后天性感音神经性聋患者听觉中枢磁共振弥散张量成像研究△

祝康何莹侯瑾闫静郑国玺许珉白芝兰

·临床研究·

后天性感音神经性聋患者听觉中枢磁共振弥散张量成像研究△

祝康1何莹2侯瑾1闫静1郑国玺1许珉1白芝兰2

目的 探讨后天性感音神经性聋（sensorineural hearing loss，SNHL）及其病程对听觉中枢白质的影响。方法 选后天性SNHL患者30例，根据发病时间分为突发性聋组15例和病程2年以上的SNHL组15例；并选择15例同期行MRI检查的听力正常的其它患者为对照组；运用磁共振弥散张量成像（diffusion tensor imaging，DTI）技术观察各组受试者听觉中枢下丘和外侧丘系的弥散相关参数，包括：部分各向异性（factional anisotropy，FA）值、径向弥散（radial diffusivity，RD）、轴向弥散（axial diffusivity，AD）及平均弥散（mean diffusivity，MD）。结果突聋组、病程2年以上的SNHL组及对照组双侧下丘FA值大小依次为SNHL组＜对照组＜突聋组（P＜0.05），对照组和突聋组与2年以上SNHL组间差异均有统计学意义（P＜0.05）；外侧丘系右侧RD值大小依次为突聋组＜对照组＜SNHL组（P＜0.05），右侧MD值大小依次为对照组＜突聋组＜SNHL组，且两两比较差异均有统计学意义（P＜0.05）。三组下丘及外侧丘系AD值差异无统计学意义（均P＞0.05）。结论 突聋患者的听觉中枢未发生明显异常的改变，而病程大于2年以上的后天性SNHL患者听觉中枢神经纤维束明显受到破坏，提示感音神经性听觉损失患者的病程长短对听觉传导通路的结构变化有影响。

后天性感音神经性聋； 磁共振弥散张量成像； 听觉传导通路

磁共振弥散张量成像（diffusion tensor imaging，DTI）能够直接显示活体脑白质神经纤维束在空间的走行、分布和病理变化［1］，现已有研究将其应用于视觉传导通路的研究［2，3］。近年来，利用DTI对听觉传导通路进行研究渐成为热点［4］，Lin等［5］对神经性聋患者听觉传导通路上DTI成像发现径向弥散（radial diffusivity，RD）及部分各向异性（factional anisotropy，FA）发生改变；Wu等［6］发现单侧蜗神经缺失患儿听觉传导通路神经纤维走行完整，RD及FA的改变可能归因于轴突缺失和／或脱髓鞘病变。本研究拟运用DTI成像技术对后天性感音神经性聋（sensorineural hearing loss，SNHL）患者与正常听力人群进行全脑扫描，并选择下丘和外侧丘系进行弥散相关参数的测量，探讨后天性聋对听觉中枢白质的影响。

1 资料与方法

1.1 研究对象及分组 连续收集2011年5月～2012年1月在西安交通大学第二附属医院耳鼻咽喉科门诊及住院部就诊，并行完整听力学检查后诊断为后天性SNHL的患者30例，纳入标准及排除标准：听力学检查结果为感音神经性聋；排除各种中枢神经疾病及中耳疾病史；既往没有耳部手术史及耳毒性药物应用史。

依据患者病程长短分为突发性聋组（突聋组）15例、病程2年以上的SNHL患者组（SNHL组）15例。突聋组患者发病时间为1周以内，且未接受治疗，其中左耳6例，右耳9例，男7例，女8例，年龄24～58岁，中位年龄42岁，均为单侧中重度-极重度聋，500、1 000、2 000 Hz平均纯音听阈60～90 d B HL。SNHL组男6例，女9例，年龄20～56岁，中位年龄37岁，均为双侧中重度聋，500、1 000、2 000 Hz平均纯音听阈70～90 dB HL。

选择同期行MRI检查的听力正常的其它患者15例作为对照组，男6例，女9例，年龄24～58岁，中位年龄35岁；颞骨及头颅影像学检查均正常，无神经系统疾病病史及家族病史，年龄、性别均与病例组匹配。

上述三组受试者同意检查并签订知情同意书。

1.2 DTI扫描方法 所有患者检查时，双耳内置入3M软耳塞减低噪声，放松闭眼，保持全身尤其是头部不动，线圈内头部两侧放置海绵垫加以固定。采用美国GE公司3.0T超导磁共振扫描仪（GE Signa HDxt）头部8通道鸟笼式线圈扫描。扫描序列：内耳横轴位T1WI、T2WI、弥散张量成像（DTI）；DTI扫描采用单次激发自旋回波成像（SE-EPI），扫描参数为：TR＝8 000 ms，TE＝89.8 ms，B＝1 000 mm2／s，弥散敏感梯度25个方向，层厚5 mm；层间距0 mm。FOV：24×24／2，成像矩阵：130×128，1次采集，扫描时间3分36秒。

1.3 图像处理及数据测量 在完整的听觉传导通路上选择外侧丘系和下丘两个点作为感兴趣区，测量这两个解剖位置的确定在方向编码彩色（directionally encoded color，DEC）图上进行，大小约为12 mm2左右。图像处理运用DTI-Studio分析软件，测量并计算以下DTI参数：①轴向弥散（axial diffusivity，AD）；②径向弥散（radial diffusivity，RD）；③平均弥散（mean diffusivity，MD）；④部分各向异性（factional anisotropy，FA）。

1.4 统计学方法 采用SPSS13.0分析软件，连续资料采用均数±标准差表示，测量结果的组间比较采用多个独立样本均数比较的方差分析，组内左右侧对比采用配对样本T检验；检验水准取双侧α＝0.05。

2 结果

突发性聋、病程2年以上SNHL组及对照组下丘和外侧丘系DTI的FA、AD、RD及MD测量结果见表1和表2，可见，三组间双侧下丘FA值差异有统计学意义（P≤0.05），三组FA值大小依次为SNHL组＜对照组＜突聋组，两两比较显示，SNHL组患者的FA值明显低于突聋和对照组（P≤0.05），而突聋组与对照组之间差异无统计学意义。三组的AD、RD、MD值差异无统计学意义（P＞0.05）（表1）。

三组间双侧外侧丘系DTI结果显示，三组间仅右侧RD及MD差异有统计学意义，组内两两比较可见，突聋组与SNHL组、对照组与SNHL组之间差异有统计学意义（P＜0.05），突聋组及对照组RD值均低于SNHL组（P＜0.05）、MD值均低于SNHL组（P＜0.05），而三组间FA、AD值差异无统计学意义（P ＞0.05）（表2）。

表1 三组受试者下丘DTI的FA、MD、RD、AD测量结果比较（10-3mm2／s，±s）

表1 三组受试者下丘DTI的FA、MD、RD、AD测量结果比较（10-3mm2／s，±s）

?

表2 三组受试者外侧丘系DTI的FA、MD、RD、AD测量结果比较（10-3mm2／s，±s）

表2 三组受试者外侧丘系DTI的FA、MD、RD、AD测量结果比较（10-3mm2／s，±s）

?

3 讨论

脑白质完整是保证轴突传导功能的基础，脑白质变性损伤是神经功能障碍的重要原因之一。有学者［7］认为DTI检测中的各向异性与脑白质内的神经纤维直径、密度、神经胶质细胞的密度以及脑白质的磷脂化程度有关，但主要与神经纤维的走行方向和结构有关。水分子倾向于沿神经纤维束走行的方向进行扩散，从而表现出扩散的各向异性特点。

下丘是听觉通路的重要组成部分，不仅是听觉上行径路的中转站，也是听反射中枢。由于来自背侧的纵向听觉定位信息与来自上橄榄核的横向听觉定位信息最先整合的部位在下丘，因此，下丘在声音空间定位功能中非常重要，一侧外侧丘系传导双侧耳的听觉冲动。本研究之所以选择下丘和外侧丘系作为感兴趣区，是由于首先这两个部位都是中枢听觉传导通路上的重要部位，第二，两解剖位置相对清晰，容易辨认；第三，经此两处的脑白质纤维均为垂直方向上下走行，在DEC图上可以清晰显示，使得定位更加准确。虽然SNHL患者在听觉传导通路的任何一点均有可能出现异常改变，但其它部位（包括蜗神经核、下橄榄核、斜方体及内侧膝状体）解剖位置较难辨认，而且这些部位包括了一些纵行的、横跨的及斜行的纤维，定位的准确性较降低。

FA和MD是DTI检测脑白质变化经常采用的参数。FA是扩散张量的各向异性成分与整个扩散张量的比值，微结构环境（如组织密度）改变、髓鞘损伤和丢失及纤维的数量减少等因素可使FA值发生改变。MD值代表与扩散方向无关的扩散程度，并不反映组织的各向异性，只表现出组织内水分子扩散大小，MD值升高主要反映因髓鞘损伤或丢失而导致的所有方向的扩散不受限制，它又可以分解为平行和垂直于脑白质纤维走行方向的本征矢量。AD代表水分子平行于纤维走形方向的扩散程度，RD代表水分子垂直于纤维走形方向的扩散程度。当各种病变累及神经纤维的轴突和／或髓鞘时，受累区域的FA值会有不同程度的降低，代表白质纤维各向异性的破坏；而MD值有不同程度的升高，体现水分子扩散速度增大。经过对这些定量参数的综合分析，就可以准确了解神经纤维轴突和髓鞘等微观组织结构的完整性是否遭到破坏，以及组织含水量增加、髓鞘脱失和神经胶质细胞增生等病理变化。

以往研究表明，单侧耳聋患者的DTI各参数在左右侧传导通路之间无显著性差异［5］。双侧下丘FA值下降提示水分子沿着神经纤维走形方向的弥散能力下降，神经纤维已出现脱髓鞘改变；AD无变化提示神经纤维束轴突的完整性正常，并没有发生因损伤或炎症而造成的轴突缺失［8］；右侧外侧丘系RD增加则认为可能是由于神经纤维脱髓鞘造成的，进而导致这些部位功能性活动减弱［4］；右侧外侧丘系MD升高则可能是因髓鞘损伤或丢失导致的所有方向的扩散不受限制，扩散程度越高，说明损伤越重。然而，本研究结果显示病程2年以上的SNHL患者及突聋患者双侧外侧丘系FA值无明显差异，与以往实验结果不同，考虑可能是由于本次实验样本量偏小的缘故。

以往的研究［5］结果显示双侧下丘处FA的变化大于双侧外侧丘系，可能是由于与外侧丘系相比，下丘位于中枢听觉传导通路上较远端的位置，它是众多下级听觉神经纤维的汇聚处，对各种损伤都较外侧丘系更加敏感，从而导致下丘更加容易出现严重的髓鞘变性。在许多疾病状态下DTI的FA都表现为下降，然而MD则表现为增加［9］、不变［10］、甚至下降［11］；另外也有报道显示仅有FA［4，12］或MD［13］下降。本实验也仅发现病程2年以上的SNHL患者双侧下丘的FA值较对照组下降及外侧丘系右侧MD值较对照组升高，FA的变化可以归因于AD、RD或者两者共同的变化，这些变化又会影响到MD的改变。本研究中，2年以上SNHL患者组DTI的右侧外侧丘系RD增高进而导致FA下降，这些均归因于神经纤维髓鞘脱失，AD无变化提示神经纤维在形态学上是完整的。这些结果有助于增加对SNHL患者听力下降的神经解剖学基础的认识。

有学者对突聋患者进行磁共振灌注成像（perfusion-weighted imaging，PWI）研究，发现正常对照组PWI正常，而突聋组有7例出现了相应的皮层中枢局部血流量下降（P＜0.01）［14］。脑白质结构对缺血较为敏感，当听觉中枢传导通路上的各个重要核团的血供减少，受到缺血的影响后FA值理论上应该下降；但本试验中，突聋组与对照组DTI各测试值之间均没有统计学差异。其原因可能是脑白质位于大脑深部，由深穿支小动脉供血，这些小动脉为脑动脉的终末支，由于本组突聋患者发病时间较短，均无中枢神经系统疾病，听觉传导通路上的白质纤维完好，脑白质结构并未发生缺血，所以短暂的听觉丧失并未影响到听觉传导的白质结构，因此，DTI相关参数与正常对照组相比未发生明显改变。而病程两年以上的SNHL患者，双侧下丘及外侧丘系处均出现DTI相关参数的明显变化，提示病程长短对听觉传导通路的结构变化有影响，考虑可能与耳聋后大脑的代偿有关。

本研究按照发病时间及耳聋程度进行了分组设计，但对发病时间与DTI各参数改变的关系未作相关性分析；后期将进一步研究感音神经性聋患者发病时间及耳聋程度与DTI各参数改变的关系。应用DTI与全脑三位容积扫描融合，并运用VBM软件，对中枢听觉传导通路进行更加全面的分析，可以全面了解患感音神经性聋后听觉传导通路白质损伤的程度。另外，从文中结果看，病程2年以上SNHL组均为双侧中重度SNHL，但仅右侧外侧丘系RD及MD升高，而左侧未发现此现象，可能与样本量较小等因素有关，具体原因及机制有待进一步研究证实。

1 Le Bihan D，Mangin JF，Poupon C，et al.Diffusion tensor imaging：concepts and applications［J］.J Magn Reson Imaging，2001，13：534.

2 Kolbe S，Chapman C，Nguyen T，et al.Optic nerve diffusion changes and atrophy jointly predict visual dysfunction after optic neuritis［J］.Neuroimage，2009，45：679.

3 Schoth F，Burgel U，Dorsch R，et al.Diffusion tensor imaging in acquired blind humans［J］.Neurosci Lett，2006，398：178.

4 Chang Y，Lee SH，Lee YJ，et al.Auditory neural pathway evaluation on sensorineural hearing loss using diffusion tensor imaging［J］.Neuroreport，2004，15：1699.

5 Lin YC，Wang JJ，Wu CM，et al.Diffusion tensor imaging of the auditory pathway in sensorineural hearing loss：change in radial diffusivity and diffusion anisotropy［J］.J Magn Res Imaging，2008，28：598.

6 Wu CM，Ng SH，Wang JJ，et al.Diffusion tensor imaging of the subcortical auditory tract in subjects with congenital cochlear nerve deficiency［J］.AJNR，2009，30：1773.

7 Shimony JS，Mckinstry RC，Akbudak E.Quantitative diffusion tensor anisotropy brain MR imaging：normative human data and anatomic analysis［J］.Radiology，1999，212：770.

8 Song SK，Sun SW，Ramsbottom MJ，et al.Dysmyelination revealed through MRI as increased radial（but unchanged axial）diffusion of water［J］.Neuroimage，2002，17：1429.

9 Toh CH，Wong AM，Wei KC，et al.Peritumoral edema of meningiomas and metastatic brain tumors：differences in diffusion characteristics evaluated with diffusion-tensor MR imaging［J］.Neuroradiology，2007，49：489.

10 Thomalla G，Glauche V，Koch MA，et al.Diffusion tensor imaging detects early Wallerian degeneration of the pyramidal tract after ischemic stroke［J］.Neuroimage，2004，22：1767.

11 D＇Arceuil H，de Crespigny A.The effects of brain tissue decompo-sition on diffusion tensor imaging and tractography［J］.Neuroimage，2007，36：64.

12 Arfanakis K，Haughton VM，Carew JD，et al.Diffusion tensor MR imaging in diffuse axonal injury［J］.AJNR，2002，23：794.

13 Moon WJ，Na DG，Kim SS，et al.Diffusion abnormality of deep gray matter in external capsular hemorrhage［J］. AJNR，2005，26：229.

14 熊科亮，肖新兰，龚良庚.突发性耳聋患者磁共振下内耳与听觉中枢血供的研究［J］.江西医学院学报，2007，47：：68.

（2014-06-12收稿）

（本文编辑 周涛）

Diffusion Tensor lmaging Study of Central Auditory Pathway in Patients with Acquired Sensorineural Hearing Loss

Zhu Kang*，He Ying，Hou Jin，Yan Jing，Zheng Guoxi，Xu Min，Bai Zhilan
（*Department of Otorhinolaryngology，the Second Affiliated Hospital，Medical School of Xi’an Jiaotong University，Xi＇an，710004，China）

Objective Magnetic resonance diffusion tensor imaging（DTI）was applied to study the cantral auditong pathway in patients with.Methods A total of 30 cases of acquired hearing loss patients were divided into 2 groups，group 1（15，sudden deafness）and group 2（15，with duration up to 2 years SNHL group from the time of onset）.A total of 15 cases of normal-hearing patients on MRI examination were selected as the control group for the same period.All subjects received DTI of whole brain.The values of the whole brain DTI were obtained from the inferior colliculus and lateral lemniscus，consisting of the fractional anisotropy（FA），radial diffusion（RD），axial dispersion（AD）and mean diffusivity.Results There were significant differences（P＜0.05）in FA of bilateral inferior colliculus among sudden deafness group，SNHL of 2-year-history group and the control group by ANOVA.FA of inferior colliculus in the control group was higher than that of in the SNHL group，but lower than that of in the sudden deafness group.RD of lateral lemniscus in the SNHL group was higher than that of in the sudden deafness group（P＜0.05），MD of lateral lemniscus in the sudden deafness group was higher among the other 2 groups，and there were signigicant（P＜0.05）.For AD of the inferior colliculug and lateral lemniscus，there were no differences among the 3 groups（P＞0.05）.Conclusion There was no obviously abnormal change on the central auditory processing in sudden deafness group，but significant destruction was found on 2 years SNHL group.It indicated that central auditory processing of the history of sensorineural deafness affected the structural changes of the central auditory pathway.

Aquired sensorineural hearing loss； Diffusion tensor imaging； Auditory pathway

10.3969／j.issn.1006-7299.2015.02.006

时间：2015-3-3 14：39

R764.43+1

A

1006-7299（2015）02-0143-04

△ 国家自然科学基金（81271068）、陕西省科技攻关项目（2012K14-02-01）、西安交大第二附属医院科研青年基金项目（YJ（QN）200913）、教育部博士点基金（20120201110060）资助

1 西安交通大学医学院第二附属医院耳鼻咽喉头颈外科（西安 710004）； 2 西安交通大学医学院第二附属医院影像科

祝康，男，陕西人，在读博士，主治医师，主要研究方向为耳鼻的基础及临床研究。

白芝兰（Email：zhukangent@163.com）

网络出版地址：http：／／www.cnki.net／kcms／detail／42.1391.R.20150303.1439.026.html