黃佳宇,陸?zhàn)╄?劉潔,婁昕*

(1解放軍醫(yī)學院,北京 100853;2中國人民解放軍總醫(yī)院第一醫(yī)學中心放射診斷科,北京 100853;3西藏軍區(qū)總醫(yī)院醫(yī)學影像科,拉薩 850007)

據(jù)世界衛(wèi)生組織(World Health Organization,WHO)估計,世界上約有20%的人經(jīng)歷過一定程度的聽力損失,其在交流、認知等多個領(lǐng)域影響著數(shù)十億人的生活質(zhì)量,并已成為全球關(guān)注的重大公共衛(wèi)生問題[1]。當前,隨著人口老齡化進程的加重,在受年齡增長影響的感官中,聽力損失最為常見[2]。

年齡相關(guān)性聽力損失(age-related hearing loss,ARHL)是老年人經(jīng)歷的最普遍的慢性感覺缺陷性疾病,是繼心臟病和關(guān)節(jié)炎之后影響老年人健康狀況的第三大疾病[3]。2025年預計將有12億人超過60歲,其中將有超過5億人遭受ARHL的嚴重損害[4]。ARHL不僅會對老年人的日常交流與溝通造成影響,還和癡呆等多種神經(jīng)退行性疾病密切相關(guān),是導致老年人認知障礙的重大風險因素[5]。

因此,為了減輕聽力損失帶來的負擔,就需要提高醫(yī)療診治綜合能力。其中,醫(yī)學影像學技術(shù)在聽力損失相關(guān)疾病的精準診斷、治療與預后分析中潛力很大。

1 聽力、聽力損失及其分類分級

聽力是指人體利用自身聽覺器官的傳音、感音系統(tǒng)等接受外界語言信息的一種能力,其傳導過程主要涉及外耳、中耳和內(nèi)耳三個部分。聽力損失是指聽覺系統(tǒng)中的傳音、感音系統(tǒng)以及對聲音的綜合分析的各級神經(jīng)中樞發(fā)生器質(zhì)性或功能性異常,進而導致聽力出現(xiàn)不同程度減退的現(xiàn)象。聽力損失的程度可分為正常、輕度耳聾、中度耳聾、重度耳聾和極重度耳聾五個級別[6]。

2 聽力損失的成像技術(shù)

美國耳鼻咽喉頭頸外科基金會指出,臨床醫(yī)師有必要對部分聽力損失的患者進行及時的影像學檢查[7]。在成像方式中,電子計算機斷層掃描(computed tomography,CT)和磁共振成像(magnetic resonance imaging,MRI)是最常使用的兩種手段,二者互為補充并各自具有優(yōu)勢。近年來,隨著多模態(tài)影像技術(shù)的興起和發(fā)展,與聽力損失疾病相關(guān)的功能磁共振成像(functional magnetic resonance imaging,fMRI)等技術(shù)的探索正日益深入。

3 年齡相關(guān)性聽力損失

ARHL又稱老年性聾(presbycusis),是指隨年齡增加而逐漸發(fā)生的以高頻聽力下降為主的感音神經(jīng)性聽力損失(sensorineural hearing loss,SNHL),包括外周性老年性聾和中樞性老年性聾[8],是成年人中最常見的聽力損失[9],其最關(guān)鍵的危險因素是年齡。

針對ARHL,通常情況下并不能使用CT和MRI直接對其進行診斷,僅在部分情況下會通過影像學掃描將ARHL同其他疾病進行鑒別診斷,從而排除中樞性病變及橋小腦角區(qū)病變等[10]。但是近年來隨著ARHL被認為是老年人癡呆、認知障礙、抑郁等的風險因素,聽力損失和認知狀態(tài)之間存在著密切關(guān)系,且多模態(tài)影像技術(shù)在研究與ARHL相關(guān)的癡呆等神經(jīng)退行性疾病中有潛在的價值,影像學開始逐漸發(fā)揮自身優(yōu)勢。

3.1 正電子發(fā)射計算機斷層顯像

通常使用CT對ARHL患者進行常規(guī)掃描只能觀察到其解剖結(jié)構(gòu)上的變化,而使用正電子發(fā)射計算機斷層顯像(positron emission tomography/computed tomography,PET/CT)對ARHL患者進行的研究發(fā)現(xiàn),通過PET可以檢測與阿爾茲海默病(Alzheimer′s disease,AD)相關(guān)的標志物β-淀粉樣蛋白或tau蛋白[11,12],這為分析ARHL與AD之間的潛在關(guān)系及探尋ARHL伴發(fā)AD的潛在機制提供了良好的客觀手段。

3.2 MRI

常規(guī)MRI對ARHL患者相關(guān)癥狀的檢測能力相對有限,隨著多模態(tài)影像技術(shù)的發(fā)展,依靠fMRI等技術(shù)無創(chuàng)便捷地探索人體腦部結(jié)構(gòu)及功能的研究日益深入,這為進一步探索神經(jīng)系統(tǒng)相關(guān)疾病的病因及尋找潛在的影像學標志物和相關(guān)治療靶點提供了依據(jù)[13]。

3.2.1 常規(guī)MRI 當前,越來越多的證據(jù)表明ARHL患者的大腦結(jié)構(gòu)會發(fā)生不同程度的改變,其大腦實質(zhì)體積的減少可能與聽力損失有很大關(guān)系。Slade等[14]的一項meta分析表明,測量ARHL患者MRI圖像上顳葉灰質(zhì)體積(gray matter volume,GMV)的改變,對研究其大腦結(jié)構(gòu)的重塑及深入分析其神經(jīng)變化具有重要意義;且通過GMV的變化可以從大腦結(jié)構(gòu)可塑性的角度進一步探索ARHL患者產(chǎn)生抑郁和焦慮狀態(tài)的相關(guān)機制[15]。

此外,僅從常規(guī)的MRI掃描圖像中并不能有效地識別出ARHL患者大腦結(jié)構(gòu)的改變?nèi)缒X萎縮等的具體情況。因此,Qian等[16]開發(fā)了一種基于MRI掃描進而量化ARHL相關(guān)腦萎縮情況的新技術(shù),這對于研究ARHL與大腦結(jié)構(gòu)改變之間的關(guān)系,進而探索衰老對聽力的影響機制等將有所幫助。

3.2.2 fMRI 動脈自旋標記(arterial spin labeling,ASL)是一種利用動脈血液中的水分子作為內(nèi)源性對比劑實現(xiàn)腦血流成像的fMRI技術(shù),可定量分析腦部組織血流灌注情況。Ponticorvo等[17]使用ASL對ARHL患者進行大腦灌注成像的研究結(jié)果表明,與對照組相比,ARHL患者的初級聽覺皮層灌注減少。這說明在ARHL患者出現(xiàn)明顯的大腦結(jié)構(gòu)損傷前,可以使用ASL作為ARHL患者的早期影像學標志物,量化ARHL患者大腦內(nèi)部的代謝情況,從而盡早對其聽力損失相關(guān)癥狀進行干預。

磁共振波譜(magnetic resonance spectroscopy,MRS)技術(shù)可以無創(chuàng)測定人體內(nèi)某一特定組織區(qū)域的化學成分。Dobri等[18]利用MRS探究人體聽覺皮層γ-氨基丁酸(gamma-aminobutyric acid,GABA)的含量。結(jié)果發(fā)現(xiàn),與正常人相比,ARHL患者聽覺皮層的GABA含量更低,其含量可能與中樞聽覺系統(tǒng)的抑制相關(guān)。且GABA的含量在大腦左右半球呈現(xiàn)不同的變化,這種現(xiàn)象可能與左右半球聽覺系統(tǒng)的衰老進程不同有關(guān),這為探索ARHL患者聽力損失的中樞相關(guān)機制及診治提供了新的思路。

有研究發(fā)現(xiàn)聽力損失是老年人癡呆的獨立風險因素,且對老年人的非空間認知存在影響[19],fMRI作為一種客觀的評估方法,將有助于探索并理解患者神經(jīng)結(jié)構(gòu)及功能的重塑機制。Ren等[20]基于不同頻帶的低頻波動幅度(amplitude of low-frequency fluctuation,ALFF)的一項研究指出,伴認知功能障礙的ARHL患者存在聽覺皮層和非聽覺腦區(qū)的功能改變;Xing等[21]的研究則顯示,ARHL患者在伴發(fā)執(zhí)行功能障礙時,大腦功能網(wǎng)絡尤其是額葉網(wǎng)絡會發(fā)生嚴重紊亂,且在ARHL患者檢測到明顯的認知障礙之前,就可能存在功能連接(functional connectivity,FC)的改變,這提示FC可作為ARHL患者伴認知障礙的早期影像學標志物;此外,Chen等[22]對ARHL患者的海馬體進行FC研究發(fā)現(xiàn),ARHL患者的海馬體FC減少,表明其認知能力可能發(fā)生了變化,海馬體的FC可能會是ARHL患者認知障礙的潛在影像學標志物。這些發(fā)現(xiàn)對于我們進一步探索和理解ARHL患者伴發(fā)神經(jīng)退行性疾病的神經(jīng)病理學機制從而對其進行早期的預防、診治將有所幫助。

此外,基于fMRI技術(shù),目前對大腦功能的探索已經(jīng)發(fā)展到網(wǎng)絡的層次。Schulte等[23]的一項靜息態(tài)功能磁共振(resting-state fMRI,rs-fMRI)研究顯示,隨著老年人聽力損失程度的增加,背側(cè)注意網(wǎng)絡(dorsal attention network,DAN)、顯著性網(wǎng)絡(salience network,SN)與感覺運動、初級運動皮層和視覺皮層之間的連通性發(fā)生了改變;Xing等[24]的一項靜態(tài)和動態(tài)功能網(wǎng)絡連接研究發(fā)現(xiàn),功能網(wǎng)絡連接的異常改變與神經(jīng)認知狀態(tài)之間存在著某種關(guān)系,并可能是識別認知能力的重要影像學標志物;Guan等[25]基于rs-fMRI的圖論分析研究了ARHL患者與認知能力改變相關(guān)的腦網(wǎng)絡拓撲特性變化,研究發(fā)現(xiàn)ARHL患者腦網(wǎng)絡的整體和節(jié)點特性都發(fā)生了變化,且會導致其他多個腦區(qū)的節(jié)點中心性和效率增加。這可能為進一步理解ARHL患者認知能力下降的神經(jīng)機制、判斷ARHL患者的認知障礙改變及早期診治提供新思路。

Gray等[26]的一項動物實驗將電生理學評估與擴散磁共振成像(diffusion magnetic resonance imaging,dMRI)相結(jié)合。實驗結(jié)果表明:受年齡影響,與顳葉相關(guān)的感覺和認知功能以及大腦的部分結(jié)構(gòu)和功能會發(fā)生變化。相關(guān)研究將有助于進一步探索ARHL患者伴發(fā)認知能力下降和神經(jīng)退行性疾病的機制、了解衰老對不同感覺和認知腦區(qū)的影響和探索神經(jīng)元網(wǎng)絡在衰老大腦中出現(xiàn)功能變化時的改變。

ARHL不僅會給患者帶來聽覺上的障礙,還會影響患者的認知功能和情緒。因此,盡早對ARHL患者伴發(fā)的神經(jīng)系統(tǒng)疾病進行診斷顯得尤為重要。隨著fMRI技術(shù)的不斷成熟和發(fā)展,影像學標志物可對ARHL患者伴發(fā)的神經(jīng)系統(tǒng)疾病進行提示,無創(chuàng)便捷的多模態(tài)影像學技術(shù)將有助于盡早對ARHL患者伴發(fā)的神經(jīng)系統(tǒng)疾病進行預防和干預。

4 總結(jié)與展望

綜上,調(diào)查顯示,伴隨著出生缺陷和人口老齡化,聽力損失可能會成為一種影響越來越廣泛的現(xiàn)象[27],并和年齡具有一定的相關(guān)性,且老年人的聽力損失往往是其早期癡呆和認知障礙的一個重要提示[28]。因此,以CT和MRI為檢查方式,結(jié)合多模態(tài)影像技術(shù)對ARHL患者進行專門成像,對了解其傳音、感音結(jié)構(gòu)及理解聽力損失的病理生理學基礎(chǔ)至關(guān)重要,同時還將有利于探索大腦內(nèi)部結(jié)構(gòu)和腦區(qū)之間的功能連接等改變。這些都可能會是評估ARHL病因、提高ARHL診治效果,以及盡早對ARHL患者伴發(fā)的神經(jīng)退行性疾病進行預防和干預的重要手段和關(guān)鍵技術(shù)。