近20年来甲状腺结节发病率增长迅速，年均增长6.2 %，其中5 %～10 %发展为甲状腺癌^[1]。甲状腺结节的病因复杂，目前仍未阐明。而近20年来人们对手机的使用量日益增加，由此产生的电磁辐射也在人群中日趋蔓延。手机的广泛使用与甲状腺结节的发生是否存在必然的联系有待探讨。本研究于2014年1月 — 2016年1月选择兰州大学第一医院门诊就诊的甲状腺结节患者814例，通过流行病学调查分析及生物电磁剂量学分析^[2]，探寻甲状腺结节的的高发原因及与手机辐射的关系，为探究其病因学及预防提供依据。

采取随机取样的方法，选择2014年1月 — 2016年1月于兰州大学第一医院门诊就诊的甲状腺结节患者814例，男性316例，平均年龄（43.4 ± 14.7）（18～88）岁，占38.8 %；女性498例，平均年龄（39.5 ± 11.7）（19～83）岁，占61.2 %。排除标准：有甲状腺相关疾病病史者；哺乳期或妊娠妇女；中、重度肝、肾、心功能损害和心力衰竭患者；使用过甲状腺药物者；接受过颈部放射线照射者；有颈部外伤或手术史着；近半年内接受过含碘造影剂检查或服用过胺碘酮者；长期从事电脑工作者，医院放射工作者，核电站工作者等长期暴露于辐射者。

文献研究显示性别和年龄是甲状腺结节的重要影响因素^[3]，为消除这2个因素带来的影响，本研究采用分层抽样分析的方法。性别（男性、女性）分为2层；依照联合国世界卫生组织提出的年龄分段将年龄分为：青年层（< 45岁）；中年层（45～60岁）；老年层（> 60），总层数为6层（2 × 3）。

（1）根据研究目的和患者人群特征自行设计调查表来收集体检人群的资料。内容包括：一般人口学特征：性别、年龄、体质指数 （body mass index，BMI）、文化、职业等；每日手机使用时长，手机使用年限。（2）设计手机使用指数^[4]：日使用手机时长（h）× 手机使用年限，反应手机累计使用量；（3）根据手机使用指数及性别、年龄，在提取数据时将纳入研究的患者分入1～1 000，1 001～2 000，> 2 000不同组别。

对全部受检人群抽取清晨空腹肘静脉血，测定游离三碘甲状腺原氨酸（free triiodothyronine，FT3）、游离甲状腺素（free thyroxine，FT4）、人促甲状腺素（human thyroid stimulating hormone，TSH）及甲状腺球蛋白抗体（thyroglobulin antibodies，TGAb）。其中FT4 、FT3、TSH值由德国西门子ADVIA CENTAUR-XP化学发光仪测定，TGAb由放射免疫法测定，其试剂盒由天津九鼎医学生物工程有限公司提供。

采用美国GE公司的LOGIQ-E9型B超诊断仪。检查时主要对患者的甲状腺以及颈部淋巴结进行详细扫描，甲状腺结节的超声诊断参照2009 年美国甲状腺学会发布的诊断指南^[7]。

利用核磁共振成像技术，构建了一系列不同年龄、不同性别的真实人体三维数字化模型；采用联想深腾1800超级计算机，精确计算手机辐射作用下，甲状腺组织中比吸收率（specific absorption rate，SAR）的分布。采用的数值计算方法是基于电路理论的阻抗法和时域有限差分法（finite difference time domain，FDTD），计算甲状腺组织在特定频率时的电参数。阻抗法在解决低频（f < 10 MHz）生物电磁学问题时非常有效而FDTD是研究射频等高频问题的主流数值方法。

采用Excel 2007 软件录入数据，SPSS 22.0软件进行统计学分析。同性别、不同年龄层中手机使用指数组间的甲状腺结节大小及其他甲状腺功能检测指标比较采用Welch方差分析，数据以 $\bar x \pm s$ 的形式表示。进一步进行组间两两比较时，根据方差齐性检验结果，采用Games-Howell检验法检验，检验水准 α = 0.05。P < 0.05为差异有统计学意义。

表 1

表 1 手机使用指数不同患者临床资料比较 例数 结节大小（cm） FT3（pg/μL） FT4（ng/dL） TSH（μIU/mL） TGAb（μg/mL） 男性 青年层 1～1 000 36 1.33 ± 0.44 2.21 ± 0.49 1.08 ± 0.24 2.75 ± 0.46 1.31 ± 0.26 1 001～2 000 47 1.38 ± 0.61 2.65 ± 0.65 1.15 ± 0.25 2.95 ± 0.68 1.24 ± 0.33 > 2 000 38 1.42 ± 0.66 2.19 ± 0.43 1.34 ± 0.47 2.81 ± 0.52 1.29 ± 0.34 F值 3.328 9.128 5.7 1.257 0.946 P值 0.039 < 0.001 0.004 0.288 0.391 中年层 1～1 000 31 1.33 ± 0.41 1.77 ± 0.24 1.35 ± 0.29 2.62 ± 0.42 1.23 ± 0.21 1 001～2 000 52 1.44 ± 0.26 2.34 ± 0.44 1.07 ± 0.32 3.07 ± 0.49 1.30 ± 0.21 > 2 000 38 1.53 ± 0.43 1.91 ± 0.37 1.29 ± 0.20 2.16 ± 0.35 1.29 ± 0.17 F值 4.373 27.649 12.446 48.711 1.397 P值 0.015 < 0.001 < 0.001 < 0.001 0.251 老年层 1～1 000 48 1.10 ± 0.42 1.75 ± 0.38 1.43 ± 0.42 2.43 ± 0.54 1.38 ± 0.37 1 001～2 000 18 1.04 ± 0.20 1.99 ± 0.48 1.25 ± 0.24 3.54 ± 0.71 1.36 ± 0.25 > 2 000 8 1.45 ± 0.68 2.41 ± 0.29 1.97 ± 0.13 2.88 ± 0.55 1.43 ± 0.26 F值 2.404 6.328 10.611 21.499 0.261 P值 0.098 0.003 < 0.001 < 0.001 0.771 女性 青年层 1～1 000 56 2..22 ± 0.53 1.85 ± 0.34 1.66 ± 0.47 1.65 ± 0.37 1.39 ± 0.54 1 001～2 000 83 2.61 ± 0.48 1.95 ± 0.42 1.67 ± 0.44 2.11 ± 0.30 1.29 ± 0.41 > 2 000 72 2.75 ± 0.45 1.67 ± 0.32 1.38 ± 0.25 2.91 ± 0.40 1.42 ± 0.28 F值 19.225 11.874 11.787 206.888 2.068 P值 < 0.001 < 0.001 < 0.001 < 0.001 0.129 中年层 1～1 000 48 1.54 ± 0.44 2.11 ± 0.36 1.54 ± 0.47 2.03 ± 0.41 1.41 ± 0.39 1 001～2 000 91 1.78 ± 0.71 2.32 ± 0.55 1.25 ± 0.31 2.86 ± 0.67 1.54 ± 0.35 > 2 000 46 2.04 ± 0.35 1.93 ± 0.39 1.41 ± 0.35 3.02 ± 0.69 1.31 ± 0.38 F值 8.278 11.197 9.545 37.104 6.594 P值 < 0.001 < 0.001 < 0.001 < 0.001 0.002 老年层 1～1 000 66 1.03 ± 0.30 1.88 ± 0.28 1.39 ± 0.29 2.22 ± 0.57 1.33 ± 0.28 1 001～2 000 24 1.09 ± 0.42 2.21 ± 0.60 1.18 ± 0.29 2.87 ± 0.47 1.19 ± 0.32 > 2 000 12 1.41 ± 0.41 2.01 ± 0.36 1.19 ± 0.31 2.64 ± 0.58 1.12 ± 0.33 F值 6.705 5.586 5.475 14.364 5.243 P值 0.002 0.005 0.006 < 0.001 0.007

表 1 手机使用指数不同患者临床资料比较

男性和女性人群及各年龄段中长时间使用手机与甲状腺结节大小及甲状腺功能检测指标的关系见表1。经箱线图判断，数据无异常值；经Shapiro-Wilk检验，各组数据均服从正态分布（P > 0.05）；经Levene′s方差齐性检验，对甲状腺结节大小而言，各层数据方差不齐（ P < 0.05）。

Welch方差分析法显示，男性青年层与中年层中，手机使用指数组间甲状腺结节大小差异有统计学意义F_男青（2，118）= 3.328，P_男青 = 0.039；F_男中（2，118）= 4.373，P_男中 = 0.015；男性老年层，手机使用指数组间甲状腺结节大小差异无统计学意义F_男老（2，71）= 2.404，P_男老 = 0.098。女性青年层、中年层与老年层中，手机使用指数组间甲状腺结节大小差异均有统计学意义F_女青（2，208）= 19.225，P_女青 < 0.001；F _女中（2，182）= 8.278，P_女中 < 0.001；F _女老（2，99）= 6.705，P_女老 = 0.002。且甲状腺结节大小在各层中按照手机使用指数1～1 000组，1 001～2 000组，> 2 000组的顺序增加。说明甲状腺结节的大小随着手机使用的强度增强而增大。

进一步进行组间两两比较时，Games-Howell检验结果表明，男性中年层中从手机使用指数 < 1 000组到 > 2 000组，甲状腺结节大小增加0.254 cm（95 % CI = 0.019～0.488），差异具有统计学意义（P = 0.031）；女性青年层中从手机使用指数 < 1 000组到1 001～2 000组和 < 1 000组到 > 2 000组，甲状腺结节大小分别增加0.388 cm（95 % CI = 0.178～0.598）和0.522 cm（95 % CI = 0.312～0.732），组间比较差异均具有统计学意义（P < 0.001）；女性中年层全层组间比较，甲状腺结节大小差异均有统计学意义（ P均 < 0.05）；女性老年层中从手机使用指数 < 1 000组到 > 2 000组，甲状腺结节大小增加0.407 cm（95 % CI = 0.073～0.740），差异具有统计学意义（P = 0.017）。其他组间两两比较的结果差异无统计学意义。

利用FDTD，结合3D真实头模型，精确计算在手机辐射作用下，下丘脑、垂体及甲状腺中的SAR分布。

图 1

图 1 真实头模型

图 2

图 2 丘脑、垂体及甲状腺的分布

表 2

表 2 SAR（mW/kg）在不同组织中不同距离上的比较 部位 8 cm 10 cm 12 cm 14 cm 垂体 0.16 0.11 0.08 0.06 下丘脑 0.12 0.09 0.07 0.05 甲状腺 8.13 6.54 5.34 3.64

表 2 SAR（mW/kg）在不同组织中不同距离上的比较

图1所示为真实头模型，它由40多种不同的组织构成。图2所示为丘脑、垂体及甲状腺的分布。表2中对手机距离不同时3种组织中SAR的分布进行了对比。甲状腺组织中SAR分布明显高于垂体和小丘脑（见表2）。

图 3

图 3 手机位于电话位置时SAR的分布

图 4

图 4 手机位于短信位置时SAR的分布

比较手机位于电话位置与短信位置时SAR在脑组织与甲状腺的分布。手机位于短信位置时甲状腺中SAR分布（> 6 mW/kg，甲状腺峡部 > 20 mW/kg）远高于手机位于电话位置SAR分布（≈ 0 mW/kg），而现代人长时间使用手机时，手机位置等同于短信位置，表明长期使用手机所产生的电磁辐射是甲状腺疾病发生的可能高危因素。

电磁辐射是指电磁场能量以波的形式向外发射的过程，电磁辐射已被联合国人类环境大会列入必须控制的主要污染物之一^[5]。使用手机时，手机向发射基站传送和接收无线电波（属于电磁波），这些电波或多或少地被人体组织吸收，称为手机辐射^[6]。我国使用全球移动通讯系统和码分多址联接方式手机的工作频率是在 900 MHz和 2 000 MHz频段上，产生的辐射属于高频电磁辐射^[7]，具有较高的能量。电磁场对人体组织的作用可分为热效应和生物效应。手机辐射的热效应指在手机电磁辐射作用下，人体内极性分子发生取向作用，进行重新排列。分子在排列过程中相互碰撞摩擦，消耗了电磁能量而转化为热能。电磁振荡频率越高，热作用也越突出。当人体吸收电磁场能量达到一定强度时，会使人体发热而出现高温生理反应^[8]。手机辐射的生物效应指在手机电磁辐射的作用下，人体长时间受到强度不高的电磁辐射时，引起人体细胞膜共振，使细胞的活动能力受限，即人体生理发生显著变化。

在手机所产生的电磁辐射场中，由于使用手机时手机与大脑比较接近，且大脑对辐射较敏感，有很强的吸收作用，其中1/4的辐射能量被人脑部吸收，易引起中枢神经系统的损害，Hardell等^[9]研究表明，在暴露时长达10年以上时，使用手机人群的脑神经系统癌症发病风险是普通人群的3倍以上。近年来全世界对电磁辐射对内分泌所涉及器官的形态、功能、代谢方面的影响及机制也进行了大量的研究，Popov等^[10]将雄性大鼠暴露于100 Hz，电流密度为1.5 kA/m²的电磁脉冲磁场中，结果表明下丘脑 –大细胞性神经 – 内分泌系统（large-cell hypothalamic nuclei，LCHN）细胞分泌颗粒出现合成的抑制与排空。LCHN颗粒中主要为血管加压素与催产素，它们除作为神经垂体激素外，还可在一些中枢传导途径中起神经递质或调质的作用，在应激反应中都有所提高，并可促进促肾上腺皮质激素的释放。甲状腺也是神经 – 内分泌系统轴上的关键器官，Rajkovic等 ^[11]用50 Hz低频波辐射雄性大鼠，从出生后24 h开始辐射3个月，发现甲状腺滤泡密度升高，上皮浓度下降，腔内胶质含量下降，副上皮增多，间质含量下降，提示甲状腺分泌功能下降。而关于电磁辐射与甲状腺结节的关系，目前国内外研究鲜有报道，既往研究证实电离辐射与甲状腺结节存在剂量 – 效应关系 ^[12]。甲状腺结节发病率增长十分迅速，目前位列女性恶性肿瘤的第5^[13]。而恶性甲状腺结节（甲状腺癌）较其它肿瘤的显著区别之一为发病年龄明显提前，其它肿瘤高发年龄多为 ≥ 50岁，甲状腺癌发病年龄相比之下提前10～20年，年轻患者和中年患者所占比例较大，对患者身心健康的影响十分显著。甲状腺结节的病因复杂，目前认为与接触放射线、自身免疫、遗传及摄碘有关^[14]，但致病因素仍未阐明。近20年来人们对手机的使用量日益增加，由此产生的电磁辐射也在人群中日趋蔓延。本研究通过对甲状腺结节病人的流行病学调查，获取甲状腺结节患者使用手机的频繁程度、时间长短等参数，设立手机使用指数量化每位患者对手机的使用情况。通过分层抽样分析法排除年龄，性别两大影响因素，发现除男性老年层外其余层组中手机使用指数组间的甲状腺结节大小均有差异，甲状腺结节大小按照手机使用指数1～1 000组，1 001～2 000组，> 2 000组的顺序增加，说明甲状腺结节的大小随手机累计使用量的增多而增大，故甲状腺结节的发生与手机辐射有明显相关性。而对于男性老年层，其组间差异不显著，可能与老年男性习惯获取信息的方式与其他人群不同，例如看电视，读报纸；另外激素水平也可影响甲状腺结节的发生，甲状腺结节的生长因子受性激素的影响，尤其是雌激素^[15]。以上可能的影响因素在老年男性群体中还未被调查证实，因此需要进一步研究。另一方面，本研究通过生物电磁剂量学的方法，精确计算了即便在低于电气和电子工程师协会制定的安全标准下，暴露于手机辐射的甲状腺组织中SAR均明显高于垂体和下丘脑。这可能由于甲状腺位于身体表浅，更易受到手机辐射的侵害。尽管本方法是数值模拟计算，但与流行病学研究一致。甲状腺调节网络之间关系复杂，由于类似的研究鲜见报道，手机辐射对甲状腺的量效关系至今仍未明确；电磁辐射影响激素发挥作用过程中其受体及受体胞内信号传导各环节的机制尚未探明，故还需进一步研究探讨。

本研究发现长期使用手机所致的电磁辐射与甲状腺结节发生有明显相关性。建议尽量减少不必要的手机使用时间，降低手机使用频率，并尽可能做好相应防辐射措施，减少手机电磁辐射对甲状腺的损害。

志谢　感谢兰州交通大学逯迈教授在生物电磁剂量学方面为本研究所提供的帮助和支持