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[博士论文] 王爱杰
临床医学(影像医学与核医学) 山东大学 2017(学位年度)
摘要:在现代,噪声越来越干扰人们的正常生活和工作,扰乱人们的作息制度,降低工作质量和工作效率,影响身心健康。长期暴露在大量噪声中而没有采取有效的防护措施,必将对人体造成永久性、不可逆的听力损伤,甚至导致严重的职业性噪声聋(occupational noise-induced hearing loss NIHL)。目前,噪声聋对人体健康的危害已经被全球所共识,职业性噪声聋已经成为继尘肺之后第二个最重要的职业性危害。噪声对人体的损害主要表现在心理和生理两个方面;在心理上,噪声能使人激动、烦躁、易怒,甚至产生暴力倾向,失去理智;在生理方面,噪声对人体的各个生理器官均有不同程度的影响:如感官、神经内分泌系统、心血管系统、消化系统、泌尿生殖系统等,特别对听觉系统具有特异性损伤。目前临床上常用的听力学检查只能对听觉状况做出评价,不能显示大脑皮层听觉功能中枢的改变;磁共振成像特别是功能磁共振成像(FMRI),是一种无创、可重复的研究大脑形态及功能学的影像学检查方法,磁共振脑功能成像技术的发展为人类对脑功能的深入探索和研究提供了可能。
  目的:
  运用静息态脑功能磁共振成像(Resting state functional Magnetic Resonance Imaging Rs-fMRI)检测职业性噪声聋患者脑灰质容积的改变以及静息基础状态下自发性脑皮层功能区的活动特征,探讨和研究噪声聋的神经病理生理学特征和可能存在的脑功能和脑结构异常的病理机制。
  1.运用基于体素的形态学测量(voxel-based morphometry VBM)分析方法研究职业性噪声聋患者轻度组、中重度组较正常对照组脑灰质容积发生改变的脑区,探讨长期性听力下降对大脑皮层功能区结构及形态学存在的影响,并进一步分析与噪声暴露时间、汉密尔顿焦虑量表(Hamilton Anxiety Scale,HAMA)评分的关联性。
  2.采用静息态功能磁共振成像技术分析职业性噪声聋患者较正常对照组静息基础状态下的低频振荡振幅(amplitude of low frequency fluctuation ALFF)以及基于体素的镜像同伦脑功能连接(voxel-mirrored homotopic connectivity VMHC)的改变,并分析其与噪声暴露时间、汉密尔顿焦虑量表评分的关联性。
  材料与方法:
  按照中华人民共和国国家职业卫生标准GBZ49-2007及2014《职业性噪声聋的诊断》,收集2014年2月-2015年12月山东省烟台市烟台山医院职业病科确诊为职业性噪声聋的患者42名,其中轻度组27名,中重度组15名,年龄在35~60岁之间,平均45.87岁,以及年龄、教育水平与之匹配的正常对照组16名,,所有受试者均为男性,对每一位受试者进行汉密尔顿焦虑量表(Hamilton Anxiety Scale,HAMA)及简易精神状态量表(Mini-Mental State Examination,MMSE)对患者的精神症状进行评分。应用GE Discovery MR7503.0T磁共振设备对所有受试者行常规颅脑、内耳MR检查及3D-FSPGR脑容积成像和静息态血氧水平依赖BOLD成像检查。
  利用Metlab SPM软件以基于体素的形态测量法(VBM)对脑灰质结构MRI图像进行预处理,得到每一个体素的灰质容积图像。采用协方差分析,引入年龄及教育水平为协变量,检测三组间灰质容积存在差异的脑区。然后提取差异脑区的灰质容积绝对值,利用SPSS统计软件进行三组单因素方差分析ANOVA,在此之后检验应用LSD进行组间两两比较,采用双变量pearson相关检验以探索脑灰质异常与临床特征之间的相关性。
  采用REST静息态功能磁共振处理软件分析噪声聋患者与正常对照组基础状态下低频振荡振幅(ALFF)以及基于体素的镜像同伦脑功能连接(VMHC)的差异,比较分析三组间脑功能活动情况的差异,提取差异脑区的ALFF、VMHC值进行统计学分析,并将ALFF及VMHC改变的脑区与噪声暴露时间、汉密尔顿焦虑量表评分作相关性分析。
  结果:
  三组受试者的年龄、受教育年限、HAMA及MMSE评分均无统计学差异,中重度组的职业噪声暴露时间较轻度组长且有统计学意义的差异。
  三组的脑灰质容积左枕颞外侧回、扣带回前部、双侧角回、楔前叶及小脑近中线区域存在差异。噪声聋组左枕颞外侧回、楔前叶、角回及小脑的灰质容积均较正常组增加,而扣带回前部区域的灰质容积轻度聋组较对照组增加,中重度聋组则较对照组减低。中重度组扣带回前部前区、左侧角回及楔前叶的灰质容积较轻度组减少。灰质容积差异脑区与HAMA评分各组均无明显相关性,轻度聋组在扣带回前部前后区均与噪声暴露时间存在负相关,而中重度聋组在小脑近中线区与噪声暴露时间存在负相关。
  三组间ALFF发生改变的脑区为右颞上回,右额下回及右角回。与正常对照组比较,轻度聋患者组右颞上回ALFF值增高,角回减低;中重度组右额下回ALFF值升高,角回减低。轻度聋患者与中重度组比较,右颞上回ALFF值升高,额下回减低。ALFF改变脑区与HAMA评分各组均无明显相关性,中重度患者右颞上回的ALFF值与噪声暴露时间存在正相关性。
  三组间镜像同伦功能连接发生改变的脑区有额下回、中央旁小叶及小脑半球。与正常对照组相比,轻度聋患者在额下回及小脑半球的VMHC值升高,中重度组在额下回及中央旁小叶的VMHC值升高。轻度聋组中央旁小叶VMHC值较中重度组减低,小脑半球增高。VMHC改变脑区与职业噪声暴露时间、HAMA评分各组均无明显相关性。
  结论:
  1.职业性噪声聋患者与健康对照组比较,部分脑区的灰质容积发生改变,提示长期噪声暴露和听力下降可导致人类大脑皮层功能区的萎缩或增生,特别是视觉、语言处理中枢及默认模式网络的部分区域。
  2.噪声聋患者Broca区及Wernicke区脑神经自发活动改变,提示长期噪声聋可能导致中枢系统语言功能区的变化。轻度职业性噪声聋患者静息态下脑听觉中枢自发活动较健康对照组及中重度聋组均有增加,提示听觉皮层可能存在功能重组并有一定的偏侧优势半球。
  3.噪声聋患者在静息态下存在两大脑半球之间的功能连接异常,提示两半球间的镜像同伦连接可以作为评估职业性噪声聋神经功能连接异常的一种有效的辅助和评估方法。
  4.噪声聋患者的脑灰质容积、静息态fMRI脑自发活动及功能连接改变与HAMA评分均无明显相关性,而与职业噪声暴露时间存在一定的相关性,提示噪声暴露会影响到大脑皮层功能。
  5.基于体素的形态学测量VBM和静息态脑功能磁共振可用于探索职业性噪声聋患者的大脑结构和功能的细微改变,为进一步了解职业性噪声聋对脑功能活动的影响提供了依据并可以进行进一步的神经病理生理学机制研究,对噪声性耳聋的预防及早期诊断、治疗有一定的临床意义,并且对噪声聋患者的科学研究、临床治疗预后、康复及临床护理有一定指导作用。
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