磁共振成像在耳鸣诊治中的应用进展

2022-03-16吕佳蕙李智慧蔺文魁陈纲钟翠萍

中华耳科学杂志 2022年5期

吕佳蕙李智慧蔺文魁陈纲钟翠萍*

1中国人民解放军联勤保障部队第九四〇医院耳鼻咽喉头颈外科（兰州 730050）

2宁夏医科大学临床学院研究生院（银川 750004）

3中国人民解放军联勤保障部队第九四〇医院影像科（兰州 730050）

耳鸣是一种发生率较高且被人们重视的症状，患者在耳部或头部发出不想要的声音，且常常伴随焦虑、烦恼、失眠、易怒和抑郁等情绪问题，对日常生活产生重大影响[1]。耳鸣分类多样，根据引起耳鸣的病变部位可分为中枢性耳鸣和周围性耳鸣；根据耳鸣性质分为搏动性耳鸣（Pulsatile tinnitus，PT）和非搏动性耳鸣；根据耳鸣能否被别人感知可分为主观性耳鸣和客观性耳鸣。耳鸣原因众多、复杂，磁共振成像检查在耳鸣病因诊断及中枢机制研究中发挥着越来越重要的作用。

1 磁共振成像（MRI）

磁共振成像（MRI）的基本原理是磁共振现象，人体内广泛存在的氢原子核含单数质子，犹如一个小磁铁，在均匀的强磁场中小磁体的自旋轴将按磁场磁力线的方向重新排列，在这种状态下，用特定频率的射频脉冲进行激发，作为小磁体的氢原子核吸收一定量的能而共振，即磁共振。MRI通常用于耳鸣的定位、定性和病因诊断。常规MRI能够识别内听道、内耳的肿瘤，MRI主要用于诊断引起搏动性耳鸣(Pulsatile Tinnitus，PT)的鼓室球瘤和颈静脉球瘤等颈静脉孔区病变及其与伴骨壁缺损的颈静脉窝高位的鉴别诊断，MRI增强技术则有利于识别迷路内微小肿瘤、可用以评价有前庭功能障碍的耳鸣患者的病理改变，MRA是诊断血管畸形引起的耳鸣的重要方法之一，MRV对于鉴别颈静脉窝高位与颈静脉孔区病变非常关键[2，3]。

1.1 非搏动性耳鸣(Non-pulsatile Tinnitus，NPT)

NPT几乎全是主观性的，其最重要的病理情况是小脑桥脑角肿瘤，最多的是听神经瘤。颞骨和内听道MRI可作为听神经瘤的普查方法。有学者认为内听道肿瘤如：听神经瘤、脂肪瘤、骨瘤等引起的临床症状与肿瘤的大小直接相关，这些内听道病变引起的耳鸣是由于瘤体扩大对内听道、耳蜗神经的压力增高引起的[4]。此外，肌源性耳鸣也可为主观性耳鸣，MRI检查对其存在优势。Gd造影MRI可明确梅尼埃病引起的耳鸣、听力下降。近年来，颅神经交叉压迫也被认为是NPT的重要病因之一。由颅神经交叉压迫引起耳鸣、听力下降等临床症状最早由Dandy于1934年[5]提出。

1.2 搏动性耳鸣(PT)

在PT中，耳鸣感知与患者的心跳常重复同步。在大约70%的PT病例中，可以通过适当的[6]诊断检查确定潜在的原因。血管原因包括动脉或静脉血管病变，如硬脑膜动静脉瘘(dAVF)、动静脉畸形(AVM)、动脉瘤、颈内动脉狭窄或剥离、先天性血管变异、横窦狭窄或心输出量增加[7]。PT的非血管病因包括副神经节瘤等肿瘤、骨性病变、特发性颅内高压和贫血等全身性疾病[8]。内听道血管袢和动脉延长也会被认为是PT的可能原因[9]，考虑到这些血管袢和动脉延长也存在于无症状的患者，需要排除这些患者PT的其他可能原因。Jannetta等[10]解释描述了在内听道内的小脑前下动脉对前庭蜗神经的压迫可能是耳鸣、听力损失、眩晕和面肌痉挛症状的原因。目前文献报道的用于搏动性耳鸣患者的影像学方法包括超声、CT、MRI及DSA,超声可观察颈部的大血管，颞骨CT可显示骨质和乳突气房异常，MRI软组织分辨率高对肿瘤诊断具有优势，MRI FIESTA序列层厚薄、层距小，便于观察细小血管和面听神经颅内段的走行，对内听道内微小肿瘤的显示具有明显优势，DSA常用来诊断血管畸形。

2 功能磁共振成像(fMRI)

耳鸣是一种高度异质性的症状，部分慢性主观性耳鸣患者的生活深受耳鸣影响，但颞骨CT、内听道MRI表现正常。功能磁共振成像(fMRI)是表征大脑内在活动的一项有力技术，允许在几毫米的空间分辨率和几秒的时间分辨率探索大脑中的神经活动，有助于我们更好地理解与研究耳鸣患者的听觉中枢结构及代谢的变化[11]。关于慢性耳鸣产生的中枢机制有以下假设：1.正常的听觉刺激会触发耳鸣患者丘脑水平的伽玛活动，因此有学者认为耳鸣可能是由于持续的抑制性听觉阿尔法活动和增强的伽马活动同步引起的[12]；2.耳鸣起源于中枢神经可塑性变化，假设听觉神经元兴奋性和抑制性输入的不平衡导致中枢听觉系统(CAS)的可塑性变化，有时这种可塑性调节超出了CAS，最终引发多个系统的异常激活，包括神经元自发放电的增加和神经同步[13]。因此，研究耳鸣时不仅要重视相关的听觉系统，非听觉系统也值得全面研究，而fMRI可以帮助我们更好地研究非听觉系统。

狭义的fMRI仅指血氧水平依赖的fMRI(BOLD-fMRI)，它利用血液对比剂观察神经活动过程中血液氧合的变化。两种主要的研究方法是基于任务的动态功能磁共振成像(t-fMRI)和静态功能磁共振成像(rs-fMRI)。在耳鸣机制和治疗的研究中，tfMRI通常利用声音刺激诱导相关区域的血氧变化[14]，而rs-fMRI不需要复杂的任务设计和患者对任务的配合[15]，可以直接、全面地反映自发的神经活动和功能连接网络。由于耳鸣的特征是高度主观的声幻觉，并且耳鸣在没有其他声音刺激下也会存在，rs-fMRI已被证明是表征耳鸣患者内在大脑活动的强大技术，被用来捕捉与耳鸣知觉本身相关的大脑活动，在理论上可以识别慢性耳鸣体验的功能网络。将rs-fMRI和弥散加权成像(DWI)等方法结合进行的神经成像研究发现，整个听觉系统、边缘系统和其他大脑系统都存在与耳鸣相关的异常。Roberts等[16]做了大量的研究，证据表明耳鸣与整个听觉系统的功能障碍有关。在Leaver等[17]的研究结果显示，慢性耳鸣实际上是由边缘额纹丘脑回路受损引起的，这导致了对耳鸣感知的相关性评估紊乱，从而导致了在丘脑-皮层听觉网络中对耳鸣感知获得控制的紊乱。

广义上，fMRI还包括DWI、灌注加权成像(PWI)、磁化率加权成像(SWI)和磁共振波谱(MRS)。在使用DWI分析白质时，水扩散的强度和方向可以用来推断白质的完整性并重建白质束。在Seydell-Greenwald等[18]的数据中报告了听觉和边缘区域的耳鸣相关效应，证明了腹内侧前额叶皮层白质完整性标记与患者耳鸣响度评分之间存在负相关。弥散张量成像(DTI)是DWI的一种特殊形式，它可以评估白质的各项异性，从而对白质纤维束进行有效的观察和跟踪。陈青等[19]利用DTI对耳鸣进行了研究。结果表明，耳鸣与胼胝体、扣带等部分的白质完整性的改变有关。

以往关于耳鸣神经网络的fMRI研究文献，认为听觉系统和非听觉系统在耳鸣中都起着重要作用。听觉系统的结构和功能受损是耳鸣的起源，但非听觉系统是耳鸣持续感知中不可缺少的部分，与耳鸣的持续时间、严重程度、响度以及耳鸣相关的困扰等耳鸣特征有关。但耳鸣患者大脑非听觉系统神经网络的变化是导致耳鸣的原因，还是耳鸣信号在这些网络中不断传播的结果，有待进一步研究。

3 锰增强磁共振成像(MEMRI)

MEMRI不同于fMRI依赖于血液氧合水平，MEMRI不依赖于血流，是一种主要用于基础科学实验来促进人们对中枢神经系统通路信息处理的理解[20]。该方法在识别大脑结构、绘制神经通路以及客观评估大脑功能的生理范围和空间位置方面具有独特的能力[21]，自引入来已被应用于许多不同的领域。锰(Mn2+)作为钙的替代品，电压门控钙通道允许其进入神经元中。Mn2+是一种依赖于活动的顺磁性造影剂，主要在突触上通过电压门控钙通道在活跃的神经元中积累，并通过基于微管的轴突运输作为结构和功能的示踪剂、指示器。作为一种顺磁性造影剂，Mn2+可缩短T1加权像松弛时间，并对Mn2+聚集的大脑区域T1加权图像进行对比增强。因此，神经元活动的增加，无论是刺激驱动的还是内源性产生的，导致细胞中存在更多的Mn2+，这反过来允许MRI对大脑特定区域的神经元活动进行空间定位和量化[22]。Mn2+是维持生命所必须的金属，作为多种酶的组成成分及活性剂，参与体内多种代谢，过少的Mn2+会导致癫痫发作，过多的锰Mn2+随着时间的推移会由于多巴胺神经元的破坏而产生类似帕金森症的症状，对于外周耳蜗毛细胞、听觉神经纤维、螺旋神经节神经元的功能特性会受到毒性副作用的负面影响[23]。不过目前已经有很多关于优化Mn2+剂量的研究，以允许对MEMRI进行无毒性的可靠检测[24]。

使用MRI、fMRI进行耳鸣研究的一个重要问题是数据采集过程中扫描仪产生的噪声可能会干扰实验数据的收集和分析，但使用MEMRI将会解决这种困扰。在MEMRI进行耳鸣研究中，一旦Mn2+占据了大脑区域内的活跃神经元，无论是外部刺激还是内源性神经活动过度活跃，MRI扫描仪产生的噪音干扰就不再是问题[25]。在耳鸣发生的中枢机制研究中，MEMRI已被用作一种活动依赖性和顺磁性对照剂来研究解释说明耳鸣及听力损失发生时相关神经结构的电活动情况。目前，MEMRI多用于耳鸣动物模型的研究，发现耳蜗背核(DCN)、腹侧耳蜗核(VCN)、下丘(IC)和副绒球中Mn2+的积累或活性增加，意味着自发神经元活动。至于人体的临床应用，最有可能的Mn2+注射剂将是TeslaScan(MnDPDP的一个变体)，Berkowitz[26]实验室的工作已经证实，TeslaScan的Mn2+以刺激依赖的方式可被视网膜吸收，并且通过这种方法可以对人眼进行高分辨率MRI。这些独特和新颖的发现推动了MEMRI在人类研究中的不断发展和应用。假设Mn2+随着人类神经元的激活而出现可检测到的积累，我们预计超高分辨率MEMRI在不同神经科学中的临床应用将不断增加。

4 讨论

除MRI以外，CT、DSA、PET/SPECT也可用于耳鸣的诊治。CT是耳鸣的常规检查方法，一般用于诊断或排除中耳炎、迷路炎、鼓室血管瘤、颈静脉球体瘤、内耳畸形等疾病引起的耳鸣。MRI能够识别内听道、内耳的肿瘤、评价有前庭功能障碍的耳鸣患者的病理改变，DSA/MRA是常用来诊断血管畸形引起的耳鸣。PET/SPECT检查可用示踪剂来研究耳鸣患者的听觉皮层及中枢代谢。fMRI相较其他检查方法，可结合解剖、功能、影像三个方面，具有无创、可行、可重复、无放射、可显示大脑特定功能区域活动等优点，但在数据采集过程中易受扫描仪工作产生的噪声干扰。MEMRI的应用将弥补这一缺点。