嚴齊 關(guān)兵

目前對突發(fā)性聾(sudden hearing loss,以下簡稱突聾)治療前后腦結(jié)構(gòu)和功能的評估較少涉及。功能性磁共振擴散峰度成像(diffasion kurtosis imaging,DKI)[1]顯示，人腦各組織峰度值從高到低依次為白質(zhì)、灰質(zhì)、腦脊液，可以用DKI來描述或檢測灰質(zhì)的病變[2]。DKI常用指標包括各向異性分數(shù)(fractional anisotropy， FA)、平均彌散率(mean diffusivity,MD)、徑向分度(radial diffusivity，RD)、軸向分度(axial diffusivity,AD)，還能提供擴散峰度各向異性(FA of kurtosis, KFA)、軸向峰度(axial kurtosis,AK)、徑向峰度(radial kurtosis,RK)、平 均 擴 散 峰 度(mean kurtosis,MK)(Jensem等,2005)；Schmithorst等[3]研究發(fā)現(xiàn)先天性聾患者在聽覺傳導(dǎo)通路上特定區(qū)域FA值減少，揭示了他們在聽覺傳導(dǎo)通路上出現(xiàn)了某些細微的結(jié)構(gòu)變化。Husain等[4]利用彌散張量成像(diffusion tensov imaging, DTI)分析聽力提失和慢性耳鳴引起的神經(jīng)解剖學(xué)改變時顯示，聽力損失組的右側(cè)上、下縱束、皮質(zhì)脊髓束、額枕下束、枕上束和丘腦前束的各向異性分數(shù)值均低于正常對照組。莊霞梅等[5]通過DTI研究巨細胞感染所致的感音神經(jīng)性聾患者，發(fā)現(xiàn)這些患者聽覺通路白質(zhì)明顯改變，提示有髓鞘形成或髓鞘發(fā)育不良。Kumar等[6]發(fā)現(xiàn)DKI能夠提供新的組織微觀結(jié)構(gòu)信息和神經(jīng)元完整性及其耳蝸神經(jīng)的脫髓鞘狀態(tài)。有學(xué)者發(fā)現(xiàn)感音神經(jīng)性聽力損失患者的下丘和外側(cè)丘系的神經(jīng)纖維束改變較為明顯[7]。本研究對單側(cè)突聾患者治療前進行DKI檢查，并與正常對照組比較，探討DKI檢查對單側(cè)突聾患者預(yù)后評估的意義。

1 資料與方法

1.1研究對象及分組 突聾組為2018年9月～2020年1月在江蘇省蘇北人民醫(yī)院耳鼻咽喉頭頸外科住院的右側(cè)突聾患者32例，其中男16例，女16例，年齡39～73歲，平均52.31±8.59歲；所有患者均符合突聾的診斷標準[8]，均為右耳發(fā)病，平均聽力損失為58.44±11.82 dB HL，左耳聽力正常。對照組為2017年1月～2019年12月在江蘇省蘇北人民醫(yī)院耳鼻咽喉頭頸外科門診需要行頭部MRI檢查且檢查結(jié)果和臨床評估都正常者23例，其中，男11例，女12例，年齡41～68歲，平均56.36±6.82歲。突聾組與對照組在年齡、性別方面均無統(tǒng)計學(xué)差異。

1.2治療方法和療效判斷 所有患者均按照突發(fā)性聾指南治療，方法相同，均采用營養(yǎng)神經(jīng)、擴張血管及激素沖擊治療[8]。按照突聾療效判斷標準[8]，本研究中突聾組有效20例，無效12例。

1.3DKI檢查方法 對照組和突聾組患者入院后治療前立即行功能性磁共振成像(fMRI)檢查。所有對象取仰臥位，海綿填塞固定頭顱，并囑被試者處于靜息狀態(tài)(全身放松靜止不動，閉眼，均勻呼吸，不思考具體事情)，對確實難以配合者(平移超過1 mm，旋轉(zhuǎn)超過1°)予以剔除。由于聽覺皮層主要定位于顳葉及附近，且fMRI檢查時后額葉、枕葉、頂葉、小腦等神經(jīng)核團信號變化干擾因素較多，如情緒、注意力、年齡因素等，結(jié)果的意義不能確定，故本研究主要觀察顳葉的改變。采用GE公司3.0T Discovery 750磁共振成像儀8通道相控陣頭線圈進行常規(guī)頭顱掃描、DKI、3D圖像掃描、高分辨率的全腦結(jié)構(gòu)圖像(3D T1WI)掃描，使用BRAVO 掃描序列。常規(guī) MRI 序列有 T1WI、T2WI 和液體衰減反轉(zhuǎn)恢復(fù)(fluid attenuated inversion recovery, FLAIR)序列橫斷位及矢狀位圖像。T1-BRAVO采用 3D 梯度回波 T1WI 序列，采集矢狀位圖像 176 層，TR/TE 1 900/2.5 ms，flip-angle 9°，采用各向同性體素，體素 1 mm×1 mm×1 mm，層厚 1.0 mm，矩陣 256×256，F(xiàn)OV 256 mm×256 mm。DKI掃描采用單次激發(fā)平面回波成像，3個b值，分別為0、1 250、2 500，擴 散 梯 度 方 向30個，TR/TE 8 000 ms/92.2 ms,層厚2.5 mm,層間距0，層數(shù)54層，覆蓋全腦，矩陣100×100，F(xiàn)OV 250 mm×250 mm,圖像的各向同性體素 2.5 mm×2.5 mm×2.5 mm。

利用GE Aw4.6工作站處理DKI原始圖像，獲得DKI參數(shù)圖，包括平均擴散峰度(MK)、擴散峰度各向異性(KFA)、各向異性分數(shù)(FA)、平均彌散率(MD)、徑向分度(RD)，將這些參數(shù)圖以DCOM格式導(dǎo)出，用于后續(xù)分析。用基于MATLAB R2013b平臺進行工作的參數(shù)統(tǒng)計軟件包(SPM)對DICOM格式的DKI參數(shù)文件進行預(yù)處理，包括：①轉(zhuǎn)換格式，②調(diào)整原點位置，③圖像分割，④空間標準化，⑤平滑處理；標準化后的像素大小3 mm×3 mm×3 mm,高斯平滑核6 mm。

1.4統(tǒng)計學(xué)方法 用REST.V1.8(Rest_V1.8, http://www.restfmri.net/forum/REST_V1.8)軟件對預(yù)處理過的數(shù)據(jù)進行雙樣本t檢驗比較。將突聾組與對照組比較的閾值為P<0.01(alphasim校正)、cluster size(改變腦區(qū)體系值)≥20為差異有統(tǒng)計學(xué)意義，并生成差異腦區(qū)的報表，將這些腦區(qū)坐標代入Rest Viewer，查看差異腦區(qū)在標準腦空間的投影。根據(jù)患者的治療結(jié)果，將患者組分為有效組和無效組，分別與正常組比較，探討腦區(qū)彌散異常差異對預(yù)后可能的影響。

2 結(jié)果

2.1突聾組與正常對照組腦DKI比較 與對照組相比較，突聾組各向異性分數(shù)(FA)減小的區(qū)域有右側(cè)顳下回、左側(cè)顳下回，F(xiàn)A增加的區(qū)域有左側(cè)顳上回；彌散峰度各向異性(KFA)減小的區(qū)域有右側(cè)梭狀回，KFA增加的區(qū)域有右側(cè)邊緣葉、右側(cè)頂葉白質(zhì);軸向峰度(AK)減小的腦區(qū)有左側(cè)顳下回、右側(cè)顳下回，AK增加的腦區(qū)有右顳葉白質(zhì);無徑向峰度(RK)減小的腦區(qū)，RK增加的腦區(qū)有右側(cè)顳上回；平均彌散率(MD)減小的腦區(qū)有右側(cè)顳下回、右側(cè)顳中回、左側(cè)顳上回、右側(cè)顳上回、左側(cè)顳葉白質(zhì)；平均彌散分數(shù)(MK)增加的腦區(qū)有右側(cè)顳上回；徑向分度(RD)體素值減小的腦區(qū)有左側(cè)顳中回、右側(cè)邊緣回、左側(cè)顳上回、右側(cè)顳上回、右側(cè)顳下回、左側(cè)顳葉、右側(cè)顳葉；軸向分度(AD)體素值減小的腦區(qū)有左側(cè)顳上回、左側(cè)顳下回、右側(cè)顳上回、右側(cè)顳極、左側(cè)顳中回，這些差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(表1，圖1～4)。

表1 突聾組與對照組各項參數(shù)在不同腦區(qū)體素的差值

2.2突聾治療有效組和無效組與對照組比較 將突聾有效組(20例)與對照組比較有改變的腦區(qū)、突聾無效組(12例)與對照組比較有改變的腦區(qū)，去除重復(fù)改變的腦區(qū)參數(shù)，可見，有效組AD在右側(cè)額上回、右側(cè)額中回、右側(cè)中央后回減小，RD在左側(cè)扣帶回、左側(cè)額上回減小，在左側(cè)額葉直回增加，KFA在左側(cè)枕上回、左側(cè)角回、左側(cè)扣帶回增加，MD在右側(cè)額葉直回增加，MK在左側(cè)邊緣葉、右側(cè)額中回、右側(cè)緣上回增加，這些區(qū)域的改變提示預(yù)后較好；無效組在顳上、中、下回AD、RD、KFA、MD、MK參數(shù)減小，而枕葉、額葉的參數(shù)無明顯改變。有效組和無效組各參數(shù)在不同腦區(qū)的體素差值見表2。

表2 突聾有效組與無效組各項參數(shù)在不同腦區(qū)的體素差值

3 討論

DKI目前應(yīng)用于腦卒中、創(chuàng)傷性腦組織損失[9]、阿爾茲海默病[10]的研究等方面。DKI不僅可精準的探索腦白質(zhì)結(jié)構(gòu)，也可探索更加精細的灰質(zhì)的結(jié)構(gòu)。應(yīng)用DKI技術(shù)對突發(fā)性聾患者腦區(qū)形態(tài)方面的改變進行客觀評價，具有較高的敏感性和準確性，有助于對聽力損傷后各腦區(qū)結(jié)構(gòu)的改變、重塑進行更深入的研究。

顳葉的功能主要是參與對聽覺信息進行編碼、整合、處理、分析，從而達到語言和記憶的功能。有學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)，與對照組相比，突聾患者網(wǎng)絡(luò)連接顯著異常，包括顳下回、小腦小葉VI、小葉VIII、中央前回、額中回[11]。Emmorey等[12]研究25例先天失聰和25例聽力正常的受試者的MRI數(shù)據(jù)，通過測定顳葉、顳上回、顳橫回和顳面灰質(zhì)和白質(zhì)體積，發(fā)現(xiàn)失聰組與對照組的顳橫回的總體積和灰質(zhì)體積沒有明顯差異，表明聽覺傳入缺失不會導(dǎo)致人類初級聽覺皮層細胞丟失；失聰組患者僅在顳上回的其他部位有較高的灰質(zhì)白質(zhì)比。本研究結(jié)果顯示，突聾組相較于正常對照組有改變的腦區(qū)主要位于顳葉，突聾組雙側(cè)顳葉軸向分度體素值(AK)減小，而在雙側(cè)的顳葉及顳回這些區(qū)域徑向分度減小，而擴散峰度各向異性(KFA)減小的區(qū)域有右側(cè)梭狀回、左側(cè)小腦后葉、左側(cè)舌回、右側(cè)腦干，KFA增加的區(qū)域有右側(cè)邊緣葉、左側(cè)額葉白質(zhì)、左側(cè)緣上回、右側(cè)頂葉白質(zhì)、左側(cè)額葉白質(zhì)、右側(cè)額葉白質(zhì)。本組突聾患者均是右側(cè)耳聾，但其左側(cè)的顳上回、顳中回及顳下回、頂葉及枕葉等腦區(qū)的白質(zhì)可發(fā)現(xiàn)不同程度的FA值減小；與之前的研究相似，說明聽覺系統(tǒng)的投射是雙側(cè)的，即聽覺的傳導(dǎo)是交叉支配性的，上行神經(jīng)纖維大部分上行至對側(cè)，而同側(cè)的比較少，所以患者對側(cè)腦區(qū)改變的范圍較同側(cè)明顯增大。

本研究結(jié)果表明，右側(cè)突聾患者雙側(cè)額葉的MK及RK值均較對照組增大，MK和RK主要用來表示顯微組織的復(fù)雜程度，但左側(cè)的左島蓋部額下回及左側(cè)額葉白質(zhì)發(fā)生改變，這說明額葉接受的信號刺激來自雙側(cè)。額葉參與幾乎所有的心理活動，其功能十分繁復(fù)，包括言語的接收與識別、記憶存儲、智力發(fā)育、人格形成等。額中回主要負責(zé)口語的接收與加工，額下回參與自然語言語句的處理，經(jīng)過額中回、額下回的處理，再經(jīng)過額上回和額中回對言語信息的存儲記憶，額上回和額中回可對言語的表達進行再次加工處理[13]。在對老年感音神經(jīng)聾的研究中發(fā)現(xiàn)，這些患者的額葉皮質(zhì)和白質(zhì)的彌散張量都有不同程度的下降[14]。Husain等[4]對患有聽力損失和/或耳鳴的患者聯(lián)合運用基于體系的形態(tài)學(xué)測量(voxel-based mopometry,VBM)和DTI技術(shù)對腦皮層結(jié)構(gòu)改變進行研究，發(fā)現(xiàn)單純聽力損失患者的額上回和額中回體積減少，并認為聽力損失是造成腦灰、白質(zhì)發(fā)生改變的最主要原因。有學(xué)者通過研究發(fā)現(xiàn)，DKI可以提供其獨有的優(yōu)勢來發(fā)現(xiàn)早期聽覺剝奪后引起的聽覺通路中聽覺皮層灰質(zhì)的減少和白質(zhì)纖維的低髓鞘化[15]。因此，DKI可用于檢測患者大腦中聽覺、言語和情緒反應(yīng)區(qū)域的發(fā)育情況。兒童DKI掃描顯示顳上回的MK值明顯降低，可以用來評估發(fā)育遲緩的嚴重程度并在判斷人工耳蝸植入術(shù)預(yù)后方面發(fā)揮重要作用[16]。本研究突聾組的右側(cè)額上回、額中回及白質(zhì)均有MK值及RK值增加，與之前Husain等[4]的研究并不相符，可能與突聾發(fā)病時間較短，這些區(qū)域接收信號刺激減弱，導(dǎo)致局部腦區(qū)反應(yīng)性增強以接收更多信號有關(guān)；而隨著突聾發(fā)生時間延長，腦組織長時間得不到信號刺激，將會引起相應(yīng)腦區(qū)的失用性萎縮。有文獻報道[17]，額葉的改變通常是非對稱性的，主要表現(xiàn)在左額上回和額中回的萎縮及右側(cè)額上回RK的增加，本研究突聾組雖然額上回的增加與Zheng等[16]的研究結(jié)果較符合，但并沒有左側(cè)額上回和額中回RK的萎縮，這可能是因為實驗對象為中國人，長期閱讀漢語，右利手者左側(cè)的額中回主要起閱讀作用[18]；同時也可能是由于聽覺被剝奪后，遠程皮質(zhì)與皮質(zhì)之間的連接退化而造成[19]。角回和緣上回組成頂下小葉，頂下小葉與顳上回、內(nèi)中回后部共同組成Wernicke區(qū)，在Wernicke 區(qū)后方是Broca 區(qū)，角回區(qū)與上述兩個區(qū)并列，共同負責(zé)言語區(qū)，可以將接收到的文字信息處理成為視覺信息，也可以將語音信息加工成聽覺。頂下小葉在言語識別、集中注意力、位置覺等方面起著重要作用，而楔前葉主要負責(zé)機體的記憶、空間感知等功能。有研究發(fā)現(xiàn)遺傳性聾患者大腦皮層厚度存在右側(cè)更薄的不對稱性改變[20]，而Uttam等[6]研究分析顯示，語前聾成人雙側(cè)額中、雙側(cè)顳下、左側(cè)補充運動區(qū)(SMA)和右側(cè)頂下小葉灰質(zhì)體積增加；從文中結(jié)果看，突聾組頂葉的腦區(qū)MD減低，而MK增加，且FA異常的腦區(qū)相對于MD異常的腦區(qū)明顯較小，說明FA對水分子擴散變化的檢測精準性遠不如MD精確；而MD異常的腦區(qū)同樣比MK異常腦區(qū)多，說明MD不僅能反應(yīng)腦白質(zhì)纖維束的完整性及其密度特點，同時也能反應(yīng)其變性、肥大或萎縮而產(chǎn)生的改變，這與Husain等[4]的研究是一致的。

本研究顯示，突聾治療后有效組的AD在右側(cè)額上回、右側(cè)額中回、右側(cè)中央后回減小，RD在左側(cè)扣帶回、左側(cè)額上回減小，KFA在左側(cè)枕上回、左側(cè)角回、左側(cè)扣帶回，MD在右側(cè)額葉直回增大，MK說明在左側(cè)邊緣葉、右側(cè)額中回、右側(cè)緣上回增大，這些區(qū)域的改變提示預(yù)后較好；無效組的AD、RD、KFA、MD、MK在顳上、中、下回減小，而枕葉、額葉無明顯改變；既往文獻中未見相關(guān)報道。顳葉的主要功能是對接收到的聽覺信息加工，聯(lián)合額葉、枕葉進行共同處理，本實驗發(fā)現(xiàn)顳葉、額葉、枕葉均發(fā)生參數(shù)改變的患者預(yù)后較佳，推測可能與機體大腦重新建立起一套對聽覺信息處理的系統(tǒng)有關(guān)；而僅發(fā)生顳葉改變的患者，其他腦區(qū)未發(fā)生重塑，未能重塑或代償增生，故其預(yù)后較差。

總之，本研究結(jié)果提示：①磁共振DKI技術(shù)能夠?qū)ν话l(fā)性聾患者腦區(qū)功能學(xué)方面的改變進行客觀評價，有助于對聽力損失后各腦區(qū)結(jié)構(gòu)的改變、重塑進行更深入的研究；其能檢測到微觀結(jié)構(gòu)的異常，以此來反應(yīng)腦區(qū)聽覺相關(guān)通路的重塑及改變；②DKI檢查對突發(fā)性聾的預(yù)后評估有一定的指導(dǎo)作用，顳葉、額葉、枕葉均發(fā)生參數(shù)改變的患者預(yù)后較佳，僅發(fā)生顳葉改變的患者，其他腦區(qū)未發(fā)生重塑，未能重新建立或代償增生，故其預(yù)后較差。