模态影像学、病理基础、临床评价和治疗转归立体式探讨和阐明T2DM 患者影响中枢神经系统具体机制与表征，在构建动物模型和选择临床病例基础上，利用丰富的多模态MRI影像数据，构建高效、自动的计算与分析方法，探讨和阐明T2DM患者相应脑结构、功能与神经网络改变，为T2DM 脑病早期预测和确定诊断提供了无创性影像诊断标准。