甲狀腺功能亢進患者腦結(jié)構(gòu)及功能改變的磁共振成像研究.pdf

1、第一部分:甲狀腺功能亢進患者全腦灰質(zhì)形態(tài)學研究
　　背景與目的:
　　甲狀腺功能亢進(簡稱甲亢)患者經(jīng)常伴有比較明顯的神經(jīng)精神癥狀,例如神經(jīng)過敏、易怒、失眠、抑郁、焦慮、注意力難以集中以及記憶力減退等。既往有不少腦功能影像學研究發(fā)現(xiàn)甲亢患者的腦代謝功能與正常人相比有明顯異常,可以在一定程度上解釋甲亢的神經(jīng)精神癥狀,但是到目前為止尚沒有針對甲亢患者局部腦結(jié)構(gòu)改變的影像學研究。所以,本研究擬采用基于體素的形態(tài)測量學(voxel-

2、based morphometry,VBM)技術(shù)對比研究甲亢患者和正常人之間局部腦灰質(zhì)體積的差異,探討甲亢患者的腦灰質(zhì)結(jié)構(gòu)改變特點。
　　材料與方法:
　　1.受試者一般資料51名初診未經(jīng)治療的甲亢患者和51名年齡、性別、受教育程度與之相匹配的健康志愿者參加了本次研究。
　　2.MRI掃描方法采用八通道相控陣線頭顱線圈在西門子3.0 T磁共振成像系統(tǒng)上采集數(shù)據(jù)。掃描時,采用泡沫墊固定受試者頭部以減少運動,并為其佩戴耳機

3、減小掃描噪聲的影響。所有參與研究的甲狀腺功能亢進患者和正常志愿者均采集三維磁化準備快速梯度回波序列(T1 weighted three-dimensional magnetization prepared rapid acquisition gradient echo sequence,T1WI3D MPRAGE)獲得高分辨率3D T1WI容積數(shù)據(jù)。另外同時采集常規(guī)T1WI和T2WI數(shù)據(jù)用以排除有明顯腦部器質(zhì)性病變的受試者
　　3

4、.數(shù)據(jù)預處理和分析使用基于MATLAB7.6的SPM8軟件進行數(shù)據(jù)預處理,結(jié)果使用REST軟件呈現(xiàn)。
　　4.統(tǒng)計分析使用SPSS18.0軟件對兩組之間的年齡、性別、身高、體重、受教育年限、甲狀腺激素水平等進行統(tǒng)計差異性分析,P<0.05為有統(tǒng)計學意義。使用SPM8軟件的雙樣本 t檢驗對比甲亢組與正常對照組全腦灰質(zhì)體積的差異。統(tǒng)計結(jié)果采用基于蒙特卡羅模擬的AlphaSim方法進行多重比較校正,統(tǒng)計閾值設(shè)定為P<0.05(對應未校正

5、的P<0.005,簇體積大于350個體素)。將兩組間灰質(zhì)體積有差異的區(qū)域提取出來,計算甲亢組在這些區(qū)域的灰質(zhì)體積值,并采用多元線性回歸分析了解這些區(qū)域的灰質(zhì)體積與臨床指標(FT3和FT4濃度以及病程)的相關(guān)關(guān)系。
　　結(jié)果:
　　1.臨床數(shù)據(jù)統(tǒng)計51名甲亢患者與51名健康志愿者均完成了磁共振掃描。兩組之間在年齡、性別、身高、體重以及受教育年限上無顯著統(tǒng)計學差異(P>0.05)。甲亢組的血清游離三碘甲狀腺原氨酸(free tr

6、iiodothyronine,FT3)和血清游離甲狀腺素(free thyroxine,FT4)水平顯著高于對照組(P<0.001)。
　　2.兩組間灰質(zhì)體積差異與正常對照組相比,甲亢組在雙側(cè)海馬、雙側(cè)海馬旁回、左側(cè)顳極以及雙側(cè)初級視皮層(包括距狀皮層和舌回)等腦區(qū)灰質(zhì)體積減小,而在雙側(cè)輔助運動區(qū)灰質(zhì)體積增大(P<0.05,已校正)。
　　3.相關(guān)性分析甲亢組血清FT3水平與左側(cè)海馬旁回灰質(zhì)體積呈負相關(guān)(P=0.014, b

7、eta=-0.310),血清FT4水平與左側(cè)海馬(P=0.044, beta=-0.244)以及右側(cè)海馬旁回(P=0.014,beta=-0.323)灰質(zhì)體積呈負相關(guān)。甲亢患者的病程與左側(cè)海馬(P<0.001,beta=-0.503)、雙側(cè)海馬旁回(左:P=0.002, beta=-0.410,右:P=0.013,beta=-0.327)以及左側(cè)顳極(P<0.001, beta=-0.517)灰質(zhì)體積呈負相關(guān)。
　　結(jié)論:

8、　　甲亢患者表現(xiàn)在雙側(cè)海馬和海馬旁回、左側(cè)顳極、雙側(cè)初級視皮層灰質(zhì)體積減小以及雙側(cè)輔助運動區(qū)灰質(zhì)體積增大,這些腦區(qū)與情緒、認知、視覺和運動等功能密切相關(guān),提示甲亢患者神經(jīng)精神癥狀的產(chǎn)生可能有其結(jié)構(gòu)基礎(chǔ),與其灰質(zhì)體積的改變有關(guān)。
　　第二部分:甲狀腺功能亢進患者的海馬靜息態(tài)功能連接研究
　　背景與目的:
　　海馬作為邊緣系統(tǒng)的核心區(qū)域,其甲狀腺激素受體含量很高,所以對甲狀腺激素水平的變化非常敏感。在甲亢患者中,海馬容易受

9、到過量的甲狀腺激素攻擊,從而出現(xiàn)結(jié)構(gòu)和功能的異常,表現(xiàn)出多種神經(jīng)精神癥狀。既往的研究證實甲亢患者的海馬存在結(jié)構(gòu)和功能的異常,但是這些研究都是將海馬作為一個獨立的結(jié)構(gòu)進行研究,大量的神經(jīng)影像學研究證實,海馬與大腦其他結(jié)構(gòu)之間存在廣泛的功能連接。甲亢患者部分神經(jīng)精神癥狀的產(chǎn)生,有可能和海馬與其他腦區(qū)功能連接異常有關(guān),但目前為止尚未見到有相關(guān)研究報道。本研究擬采用靜息態(tài)功能磁共振技術(shù),對比研究靜息狀態(tài)下甲亢患者和正常人之間雙側(cè)海馬與全腦的功能

10、連接差異,并將甲亢患者海馬的異常功能連接強度與臨床指標進行相關(guān)性分析,探討引起甲亢患者神經(jīng)精神癥狀的可能機制。
　　材料與方法:
　　1.受試者一般資料47名甲亢患者以及47名年齡、性別、受教育程度與之相匹配的健康志愿者參與了本研究,采用漢密爾頓抑郁量表(Hamilton Depression Rating Scale,HDRS)評價受試者抑郁程度,采用漢密爾頓焦慮量表(Hamilton Anxiety Rating Sca

11、le,HARS)評價受試者焦慮程度,采用蒙特利爾認知量表(Montreal Cognitive Assessment,MoCA)評估受試者認知功能水平。在最初入組的47名甲亢患者和47名健康志愿者中,一名男性甲亢患者因為掃描時頭動角度大于1.5°以及另一名健康志愿者在 MRI掃描后發(fā)現(xiàn)有透明隔囊腫,故被排除,所以本研究最終包括46名甲亢患者和46名健康志愿者。
　　2.MRI掃描方法采用八通道相控陣線頭顱線圈在西門子3.0T磁共振

12、成像系統(tǒng)上采集數(shù)據(jù)。掃描時,采用泡沫墊固定受試者頭部以減少運動,并為其佩戴耳機減小掃描噪聲的影響。所有受試者均同時采集了常規(guī)T1WI、T2WI和靜息態(tài)功能磁共振數(shù)據(jù)。
　　3.數(shù)據(jù)預處理和分析使用基于MATLAB2010a的SPM8軟件進行數(shù)據(jù)預處理,功能連接分析采用REST1.8軟件進行。
　　4.統(tǒng)計分析使用SPSS18.0軟件對兩組之間的年齡、性別、身高、體重、受教育年限、血清甲狀腺激素水平等進行統(tǒng)計差異性分析,P<0

13、.05為有統(tǒng)計學意義。使用單樣本 t檢驗統(tǒng)計出全腦范圍內(nèi)與海馬有顯著功能連接的區(qū)域,使用雙樣本 t檢驗比較兩組之間海馬功能連接的差異。結(jié)果均采用錯誤發(fā)現(xiàn)率(false discovery rate,FDR)方法進行多重比較校正,P<0.05為有統(tǒng)計學意義。最后,使用多元線性回歸分析了解組間差異區(qū)域的功能連接強度與血清FT3、FT4以及病程的相關(guān)關(guān)系,使用Pearson相關(guān)性分析了解組間差異區(qū)域的功能連接強度與患者抑郁、焦慮和認知水平的相

14、關(guān)關(guān)系。
　　結(jié)果:
　　1.臨床數(shù)據(jù)統(tǒng)計46名甲亢患者與46名健康志愿者之間在年齡、性別、身高、體重以及受教育年限上無顯著統(tǒng)計學差異(P>0.05)。甲亢組的血清FT3、FT4水平和HDRS、HARS量表評分顯著高于對照組(P<0.001)。兩組之間的MoCA量表評分沒有統(tǒng)計學差異(P>0.05)。
　　2.功能連接分析與正常對照組相比,甲亢組雙側(cè)海馬與雙側(cè)前扣帶回、后扣帶回功能連接均顯著降低,另外,右側(cè)海馬還與右側(cè)

15、內(nèi)側(cè)眶額葉功能連接減低(P<0.05, FDR校正)。
　　3.相關(guān)性分析雙側(cè)海馬和雙側(cè)前扣帶回、后扣帶回的功能連接強度與病程呈顯著負相關(guān)關(guān)系(左側(cè)海馬—前扣帶回功能連接強度與病程:P=0.001, beta=–0.506;左側(cè)海馬—后扣帶回功能連接強度與病程:P=0.011,beta=–0.401;右側(cè)海馬—前扣帶回:P=0.001,beta=–0.507;右側(cè)海馬—后扣帶回:P=0.031, beta=–0.341)。另外,雙

16、側(cè)海馬和前扣帶回的功能連接強度與焦慮、抑郁程度呈顯著負相關(guān)關(guān)系(左側(cè)海馬—前扣帶回功能連接強度與抑郁程度:P=0.001, r=–0.487;左側(cè)海馬—前扣帶回功能連接強度與焦慮程度:P=0.001,r=–0.488;右側(cè)海馬—前扣帶回功能連接強度與抑郁程度:P<0.001,r=–0.595;右側(cè)海馬—前扣帶回功能連接強度與焦慮程度:P<0.001,r=–0.527)。
　　結(jié)論:
　　本研究發(fā)現(xiàn)甲亢患者海馬與前扣帶回、后扣