甲状腺功能亢进患者脑结构及功能改变的磁共振成像研究

发布时间：2018-08-19 07:28

【摘要】：第一部分：甲状腺功能亢进患者全脑灰质形态学研究背景与目的：甲状腺功能亢进（简称甲亢）患者经常伴有比较明显的神经精神症状，例如神经过敏、易怒、失眠、抑郁、焦虑、注意力难以集中以及记忆力减退等。既往有不少脑功能影像学研究发现甲亢患者的脑代谢功能与正常人相比有明显异常，可以在一定程度上解释甲亢的神经精神症状，但是到目前为止尚没有针对甲亢患者局部脑结构改变的影像学研究。所以，本研究拟采用基于体素的形态测量学（voxel-based morphometry，，VBM）技术对比研究甲亢患者和正常人之间局部脑灰质体积的差异，探讨甲亢患者的脑灰质结构改变特点。材料与方法： 1.受试者一般资料51名初诊未经治疗的甲亢患者和51名年龄、性别、受教育程度与之相匹配的健康志愿者参加了本次研究。 2. MRI扫描方法采用八通道相控阵线头颅线圈在西门子3.0T磁共振成像系统上采集数据。扫描时，采用泡沫垫固定受试者头部以减少运动，并为其佩戴耳机减小扫描噪声的影响。所有参与研究的甲状腺功能亢进患者和正常志愿者均采集三维磁化准备快速梯度回波序列(T1weighted three-dimensional magnetization prepared rapidacquisition gradient echo sequence, T1WI3D MPRAGE)获得高分辨率3D T1WI容积数据。另外同时采集常规T1WI和T2WI数据用以排除有明显脑部器质性病变的受试者 3.数据预处理和分析使用基于MATLAB7.6的SPM8软件进行数据预处理，结果使用REST软件呈现。 4.统计分析使用SPSS18.0软件对两组之间的年龄、性别、身高、体重、受教育年限、甲状腺激素水平等进行统计差异性分析，P 0.05为有统计学意义。使用SPM8软件的双样本t检验对比甲亢组与正常对照组全脑灰质体积的差异。统计结果采用基于蒙特卡罗模拟的AlphaSim方法进行多重比较校正，统计阈值设定为P 0.05（对应未校正的P0.005，簇体积大于350个体素）。将两组间灰质体积有差异的区域提取出来，计算甲亢组在这些区域的灰质体积值，并采用多元线性回归分析了解这些区域的灰质体积与临床指标（FT3和FT4浓度以及病程）的相关关系。结果： 1.临床数据统计51名甲亢患者与51名健康志愿者均完成了磁共振扫描。两组之间在年龄、性别、身高、体重以及受教育年限上无显著统计学差异（P0.05）。甲亢组的血清游离三碘甲状腺原氨酸（free triiodothyronine, FT3）和血清游离甲状腺素（free thyroxine,FT4）水平显著高于对照组（P 0.001）。 2.两组间灰质体积差异与正常对照组相比，甲亢组在双侧海马、双侧海马旁回、左侧颞极以及双侧初级视皮层（包括距状皮层和舌回）等脑区灰质体积减小，而在双侧辅助运动区灰质体积增大（P 0.05，已校正）。 3.相关性分析甲亢组血清FT3水平与左侧海马旁回灰质体积呈负相关（P=0.014, beta=-0.310），血清FT4水平与左侧海马（P=0.044, beta=-0.244）以及右侧海马旁回（P=0.014, beta=-0.323）灰质体积呈负相关。甲亢患者的病程与左侧海马（P 0.001, beta=-0.503）、双侧海马旁回（左：P=0.002, beta=-0.410，右：P=0.013,beta=-0.327）以及左侧颞极（P 0.001, beta=-0.517）灰质体积呈负相关。结论：甲亢患者表现在双侧海马和海马旁回、左侧颞极、双侧初级视皮层灰质体积减小以及双侧辅助运动区灰质体积增大，这些脑区与情绪、认知、视觉和运动等功能密切相关，提示甲亢患者神经精神症状的产生可能有其结构基础，与其灰质体积的改变有关。第二部分：甲状腺功能亢进患者的海马静息态功能连接研究背景与目的：海马作为边缘系统的核心区域，其甲状腺激素受体含量很高，所以对甲状腺激素水平的变化非常敏感。在甲亢患者中，海马容易受到过量的甲状腺激素攻击，从而出现结构和功能的异常，表现出多种神经精神症状。既往的研究证实甲亢患者的海马存在结构和功能的异常，但是这些研究都是将海马作为一个独立的结构进行研究，大量的神经影像学研究证实，海马与大脑其他结构之间存在广泛的功能连接。甲亢患者部分神经精神症状的产生，有可能和海马与其他脑区功能连接异常有关，但目前为止尚未见到有相关研究报道。本研究拟采用静息态功能磁共振技术，对比研究静息状态下甲亢患者和正常人之间双侧海马与全脑的功能连接差异，并将甲亢患者海马的异常功能连接强度与临床指标进行相关性分析，探讨引起甲亢患者神经精神症状的可能机制。材料与方法： 1.受试者一般资料47名甲亢患者以及47名年龄、性别、受教育程度与之相匹配的健康志愿者参与了本研究，采用汉密尔顿抑郁量表（Hamilton Depression Rating Scale,HDRS）评价受试者抑郁程度，采用汉密尔顿焦虑量表（Hamilton Anxiety Rating Scale,HARS）评价受试者焦虑程度，采用蒙特利尔认知量表（Montreal Cognitive Assessment,MoCA）评估受试者认知功能水平。在最初入组的47名甲亢患者和47名健康志愿者中，一名男性甲亢患者因为扫描时头动角度大于1.5°以及另一名健康志愿者在MRI扫描后发现有透明隔囊肿，故被排除，所以本研究最终包括46名甲亢患者和46名健康志愿者。 2. MRI扫描方法采用八通道相控阵线头颅线圈在西门子3.0T磁共振成像系统上采集数据。扫描时，采用泡沫垫固定受试者头部以减少运动，并为其佩戴耳机减小扫描噪声的影响。所有受试者均同时采集了常规T1WI、T2WI和静息态功能磁共振数据。 3.数据预处理和分析使用基于MATLAB2010a的SPM8软件进行数据预处理，功能连接分析采用REST1.8软件进行。 4.统计分析使用SPSS18.0软件对两组之间的年龄、性别、身高、体重、受教育年限、血清甲状腺激素水平等进行统计差异性分析，P 0.05为有统计学意义。使用单样本t检验统计出全脑范围内与海马有显著功能连接的区域，使用双样本t检验比较两组之间海马功能连接的差异。结果均采用错误发现率（false discovery rate, FDR）方法进行多重比较校正，P 0.05为有统计学意义。最后，使用多元线性回归分析了解组间差异区域的功能连接强度与血清FT3、FT4以及病程的相关关系，使用Pearson相关性分析了解组间差异区域的功能连接强度与患者抑郁、焦虑和认知水平的相关关系。结果： 1.临床数据统计46名甲亢患者与46名健康志愿者之间在年龄、性别、身高、体重以及受教育年限上无显著统计学差异（P0.05）。甲亢组的血清FT3、FT4水平和HDRS、HARS量表评分显著高于对照组（P 0.001）。两组之间的MoCA量表评分没有统计学差异（P0.05）。 2.功能连接分析与正常对照组相比，甲亢组双侧海马与双侧前扣带回、后扣带回功能连接均显著降低，另外，右侧海马还与右侧内侧眶额叶功能连接减低（P 0.05，FDR校正）。 3.相关性分析双侧海马和双侧前扣带回、后扣带回的功能连接强度与病程呈显著负相关关系（左侧海马—前扣带回功能连接强度与病程：P=0.001, beta= 0.506；左侧海马—后扣带回功能连接强度与病程：P=0.011, beta= 0.401；右侧海马—前扣带回：P=0.001, beta= 0.507；右侧海马—后扣带回：P=0.031, beta= 0.341）。另外，双侧海马和前扣带回的功能连接强度与焦虑、抑郁程度呈显著负相关关系（左侧海马—前扣带回功能连接强度与抑郁程度：P=0.001, r= 0.487；左侧海马—前扣带回功能连接强度与焦虑程度：P=0.001, r= 0.488；右侧海马—前扣带回功能连接强度与抑郁程度：P 0.001, r= 0.595；右侧海马—前扣带回功能连接强度与焦虑程度：P 0.001, r= 0.527）。结论：本研究发现甲亢患者海马与前扣带回、后扣带回以及眶额叶功能连接较正常人显著减低，提示甲亢患者在这些与情绪和认知调控密切相关的神经环路中存在异常。并且海马和前扣带回的功能连接强度与抑郁、焦虑程度有明显负相关关系，提示海马与前扣带回的功能连接异常可能和甲亢患者这些精神症状的产生有关。
[Abstract]:......
【学位授予单位】：第三军医大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：R581.1;R445.2

【参考文献】