老年聽(tīng)力損失的影像研究進(jìn)展

黃佳宇,陸?zhàn)╄?劉潔,婁昕*

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

據(jù)世界衛(wèi)生組織(World Health Organization,WHO)估計(jì),世界上約有20%的人經(jīng)歷過(guò)一定程度的聽(tīng)力損失,其在交流、認(rèn)知等多個(gè)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(wèn)題[1]。當(dāng)前,隨著人口老齡化進(jìn)程的加重,在受年齡增長(zhǎng)影響的感官中,聽(tīng)力損失最為常見(jiàn)[2]。

年齡相關(guān)性聽(tīng)力損失(age-related hearing loss,ARHL)是老年人經(jīng)歷的最普遍的慢性感覺(jué)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(yù)計(jì)將有12億人超過(guò)60歲,其中將有超過(guò)5億人遭受ARHL的嚴(yán)重?fù)p害[4]。ARHL不僅會(huì)對(duì)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(dǎo)致老年人認(rèn)知障礙的重大風(fēng)險(xiǎn)因素[5]。

因此,為了減輕聽(tīng)力損失帶來(lái)的負(fù)擔(dān),就需要提高醫(yī)療診治綜合能力。其中,醫(yī)學(xué)影像學(xué)技術(shù)在聽(tīng)力損失相關(guān)疾病的精準(zhǔn)診斷、治療與預(yù)后分析中潛力很大。

1 聽(tīng)力、聽(tīng)力損失及其分類分級(jí)

聽(tīng)力是指人體利用自身聽(tīng)覺(jué)器官的傳音、感音系統(tǒng)等接受外界語(yǔ)言信息的一種能力,其傳導(dǎo)過(guò)程主要涉及外耳、中耳和內(nèi)耳三個(gè)部分。聽(tīng)力損失是指聽(tīng)覺(jué)系統(tǒng)中的傳音、感音系統(tǒng)以及對(duì)聲音的綜合分析的各級(jí)神經(jīng)中樞發(fā)生器質(zhì)性或功能性異常,進(jìn)而導(dǎo)致聽(tīng)力出現(xiàn)不同程度減退的現(xiàn)象。聽(tīng)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(gè)級(jí)別[6]。

2 聽(tīng)力損失的成像技術(shù)

美國(guó)耳鼻咽喉頭頸外科基金會(huì)指出,臨床醫(yī)師有必要對(duì)部分聽(tīng)力損失的患者進(jìn)行及時(shí)的影像學(xué)檢查[7]。在成像方式中,電子計(jì)算機(jī)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(bǔ)充并各自具有優(yōu)勢(shì)。近年來(lái),隨著多模態(tài)影像技術(shù)的興起和發(fā)展,與聽(tīng)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(tīng)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(tīng)力下降為主的感音神經(jīng)性聽(tīng)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(jiàn)的聽(tīng)力損失[9],其最關(guān)鍵的危險(xiǎn)因素是年齡。

針對(duì)ARHL,通常情況下并不能使用CT和MRI直接對(duì)其進(jìn)行診斷,僅在部分情況下會(huì)通過(guò)影像學(xué)掃描將ARHL同其他疾病進(jìn)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(lái)隨著ARHL被認(rèn)為是老年人癡呆、認(rèn)知障礙、抑郁等的風(fēng)險(xiǎn)因素,聽(tīng)力損失和認(rèn)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(jià)值,影像學(xué)開(kāi)始逐漸發(fā)揮自身優(yōu)勢(shì)。

3.1 正電子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層顯像

通常使用CT對(duì)ARHL患者進(jìn)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(jì)算機(jī)斷層顯像(positron emission tomography/computed tomography,PET/CT)對(duì)ARHL患者進(jìn)行的研究發(fā)現(xiàn),通過(guò)PET可以檢測(cè)與阿爾茲海默病(Alzheimer′s disease,AD)相關(guān)的標(biāo)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(jī)制提供了良好的客觀手段。

3.2 MRI

常規(guī)MRI對(duì)ARHL患者相關(guān)癥狀的檢測(cè)能力相對(duì)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(wú)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(jìn)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(xué)標(biāo)志物和相關(guān)治療靶點(diǎn)提供了依據(jù)[13]。

3.2.1 常規(guī)MRI 當(dāng)前,越來(lái)越多的證據(jù)表明ARHL患者的大腦結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生不同程度的改變,其大腦實(shí)質(zhì)體積的減少可能與聽(tīng)力損失有很大關(guān)系。Slade等[14]的一項(xiàng)meta分析表明,測(cè)量ARHL患者M(jìn)RI圖像上顳葉灰質(zhì)體積(gray matter volume,GMV)的改變,對(duì)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(guò)GMV的變化可以從大腦結(jié)構(gòu)可塑性的角度進(jìn)一步探索ARHL患者產(chǎn)生抑郁和焦慮狀態(tài)的相關(guān)機(jī)制[15]。

此外,僅從常規(guī)的MRI掃描圖像中并不能有效地識(shí)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(kāi)發(fā)了一種基于MRI掃描進(jìn)而量化ARHL相關(guān)腦萎縮情況的新技術(shù),這對(duì)于研究ARHL與大腦結(jié)構(gòu)改變之間的關(guān)系,進(jìn)而探索衰老對(duì)聽(tīng)力的影響機(jī)制等將有所幫助。

3.2.2 fMRI 動(dòng)脈自旋標(biāo)記(arterial spin labeling,ASL)是一種利用動(dòng)脈血液中的水分子作為內(nèi)源性對(duì)比劑實(shí)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(duì)ARHL患者進(jìn)行大腦灌注成像的研究結(jié)果表明,與對(duì)照組相比,ARHL患者的初級(jí)聽(tīng)覺(jué)皮層灌注減少。這說(shuō)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(xué)標(biāo)志物,量化ARHL患者大腦內(nèi)部的代謝情況,從而盡早對(duì)其聽(tīng)力損失相關(guān)癥狀進(jìn)行干預(yù)。

磁共振波譜(magnetic resonance spectroscopy,MRS)技術(shù)可以無(wú)創(chuàng)測(cè)定人體內(nèi)某一特定組織區(qū)域的化學(xué)成分。Dobri等[18]利用MRS探究人體聽(tīng)覺(jué)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(tīng)覺(jué)皮層的GABA含量更低,其含量可能與中樞聽(tīng)覺(jué)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(tīng)覺(jué)系統(tǒng)的衰老進(jìn)程不同有關(guān),這為探索ARHL患者聽(tīng)力損失的中樞相關(guān)機(jī)制及診治提供了新的思路。

有研究發(fā)現(xiàn)聽(tīng)力損失是老年人癡呆的獨(dú)立風(fēng)險(xiǎn)因素,且對(duì)老年人的非空間認(rèn)知存在影響[19],fMRI作為一種客觀的評(píng)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(jī)制。Ren等[20]基于不同頻帶的低頻波動(dòng)幅度(amplitude of low-frequency fluctuation,ALFF)的一項(xiàng)研究指出,伴認(rèn)知功能障礙的ARHL患者存在聽(tīng)覺(jué)皮層和非聽(tīng)覺(jué)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(shí),大腦功能網(wǎng)絡(luò)尤其是額葉網(wǎng)絡(luò)會(huì)發(fā)生嚴(yán)重紊亂,且在ARHL患者檢測(cè)到明顯的認(rèn)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(rèn)知障礙的早期影像學(xué)標(biāo)志物;此外,Chen等[22]對(duì)ARHL患者的海馬體進(jìn)行FC研究發(fā)現(xiàn),ARHL患者的海馬體FC減少,表明其認(rèn)知能力可能發(fā)生了變化,海馬體的FC可能會(huì)是ARHL患者認(rèn)知障礙的潛在影像學(xué)標(biāo)志物。這些發(fā)現(xiàn)對(duì)于我們進(jìn)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(xué)機(jī)制從而對(duì)其進(jìn)行早期的預(yù)防、診治將有所幫助。

此外,基于fMRI技術(shù),目前對(duì)大腦功能的探索已經(jīng)發(fā)展到網(wǎng)絡(luò)的層次。Schulte等[23]的一項(xiàng)靜息態(tài)功能磁共振(resting-state fMRI,rs-fMRI)研究顯示,隨著老年人聽(tīng)力損失程度的增加,背側(cè)注意網(wǎng)絡(luò)(dorsal attention network,DAN)、顯著性網(wǎng)絡(luò)(salience network,SN)與感覺(jué)運(yùn)動(dòng)、初級(jí)運(yùn)動(dòng)皮層和視覺(jué)皮層之間的連通性發(fā)生了改變;Xing等[24]的一項(xiàng)靜態(tài)和動(dòng)態(tài)功能網(wǎng)絡(luò)連接研究發(fā)現(xiàn),功能網(wǎng)絡(luò)連接的異常改變與神經(jīng)認(rèn)知狀態(tài)之間存在著某種關(guān)系,并可能是識(shí)別認(rèn)知能力的重要影像學(xué)標(biāo)志物;Guan等[25]基于rs-fMRI的圖論分析研究了ARHL患者與認(rèn)知能力改變相關(guān)的腦網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涮匦宰兓?研究發(fā)現(xiàn)ARHL患者腦網(wǎng)絡(luò)的整體和節(jié)點(diǎn)特性都發(fā)生了變化,且會(huì)導(dǎo)致其他多個(gè)腦區(qū)的節(jié)點(diǎn)中心性和效率增加。這可能為進(jìn)一步理解ARHL患者認(rèn)知能力下降的神經(jīng)機(jī)制、判斷ARHL患者的認(rèn)知障礙改變及早期診治提供新思路。

Gray等[26]的一項(xiàng)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)將電生理學(xué)評(píng)估與擴(kuò)散磁共振成像(diffusion magnetic resonance imaging,dMRI)相結(jié)合。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:受年齡影響,與顳葉相關(guān)的感覺(jué)和認(rèn)知功能以及大腦的部分結(jié)構(gòu)和功能會(huì)發(fā)生變化。相關(guān)研究將有助于進(jìn)一步探索ARHL患者伴發(fā)認(rèn)知能力下降和神經(jīng)退行性疾病的機(jī)制、了解衰老對(duì)不同感覺(jué)和認(rèn)知腦區(qū)的影響和探索神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)在衰老大腦中出現(xiàn)功能變化時(shí)的改變。

ARHL不僅會(huì)給患者帶來(lái)聽(tīng)覺(jué)上的障礙,還會(huì)影響患者的認(rèn)知功能和情緒。因此,盡早對(duì)ARHL患者伴發(fā)的神經(jīng)系統(tǒng)疾病進(jìn)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(xué)標(biāo)志物可對(duì)ARHL患者伴發(fā)的神經(jīng)系統(tǒng)疾病進(jìn)行提示,無(wú)創(chuàng)便捷的多模態(tài)影像學(xué)技術(shù)將有助于盡早對(duì)ARHL患者伴發(fā)的神經(jīng)系統(tǒng)疾病進(jìn)行預(yù)防和干預(yù)。

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(tīng)力損失可能會(huì)成為一種影響越來(lái)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(tīng)力損失往往是其早期癡呆和認(rèn)知障礙的一個(gè)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(duì)ARHL患者進(jìn)行專門(mén)成像,對(duì)了解其傳音、感音結(jié)構(gòu)及理解聽(tīng)力損失的病理生理學(xué)基礎(chǔ)至關(guān)重要,同時(shí)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(huì)是評(píng)估ARHL病因、提高ARHL診治效果,以及盡早對(duì)ARHL患者伴發(fā)的神經(jīng)退行性疾病進(jìn)行預(yù)防和干預(yù)的重要手段和關(guān)鍵技術(shù)。