張子豪 蔣濤

突發(fā)性聾簡(jiǎn)稱突聾，是指 72小時(shí)內(nèi)發(fā)生的、原因不明的感音神經(jīng)性聽(tīng)力損失，至少在相鄰兩個(gè)頻率聽(tīng)力下降20 dB[1]，是耳鼻喉科的一種常見(jiàn)急癥，全世界發(fā)病率約為每年5/10萬(wàn)～20/10萬(wàn)，德國(guó)2011年指南顯示其發(fā)病率可高達(dá)每年160/10萬(wàn)～400/10萬(wàn)。目前，引起突聾的病因尚未完全明確，探討突聾的病理生理機(jī)制對(duì)患者的早期針對(duì)性治療及預(yù)后具有重要的意義[2]。常規(guī)核磁共振檢查僅僅可以發(fā)現(xiàn)嚴(yán)重的聽(tīng)覺(jué)通路中斷(例如腫瘤和梗死)，而在沒(méi)有類似病變的情況下，常規(guī)核磁共振檢查很難確定病因，導(dǎo)致該病在臨床處置中缺乏針對(duì)性治療措施[3]。近年來(lái)隨著多種磁共振技術(shù)及分析方法的出現(xiàn)，通過(guò)分析磁共振影像數(shù)據(jù)，可以從不同角度研究突聾患者腦部結(jié)構(gòu)及功能的變化，為該病的診治及預(yù)后判斷提供幫助，本文對(duì)磁共振成像用于突聾診治中的研究進(jìn)展綜述如下。

1 三維容積液體衰減翻轉(zhuǎn)恢復(fù)序列(three-dimensional fluid attenuated inversion recovery sequence, 3D-Flair序列)

三維容積液體衰減翻轉(zhuǎn)恢復(fù)序列(3D-Flair序列)采用快速自旋回波成像技術(shù)，通過(guò)調(diào)節(jié)翻轉(zhuǎn)角增加回波鏈長(zhǎng)度、平面加速平行采集技術(shù)加快采集速度，進(jìn)行容積采集，可以對(duì)原始數(shù)據(jù)圖像進(jìn)行任意方向重建、最大及最小信號(hào)投影、容積再現(xiàn)后處理，使得病變顯示更加直觀、清晰，具有高信噪比、高分辨率的優(yōu)點(diǎn)；它被用來(lái)檢測(cè)內(nèi)耳畸形、炎癥性腦疾病、血管疾病、腫瘤等[4]。同時(shí)，由于3D-Flair序列尤其是重T2加權(quán)3D-Flair序列具有更好的信號(hào)敏感性[5]，因此，還可以被用來(lái)檢測(cè)內(nèi)耳液態(tài)成分的變化。Kim等[6]對(duì)59例突聾患者的3D-Flair及增強(qiáng)檢查結(jié)果進(jìn)行回顧性分析，發(fā)現(xiàn)10.2%的患者迷路信號(hào)增高且內(nèi)、外淋巴均可觀察到高信號(hào)，推測(cè)這些患者的病因可能為迷路出血；而在具有非出血性病因，如：前庭神經(jīng)鞘瘤或迷路炎的突聾患者中,僅外淋巴可觀察到信號(hào)增高，表明迷路出血可能是突聾的病因之一，3D-Flair序列可以有效鑒別迷路出血。Wang等[7]對(duì)100例突聾患者在發(fā)病后50天內(nèi)進(jìn)行了核磁共振檢查，發(fā)現(xiàn)經(jīng)靜脈注射釓劑后，耳蝸、前庭等內(nèi)耳結(jié)構(gòu)在3D-Flair序列呈高信號(hào),表明突聾患者可能出現(xiàn)了血迷路屏障和/或血神經(jīng)屏障的破壞，且內(nèi)耳的信號(hào)特點(diǎn)與聽(tīng)力損失的嚴(yán)重程度及預(yù)后密切相關(guān)。此外，患側(cè)內(nèi)耳并沒(méi)有觀察到“無(wú)信號(hào)”，表明釓尚可以通過(guò)血管進(jìn)入內(nèi)耳，血管阻塞可能不是突聾的主要病因；這與Berrettini[8]和郭良蓉等[9]的研究結(jié)果相似。Liao等[10]評(píng)估了54例單側(cè)突聾患者在發(fā)病24天內(nèi)患側(cè)耳蝸與正常耳蝸高信號(hào)的異常程度和不對(duì)稱性，結(jié)果顯示3D-Flair在檢測(cè)非對(duì)稱性耳蝸異常信號(hào)方面具有較高的靈敏度，并且對(duì)預(yù)測(cè)患者的預(yù)后具有重要價(jià)值。Lammers等[11]通過(guò)Meta分析也肯定了3D-Flair序列在揭示突聾病理生理機(jī)制以及對(duì)患者的預(yù)后預(yù)測(cè)中的價(jià)值。

2 基于體素的灰質(zhì)結(jié)構(gòu)研究

基于體素的灰質(zhì)結(jié)構(gòu)研究的核心是在體素水平上將大腦組織分割成灰質(zhì)、白質(zhì)、腦脊液,由此反映不同群體或者個(gè)體局部腦區(qū)的腦組織成分與特征的差異。Fan等[12]利用基于體素形態(tài)分析法(voxel-based morphometry，VBM)的方法分析了共計(jì)85例(左側(cè)39例、右側(cè)47例)、平均病程為8天的單側(cè)突聾患者，發(fā)現(xiàn)患者患耳對(duì)側(cè)聽(tīng)覺(jué)皮層灰質(zhì)體積較正常人減少。Yang等[13]對(duì)平均病程為14.2年的14例右側(cè)突聾患者的研究也印證了這一結(jié)果，同時(shí)一些非聽(tīng)覺(jué)區(qū)域，如：后扣帶回、楔前葉、右側(cè)海馬旁回等出現(xiàn)了灰質(zhì)體積的減少。吳晟等[14]進(jìn)一步基于體素不對(duì)稱方法發(fā)現(xiàn)單側(cè)突聾患者早期的聽(tīng)覺(jué)皮層、默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)及邊緣系統(tǒng)均已存在體素水平大腦結(jié)構(gòu)重組及灰質(zhì)體積偏側(cè)化改變。這些研究提示突聾患者的灰質(zhì)損傷會(huì)隨著疾病的進(jìn)展呈現(xiàn)時(shí)間累積效應(yīng)，病程越長(zhǎng)，灰質(zhì)受累越嚴(yán)重，累及范圍越大，且會(huì)廣泛影響非聽(tīng)覺(jué)區(qū)的腦組織。因此，基于體素的灰質(zhì)結(jié)構(gòu)研究對(duì)突聾患者的早期干預(yù)和精準(zhǔn)治療以及預(yù)后的探究具有重要意義。

3 磁共振擴(kuò)散張量成像(diffusion tensor imaging，DTI)

理想情況下，水分子向各個(gè)方向的擴(kuò)散呈自由擴(kuò)散，但是由于腦內(nèi)多種細(xì)胞結(jié)構(gòu)，如：神經(jīng)纖維束、細(xì)胞膜等阻礙水分子的自由移動(dòng)，引起水分子向各個(gè)方向運(yùn)動(dòng)，稱為各向異性。DTI技術(shù)是通過(guò)評(píng)估組織內(nèi)水分子的擴(kuò)散情況，從而間接反映組織的微觀結(jié)構(gòu)；其中最常應(yīng)用的指標(biāo)是部分各向異性(factional anisotropy，F(xiàn)A)和平均擴(kuò)散系數(shù)(mean diffusivity，MD)。FA是指在整個(gè)彌散張量中水分子各向異性所占的比例，是反映細(xì)胞膜和髓鞘完整性的指標(biāo)，F(xiàn)A值的范圍從0到1，0代表了水分子的各向同性擴(kuò)散，即在各個(gè)方向擴(kuò)散的概率和距離相等，例如：腦脊液，1則代表水分子的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)在很大程度上有方向依賴性，如：神經(jīng)纖維。如果中樞神經(jīng)系統(tǒng)的完整性受到了破壞、髓鞘損傷和丟失、纖維數(shù)量減少，F(xiàn)A的值就會(huì)有所減低，以此來(lái)提示病變的病理生理過(guò)程。MD是反映水分子擴(kuò)散速度的指標(biāo)值，代表全部水分子的擴(kuò)散量，該值升高主要提示水分子向所有方向的擴(kuò)散失去了限制，常見(jiàn)于髓鞘損傷或者缺失等情況，MD值越高，表示病情越重。在神經(jīng)組織中，水分子的擴(kuò)散在平行于軸突長(zhǎng)軸方向幾乎不受限，但在垂直于軸突長(zhǎng)軸方向的擴(kuò)散明顯限制，這使得人們能夠建立神經(jīng)組織的三維結(jié)構(gòu)成像[15]。

DTI技術(shù)以往多用于研究感音神經(jīng)性聾患者的神經(jīng)改變，對(duì)于突聾的研究較少。?？档萚16]比較了15例病程小于一周的突聾患者(左側(cè)6例，右側(cè)9例)及15例病程大于2年以上的感音神經(jīng)性聾患者(長(zhǎng)期組，均為雙側(cè)聾)，發(fā)現(xiàn)突聾組較正常人聽(tīng)覺(jué)中樞未發(fā)生明顯變化，而長(zhǎng)期組較正常人的聽(tīng)覺(jué)中樞神經(jīng)纖維明顯破壞，這提示感音神經(jīng)性聾患者的病程對(duì)聽(tīng)覺(jué)傳導(dǎo)通路的結(jié)構(gòu)變化的影響，早期干預(yù)對(duì)于患者的預(yù)后有著重要意義。

4 磁共振波譜成像(magnetic resonance spectroscopy，MRS)

MRS是基于原子核磁共振頻率的細(xì)微變化，定量檢測(cè)組織中特定物質(zhì)含量來(lái)無(wú)創(chuàng)的反映活體組織的代謝情況，提供相應(yīng)的代謝信息[17]。谷氨酸是耳蝸內(nèi)毛細(xì)胞和I型螺旋神經(jīng)節(jié)神經(jīng)元之間重要的興奮性傳入神經(jīng)遞質(zhì)，γ-氨基丁酸是中樞神經(jīng)系統(tǒng)重要的抑制性神經(jīng)遞質(zhì)，二者對(duì)維持聽(tīng)覺(jué)神經(jīng)細(xì)胞興奮和抑制平衡具有重要意義。陳賢明等[18]利用氫質(zhì)子磁共振波譜技術(shù),研究了20例(右耳12例、左耳8例)病程小于10天的單側(cè)重度突聾患者聽(tīng)皮層的代謝變化，發(fā)現(xiàn)患耳對(duì)側(cè)聽(tīng)皮層谷氨酸代謝增高。竇曉清等[19]比較了15例病程小于一周的右側(cè)重度突聾患者入院時(shí)與恢復(fù)過(guò)程中聽(tīng)皮層的代謝變化，也發(fā)現(xiàn)患耳對(duì)側(cè)聽(tīng)覺(jué)皮層谷氨酸代謝增高，γ-氨基丁酸代謝明顯減低；此外，該研究對(duì)9例患者常規(guī)治療3個(gè)月后進(jìn)行了復(fù)查，發(fā)現(xiàn)患者患耳對(duì)側(cè)聽(tīng)覺(jué)皮層γ-氨基丁酸及谷氨酸異常代謝程度較入院時(shí)有所減輕；二者含量的變化可能與突觸后γ-氨基丁酸受體增加有關(guān)，這有利于維持興奮與抑制平衡，防止神經(jīng)元死亡。上述研究提示突聾患者聽(tīng)覺(jué)系統(tǒng)抑制功能減弱，神經(jīng)元對(duì)聽(tīng)覺(jué)刺激興奮性增加，聽(tīng)覺(jué)中樞可能發(fā)生了功能重組。

5 血氧水平依賴—功能磁共振成像(blood oxygen level dependent-functional magnetic resonance imaging, BOLD-fMRI)

BOLD-fMRI依賴于去氧血紅蛋白的變化，具有順磁性的去氧血紅蛋白可以使組織的T2和T2*值縮短，從而使組織在T2及T2*加權(quán)圖像上的信號(hào)降低，而氧合血紅蛋白則與此相反。因此，當(dāng)腦部受到刺激時(shí)，受刺激區(qū)域的腦組織被激活，而腦組織不具備儲(chǔ)存葡萄糖和氧氣的能力，導(dǎo)致激活區(qū)的氧氣消耗量增加，相應(yīng)區(qū)域的血流灌注增加，使得受刺激區(qū)域的氧合血紅蛋白含量增加，其與脫氧血紅蛋白的比例增高導(dǎo)致信號(hào)變化。通過(guò)搜集這些血氧濃度相對(duì)信號(hào)可以推測(cè)出大腦中氧氣的消耗情況，從而反映中樞神經(jīng)系統(tǒng)的生理功能。

目前血氧水平依賴磁共振主要有兩種掃描模式，分別是任務(wù)刺激模式和靜息態(tài)模式。任務(wù)模式是指讓受試者大腦在執(zhí)行特定任務(wù)的情況后觀察腦區(qū)活動(dòng)的變化。靜息態(tài)是指受試者在清醒休息狀態(tài)下，全身放松，不受任何刺激或任務(wù)行為的情況下進(jìn)行檢查。靜息態(tài)和任務(wù)模式相比，靜息態(tài)不需要設(shè)計(jì)特定的任務(wù)，消除了不同受試者對(duì)任務(wù)理解和執(zhí)行差異的影響；由于靜息態(tài)不需要執(zhí)行任務(wù)，適合于不能配合的臨床患者，靜息態(tài)還可以同時(shí)研究多種網(wǎng)絡(luò)間的相互關(guān)系，因此近年來(lái)靜息態(tài)較任務(wù)模式更廣泛地應(yīng)用于臨床疾病研究。低頻振幅(amplitude of low frequency fluctuation， ALFF)和分?jǐn)?shù)低頻振幅(fractional amplitude of low frequency fluctuation， fALFF)一般被認(rèn)為可以從能量的角度反映大腦的基線活動(dòng)水平，ALFF和fALFF值的升高表面該區(qū)域大腦活動(dòng)異?；钴S。聽(tīng)覺(jué)中樞主要位于顳上回中部及顳橫回，顳回的腦區(qū)活動(dòng)水平有望作為潛在的影像學(xué)標(biāo)記用來(lái)評(píng)估聽(tīng)覺(jué)損傷程度。朱新等[20]應(yīng)用fMRI比較了18例病程小于7天的左側(cè)重度突發(fā)性聾患者及18例正常人聽(tīng)覺(jué)皮層與腦的功能連接，結(jié)果顯示耳聾發(fā)生后聽(tīng)覺(jué)皮層有少部分功能重組，而且這種功能重組隨著耳聾時(shí)間的延長(zhǎng)而更加明顯。劉振等[21]利用ALFF和fALFF指標(biāo)，分析了104例(左側(cè)55例，右側(cè)59例)平均病程為8天的單側(cè)突聾患者腦活動(dòng)水平的改變，發(fā)現(xiàn)無(wú)論是左側(cè)或右側(cè)聾，患者雙側(cè)顳葉ALFF和fALFF值較正常人均增高，以顳上回更為明顯。季慧等[22]比較了16例左側(cè)重度突聾患者及16例健康人以扣帶回為種子區(qū)的靜息態(tài)默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)的變化，發(fā)現(xiàn)突聾患者右側(cè)枕中回功能連接增強(qiáng)，右側(cè)額中回連接減弱；右側(cè)枕中回的連接增多可能是由于左側(cè)聽(tīng)覺(jué)系統(tǒng)的感覺(jué)沖動(dòng)傳入減少后，視覺(jué)皮層與后扣帶回之間建立了新的連接。額葉前部與智力和精神活動(dòng)密切相關(guān)，而右側(cè)前額葉的激活更是與記憶的提取有關(guān)，右側(cè)額中回腦功能連接減弱，可能與突聾患者往往具有精神焦慮、記憶力減退等伴隨癥狀有關(guān)。Xu等[23]也發(fā)現(xiàn)突聾患者不僅聽(tīng)覺(jué)功能網(wǎng)絡(luò)可能存在“超激活”現(xiàn)象，而且廣泛涉及到默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)、執(zhí)行控制網(wǎng)絡(luò)、邊緣網(wǎng)絡(luò)等有關(guān)的腦區(qū)，驗(yàn)證了上述結(jié)果。

6 展望

磁共振成像作為現(xiàn)代影像診斷的最新技術(shù)，其應(yīng)用領(lǐng)域越來(lái)越廣，影像組學(xué)[24]及人工智能(artificial intelligence,AI)技術(shù)[25]將成為未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)。余佩林等[26]基于DTI數(shù)據(jù)結(jié)合機(jī)器學(xué)習(xí)，從包含各腦區(qū)的200個(gè)特征向量中，經(jīng)過(guò)降維處理并構(gòu)建分類模型，最終保留了6個(gè)特征，能夠有效區(qū)分單側(cè)突聾患者與正常人，為機(jī)器學(xué)習(xí)及人工智能對(duì)突聾的研究打下了基礎(chǔ)。未來(lái)通過(guò)提取大量的磁共振圖像特征，挖掘最具特征性的數(shù)據(jù)以捕捉突聾整個(gè)疾病過(guò)程中的病理生理變化，將對(duì)突聾的診斷、分期、療效檢測(cè)和預(yù)后判斷發(fā)揮重要的作用，為突聾的準(zhǔn)確診斷、個(gè)體化和精準(zhǔn)化治療提供決策依據(jù)。