李艳捧¹, 杜晓猛², 郎晓燕¹, 张斌¹, 刘迪¹, 陈静¹, 李晓东¹, 李娇娇¹
1. 河北北方学院附属第一医院 医学影像部, 河北 张家口 075000;
2. 河北北方学院附属第一医院 放疗科, 河北 张家口 075000
2020-03-14 收稿, 2020-06-28 录用
基金项目: 河北省卫生厅科研基金项目（20180837）资助
^*通讯作者: 李艳捧

摘要: 本研究对亚临床甲状腺功能减退症（SCH）患者的扩散加权成像（DWI）表观弥散系数的特点进行了分析，以探究其与认知功能的关系。选取SCH患者180例，用MMSE量表、HDS量表及MoCA量表对患者进行认知功能评估，将82例认知功能正常患者设为对照组，66例轻度认知功能障碍患者设为轻度组，32例痴呆患者设为痴呆组。所有患者均接受MR-DWI检查，测算头颅各解剖部位的ADC值，并对三组基线资料进行分析。结果显示，三组间年龄、MoCA、MMSE和HDS评分的差异具有统计学意义（P < 0.05）；右侧海马区、左侧内囊区和左侧半卵圆中心的ADC值均随着认知功能障碍的加重而增大，且轻度组和痴呆组的ADC值明显高于对照组（P < 0.05）。由结果可知，年龄递增可增加认知功能障碍的发生风险；认知功能的损害与海马、内囊区、半卵圆中心的代谢和结构改变密切相关。海马区是认知功能由正常进展至轻度障碍的敏感区，半卵圆中心和内囊区是轻度认知功能障碍进展至痴呆的敏感区。
关键词: 亚临床甲状腺功能减退症DWI表观弥散系数认知功能
Characteristics of DWI Apparent Diffusion Coefficient and Its Relationship with Cognitive Function in Subclinical Hypothyroidism
LI Yanpeng¹, DU Xiaomeng², LANG Xiaoyan¹, ZHANG Bin¹, LIU Di¹, CHEN Jing¹, LI Xiaodong¹, LI Jiaojiao¹
1. Department of Medical Imaging, The First Affiliated Hospital of Hebei North University, Zhangjiakou 075000, Hebei, P. R. China;
2. Department of Radiotherapy, The First Affiliated Hospital of Hebei North University, Zhangjiakou 075000, Hebei, P. R. China
^*Corresponding author: LI Yanpeng
Abstract: The characteristics of the diffusion-weighted imaging (DWI) apparent diffusion coefficient of patients with subclinical hypothyroidism (SCH) were analyzed to explore the relationship with their cognitive function. 180 patients with SCH were selected as subjects. After the evaluation of their 901 cognitive function with MMSE scale, HDS scale and MoCA scale, 82 patients with normal cognitive function were divided into control group, 66 patients with mild cognitive impairment were divided into mild group, and 32 patients with dementia were divided into dementia group. All the patients were underwent MR-DWI examination to measure the ADC values of each anatomical part of the head. The data showed that, the differences in age, MoCA, MMSE, and HDS scores between three groups were statistically significant (P < 0.05). The ADC values of MR-DWI in the right hippocampus area, left internal capsule area and left half-oval center all increased with the increase of cognitive dysfunction, and the ADC values of the mild group and dementia group were significantly higher than the control group (P < 0.05). The results show that increasing age will increase the risk of cognitive dysfunction. The impairment of cognitive function is closely related to the metabolism and structural changes of the hippocampus, internal capsule, and regional semi-oval center. The hippocampus is a sensitive area where is related to mild cognitive dysfunction, and the internal capsule area is a sensitive area where is related to dementia.
Key words: subclinical hypothyroidismDWIapparent diffusion coefficientcognitive function
甲状腺功能减退症简称甲减，是临床常见病和多发病，是由于甲状腺激素(TH)的分泌、合成不足、机体敏感性不足或生物效应不足所导致的以甲状腺功能减退为主要临床表现的内分泌系统疾病^[1]。亚临床甲状腺功能减退症(SCH)是甲减的一个重要临床分期^[2]，以血清促甲状腺激素(TSH)水平轻微升高，而血清游离三碘甲腺原氨酸(FT3)、血清游离甲状腺素(FT4)等TH水平正常为临床诊断依据。既往研究结果显示^[3]，SCH患者常常缺乏明显的甲减症状与体征，导致早期漏诊、误诊率较高，因此, 寻求一种高效的检测方法对临床早期诊断和治疗尤为重要。有研究显示^[4]，SCH可并发多系统疾病，尤其以神经系统方面最为严重，可导致患者认知功能受损，严重影响患者生命健康。但临床关于SCH与认知功能关系的报道较少，基于此，本研究采用磁共振弥散加权成像(MR-DWI)对180例SCH患者进行检查，测定头颅各部位表观弥散系数(ADC)值，探究其ADC特点以及与认知功能之间的关系，以期为临床诊断提供依据。
1 资料与方法1.1 一般资料本研究经医院伦理委员会同意。研究对象选取2017年10月~2019年10月我院收治的亚临床甲状腺功能减退症患者180例。纳入标准^[5]：①初诊且未行治疗；②符合SCH相关诊断标准；③非妊娠期或哺乳期妇女；④所有研究对象均自愿参与本研究，并签署知情同意书。排除标准：①散在性无痛性甲状腺炎、继发性甲状腺功能亢进者；②患有幽闭综合征、精神疾病或依从性差者；③严重的心、肝、肾功能不全；④有脑外伤史、脑血管病或神经系统疾病者。依据MMSE量表、MoCA量表和CDR量表的综合认知功能判断为依据，将82例认知功能正常患者设为对照组，66例轻度认知功能障碍患者设为轻度组，32例痴呆患者设为痴呆组。
1.2 仪器与方法仪器：采用Philips Ingenia 3.0T MRI扫描仪，配合使用32通道相控阵头线圈，患者取仰卧位进行T1WI、T2WI以及MR-DWI扫描。
常规T1WI、T2WI扫描：设置150 mT(m/ms)梯度场切换率，取平行于听眦线定位进行横断面扫描，以确认颅内无近期急性病灶。T1WI扫描采用FFE序列，TR 180 ms，TE 2.3 ms，FOV为24 cm×24 cm，层厚4 mm，层数10，层间距1.0 mm；T2WI扫描采用TSE序列，TR=2210 ms，TE=80 ms，FOV为24 cm×24 cm，层厚4 mm，层数10，层间距1.0 mm。
MR-DWI扫描：采用单次激发自旋回波SE-EPI脉冲序列，相关参数设置为TR 600 ms，TE 90 ms，FOV为24 cm×24 cm，层厚8 mm，层数10，层间距2.0 mm，脉冲重复激发次数(NEX)为6次。采集弥散梯度因子b值分别取0或1000 s/mm²时的ADC图像，并通过计算获得病灶ADC值。
ADC值测定：将上述扫描所得MR-DWI数据和影像资料导入工作站，行图像后处理和重建分析。选择双侧丘脑、海马、内囊、尾状核、豆状核、枕叶皮质、颞叶皮质、半卵圆中心区域等8个头颅感兴趣区(ROI)，依据公式ADC=Ln(S2/S1)/(b1-b2)进行ADC值的测量。值得注意的是ROI面积的选取在(30±3) mm²最佳。同一患者的ADC值均由同一名影像科医师在同一天测定，且每个ROI区域均连续测定3次，取平均值。
1.3 诊断标准轻度认知功能障碍诊断标准：利用蒙特利尔认知量表(MoCA)、简易智力状态检查量表(MMSE)以及长谷川痴呆量表(HDS)的综合判断，将符合以下情形的患者判定为轻度认知障碍：①患者、家属或知情者主诉记忆力减退；②日常生活能力可保持正常；③存在与年龄不相当的记忆缺陷；④MoCA量表评分 < 26分。
痴呆诊断标准：利用MoCA、MMSE以及HDS评分结果判定痴呆。①有记忆障碍以及至少2个其他认知领域的障碍；②HDS评分低于15分。
1.4 统计学方法应用SPSS 23.0统计软件进行数据分析。计数资料采用卡方检验比较，计量资料采用t检验比较，非正态计量资料用全距(中位数)表示，并用Speaeman相关分析，以P < 0.05认为差异有统计学意义。
2 结果2.1 三组患者基线资料比较由表 1可知，SCH患者认知功能障碍随年龄增长而逐渐加重，而MoCA、MMSE和HDS评分随病情严重程度而降低，三组间年龄、MoCA、MMSE和HDS评分的差异均具有统计学意义(P < 0.05)。
表1

表 1 三组间基线资料比较(x±s) 组别 对照组(n=82) 轻度组(n=66) 痴呆组(n=32) 年龄/岁 68.02±7.35 72.68±4.41 74.41±5.73 性别(男/女) 42/40 36/30 16/16 MoCA/分 27.96±4.37 24.64±6.41a 12.46±4.83b MMSE/分 28.29±6.84 24.18±3.32a 18.84±5.13b HDS/分 25.65±3.23 19.52±3.52a 11.13±4.42b a.与对照组相比，P < 0.05; b.与轻度组相比，P < 0.05

表 1 三组间基线资料比较(x±s)

2.2 三组患者头颅不同ROI部位ADC值比较由表 2可知，右侧海马区、左侧内囊区和左侧半卵圆中心MR-DWI的ADC值均随着认知功能障碍的加重而增大，且轻度组和痴呆组ADC值明显高于对照组，痴呆组明显高于轻度组，三组间差异均有统计学意义(P < 0.05)。
表2

表 2 三组间不同头颅ROI部位ADC值比较(x±s) 组别 对照组(n=82) 轻度组(n=66) 痴呆组(n=32) 丘脑 左侧 0.87±8.57 0.88±7.63 0.91±7.63 右侧 0.89±0.18 0.90±0.16 0.96±0.13 海马 左侧 0.80±0.29 2.41±0.72 2.44±0.63 右侧 0.82±0.27 2.23±0.54a 2.39±0.42ab 内囊 左侧 0.82±0.19 0.95±0.19a 1.12±0.17ab 右侧 0.79±0.23 0.87±0.26 0.93±0.24 尾状核 左侧 0.87±0.13 0.85±0.11 0.87±0.28 右侧 0.80±0.21 0.86±0.19 0.91±0.25 豆状核 左侧 1.09±0.14 1.02±0.22 1.01±0.16 右侧 1.15±0.16 1.03±0.17 1.00±0.18 枕叶皮质 左侧 1.51±0.52 1.49±0.39 1.62±0.41 右侧 1.53±0.46 1.36±0.74 1.44±0.32 颞叶皮质 左侧 1.52±0.34 1.63±0.28 1.73±0.63 右侧 1.42±0.27 1.71±0.32 1.79±0.54 半卵圆中心 左侧 0.85±0.19 0.98±0.25a 1.31±0.15ab 右侧 0.78±0.43 0.85±0.48 0.90±0.52 a.与对照组相比，P < 0.05; b.与轻度组相比，P < 0.05

表 2 三组间不同头颅ROI部位ADC值比较(x±s)

3 讨论认知功能障碍是指由于各种原因导致与学习记忆及思维判断有关的大脑高级智能加工过程出现异常^[6]，从而引起严重学习记忆障碍，同时伴有失语、失用、失认、执行功能障碍、视空间障碍、计算障碍等改变的病理过程。甲减是内分泌系统的常见疾病，有研究显示^[7]，随着疾病的进展可累及心脑血管系统、神经系统、消化系统及内分泌系统等全身多个系统，出现疲倦、反应迟钝、记忆减退等一系列神经精神障碍的临床症状。
临床上尚无确切SCH损伤神经精神障碍的作用机制，仅提出了以下三种假说^[8-10]：①TH不足会通过神经内分泌轴影响机体的情绪和认知等方面的反应；②TH分泌不足与脑组织水肿和脑动脉硬化相关，进而引起脑循环功能障碍，从而损伤神经功能，引起认知功能障碍；③TH分泌不足导致脑部相关的功能区灌注不足，出现低氧血症，从而引起认知功能障碍。
SCH是甲状腺功能减退症的早期阶段，既往研究表明^{[11, 12]}，该病发病率为1.0%~10.0%，呈现逐年递增的趋势，且随年龄增长而升高，在超过60岁的妇女中发病率高达20%，加之该病可损伤机体神经系统，从而并发认知功能障碍，对人们的生活质量和身体健康构成严重威胁，已引起社会的广泛关注。
有文献报道^[13]，SCH对脑的损害呈缓慢进行性发展趋势，在早期无明显临床症状，或仅表现出轻度的记忆受损或其他某一认知领域损害，极易被误认为正常的老化现象而漏诊。若未能及时发现并进行干预治疗，可引起脑部结构的不可逆损害，导致预后不良。因此寻求一种高效、安全的诊断方法，对SCH患者认知功能障碍诊断和治疗至关重要。基于此，本研究对SCH患者通过MR-DWI获得的ADC值与认知功能间的关系进行探究，以期为临床疾病的诊断提供新的依据。
本研究结果显示，三组间年龄差异具有统计学意义，且年龄排序为痴呆组>轻度组>对照组，提示SCH患者认知功能障碍随年龄增长而逐渐加重，与既往研究结果一致。MMSE量表仅对认知功能中智力进行简单测定，具有方便、快速的优势；MoCA量表具有较高的敏感性，可较为全面地评价患者的认知功能；痴呆是认知功能障碍发展到最后出现的必然结果，HDS针对这一症状进行认知功能的评价，但三种量表间的信度和效度并不一致。结果显示，三组间MoCA、MMSE和HDS评分差异具有统计学意义，且评分排序为痴呆组 < 轻度组 < 对照组，表明MoCA、MMSE和HDS评分与病情严重程度呈负相关，随病情进展而降低。
MR-DWI主要利用水分子的不规则布朗运动而成像，是基于MRI研发的新兴影像学检查方法，对缺血区早期极微小的弥散变化的检测敏感度高于MRI^{[14, 15]}。ADC值是MR-DWI的重要参数，可排除呼吸、脉搏、血流、组织灌注、脑脊液波动等因素的影响，准确反映细胞内外水分子弥散情况，ADC值越大，表示弥散速率越大，反之则越小^[16]。本研究选定了7个与认知功能可能相关的头颅ROI区域，进行ADC测定发现，三组患者右侧海马区、左侧内囊区和左侧半卵圆中心MR-DWI的ADC值差异具有统计学意义，进一步分析发现，虽然三组间右侧海马区、左侧内囊区和左侧半卵圆中心MR-DWI的ADC值均有显著差异，但在两两组间水平差异比较中，对照组与轻度组间右侧海马区ADC值差异较大，轻度组与痴呆组间左侧内囊区、左侧半卵圆中心ADC差异较大，提示认知功能从正常发展至轻度认知障碍、痴呆的过程中，ADC的敏感区域是不同的。
综上所述，SCH患者随着年龄的增加发生认知功能障碍的风险亦相应递增。海马、内囊、半卵圆中心的代谢和结构改变与认知功能的损害密切相关，MR-DWI检查可发现明显的ADC值差异。随着认知功能的损伤加重，海马区是认知功能正常进展至轻度认知功能障碍的敏感区，半卵圆中心和内囊区是轻度认知功能障碍进展至痴呆的敏感区。本研究为临床诊断SCH患者认知功能障碍提供了新思路，有效避免了认知功能量表信度和效度不同带来的问题。

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