職業性噪聲聾患者靜息態腦功能局部一致性研究

李韻昕 王愛杰 黃冉冉 李琳 許蕾蕾

煙臺市煙臺山醫院影像科，煙臺 264001

職業性噪聲聾是一種在世界范圍內高發的職業病，依據美國有關統計數據，約25%的美國工廠中存在可能導致聽力損失的噪音，在50～70 歲男性礦工中有49%～70%伴有聽力損傷［1］。有研究統計，大約有1 000 萬名員工在噪音過度的環境中工作，其中大約100 萬人遭受不同程度的職業性聽力損失，噪聲主要損傷聽覺系統［2］。基于此，本文利用靜息態功能磁共振成像（functional magnetic resonance imaging，fMRI）來分析職業性噪聲聾患者靜息狀態下腦皮層功能區活動特點，為今后噪聲性耳聾的相關科學研究提供參考和指導依據，最終為職業性噪聲耳聾的診治、防護及預后起到一定價值。

資料與方法

1.一般資料

按照中華人民共和國國家職業衛生標準GBZ 49-2014《職業性噪聲聾的診斷》的診斷標準，共收集煙臺市煙臺山醫院南院職業病科2017 年1 月至2019 年12 月確診的職業性噪聲聾患者55 例。患者從事工種主要以焊接、礦工、鑿巖為主。對照組與患病組相匹配，共收集38 例。入組標準：成年男性，漢族，右利手，受教育程度不均等；無神經系統疾病史，無手術史，無服用過安定藥物史等；無使用過潛在神經毒性藥物史。檢查前向患者交代檢查目的、過程以及注意事項；填寫個人信息采集表、漢密爾頓焦慮量表（HAMA）及簡易精神狀態評價量表（MMSE）。

本研究得到煙臺市煙臺山醫院醫學倫理委員會的批準（煙山倫準2023014號），所有受試者均簽署知情同意書。

2.儀器檢測方法

所有數據均采集于同一臺GE Discovery 750 3.0TMR 核磁機器（美國GE 公司），均使用8 通道顱腦線圈掃描。仰臥，先進行常規顱腦、內耳、全腦三維快速擾相梯度回波（3D-FSPGR）及的功能磁共振成像（BOLD-fMRI）序列掃描。結果像參數：重復時間（TR）6.9 ms，回波時間（TE）3.4 ms，層厚1.0 mm，間距0 mm，成像視野（FOV）25.6 cm×25.6 cm，矩陣256×256，采集次數1 次，翻轉角（FA）12°，掃描范圍包括全腦，層數為176 層，掃描時間04：33，所得圖像176 幅。BOLD 序列參數：TR 2 000 ms，TE 35 ms，層厚4 mm，間距1 mm，FOV 24 cm×24 cm，矩陣64×64，FA 90°，采集次數均為1次。掃描范圍包括全腦。BOLD層數為40層，掃描時間為06：40，所得圖像8 000 幅。所有磁共振圖像均由兩位影像科副主任醫師做出相關診斷報告。

3.靜息態功能圖像處理

將噪聲聾組和對照組靜息態數據輸入計算機，使用DPARSF4.3 軟件在MATLAB（R2018b）平臺下進行BOLD 數據預處理。預處理過程：轉換格式；去除前面時間點；層面時間校正；頭動校正；圖像配準；去除協變量；空間標準化；空間平滑；去線性漂移；低頻濾波。利用靜息態fMRI 處理軟件分析局部一致性（regional homogeneity，ReHo）有差異的腦區，并提取差異腦區的ReHo值。采用DPARSF4.3分別對兩組受試者的ReHo進行獨立樣本t檢驗，以年齡、受教育程度作為協變量，進行FDR 校正后提取差異有統計學意義的腦區。

4.統計學分析

采用SPSS 23 分析軟件，對兩組年齡、受教育程度、HAMA 評分、MMSE 評分進行獨立樣本t檢驗，符合正態分布的計量資料以均數±標準差（）表示。采用雙變量Pearson 相關檢驗來分析ReHo 值與噪聲暴露時間、HAMA評分、雙耳語頻平均聽閾的相關關系，P＜0.05為差異有統計學意義。

結果

1.一般資料

兩組受試者的年齡、受教育年限、MMSE 評分差異均無統計學意義（均P＞0.05），HAMA評分差異有統計學意義（P＜0.05）。職業噪聲暴露時間與HAMA 評分呈負相關。見表1、圖1。

表1 噪聲聾組與健康對照組的臨床資料比較（）

表1 噪聲聾組與健康對照組的臨床資料比較（）

注：HAMA為漢密爾頓焦慮量表，MMSE為簡易精神狀態量表；“-”表示沒進行統計比較

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2.ReHo分析結果

兩組受試者左側額中回（AAL7）、右側角回（AAL66）、左側枕中回（AAL51）、左側角回（AAL65）、右側額中回（AAL8）的ReHo值發生改變，見表2、圖2～4。

表2 噪聲聾組與健康對照組局部一致性差異腦區

圖2 矢狀、冠狀、橫軸位顯示職業性噪聲聾組與正常對照組腦局部一致性（ReHo）值存在差異的區域。腦質內藍色區域代表ReHo值減低的區域

圖3 橫軸位顯示與對照組比較，噪聲聾組患者局部一致性（ReHo）值減低的區域包括左額中回（AAL7）、右角回（AAL66）、左枕中回（AAL51）、左角回（AAL65）、右額中回（AAL8）。藍色區域代表ReHo值減低的區域

圖4 采用BrainNetViewer 軟件，與對照組比較，噪聲聾組患者局部一致性存在差異的區域有左額中回（AAL7）、右角回（AAL66）、左枕中回（AAL51）、左角回（AAL65）、右額中回（AAL8）

3.相關性分析

ReHo 值改變有差異的腦區與噪聲暴露時間、HAMA 評分、雙耳語頻平均聽閾均無明顯相關性。

討論

噪聲性聽力損傷是指經常暴露在過度噪聲中導致的雙側感音神經性聽力損傷，主要指聽覺敏感度下降，聽閾提高，語言接受以及信號辨別能力較差。研究表明，長期暴露于噪音引起的聽力損傷和耳鳴，可能會導致中樞聽覺系統功能的改變［2-3］。隨著fMRI 廣泛應用，特別是對靜息態fMRI［4-8］的研究，為耳聾患者中樞聽神經功能的可塑性改變提供了影像依據與指導。本文通過功能相分析職業性噪聲聾患者功能激活區的重塑機制，進一步了解噪聲聾人群的神經影像學機制。

2004 年，臧玉峰等［9］提出了靜息態fMRI 的ReHo 分析方法。前期有研究表明人腦在靜息態下會存在一種“默認網絡”［10］，且這種默認網絡只有在靜息態下才能夠被激活，如果處在一種執行任務的狀態下其激活程度會顯著降低甚至消失。在這些自發BOLD 信號中存在一些特定的功能連接，同時存在多個腦功能的激活網絡。額中回是默認網絡的重要組成成分，有研究結果證明耳聾患者存在部分默認網絡下神經活動改變［11-15］。所以，我們推測噪聲聾患者額中回的改變應該是默認網絡下改變的一種具體表現形式。大量臨床試驗及研究證明，左側額中回是中文語言處理和加工的關鍵部位，同時，還具有工作記憶和協調以及社會認知處理的功能［14］。Kerestes 等［16］認為左側前額葉皮層與引起負面情緒密切相關，可能涉及情感的意識感受、情緒表達、情感決策，在有負面情緒障礙的工作負荷環境下，前額葉皮層表現出異常的神經活動性。既往張維濤［14］、Zhou等［3］以及韓祺等［17］研究結果均發現患病組額中回ReHo 值降低，這與本研究結果基本一致，說明噪聲聾患者在這種噪音環境下工作，情緒波動較大，注意力下降，情感認知等均受到負面影響。

角回（韋尼克區的一部分）呈弓形，位于頂-顳-枕聯合皮層交界處，與傳入的聽、視、觸覺信息整合有關。它是視覺性語言中樞（閱讀中樞），角回損傷會造成失讀癥（不能理解復印出來的文字意義）、失語癥（患者理解不出詞語的意義）、失寫癥（無法書寫正常的文字）。信息傳遞的過程需要經過耳蝸基底膜、聽神經、內側膝狀體、初高級聽覺皮層、角回［18］。從事職業噪聲的工人他們作業于嘈雜的高負荷噪音環境下，患者聽力逐漸下降，角回接收的信號減少，它會降低聽覺信息的傳輸、處理、整合、加工和記憶等功能，導致角回ReHo 值下降。馬寧［19］、Xia 等［20］研究結果與本次結果有重疊之處，提示聽力受損，其語言功能也會隨之受損，這也解釋了我們的結果。

枕中回作為枕葉的一部分，為視覺皮層中樞所在區域，主要功能是處理視覺信息。既往研究發現中，薛偉等［21］發現耳鳴患者聽覺與視覺網絡間存在異常功能連接，練藝丹等［22］認為飛機飛越的噪聲刺激會對視覺聯合皮層等相關腦區產生影響，動物實驗證實視覺皮層和聽覺皮層之間存在著解剖聯系，且視覺皮層直接接受聽覺皮層調節［23］。結合本研究結果推測，在噪聲環境的刺激下患者會有視覺聯合皮層的變化，暗示枕中回是噪聲聾患者聽覺中樞發生異常后的一種繼發性改變，但這一推斷有待進一步深入研究。

范文亮［11］發現單側突聾患者顳上回、腦島、額上回、額中回等區域ReHo值增高，但沒有發現ReHo值降低的腦區，這與本次我們得出的研究結果有所不同，說明急性期內單側突發感音性耳聾患者靜息態下的腦功能可能存在“超激活”現象。而我們研究對象聽力損傷比較對稱，是慢性高負荷的持續性聽力損傷。聽覺中樞接收信號減少，神經元活動降低，其他腦區共同對聽覺信息進行加工、處理、整合、記憶，表明隨著耳聾時間變長，聽覺功能區向其他腦區轉換，即聽覺腦區發生一定程度的功能重組。本研究結果沒發現聽覺腦區存在ReHo值異常改變，主要累及非聽覺區域。

HAMA 評分與ReHo 所得結果無明顯相關性（P＞0.05），這種現象出現的可能與噪聲聾患者長期內適應的心理抗壓作用及自我調節過程有關。

本研究不足之處為對照組較噪聲聾組來說，樣本量相對不足，今后將繼續擴大樣本量來驗證結果的準確性和可信性。磁共振會存在噪聲污染，雖然采用降噪等措施，但是3.0 T 高場磁共振噪聲還不能完全消除掉，不能達到完全靜息態。

職業性噪聲聾患者在靜息態下fMRI 顯示非聽覺皮層腦區存在多處腦區神經元活動和相鄰腦區同步性降低的現象，提示腦部功能出現異常，有一定程度的功能重組。

利益沖突所有作者均聲明不存在利益沖突

作者貢獻聲明李韻昕：實施研究，采集數據，起草文章；王愛杰：醞釀和設計試驗，分析/解釋數據，統計分析；黃冉冉：對文章的知識性內容作批評性審閱；李琳：技術支持，支持性貢獻；許蕾蕾：行政支持，指導貢獻