功能性磁共振成像檢查在耳鳴中的應(yīng)用研究進(jìn)展

史嫣慧 徐婭萍

功能性磁共振成像檢查在耳鳴中的應(yīng)用研究進(jìn)展

史嫣慧 徐婭萍

功能性磁共振成像（fMRI）檢查是耳鳴的研究方法之一。本文介紹fMRI檢查的基本原理、優(yōu)勢(shì)及分類(lèi)；闡述fMRI檢查應(yīng)用于耳鳴患者中樞神經(jīng)系統(tǒng)的研究，包括耳鳴發(fā)生一般機(jī)制的研究、特性研究和精神心理機(jī)制的研究；并介紹fMRI檢查在耳鳴研究中的應(yīng)用前景。

耳鳴 功能性磁共振 聽(tīng)皮層 功能連接

耳鳴是一種常見(jiàn)的主觀(guān)癥狀，是指患者在外界無(wú)聲源刺激或電刺激時(shí)耳內(nèi)或顱內(nèi)出現(xiàn)聲音的主觀(guān)感覺(jué)。美國(guó)聽(tīng)力學(xué)會(huì)對(duì)耳鳴的定義是“非外部聲音產(chǎn)生的聽(tīng)覺(jué)感知，常被形容為嘶嘶聲、嗡嗡聲或尖鈴聲”[1]，耳鳴可以突然產(chǎn)生，也可以逐漸加重。多數(shù)患者感覺(jué)單耳耳鳴，也有患者感覺(jué)雙耳甚至整個(gè)頭部有鳴響。據(jù)統(tǒng)計(jì)，耳鳴的患病率約為10%～15%[2]，年齡＞55歲的人群中高達(dá)20%～30%[3]，且呈逐年上升趨勢(shì)，兒童偶發(fā)；男性耳鳴患病率約為10%～17%，女性約為11%～18%，女性略高于男性[1]。持續(xù)性耳鳴易引起患者煩躁、焦慮甚至抑郁心理，嚴(yán)重影響生活質(zhì)量。然而目前臨床缺乏針對(duì)耳鳴的特效藥物和特效治療方法，因此耳鳴成為耳科三大難癥（耳聾、耳鳴、眩暈）之一。

耳鳴有不同的分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)病變部位不同分為中樞性耳鳴和周?chē)远Q；根據(jù)耳鳴能否被別人感知分為主觀(guān)性耳鳴和客觀(guān)性耳鳴；根據(jù)耳鳴性質(zhì)分為搏動(dòng)性耳鳴（PT）和非搏動(dòng)性耳鳴。PT約占耳鳴患者的4%[4]，即患者主訴耳內(nèi)有如同心臟或血管脈搏跳動(dòng)樣耳鳴聲，其節(jié)律大多與心跳一致。PT是由顱腔、頭頸部、胸腔血管或其它的一些結(jié)構(gòu)產(chǎn)生，并通過(guò)骨、血管、血流傳送到耳蝸，而使患者感受到的[5]。本文對(duì)功能性磁共振成像（fMRI）檢查在耳鳴中的應(yīng)用研究進(jìn)展作一綜述。

1 耳鳴的檢查手段

目前，臨床尚無(wú)明確的客觀(guān)體征用于診斷、評(píng)價(jià)耳鳴，無(wú)確切的客觀(guān)檢查方法可以明確耳鳴病因和發(fā)病機(jī)制，也尚無(wú)被認(rèn)可的治療耳鳴的特效藥物。耳鳴的常用檢查方法包括純音測(cè)聽(tīng)、聲導(dǎo)抗、耳聲發(fā)射、聽(tīng)覺(jué)腦干誘發(fā)電位、耳鳴匹配、耳鳴問(wèn)卷調(diào)查（THI-耳鳴殘疾評(píng)估量表等）、心理問(wèn)卷調(diào)查（SAS-焦慮自評(píng)量表、SDS-抑郁自評(píng)量表等[6]）、傳統(tǒng)的MRI和腦血流量評(píng)估等聽(tīng)力、電生理、心理方面的檢測(cè)及影像學(xué)檢查，但這些檢查各自均無(wú)法獨(dú)立明確耳鳴患者大腦聽(tīng)覺(jué)皮質(zhì)的改變。多數(shù)學(xué)者認(rèn)為中樞神經(jīng)系統(tǒng)參與了耳鳴的產(chǎn)生與維持，近年來(lái)也有學(xué)者將fMRI用于觀(guān)察耳鳴患者大腦皮層的異常神經(jīng)活動(dòng)，Melcher等[7]通過(guò)fMRI檢查發(fā)現(xiàn)耳鳴可能與聽(tīng)皮層的異常神經(jīng)活動(dòng)有關(guān)。大腦皮層參與了耳鳴的產(chǎn)生這一說(shuō)法已得到學(xué)術(shù)界認(rèn)可[8-9]，耳鳴中樞神經(jīng)機(jī)制的研究成為了當(dāng)前的熱點(diǎn)。

2 fMRI檢查

fMRI是自20世紀(jì)90年代以來(lái)，在傳統(tǒng)的MRI基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)，它使MRI診斷從單一的形態(tài)學(xué)研究向與功能相結(jié)合的系統(tǒng)研究發(fā)展。與其他檢查方法相比，fMRI檢查結(jié)合解剖、功能和影像3個(gè)方面的因素，具有無(wú)創(chuàng)、可行、可重復(fù)、無(wú)放射、較高的時(shí)空間分辨率、能實(shí)時(shí)顯示大腦特定區(qū)域的功能活動(dòng)等特點(diǎn)。fMRI檢查現(xiàn)已被廣泛用于腦功能的基礎(chǔ)和臨床研究，在老年癡呆、腦梗死[10]、帕金森綜合征、精神分裂癥及抑郁癥[11]等疾病方面取得了顯著成果。同樣，此技術(shù)也被廣泛用于耳鳴患者變異的局部神經(jīng)活動(dòng)和腦網(wǎng)絡(luò)的確定，為耳鳴病因及其神經(jīng)機(jī)制的研究提供新的研究方法[7-9]。

2.1 fMRI的基本原理及優(yōu)勢(shì) fMRI的基本原理是利用磁振造影來(lái)測(cè)量神經(jīng)元活動(dòng)所引發(fā)的血流動(dòng)力學(xué)改變，可以顯示大腦各個(gè)區(qū)域內(nèi)血液氧合狀態(tài)及血流量變化所起的MRI信號(hào)的微小變化，從而間接反映神經(jīng)元的能量消耗，是滯后于神經(jīng)活動(dòng)的血氧變化信號(hào)[12-13]。fMRI的優(yōu)勢(shì)主要表現(xiàn)在應(yīng)用內(nèi)源性對(duì)比劑，它利用人體自身血氧濃度變化作為對(duì)比劑，避免了如PET等應(yīng)用外源性放射活性對(duì)比劑的缺點(diǎn)。此外fMRI在一次掃描中不僅可以獲得結(jié)構(gòu)圖像，還可以取得功能圖像，從而大大提高功能區(qū)空間定位的準(zhǔn)確性。

2.2 fMRI的分類(lèi) fMRI包括靜息狀態(tài)fMRI（RS-fMRI）和任務(wù)狀態(tài)fMRI（TS-fMRI）。靜息狀態(tài)是指受試者清醒、閉眼、平靜呼吸、安靜平臥的狀態(tài)，固定頭部，最大限度減少身體主動(dòng)與被動(dòng)運(yùn)動(dòng)，盡量不做任何思維活動(dòng)[14]。RS-fMRI操作簡(jiǎn)便，無(wú)需任務(wù)刺激，能夠通過(guò)采用不同的統(tǒng)計(jì)學(xué)處理方法得到不同狀態(tài)下的腦功能區(qū)變化情況，如耳鳴治療前后的腦功能特點(diǎn)或變化情況。而TS-fMRI是觀(guān)察任務(wù)狀態(tài)下的腦活動(dòng)變化，相對(duì)比較復(fù)雜，當(dāng)受試者被特定的任務(wù)刺激后（如聽(tīng)覺(jué)刺激），可激活相應(yīng)的腦功能皮質(zhì)區(qū)，從而引起局部腦血流量的增加，結(jié)果導(dǎo)致氧合血紅蛋白含量增加，脫氧血紅蛋白含量降低，T2加權(quán)信號(hào)增強(qiáng)。聽(tīng)覺(jué)任務(wù)狀態(tài)下的fMRI研究有其特殊性，主要表現(xiàn)為單次激發(fā)成像梯度回波序列，掃描時(shí)產(chǎn)生的巨大噪聲會(huì)以不可預(yù)料的方式影響真實(shí)試驗(yàn)的聽(tīng)覺(jué)刺激，如果提高試驗(yàn)刺激的聽(tīng)閾會(huì)影響對(duì)前景及背景噪聲的鑒別，從而導(dǎo)致誤差。靜息狀態(tài)研究可以避開(kāi)任務(wù)狀態(tài)的研究中由于任務(wù)設(shè)計(jì)以及被試執(zhí)行情況的差異性而導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)結(jié)果的不可比性[15]。

3 fMRI應(yīng)用于耳鳴患者中樞神經(jīng)系統(tǒng)的研究

聽(tīng)覺(jué)皮層又分為初級(jí)聽(tīng)覺(jué)皮層和次級(jí)聽(tīng)覺(jué)皮層，以顳橫回、顳橫溝為界把聽(tīng)覺(jué)皮層從前向后分為顳極、顳橫回、顳橫溝、顳平面。顳橫回和顳橫溝屬于初級(jí)聽(tīng)覺(jué)皮層，顳極及顳平面屬于次級(jí)聽(tīng)覺(jué)皮層[16]。

3.1 fMRI對(duì)耳鳴發(fā)生一般機(jī)制的研究 fMRI可為觀(guān)察耳鳴的神經(jīng)中樞機(jī)制提供客觀(guān)依據(jù)，但由于聽(tīng)覺(jué)系統(tǒng)解剖、耳鳴中樞機(jī)制的復(fù)雜性及fMRI掃描時(shí)巨大噪音的影響，耳鳴方面的fMRI一直是研究的難點(diǎn)。Bartels等[17]發(fā)現(xiàn)耳鳴是由于聽(tīng)覺(jué)傳導(dǎo)通路中的蝸神經(jīng)核背側(cè)核、下丘發(fā)生可塑性改變而引起。然而，臨床發(fā)現(xiàn)采取手術(shù)破壞耳鳴動(dòng)物相應(yīng)耳蝸背側(cè)核后耳鳴并沒(méi)有消失，說(shuō)明耳鳴可能有更深層的中樞反應(yīng)，如聽(tīng)覺(jué)重組或多個(gè)皮層中樞相互作用。有學(xué)者支持這一觀(guān)點(diǎn)，提出耳蝸病變完全恢復(fù)之后，耳鳴仍可持續(xù)存在，特別是迷路破壞或聽(tīng)神經(jīng)切斷后，部分患者（約1/3～1/2）仍有耳鳴，或者原有的耳鳴反而加重[18]。Melcher等[7]進(jìn)行了單側(cè)性耳鳴的fMRI研究，發(fā)現(xiàn)耳鳴患者的下丘活動(dòng)異常，認(rèn)為耳鳴的感受與對(duì)側(cè)下丘（耳鳴相關(guān)的）神經(jīng)活動(dòng)性異常高有關(guān)。Smits等[19]研究發(fā)現(xiàn)，雙側(cè)耳鳴患者雙側(cè)的初級(jí)和次級(jí)聽(tīng)覺(jué)皮層、下丘和內(nèi)側(cè)膝狀體呈對(duì)稱(chēng)性變化，右側(cè)耳鳴患者同側(cè)初級(jí)聽(tīng)覺(jué)皮層和下丘活化作用明顯，左側(cè)耳鳴患者同側(cè)內(nèi)側(cè)膝狀體活化作用明顯。耳鳴患者傳入神經(jīng)信號(hào)減少導(dǎo)致fMRI檢查表現(xiàn)為聽(tīng)覺(jué)中樞丘腦及顳葉均活動(dòng)減弱，陳自謙等[20]發(fā)現(xiàn)患者雙耳受到純音刺激時(shí)，雙側(cè)聽(tīng)覺(jué)皮層激活區(qū)體積和強(qiáng)度明顯小于正常耳。

研究表明，不僅聽(tīng)覺(jué)系統(tǒng)（丘腦、顳葉）參與耳鳴的發(fā)生，非聽(tīng)覺(jué)系統(tǒng)包括邊緣系統(tǒng)（島葉、杏仁核、尾狀核等）、額葉、小腦及自主神經(jīng)系統(tǒng)等均對(duì)耳鳴的發(fā)生、發(fā)展起重要作用[21-23]。楊海弟等[8]應(yīng)用RS-fMRI檢查研究發(fā)現(xiàn)，耳鳴患者的聽(tīng)覺(jué)中樞及非聽(tīng)覺(jué)中樞均在耳鳴中起重要作用，聽(tīng)覺(jué)腦區(qū)丘腦、顳中回與邊緣系統(tǒng)海馬旁回、島葉等存在功能連接是導(dǎo)致耳鳴發(fā)生、發(fā)展的原因之一。眾所周知，小腦是前庭平衡中樞，維持身體平衡和協(xié)調(diào)，但最近研究發(fā)現(xiàn)聽(tīng)覺(jué)信號(hào)也有傳入小腦[24]，通過(guò)小腦-丘腦-皮層、皮層-腦橋-小腦環(huán)路發(fā)揮作用，其發(fā)生的可塑性變化可能與慢性耳鳴有關(guān)。

3.2 fMRI對(duì)耳鳴特性研究 耳鳴特性（即耳鳴的嚴(yán)重程度及持續(xù)時(shí)間）不同的患者，其聽(tīng)覺(jué)中樞結(jié)構(gòu)重組是否存在區(qū)別呢？自發(fā)神經(jīng)信號(hào)低頻振蕩的神經(jīng)活動(dòng)是大腦在靜息態(tài)下自主產(chǎn)生的基本神經(jīng)活動(dòng)。對(duì)RS-fMRI信號(hào)低頻振蕩的同步性分析，可得到大腦不同腦功能區(qū)之間的功能連接，即結(jié)構(gòu)上相互分離的腦功能區(qū)之間功能活動(dòng)的同步性，功能連接在大腦信息交流中起著重要作用。Zhang等[25]應(yīng)用RS-fMRI檢查發(fā)現(xiàn)慢性患者的耳鳴特性與丘腦和大腦皮層的功能連接被破壞有關(guān)；認(rèn)為耳鳴嚴(yán)重程度在右側(cè)顳中回與丘腦的功能連接呈負(fù)相關(guān)，耳鳴的持續(xù)時(shí)間在左側(cè)顳上回與丘腦的功能連接呈負(fù)相關(guān)。Chen等[26]注意到慢性耳鳴患者低頻振蕩的振幅（ALFF）在右顳中回、右額上回和右角回顯著增高；在左楔狀葉、右枕中回和雙側(cè)丘腦有所減小。此外，他們認(rèn)為耳鳴的嚴(yán)重程度與右顳中回和右額上回的ALFF的增高呈正相關(guān)；耳鳴的持續(xù)時(shí)間與右額上回的ALFF的增高呈正相關(guān)。

3.3 fMRI對(duì)耳鳴精神心理機(jī)制的研究 Carpenter-Thompson等[21]研究發(fā)現(xiàn)對(duì)耳鳴感到比較痛苦的患者在聽(tīng)到有感情的音樂(lè)時(shí)，杏仁核和海馬旁回的活躍范圍更大，而耳鳴反應(yīng)痛苦較低的患者額區(qū)更為活躍；同時(shí)高體育活動(dòng)強(qiáng)度組的額區(qū)更活躍，而低體育活動(dòng)強(qiáng)度組的邊緣系統(tǒng)更活躍。Jastreboff等[27]利用耳鳴動(dòng)物模型（耳鳴神經(jīng)-生理學(xué)模型）提出聽(tīng)覺(jué)通路和一些非聽(tīng)覺(jué)系統(tǒng)，尤其是邊緣系統(tǒng)的不同平面是耳鳴發(fā)生的基本部位，產(chǎn)生不同程度的耳鳴，并決定著耳鳴的厭煩程度；認(rèn)為大腦的可塑性在嚴(yán)重耳鳴的形成中起重要作用，耳鳴與不良情緒之間形成惡性循環(huán)。這可以用來(lái)解釋耳鳴患者不同耳鳴特性及相應(yīng)的情緒改變。

耳鳴患者傳入聽(tīng)覺(jué)中樞信號(hào)減少，將導(dǎo)致其對(duì)邊緣系統(tǒng)等非聽(tīng)覺(jué)系統(tǒng)的抑制減弱，導(dǎo)致患者的島葉、杏仁核、尾狀核、扣帶回、額葉皮層等腦區(qū)活動(dòng)增強(qiáng)。邊緣系統(tǒng)與患者的情緒控制有關(guān)，島葉是大腦邊緣系統(tǒng)的一部分，不僅在探測(cè)聲音和聲音到語(yǔ)意的轉(zhuǎn)化過(guò)程中起重要作用，還參與聽(tīng)覺(jué)注意的分配和視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)整合。Hinkley等[22]研究發(fā)現(xiàn)慢性耳鳴患者的尾狀核背側(cè)紋狀體LC區(qū)和初級(jí)聽(tīng)皮層A1的功能連接增強(qiáng)，LC區(qū)的功能失調(diào)會(huì)產(chǎn)生耳鳴。扣帶回也是大腦邊緣系統(tǒng)的一部分，該區(qū)域功能涉及耳鳴的記憶與厭煩情緒?？蹘Щ刂饕獙?duì)內(nèi)外環(huán)境的信息監(jiān)測(cè)起重要作用，且與聽(tīng)覺(jué)的空間注意力有關(guān)[23]。額葉是管理情緒及情感的主要區(qū)域，耳鳴患者所出現(xiàn)的焦慮、抑郁、失眠等心理異常行為可能與額下回活動(dòng)異常有關(guān)。Carpenter-Thompson等[21]提出增強(qiáng)額區(qū)反應(yīng)可以減少耳鳴嚴(yán)重程度。

4 fMRI在耳鳴中的應(yīng)用前景

fMRI檢查在耳鳴中的應(yīng)用研究結(jié)果幫助臨床突破并深化對(duì)耳鳴的傳統(tǒng)認(rèn)識(shí)，已被廣泛用于耳鳴的病因研究和療效評(píng)價(jià)，并進(jìn)一步為耳鳴的臨床診斷、治療提供新思路。耳鳴病因復(fù)雜，傳統(tǒng)上采用的藥物治療療效甚微，而fMRI使得部分耳鳴的病因得以明確。fMRI檢查可發(fā)現(xiàn)PT異常的血管結(jié)構(gòu)并進(jìn)行術(shù)前定位。已有學(xué)者發(fā)現(xiàn)采用外科手術(shù)或血管內(nèi)介入技術(shù)治療動(dòng)靜脈畸形、動(dòng)靜脈瘺及乙狀竇憩室，可改善PT患者的癥狀并治愈部分PT患者[28-29]。

5 總結(jié)

fMRI檢查在耳鳴的應(yīng)用研究目前尚處于對(duì)不同類(lèi)型耳鳴進(jìn)行臨床診斷及預(yù)后判斷的初級(jí)階段。檢查過(guò)程中產(chǎn)生的噪聲無(wú)法進(jìn)行有效屏蔽，不僅會(huì)分散受試者的注意力，同時(shí)可產(chǎn)生不需要的血氧信號(hào)，而且所得結(jié)果可能與記憶、情感、情緒等大腦皮質(zhì)功能區(qū)相協(xié)同，不論是靜息狀態(tài)還是任務(wù)狀態(tài)的研究效果都會(huì)有所影響，從而降低研究的準(zhǔn)確性。目前該領(lǐng)域還有很多問(wèn)題有待于進(jìn)一步深入探索，如對(duì)于各種類(lèi)型的耳鳴進(jìn)行準(zhǔn)確的病因查找及分類(lèi)。此外fMRI檢查不能用于安裝有心臟起搏器、植入金屬裝置等耳鳴患者，這使得fMRI用于耳鳴研究受到一定限制。同時(shí)靜息態(tài)下多個(gè)腦區(qū)之間的功能連接測(cè)量分析還需有更高分辨率和更高信噪比的成像技術(shù)出現(xiàn)。隨著科研水平的不斷提高、MRI機(jī)的更新?lián)Q代及新的數(shù)據(jù)分析處理技術(shù)的出現(xiàn)，相信fMRI必將會(huì)在耳鳴研究領(lǐng)域有新的突破和進(jìn)展。

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2016-06-04）

（本文編輯：李媚）

310003 杭州，浙江大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬第一醫(yī)院耳鼻咽喉頭頸外科（史嫣慧系在職研究生，現(xiàn)在杭州市下城區(qū)朝暉街道社區(qū)衛(wèi)生服務(wù)中心五官科工作）

徐婭萍，E-mail：1458945390@qq.com