磁共振检查噪声对胎儿及婴幼儿听觉功能的影响

赵慧芳，金超，杨健

磁共振成像(magnetic resonance imaging，MRI)因其精细的解剖组织对比、无电离辐射及丰富的成像模式，已成为胎儿、婴幼儿颅脑检查的首选方法。然而，MRI检查时产生的高强度噪声，若防护不到位，易造成受检者听功能损伤。胎儿、婴幼儿听觉系统发育尚不成熟，MRI噪声是否会对该人群听功能产生影响，一直是医疗工作者与家长关注的焦点。本文通过综述听觉系统发育进程、噪声性听力损伤机制以及MRI噪声特点，系统阐述MRI噪声对胎儿、婴幼儿人群的影响，为提高MRI检查安全性提供参考。

1 听觉系统发育进程

人类听觉系统从胚胎期开始发育，至儿童期整个听觉系统发育成熟，达到成人水平；如表1[1]所示，自胚胎期听觉系统基本结构建立之后，听觉系统逐步发育，可总结为如下三个阶段。第一阶段(孕中期)耳蜗形态学发育成熟，仅耳蜗神经蜗内部分髓鞘形成；第二阶段(围产期)耳蜗神经近端至丘脑的脑干通路髓鞘化；第三阶段(儿童期)，随着听觉皮层逐渐髓鞘化，整个听觉系统发育完成。

听觉感受的形成，需经“机械→电→化学→神经冲动→中枢信息处理”等一系列过程。研究表明，人类听觉感受发育始于23～25孕周左右，随孕周增加，其功能日趋成熟。通过B超探及人类胎儿在孕23周左右时首先响应500 Hz音调；至27孕周左右时，对三种低频音调(100、250和500 Hz)均有反应；至31孕周时，可观察到两个较高频率1000和3000 Hz的响应[2]。外周听觉系统的功能按从低频至高频的顺序发育。随着孕周增加，胎儿对声音刺激的反应频率范围及分辨能力随之扩大[3]。

表1 人类听觉系统发育进程Tab. 1 Sequence of structural development of the human auditory system

2 噪声对听觉功能的影响

2.1 噪声性听力损伤的特点

噪声对听功能的影响常表现为听觉敏感度下降、听阈升高、语言接收和信号辨别力减弱，严重时可造成耳聋。噪声暴露引起的噪声性听力损伤主要包含暂时性阈移(temporary threshold shift)、永久性阈移(permanent threshold shift)与声损伤[4]。暂时性阈移指的是噪声暴露后的听敏度暂时性下降，表现为听敏度下降、耳闷感以及耳鸣；以上症状持续时间较短，不到1 h，也可能为数小时或数天。永久性阈移指的是噪声暴露引起的听阈不能完全恢复；声损伤往往出现于一次强烈的噪声暴露(如爆炸)。

噪声性听力损伤的程度与噪声特性、暴露时间及个体易感性等因素有关。

噪声特性：(1)噪声强度越大，损伤程度越严重；(2)噪声性听损伤主要发生于高频区(3000～6000 Hz)，4000 Hz频区最易受损[5-6]，另外，窄频谱噪声危害更大[7]；(3)脉冲噪声比稳态噪声对听觉系统损伤更严重[8]。

暴露时间：噪声暴露时间越长，听损伤越严重；另外，持续性噪声暴露比间断性暴露危害更大。个体易感性：在具有人耳相似结构的哺乳动物中，年幼组较成年组更易出现噪声性听损伤[9]。动物研究发现，耳蜗成熟末期是噪声性听力损伤的最大易感性期，相当于人类围产期[10]。

2.2 噪声性听力损伤的机制

噪声暴露引起的听力损伤主要包含三种机制：机械性、血管性及代谢性。超高强度噪声(大于130 dBA)以机械性损伤为主，中高强度噪声(110～130 dBA)以血管性和代谢性损伤为主[4，11]。

机械学说认为，高强度噪声可引起强烈的迷路内液体波动，在蜗管内形成蜗流，冲击耳蜗螺旋器，造成不同程度的机械损伤[12]。血管学说认为强噪声破坏了耳蜗微循环结构，导致细胞缺血缺氧，造成毛细胞及螺旋器的退行性病变[12]。而代谢学说强调毛细胞和支持细胞酶系统严重紊乱导致氧化代谢障碍，不能生成能量，造成细胞死亡[13]。自由基或活性氧的形成及过度噪声刺激引起的谷氨酸兴奋毒性，也可以激活细胞凋亡的信号通路[13]。此外，强噪声暴露还可引起传入神经树突及毛细胞内钙离子超载，从而引起细胞死亡[14]。综上可知，噪声性听力损伤机制复杂，而且各种机制相互关联、影响，最终造成听觉系统损伤。

2.3 噪声性听力损伤的检测方法

通过听力测试可以评估听觉功能损伤的程度、性质及病变部位，现有听力检测方法众多，根据对受检者反应判断方式不同分为主观测听法和客观测听法。行为测听(主观测听法)是婴幼儿听阈测量的金标准，但因其不明指导语或注意力不集中，较难配合检查并影响结果准确性。目前，临床常用的婴儿听力检测以客观听力测试为主，主观听力测试为辅。相关研究建议将听性脑干反应、耳声发射和中耳功能检测作为婴幼儿听功能损伤的检查方法[15]。

听觉脑干诱发电位(auditory brainstem response，ABR)是指给予声音刺激，在头皮上记录到由耳蜗至脑干听觉神经通路的电位变化(Ⅰ～Ⅶ波)。一般认为：Ⅰ波代表听神经的动作电位，Ⅱ波起源于耳蜗神经核，Ⅲ波起源于下桥脑的上橄榄核，Ⅳ波起源于外侧上丘系核，Ⅴ波起源于中脑下丘，Ⅵ波起源于丘脑内侧膝状体，Ⅶ波代表听辐射的电位活动[16]。通过计算各波之间相差的时间及能引出波形的最小声音，可以客观地评估听力的状况和脑干病变。ABR分为筛查型和诊断型。筛查型ABR主要反映2000～4000 Hz广谱频率的听敏度，诊断型ABR可以反映不同频率刺激的听敏度。ABR可客观敏感地反映听觉神经通路状态，对婴幼儿中枢性听觉功能损伤具有重要诊断价值。

耳声发射(otoacoustic emission，OAE)是耳蜗感音细胞对于声刺激反应所产生的能量，经过卵圆窗推动听骨链引起鼓膜振动，并被外耳道微电极所记录。OAE可反映外周听觉系统的变化，已被广泛应用于婴幼儿听力检测。根据刺激声类型的不同，耳声发射可分为多种类型，临床上常用的主要为瞬态诱发耳声发射(transiently evoked OAE)和畸变产物耳声发射(distortion product OAE)。其中，DPOAE测试具有更好的频率特异性，尤其适用于频率特异性听力损伤的检测[17]。而且，研究发现，在标准纯音听力计阈值改变前，OAE可以提供噪声诱导耳蜗损伤的早期信息[18-19]。

中耳功能状态可以通过鼓室声导抗测试来反映，有助于鉴别传导性及感音性听力损失。当外耳道内气压变化时，鼓膜运动的相对变化可以由鼓室声导抗记录，其测试结果鼓室导抗图常分为三型。A型：钟型，提示中耳功能正常；B型：平坦型，提示鼓膜及中耳系统异常，如中耳积液、鼓膜粘连等；C型：负压型，常见于咽鼓管功能障碍。传统上，鼓室导抗图是通过使用低频探测音获得，但并不适用于6月龄以下的婴儿。研究表明，高频探测音(1000 Hz)可更好地评估婴幼儿中耳状态，此时鼓室导抗图分为有峰型(正常)或无峰型(异常)[20]。

3 磁共振噪声特点及噪声标准

梯度线圈内的电流快速变化是MRI噪声的主要来源[21-22]。噪声声压水平与MRI系统的场强以及成像序列梯度切换率相关，场强越高，梯度切换率越快，噪声水平越大[23]。测量结果显示，3.0 T MRI系统峰声压(peak sound pressure level)和等效声压水平(equivalent sound pressure level)均高于1.5 T MRI系统。3.0 T系统峰声压水平为125.7～130.7 dB (A)，等效加权声压水平为110.0～115.8 dB (A)；1.5 T系统峰声压水平为101.8～111.7 dB (A)，等效加权声压水平为89.1～99.6 dB (A)[23-24]。除此之外，噪声水平还与扫描参数有关，例如重复时间(repetition time，TR)、回波时间(echo time，TE)、扫描野(field of view，FOV)、层厚。当被扫描物体的层厚越薄、扫描FOV越小、重复时间TR和回波时间TE越短时，噪声水平越大[25]。

国际职业健康安全法规规定，每日8 h职业噪声暴露应低于85～90 dBA[26]。对于MRI检查，英国MHRA (英国药品和健康产品管理局)和美国ACR (美国放射学院)指南给出噪声暴露剂量为每日8 h不超过85 dBA[27-28]。且有研究表明孕期母亲职业噪声暴露超标(持续暴露于85～95 dBA)，其子代在4至10岁时出现高频率区听觉损伤[29]。对于新生儿人群，相关研究建议：新生儿重症监护室(NICU)噪声水平应低于65 dBA，转运过程的噪声暴露应低于60 dBA[30-31]。综上所述，目前仍缺乏胎儿及新生儿MRI检查噪声暴露标准。故新生儿MRI检查时，应做好安全防护保证进入外耳道的噪声声压水平应低于65 dBA。

4 MRI噪声对胎儿及婴幼儿听觉功能的影响及防护措施

4.1 MRI噪声对胎儿及婴幼儿听觉功能影响

胎儿及婴幼儿处于听觉系统发育的关键时期，其噪声易感性强，而且传导至胎儿及婴幼儿外耳的噪声声压水平与成人存在差异。因此，对行MRI检查的患儿，临床应给予重视。目前已有研究关注MRI噪声对胎儿及新生儿听觉功能的影响。

相较成人，胎儿有母亲腹壁、羊水等组织保护。相关研究估计约可实现30～40 dB的噪声衰减[32-33]。同时，胎儿中耳内的液体也可以衰减一部分噪声刺激。Ray等[34]对妊娠前3个月接受MRI检查的母亲进行对照研究，其子代发生死产或新生儿死亡、先天性畸形、肿瘤、视力或听力损失的风险与对照组未见明显差异，提示孕早期MRI暴露与胎儿或儿童早期损伤风险增加无关。Clements等[35]对妊娠20周后行0.5 T MRI检查的20例胎儿进行了前瞻性观察研究，在9月龄时的测评结果显示对听功能未产生明显影响。Bouyssi-Kobar等[36]研究了孕中晚期1.5 T MRI检查对胎儿发育结局的影响，通过评估宫内暴露的学龄前儿童的心理健康功能和听力，发现胎儿MRI暴露与功能紊乱或听力受损无关。Baker等[37]和Kok等[38]分别对曾于孕中晚期行0.5 T与1.5 T MRI检查的儿童进行随访，发现MRI噪声暴露后并没有增加致病、致残或听功能损伤的风险。Reeves等[39]对孕中晚期行1.5 T MRI的新生儿听功能进行检查，经OAE与ABR听力筛查，未见听功能损伤。同时，Strizek等[40]还对宫内MRI噪声暴露与新生儿发育进行探究，结果显示孕期暴露于1.5 T磁共振噪声对新生儿的出生体重百分位数及听觉系统功能无不良影响。Jaimes等[41]比较了曾分别在产前接受过1.5 T和3.0 T MRI检查的新生儿的听功能，两组OAE和ABR听力筛查结果未见明显差异，表明与较高场强相关的噪声增加不会导致明显的听功能损伤。动物研究发现，传导至胎儿外耳的声音的频率特异性减少，高频部分衰减更多[42]，可能与外周听觉系统的功能按从低频至高频的顺序发育有关。而3.0 T MRI产生的声音频率高于1 kHz，优先衰减高频声音可能有助于降低胎儿噪声暴露。上述随访研究，均显示孕期暴露于MRI噪声对胎儿的听觉功能未产生不良影响，可能与噪声经母体、羊水及胎儿中耳内液体衰减相关，而且高频噪声较低频衰减更多。

区别于胎儿，婴幼儿直接暴露于噪声环境。尤其对于新生儿，其耳蜗功能正处于发育成熟的关键时期，对噪声更敏感。王华伟等[43]运用脑干听觉诱发电位(brainstem auditory evoked potential，BAEP)观察新生儿在行3.0 T MRI检查后听力传导系统的变化，通过比较患儿在MRI检查前后双耳BAEP波Ⅰ、Ⅲ、Ⅴ的潜伏期以及峰间期的差异，发现检查前后双耳各波均无统计学差异，提示：3.0 T MRI检查可能对新生儿听功能无明显影响。但是听觉诱发电位阈值不能敏感地反映外周听觉系统的变化，而且新生儿的脑干听觉系统发育尚不完全成熟，其各波潜伏期及幅值变异性大。所以，听觉诱发电位阈值可以精确评估成熟而且正常的听觉系统，但在不成熟或有损伤时可能达不到精确[44]。笔者所在课题组研究了常规听力保护下3.0 T MRI噪音对新生儿耳蜗功能的影响，发现MRI检查前后DPOAE幅值在3000 Hz频率具有统计学差异，提示噪声暴露后耳蜗毛细胞存在一定程度的变化。目前，评估MRI噪声暴露对婴幼儿听功能影响的随访研究较少。而且由于MRI系统场强、设备及听功能检测方法存在差异，尚不能得出明确结论，仍有待进一步研究。

4.2 听力防护措施

尽管目前没有证据表明与胎儿及婴幼儿MRI噪声暴露相关的听功能损伤，但对发育中胎儿及婴幼儿的MRI检查安全性仍存在担忧。胎儿MRI检查已采取除外子宫、羊水及软组织等天然屏障的一些保护措施。例如，放置在检查床的声学泡沫垫可以进一步减少传导至胎儿的噪声。胎儿成像各种序列参数的调整及引进新的先进降噪技术，亦可在MRI扫描期间降低噪音，以减少噪声暴露对胎儿的风险[45-46]。另外，针对婴幼儿等特殊群体，已实施多种形式的被动听力防护措施，包括耳罩、耳塞和隔音罩的应用。Ravicz等[47]对成年志愿者进行了使用头盔来降低骨传导噪音的研究，发现在高强度MRI噪声(1～1.4 kHz)的频率范围内，头盔、耳罩和耳塞一起使用可提供约55～63 dB声音衰减，而仅由传统设备提供的衰减就要小得多：耳罩为30～37 dB，耳塞为25～28 dB，同时使用耳罩和耳塞为39～41 dB。正确规范的耳塞佩戴是实现安全噪声保护的重要基础，但婴幼儿的耳道尺寸较小，还应注意选用更为适用的耳塞，比如小型号装置以及新生儿专用耳套，均是听功能防护的重要装置。Nordell等[48]研制了一种新生儿专用MRI检查防护装置，可实现16～22 dBA的峰噪声衰减。此外，MR兼容新生儿保温箱、新生儿专用线圈及NICU专用MRI的开发进一步提高了新生儿检查的安全性和可行性。其中，Tkach等[49]研究显示当选择相同的成像序列和采集参数时，NICU扫描仪平均比传统的成人1.5 T扫描仪可减少约14.2 dB (11 dBA)噪声，证明NICU扫描仪比传统的MRI扫描仪更安静。

5 小结

综上，胎儿及婴幼儿听觉系统发育尚不成熟，易发生噪声性听力损伤。现有关胎儿MRI检查安全性的研究尚未发现对听功能产生明显影响，但是大多数研究均在1.5 T 及以下场强进行。随着技术的发展，为明确MRI相关噪声对胎儿听力的潜在影响，仍需要对胎儿MRI (包括3.0 T)新技术的安全性进行大样本量的随访研究。此外，有关MRI噪声暴露对婴幼儿听功能影响的随访研究较少。而且由于MRI系统场强、设备及听功能检测方法存在差异，缺乏充分证据证明婴幼儿MRI检查时听功能的安全性。后期需要进行多中心、大样本量的前瞻性研究，为评估婴幼儿MRI检查对听功能的损伤风险提供更多证据。虽然至今没有研究报道与MRI噪声相关的胎儿及婴幼儿严重听觉功能损伤，但是在临床工作中仍需要加强听力保护的有效实施，可以通过采取主动及被动降噪措施来降低听力受损的风险[50]。期望通过加强听力防护措施及降低MRI梯度噪声，以提高胎儿及婴幼儿MRI检查的安全性。

利益冲突：无。