职业性噪声聋听觉中枢的动脉自旋标记MR研究.pdf

39论 著影像研究与医学应用 2023年7月 第7卷第13期 职业性噪声聋是由于工业噪声长期影响使人们逐渐产生的一种感音性听觉损伤。研究发现我国目前大约有上千万的工人面对着噪声污染，即使在欧美等发达国家，职业性噪声聋也是危害工人健康的顽疾之一1-2。而目前临床对噪声聋的诊断方法，都各自存在某些缺陷3。动脉自旋标记（arterial spin labeling，ASL）是一种不用造影剂的磁共振灌注检查技术4，其在脑缺血病变的诊断中起到越来越大的作用5-8。娄昕等9研究发现，ASL 技术有其自身的稳定性，具备进行神经中枢灌注水平测量研究的能力。Zhou 等10对伴有听力损失的急性耳鸣患者的研究表明，患者相关脑功能区的活动强度发生了变化。李海梅等11证明了单侧突发感音神经性耳聋患者存在多个脑区的脑血流灌注改变。因此本研究组认为，ASL 成像也可以显示出职业性噪声聋患者在双侧听觉中枢区域的血流灌注量与正常人之间的差异。1 资料与方法1.1 一般资料选取 2015 年 2 月2020 年 1 月于烟台市烟台山医院确诊的 89 例职业性噪声聋患者，根据中华人民共和国国家职业卫生标准 GBZ 49-2007 和 2014职业性噪声聋的诊断标准分为轻度组（43 例）和中重度组（46 例）。选取年龄、教育水平与耳聋组匹配的健康对照组 49 人。入组者年龄在 25 60 岁之间，平均（45.626.85）岁。所有受试者均为右利手、男性，精神状态良好，依从性好，无其他重大病史。噪声聋患者的工种主要以焊接、凿岩为主。按照国家职业卫生病诊断标准对噪声聋患者诊断分职业性噪声聋听觉中枢的动脉自旋标记 MR 研究崔程凯，王爱杰，李忠维，张国伟（通信作者），巴新茹，李韵昕（烟台市烟台山医院影像科 山东 烟台 264001）【摘要】目的：利用 3D 动脉自旋标记（ASL）技术分析职业性噪声聋患者的听觉中枢脑流量（CBF）值与正常人是否存在差异，以为临床诊断噪声聋提供帮助。方法：选取 2015 年 2 月2020 年 1 月于烟台市烟台山医院确诊为职业性噪声聋的患者 89 例，根据中华人民共和国国家职业卫生标准 GBZ 49-2007 和 2014职业性噪声聋的诊断标准分为轻度组 43 例，中重度组 46 例；另选取同期健康人群 49 名为对照组。对每一位受试者进行常规颅脑、内耳 MR 检查及 3D-FSPGR 脑容积成像和 ASL 检查。记录每个受检者听觉中枢及其他相关中枢的 CBF 值，并分析组间差异。结果：与健康对照组相比，职业性噪声聋患者脑 CBF 产生显著差异的区域有左侧颞横回前部及后部、左侧 Broca 区。噪声聋中重度组中，各样本的双侧 Broca 区血流灌注存在差异。结论：长期噪声暴露和听力受损可导致人类大脑皮层功能区的血流灌注水平发生变化，特别是听觉、语言处理中枢。【关键词】职业性噪声聋；动脉自旋标记；功能磁共振；脑血流量【中图分类号】R445.2 【文献标识码】A 【文章编号】2096-3807（2023）13-0039-04Arterial spin labeling MRI study with occupational noise-induced hearing lossCUI Chengkai,WANG Aijie,LI Zhongwei,ZHANG Guowei(Corresponding author),BA Xinru,LI YunxinDepartment of Radiology,Yantai Hill Hospital,Yantai,Shandong 264001,China【Abstract】Objective In this study,3D arterial spin labeling(ASL)technology was used to analyze whether the cerebral blood flow(CBF)value of auditory center in patients with occupational noise deafness was different from that of normal people,so as to provide help for clinical diagnosis of noise-induced deafness.Methods 89 patients diagnosed as occupational noise-induced deafness in Yantai Hill Hospital from February 2015 to January 2020 were selected.According to the national occupational health standards of the China GBZ 492007 and GBZ 492014 Diagnosis of occupational noise-induced deafness,they were divided into mild group(43 cases)and moderate and severe group(46 cases);Another 49 healthy individuals from the same period were selected as the control group.All of them underwent conventional head MR scan,the internal ear MR scan and the 3D-FSPGR brain volume imaging and the 3D ASL scan.The CBF values of the auditory center and other relevant centers were recorded and analyze the differences between groups.Results Compares with the control group,the significantly different areas in patiens of the occupational noise-induced hearing loss are as follows:the anterior part and the posterior part of the left transverse temporal gyri,the left Broca areas.In the moderate-severe group,there is difference in the two-sided Broca area blood perfusion of each sample.Conclusion The long-term noise exposition and the hearing damage may cause the changing of blood perfusion of human cerebral cortex function area,especially the auditory sense center and speech processing center.【Key words】The occupational noise-induced hearing loss;Arterial spin labeling;Functional magnetic resonance;Cerebral blood flow 40 论 著影像研究与医学应用 2023年7月 第7卷第13期 级。观察对象：双耳语频听力正常，双耳高频（3 000、4 000、6000 Hz）平均听阈 40 dBHL。轻度噪声聋：26 40 dBHL；中度噪声聋：41 55 dBHL；重度噪声聋：56 dBHL。1.2 方法采用美国 GE 公司 GE Discovery MR 750 3.0T 核磁共振仪，采集线圈采用 8 通道颅脑线圈。对受检者行常规颅脑及内耳 MR 检查，排除脑内或内耳区器质性损害后，再行 3D T1-FSPGR 矢状位扫描和 3D ASL扫描。T1-FSPGR 采集参数：TE=3.4 ms，TR=6.9 ms，间 隔=0 mm，层 厚=1.0 mm，矩 阵=256256，视 野（FOV）=25.6 cm25.6 cm，FA 翻转角=12，采集次数（NEX）=1，扫描时间 4 min 33 s。3D ASL 序列的标记延迟时间（post labeling delay time，PLD）选择1.5 s。3D ASL 成像参数：TE=10.5 ms，TR=4 590 ms，FOV=24 cm24 cm，层厚=4.0 mm，矩阵=1 0248（3D螺旋采集），扫描层数 36 层，扫描时间 4 min 29 s。1.3 图像处理第一步，将 3D T1-FSPGR 矢状位图像进行重建，得到层厚为 4 mm 的横断位脑结构图像（图 1）；第二步，将 3D ASL 扫描后产生的原始图像用 GE ADW4.5 工作站的 Functool 9.4.05a 后处理软件得到脑流量（CBF）图像（图 2），同时得到伪彩图；第三步，将上述第一、二步得到横断位脑结构图像和伪彩图相融合，得到更加直观、准确的脑功能区灌注图（图 3），并以此图作为提取CBF 值的基础。1.4 数据测量由两位有经验的主治医师分别对所有受检者的结构图像和功能图像进行质量评估，然后分别对合格样本进行感兴趣脑功能区及其他相关脑区的 CBF 值测量，最后将两人所得测量值的平均值作为最终相应脑功能区的CBF 值。注：BA，即 Brodmann 分区，是将大脑皮层划分为一系列解剖功能区域的系统，BA41 区位于颞上回后部颞横回，BA42 区位于颞叶后部围绕 41 区的部位，BA45 区位于额下回后部，即 Broca 区。1.5 统计学方法采用 SPSS 19.0 统计软件进行数据分析。符合正态分布的计量资料以均数 标准差（x-s）表示，两组间比较采用独立样本 t 检验，组内比较采用配对 t 检验，多组间采用单因素方差分析；计数资料以频数（n）、百分率（%）表示，组间比较采用 2检验。以 P 0.05 为差异有统计学意义。注：图中勾画区域从左至右依次为 BA41 区、42 区、17 区及 Broca 区。图 1 根据矢状位 3D FSPGR 序列，进行多方位重建得到横轴位的脑部结构图注：图中选取的区域从左至右依次为 BA41 区、42 区、17 区及 Broca 区，其中测得数值左右侧基本一致。图 2 3D ASL 扫描得到的正常组 CBF 原始图 41论 著影像研究与医学应用 2023年7月 第7卷第13期 2 结果2.1 组间 CBF 统计对照组、噪声聋轻度组及中重度组各感兴趣脑区CBF 均值呈总体下降趋势，其中在左侧颞横回前部及其周围（BA41，42 区）、左侧 Broca 区（BA45 区）区域存在显著差异。对照组、轻度聋组及中重度聋组左侧BA41区的CBF值分别为（69.119.13）（64.6312.2）（57.269.67）mL/（min100g）；左 侧 BA42 区的 CBF 值 分 别 为（68.9910.73）（65.7712.75）（57.4611.84）mL/（min100g）。见表 1。表 1 噪声聋患者轻度组、中重度组及对照组的脑 CBF 值比较x-s，mL/（min100 g）分区对照组轻度组中重度组P右侧 BA41 区69.079.3165.4712.38 61.6110.760.076左侧 BA41 区69.119.1364.6312.2057.269.670.003右侧 BA42 区 69.5011.45 64.5912.9762.799.320.126左侧 BA42 区 68.9910.73 65.7712.75 57.4611.840.006右侧 BA45 区67.148.1662.7911.0562.018.830.128左侧 BA45 区66.868.0660.7211.9255.067.840.001与对照组比较，噪声聋轻度组脑灌注量有显著减低的脑区有左侧 Broca 区；与对照组比较，噪声聋中重度组脑灌注量有显著减低的脑区有左侧 BA41 区、左侧BA42 区、左侧 Broca 区；与噪声聋轻度组比较，中重度组脑灌注量有显著减低的脑区有左侧BA41、42区。见表2。表 2 轻度组、中重度组及对照组的脑 CBF 值两两比较分区C-MC-MSM-MS三组间（P）（P）（P）（F）（P）右侧 BA41 区0.1830.0260.2322.6670.076左侧 BA41 区0.1020.0010.0266.4000.003右侧 BA42 区0.1040.0700.6172.1260.126左侧 BA42 区0.2620.0010.0175.5220.006表 2（续）分区C-MC-MSM-MS三组间（P）（P）（P）（F）（P）右侧 BA45 区0.0800.0920.7922.1160.128左侧 BA45 区0.017 0.0010.0637.7470.001注：C-M 为健康对照组与噪声聋轻度组组间比较，C-MS 为健康对照组与噪声聋重度组组间比较，M-MS 为噪声聋轻度组与噪声聋重度组组间比较。2.2 组内 CBF 统计对照组双侧感兴趣脑区 CBF 值无明显差异；噪声聋轻度组双侧感兴趣脑区 CBF 值无明显差异；双噪声聋中重度组双侧Broca区CBF值存在差异，且sig为0.025（P0.05）。见表 3。表 3 噪声聋中重度组各感兴趣区右左侧比较中重度组FsigTsig 双侧BA41 区0.0390.8441.3770.179BA42 区0.7910.3811.7270.094BA45 区0.5240.4752.3570.025注：各组内样本进行右侧与左侧的 CBF 值进行独立样本比较，F值为假设方差相等时，sig双侧为双侧比较时的显著性水平，相当于P值。3 讨论面对着越来越多的噪声聋患者，临床上也不断尝试其他噪声聋诊断方法12，却达不到绝对客观、准确的效果。娄昕等9研究发现 ASL 技术具备进行神经中枢灌注水平测量研究的能力，李海梅等11研究也证明了突发性耳聋患者脑血流量有所改变。本研究在上述前人研究的基础上进行了职业性噪声聋的动脉自旋标记研究，实验结果明确噪声聋患者的部分脑功能血流灌注发生改变。Brodmann 41 区是初级听觉中枢，其位于颞横回的注：图中选取的区域从左至右依次为 BA41 区、42 区及 Broca 区，其中测得数值左右侧差距较大。图 3 CBF 原始图与脑部结构图融合后得到中重度组灌注图像42 论 著影像研究与医学应用 2023年7月 第7卷第13期 前部，本实验资料表明，职业性噪声聋患者的双侧听觉功能区脑血流量较正常对照组都有所下降，这与王爱杰等13研究相一致，这种血流灌注的改变在中重度噪声聋患者分别与对照组及轻度组比较中出现了显著差异，具有统计学意义，而且三组之间这种显著性仅仅存在于左侧颞横回前部，与张维涛的14研究有相似之处。Brodmann 42 区在重度噪声聋患者的是听觉联合皮层，位于颞叶上端和颞叶上端外侧边缘的感觉皮层区域，包绕初级听觉中枢的区域，本实验结果显示在左侧Brodmann 42 区，职业性噪声聋中重度组的血流灌注量显著低于健康对照组（P 0.01）。目前包括 Plate 等15听觉中枢神经系统的研究中大部分文献和结论均支持左侧半球优势的观点。研究组判断随着病情的加重，患者对正常声音的处理能力减弱主要发生在左侧颞叶，其功能受损更为明显，这点与肖伟利等16研究相符，其通过听阈测试，也认为职业性噪声聋患者左耳听力损失高于右耳。本研究过程中还发现，中重度组中，左侧 Broca 区的血流灌注较对侧减低，差异具有统计学意义（P 0.05），Broca 区作为语言中枢的一部分，参与听觉、视觉及其他感觉信号的分析和整合，在最初的 Wernicke-Geschwind 模型中，听觉信息经过重重整合和层层传导后最终正是到达Broca区，当听觉信息传入减弱或消失后，Broca 区参与听觉信号各项活动的神经辅助功能也随之减弱，这点与 Chen 等17认为慢性听觉系统疾病会导致大脑功能网络结构紊乱相符。通过比较职业性噪声聋患者双侧相关感兴趣区脑灌注水平的差异，可以为职业性噪声聋的诊断提供相对简单且较为准确的佐证。职业性噪声聋患者与健康对照组比较，部分脑区的CBF 值降低，提示长期噪声暴露和听力受损可导致人类大脑皮层功能区的血流灌注水平发生变化，特别是听觉、视觉、语言处理中枢。中重度噪声聋患者双侧 Broca 区的血流灌注水平明显不同，同时提示语言中枢存在偏侧优势半球。3D ASL 技术可用于探索职业性噪声聋患者的大脑血流灌注状态的细微改变，为进一步了解职业性噪声聋对脑功能活动的影响提供了影像依据，并可以对其病理生理学机制进行进一步的研究，协助对职业性噪声聋的诊断，并对噪声聋的预防、治疗、预后及康复有一定临床指导作用。【参考文献】1 林芳，李全胜.噪声作业工人疑似职业性噪声聋的影响因素分析J.中国实用医刊，2019，46(2):92-94.2 SINGH L P,BHARDWAJ A,DEEPAK KK.Occupational noise-induced hearing loss in Indian steel industry workers:an exploratory study J.Hum Factors,2013,55(2):411-424.3 石峰，李冬梅，杨锐睿，等.听性稳态反应和听性脑干反应检测对老年噪声性耳聋患者的意义 J.中国老年学杂志，2016，36(9):2221-2223.4 郭瑜，夏爽，马国林.动脉自旋标记成像技术在脑灌注、侧支循环评价中的应用进展 J.中华医学杂志，2021，101(23):1827-1830.5 刘桑妮，谢春明.基于动脉自旋标记评估缺血性脑卒中患者脑侧支循环的研究进展 J.中华神经医学杂志，2020，19(9):909-915.6 史素敏，李海梅，张志勇，等.基于多延迟动脉自旋标记对单侧大脑中动脉重度狭窄/闭塞患者软脑膜支及深穿支脑灌注改变分析 J.中华医学杂志，2021，101(23):1784-1790.7 NAM K W,KIM C K,KO S B,et al.Regional arterial spin labeling perfusion defect is associated with early ischemic recurrence in 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