DTI在巨细胞病毒感染所致感音性耳聋患儿中的应用

庄霞梅，金 科，李君伟，王 海，伍光春，尹 燕，李晓明，邓 敏

(湖南省儿童医院放射科，湖南 长沙 410007)

DTI在巨细胞病毒感染所致感音性耳聋患儿中的应用

庄霞梅，金 科*，李君伟，王 海，伍光春，尹 燕，李晓明，邓 敏

(湖南省儿童医院放射科，湖南 长沙 410007)

目的探讨磁共振扩散张量成像(DTI)技术在巨细胞病毒感染(CMV)所致感音性耳聋(SNHL)患儿听觉通路中的应用价值。方法选取CMV感染所致SNHL的患儿31例，其中双侧听力受损(BPHL)组13例、单侧听力受损(UPHL)组18例[分为听力受损侧(lpsi亚组)和未受损侧(con亚组)]；无听力损伤的患儿36例(对照组)。采用DTI技术获得各组双侧下丘和外侧丘系各向异性分数(FA)、平均扩散率(MD)、轴向扩散率(AD)、径向扩散率(RD)，并进行统计学分析。结果与对照组相比，BPHL组双侧下丘、外侧丘系FA值减低、RD值增高(P均<0.001)。与con亚组相比，lpsi亚组FA值减低、RD值增高(P均<0.001)。与对照组比较，lpsi亚组双侧下丘和外侧丘系的FA值减低，双侧下丘RD值增高(P均<0.001)；与con亚组比较，BPHL组外侧丘系的FA值减低、RD值增高，且双侧下丘的RD值增高(P均<0.001)。双侧下丘FA值与听觉阈值呈负相关(r=-0.966，P<0.001)。IC和LL区的MD和AD值差异均无统计学意义(P均>0.05)。结论CMV感染所致SNHL患儿的听觉通路脑白质发生了明显改变，提示脑白质髓鞘脱失或髓鞘发育不良。

巨细胞病毒；耳聋；扩散磁共振成像

图1 ROI勾画示意图 A.双侧IC(Plane1为右侧IC； Plane2为左侧IC); B.双侧LL(Plane1为左侧LL； Plane2为右侧LL)

巨细胞病毒(cytomegalovirus, CMV)属疱疹病毒科，人群感染极为普遍。孕妇原发性感染CMV后通过垂直传播导致新生儿感染的发生率高达20%，无论CMV感染是先天性、还是后天性，均已成为人类非遗传性耳聋的主要原因之一[1-2]，国外报道[2]约10%～15%的无症状及30%～60%的有症状CMV感染患儿可出现先天性或迟发性感音性耳聋(sensorineural hearing loss, SNHL)，且多数出现渐进性恶化。磁共振扩散张量成像(diffusion tensor imaging, DTI)技术可检测组织内水分子扩散运动的幅度和方向，显示白质纤维束，可通过检测不同的扩散率并结合各项参数指标识别病理过程[3]。本研究旨在通过DTI技术探讨CMV感染的SNHL患儿听觉通路中脑白质的改变。

1 资料与方法

1.1 一般资料 收集2014年2月—2015年10月于我院肝病中心因CMV感染就诊、不同程度听力受损、无其他临床症状的31例患儿，男20例，女11例，纠正月龄(足月40周后的年龄)1～3个月，平均 (2.1±1.4)个月。SNHL的诊断采用国内同年龄段婴幼儿脑干听觉诱发电位(brainstem auditory evoked potential, BAEP)的正常值作为判断标准[4]，并除外中内、耳发育畸形，病毒、细菌感染及其他原因(如高胆红素、外伤、用药等)所致听力受损。听力受损依据波形(V波反应阈>36 dB)及分贝值分为轻、中、重度。其中双侧听力受损(bilateral profound hearing loss, BPHL)组13例，单侧听力受损(unilateral profound hearing loss, UPHL)组18例(受损一侧为lpsi亚组，未受损一侧为con亚组)，首次检查时患儿均未接受相关治疗。对照组为无神经系统异常、无听力异常，因其他疾病(如颌面部、头颅表面血管瘤、皮样/表皮样囊肿患儿)需进行头颅MR扫描的婴幼儿36例，男19例，女17例，纠正月龄1～3个月，平均(2.2±1.4)个月。

1.2 仪器与方法 采用Siemens Skyra 3.0T磁共振扫描仪，16通道头线圈。先行T1WI结构像扫描，采用快速扰相回波序列，TR 2 300 ms，TE 2.26 ms，TI 900 ms，翻转角8°，层厚1 mm，层间距0.5 mm，体素0.8 mm×0.8 mm×1.0 mm，激励次数1，采集时间为4 min 20 s，扫描范围自颅底至颅顶。DTI采用平面回波成像序列，TR 3 700 ms，TE 95 ms，层厚4 mm，层间距0.8 mm，矩阵128×128，b值为0、1 000 s/mm2，64个扩散敏感梯度方向，激励次数1，采集时间8 min 23 s。

1.3 图像分析 由2名工作10年以上的放射科医师分析图像，意见有分歧时经协商达成一致。采用Syngo.via软件，将DTI数据载入神经3D软件进行后处理，于T1WI结构像上，在双侧下丘(inferior colliculus, IC)、外侧丘系(lateral lemniscus, LL)分别勾画ROI(5.0 mm×2.5 mm×0.5 mm)，见图1。计算各ROI的各向异性分数(fractional anisotropy， FA)、平均扩散率(mean diffusivity， MD)、轴向扩散率(axial diffusivity， AD)及径向扩散率(radial diffusivity， RD)值。

1.4 统计学分析 采用SPSS 18.0统计分析软件，对所有数据均行正态性检验及方差齐性检验，符合正态分布的计量资料以±s表示。BPHL组、对照组、UPHL组IC、LL的DTI参数的比较采用配对t检验。BPHL组、lpsi亚组、对照组间比较采用单因素方差分析，两两比较采用LSD检验。lpsi亚组与con亚组比较采用配对t检验。对听力受损侧(包括BPHL组和lpsi亚组)DTI 参数值与听觉阈 值间行Pearson相关性分析。P<0.05为差异有统计学意义。

表1 各组IC区、LL区DTI参数值(±s)

表1 各组IC区、LL区DTI参数值(±s)

组别ICFAMDRDADBPHL组0．2542±0．28710．0034±0．00030．0018±0．00010．0025±0．0020UPHL组 lpsi亚组0．2519±0．02870．0032±0．00020．0018±0．00020．0025±0．0014 con组亚0．2591±0．28710．0033±0．00020．0015±0．00010．0024±0．0030对照组0．3181±0．28800．0033±0．00280．0015±0．00020．0025±0．0024F值67．7431．66116．6710．516P值<0．0010．194<0．0010．598组别LLFAMDRDADBPHL组0．2543±0．37280．0032±0．00210．0017±0．00190．0025±0．0013UPHL组 lpsi亚组0．2429±0．02950．0032±0．00160．0018±0．00010．0025±0．0000 con亚组0．3054±0．10130．0032±0．00110．0015±0．00000．0025±0．0019对照组0．2983±0．26120．0032±0．00350．0015±0．00010．0026±0．0006F值47．7090．61365．5451．008P值<0．0010．544<0．0010．368

注：F值和P值为BPHL组、lpsi亚组、对照组间比较结果

图2 IC的FA值(A)和其他弥散系数(B)与听觉阈值之间的关系 图3 LL的FA值(A)与其他弥散系数(B)与听觉阈值之间的关系

2 结果

所有受检儿常规MR平扫均未见明显异常改变。BPHL组和对照组的双侧IC、LL的DTI参数差异无统计学意义(P均>0.05)，故将两侧数据合并。

BPHL组与lpis亚组、对照组比较，IC、LL区的FA值、RD值差异均有统计学意义(P均<0.001)，AD值、MD值差异无统计学意义(P均>0.05)，见表1。两两比较结果：与对照组比较，BPHL组IC和LL区的FA值减低(P均<0.001)、RD值增高(P均<0.001)，差异有统计学意义。与对照组比较，lpsi亚组IC、LL区FA值减低 (P均<0.001)、RD值增高(P均<0.001)，差异均有统计学意义。

lpsi亚组与con亚组IC和LL区DTI各参数值见表1。与con亚组比较，lpsi亚组IC和LL的FA值均减低(t=-7.577、-7.577，P均<0.001)、RD值增高(t=8.695、6.492，P<0.001)，差异有统计学意义，AD值、MD值差异均无统计学意义(P均>0.05)。

IC区FA值与听觉阈值呈负相关(r=-0.966，P<0.001)，RD、AD、MD值与听觉阈值均无相关性(r=0.149、0.048、0.106，P均>0.05)，见图2。LL区FA、MD、RD、AD值与听觉阈值均无相关性(r=0.001、 -0.276、-0.003；P均>0.05)，见图3。

3 讨论

CMV感染导致听力损伤的机制尚未明确，可能是宿主内耳的免疫反应与CMV感染的细胞变性损伤互相作用所致[5]。CMV具有引起宿主终身感染的能力，可通过母婴垂直传播，对神经干细胞、神经元及神经胶质具有普遍易感性，故胚胎时期CMV感染常导致严重中枢神经系统畸形，从而引起严重的后遗症，其中听力损伤是最常见的神经系统病变[6]。听觉冲动传导通路包括蜗神经、脑干、丘脑及听皮层。外侧丘系背侧核(dorsal nucleus of lateral lemniscus, DNLL)是位于听觉丘系路径中紧邻下丘腹侧的一y组神经元，接收来自不同部位的神经核团和纤维。IC是听觉上行路径中的中转站，主要接收听脑干所有核群上传输入的信息。本研究中DTI数据的采集与分析中选取IC、LL作为ROI，因IC、LL不仅在声音的处理与空间定位等方面有重要地位，且两者解剖位置相对清晰易辨认，此外，该区域的脑白质纤维均为垂直方向的上下走行。

本研究中，听力损伤侧ROI的FA值减低，提示神经纤维髓鞘发育不良[7]、神经纤维扩散系数增高所致，RD值增高提示神经纤维髓鞘发育不良后进而导致该部位功能性的活动减弱。有研究[8]证实，SNHL患者IC、LL的RD值增高、FA值减低，与本研究结果相符。本研究中AD值未见明显改变，提示并无轴突的严重损伤或炎症反应而造成的轴突缺失。在多疾病状态下，DTI参数中FA值下降，而MD值则升高[9]、不变[10]甚至减低[11]。也有研究[12]发现，对于发现病程2年以上的SNHL患者，IC和LL的FA值减低、MD值升高，提示轴突的缺失损伤；而本研究中所有入组患儿均为纠正月龄1～3个月，病程较短。故本研究MD值未见改变可能原因为：①发病时间短，听觉通路损伤未达到轴突缺失程度；②CMV感染所致听力损伤中，病毒感染的细胞受损程度轻，虽可导致脱髓鞘改变，但不至于轴突缺失。

既往研究[13]提出因IC解剖位置低，神经核团更集中，故相比LL，IC更易受损；而本研究发现在不同组别中，LL区和IC区的FA值、RD值均有改变，无位置差异。CMV对中枢神经系统有很强的侵袭性，尤其在婴幼儿时期，对未完成髓鞘化的白质、神经干细胞、神经元具有很强的靶向性。本研究均为纠正月龄1～3个月婴幼儿，脑白质尚未完成髓鞘化，故在听觉通路中的白质均具有易感性，而无位置高低影响，故LL和IC均有白质髓鞘发育不良，而神经纤维轴突完整。

本研究对BPHL组和lpsi亚组DTI参数值与听觉阈值进行相关分析，发现IC区FA值与听觉阈值呈负相关，而LL区FA值与听觉阈值无相关性。IC作为耳蜗与大脑间听觉信号传输的重要中转站，直接接收脑干信号输入，具有重要的增益调节作用[14]，故IC区FA值的变化提示听力损伤程度，在神经纤维走行方向水分子的弥散能力越低，损伤越重。

总之，在CMV感染所致SNHL的听觉通路脑白质研究中，FA值减低、RD值增高而MD值、AD值不变，推测在听觉通路脑白质髓鞘化不良且神经元轴突保持完整；CMV感染无位置局限；IC区FA值减低程度可提示听力损伤程度。DTI可用于CMV感染所致SNHL在听觉通路脑白质的研究。

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ApplicationofDTIinsensorineuralhearinglossinfantsinducedbycytomegalovirusinfection

ZHUANGXiamei,JINKe*,LIJunwei,WANGHai,WUGuangchun,YINYan,LIXiaoming,DENGMin
(DepartmentofRadiology,HunanChildren'sHospital,Changsha410007,China)

ObjectiveTo investigate the application value of magnetic resonance diffusion tensor imaging (DTI) in auditory pathway of sensorineural hearing loss (SNHL) infants caused by cytomegalovirus (CMV) infection.MethodsThirty-one SNHL infants caused by CMV infections were included, and were divided into bilateral hearing loss (BPHL;n=13) group and unilateral hearing impairment (UPHL;n=18) group (including damaged side [lpsi subgroup] and the undamaged side [contrast subgroup]). Thirty-one infants without hearing loss as control group. The fractional anisotropy (FA), the mean diffusivity (MD), the axial diffusivity (AD) and the radial diffusivity (RD) of bilateral inferior colliculus (IC) and lateral lemniscus (LL) were obtained with DTI technique. The statistical analysis was performed.ResultsCompared with the control group, the FA value reduced and the RD value increased at LL and IC in the BPHL group (allP<0.001). Compared with the contrast subgroup, the FA value reduced and the RD value increased at IC and LL in lpsi subgroup (allP<0.001). Compared with the control group, the FA value reduced at LL in the lpsi subgroup, and FA values reduced and RD value increased at IC (allP<0.001). Compared with the contrast subgroup, the FA value reduced and RD value increased at LL, and RD value increased at IC in the BPHL group (allP<0.001). The FA value at IC was negatively correlated with auditory threshold (r=-0.966,P<0.001). No matter in IC or in LL, the MD and AD had no statistical differences (allP>0.05).ConclusionWhite matter of auditory pathway of SNHL infant caused by CMV infection is obviously altered, suggesting white matter myelination or myelin dysplasia.

Cytomegalovirus; Deafness; Dffusion magnetic resonance imaging

10.13929/j.1003-3289.201610084

R764.43; R445.2

A

1003-3289(2017)10-1484-04

庄霞梅(1987—)，女，湖南怀化人，硕士，医师。研究方向：神经系统MRI。E-mail: 346033882@qq.com

金科，湖南省儿童医院放射科，410007。E-mail: jinke001@sina.com

2016-10-20

2017-06-20