耳鳴相關(guān)腦區(qū)改變PET/CT腦代謝及灌注顯像的初步研究

林美福 李瑞玉 陳文新 陳洪 戴紅峰 林碧玉 鄭昊 周碩 陳彩龍

耳鳴相關(guān)腦區(qū)改變PET/CT腦代謝及灌注顯像的初步研究

林美福 李瑞玉 陳文新 陳洪 戴紅峰 林碧玉 鄭昊 周碩 陳彩龍

目的研究耳鳴相關(guān)腦區(qū)的代謝及血流灌注變化，確定主觀性耳鳴與神經(jīng)中樞的對應(yīng)關(guān)系。方法應(yīng)用18F-FDG/13N-NH3·H2O PET/CT腦顯像，采用ROI技術(shù)對43例耳鳴患者及40名健康對照者的顯像結(jié)果進(jìn)行分析。結(jié)果18F-FDG PET/CT顯像單側(cè)葡萄糖代謝增高者共24例、32個腦區(qū)；左側(cè)特定的腦區(qū)位于顳上回、顳中回、緣上回等；右側(cè)特定的腦區(qū)位于顳上回、顳中回等。其中有24個（75%）區(qū)域伴血流灌注增高。18F-FDG PET/CT顯像雙側(cè)葡萄糖代謝增高者共10例，左、右各10個腦區(qū)，非對稱性分布，其中有18個（90%）區(qū)域伴血流灌注增高。5例耳鳴患者代謝低于正常，特定腦區(qū)位于右側(cè)顳上回、顳中回，相應(yīng)腦區(qū)血流灌注低于正常。18FFDG及13N-NH3·H2O PET/CT顯像腦區(qū)代謝及灌注改變與耳鳴的側(cè)別無關(guān)。結(jié)論主觀性耳鳴患者相關(guān)腦區(qū)的改變較廣泛而不僅局限于聽中樞，以糖代謝和血流灌注增高為主要表現(xiàn)，與耳鳴側(cè)別無關(guān)；腦區(qū)葡萄糖代謝與腦血流灌注改變基本一致。

耳鳴；正電子發(fā)射斷層顯像術(shù)；葡萄糖代謝；血流灌注

耳鳴是臨床常見的癥狀或疾病，其發(fā)病機(jī)制尚不明確，目前尚無比較客觀的指標(biāo)判斷耳鳴的存在及療效。作為獨(dú)特的分子影像技術(shù)，PET以其優(yōu)勢應(yīng)用于耳鳴的研究，為了解耳鳴與中樞神經(jīng)系統(tǒng)活動的關(guān)系提供了新的信息；但耳鳴患者相關(guān)腦區(qū)葡萄糖代謝變化的相關(guān)報道結(jié)論不一[1]，本研究擬對耳鳴患者腦代謝、灌注改變進(jìn)行對比分析，確定主觀性耳鳴與神經(jīng)中樞的對應(yīng)關(guān)系，希望為主觀性耳鳴的客觀診斷提供依據(jù)。

1 資料與方法

1.1 一般資料

耳鳴患者：2011年10月至2014年7月于我院就診的耳鳴患者43例。受試患者聽力均正常，其中，男性23例、女性20例，年齡24～65歲，平均年齡46.8歲；病程2周～10年；其中左側(cè)耳鳴者19例、右側(cè)耳鳴者12例、雙側(cè)耳鳴者12例；均為右利手。

健康對照者：40名無耳鳴且聽力正常的體檢者作為健康對照者，其中，男性20名、女性20名，年齡25～65歲，平均年齡46歲；25～65歲每間隔10歲為一組，每組男、女各5名，共4組；均為右利手。

所有患者在納入本研究前均簽署知情同意書。所有受試者均無全身系統(tǒng)性疾?。ㄈ绺哐獕骸⒛X血管疾病、頸椎病、糖尿病、癲癇等），MRI或CT檢查顱內(nèi)未見占位性病變，中耳、內(nèi)耳未見異常。耳鏡檢查外耳道及鼓膜正常。純音測聽各頻率聽閾在30 dB HL（HL為聽力級）之內(nèi)，A型鼓室圖，鼓室壓力及聲順值正常。

1.2 顯像儀器及顯像劑

顯像儀器為美國GE公司生產(chǎn)的Discovery LS16 PET/CT。18F、13N-NH3·H2O由MINItrace加速器（美國GE公司）生產(chǎn)，顯像劑18F-FDG由我院核醫(yī)學(xué)科合成（美國GE公司Microlab全自動合成系統(tǒng)）；放射化學(xué)純度均＞95%。

1.3 顯像方法

行18F-FDG PET/CT檢查的受試者空腹6 h以上，在安靜房間里平臥休息，保持清醒狀態(tài)。用眼罩消除視覺輸入，用泡沫耳塞堵塞雙耳后，再外罩耳機(jī)消除環(huán)境噪聲進(jìn)行視聽屏蔽30 min，經(jīng)肘靜脈注射18F-FDG（注射劑量4.44 MBq/kg），靜臥40 min后行顱腦PET/CT檢查，掃描參數(shù)為120kV、120mA，掃描層厚5 mm，進(jìn)床速度27 mm，PET采用三維掃描，采集1個床位，10 min/床位，圖像重建采用有序子集最大期望值迭代法。CT數(shù)據(jù)采用512× 512矩陣，4.25 mm層厚標(biāo)準(zhǔn)算法無間隔重建，通過Xeleris3工作站進(jìn)行圖像融合，分別得到橫斷面、矢狀面及冠狀面的CT、PET圖像和PET/CT融合斷層圖像。18F-FDG PET/CT檢查后3 d內(nèi)行13NNH3·H2O血流灌注顯像[2]，13N-NH3·H2O PET/CT檢查前患者無須禁食，示蹤劑注射劑量為7.40MBq/kg，采用三維掃描，采集1個床位，10 min/床位，其他條件同18F-FDG PET/CT。

1.4 結(jié)果分析及診斷標(biāo)準(zhǔn)

1.4.1 視覺判斷

重建圖像以冠狀、矢狀、水平斷層像和三維容積像電影方式顯示，由二位有經(jīng)驗(yàn)的相關(guān)醫(yī)師獨(dú)立閱片。

1.4.2 半定量分析

根據(jù)視覺判斷發(fā)現(xiàn)代謝或灌注異常的腦區(qū)，采用ROI技術(shù)測量ROI SUVmax，并與對側(cè)相應(yīng)腦區(qū)對比。診斷標(biāo)準(zhǔn)：①單側(cè)異常：局部（連續(xù)二個層面）SUVmax比對側(cè)相應(yīng)部位增高（或減低）10%以上；②雙側(cè)相同腦區(qū)異常：局部SUVmax比相鄰腦皮質(zhì)增高（或減低）20%以上。

2 結(jié)果

2.1 代謝及灌注增高

18F-FDG PET/CT顯像單側(cè)葡萄糖代謝增高者共24例、32個腦區(qū)；其中左側(cè)葡萄糖代謝增高的腦區(qū)位于顳上回、顳中回、角回、緣上回；右側(cè)代謝增高的腦區(qū)位于顳上回、顳中回、顳下回、額上回、額中回、中央后回及島葉。代謝增高的32個腦區(qū)中共有24個（75%）腦區(qū)13N-NH3·H2O顯像示灌注增高（圖1），葡萄糖代謝增高區(qū)域范圍較大。

18F-FDG PET/CT顯像雙側(cè)都見葡萄糖代謝增高者共10例，左、右各10個腦區(qū)，非對稱性分布，左側(cè)位于顳上回、顳中回、顳橫回、角回、緣上回、額下回；右側(cè)位于顳上回、顳中回、顳下回、額下回。高代謝的20個腦區(qū)中有18個（90%）腦區(qū)13N-NH3·H2O顯像示灌注增高，葡萄糖代謝增高區(qū)域范圍較大。

圖1 耳鳴患者腦葡萄糖代謝和血流灌注PET/CT圖像。患者女性，38歲，左側(cè)耳鳴1年半。圖中，A～C為18F-FDG PET/CT腦顯像，右側(cè)顳上回代謝較左側(cè)增高，患側(cè)與健側(cè)SUVmax比值為10.2/8.1=1.26，十字標(biāo)示為葡萄糖代謝增高區(qū)。A：CT圖像，腦實(shí)質(zhì)密度未見異常；B：PET圖像；C：PET/CT融合圖像。D～F為13N-NH3·H2O PET/CT腦顯像，右側(cè)顳上回血流灌注較左側(cè)增高，患側(cè)與健側(cè)SUVmax比值為3.9/3.0=1.3，十字標(biāo)示為血流灌注增高區(qū)。D：CT圖像，腦實(shí)質(zhì)密度未見異常；E：PET圖像；F：PET/CT融合圖像。Fig.118F-FDG and13N-NH3·H2O PET/CT images of tinnitus-related brain activity

本組葡萄糖代謝增高的耳鳴患者共34例，其中15例左側(cè)耳鳴患者中，左、右各有11個腦區(qū)代謝增高，左側(cè)11個腦區(qū)、右側(cè)8個腦區(qū)灌注增高；10例右側(cè)耳鳴患者中，左側(cè)6個腦區(qū)、右側(cè)13個腦區(qū)代謝增高，左側(cè)6個腦區(qū)、右側(cè)10個腦區(qū)灌注增高；9例雙側(cè)耳鳴患者中，左側(cè)4個腦區(qū)、右側(cè)7個腦區(qū)代謝增高，左側(cè)3個腦區(qū)、右側(cè)4個腦區(qū)灌注增高（表1～表3）。18F-FDG及13N-NH3·H2O顯像腦區(qū)代謝及灌注改變與耳鳴的側(cè)別無關(guān)。代謝與灌注增高的患側(cè)與健側(cè)SUV比值分別為1.30± 0.10、1.26±0.12，健康對照者的左側(cè)與右側(cè)SUV比值分別為0.95±0.04、0.97±0.08，t值分別為2.410，2.783，P值均＜0.05。

表1 左側(cè)耳鳴患者PET/CT顯像代謝或灌注增高腦區(qū)分布（n=15）Table 1 Increased glucose metabolism or blood flow brain areas in the left tinnitus（n=15）

表2 右側(cè)耳鳴患者PET/CT顯像代謝或灌注增高腦區(qū)分布（n=10）Table 2 Increased glucose metabolism or blood flow brain areas in the right tinnitus（n=10）

表3 雙側(cè)耳鳴患者PET/CT顯像代謝或灌注增高腦區(qū)分布（n=9）Table 3 Increased glucose metabolism or blood flow areas in the bilateral tinnitus（n=9）

2.2 代謝及灌注正常

4例耳鳴患者的腦代謝及血流灌注均未見明顯異常征象；其中，右側(cè)及左側(cè)耳鳴各1例，雙側(cè)耳鳴2例；耳鳴時間1～10年。

2.3 代謝及灌注減低

5例耳鳴患者代謝低于正常，特定腦區(qū)位于右側(cè)顳上回、顳中回，相應(yīng)腦區(qū)血流灌注低于正常；其中，左側(cè)及雙側(cè)耳鳴各2例，右側(cè)耳鳴1例，除1例雙側(cè)耳鳴腦區(qū)改變位于右側(cè)顳上回、顳中回，其余4例腦區(qū)改變均位于右側(cè)顳上回；耳鳴時間分別為2周、1個月、1年、4年、10年。

2.4 健康對照者

40例健康對照者腦PET顯像示大腦皮層各葉、基底神經(jīng)節(jié)、丘腦、小腦葡萄糖代謝與血流灌注均未見明顯異常。

3 討論

PET/CT在耳鳴方面的應(yīng)用研究較少見報道。王洪田等[3]和張金赫等[4]認(rèn)為耳鳴的相關(guān)高代謝腦區(qū)主要位于左半球的顳葉，這一結(jié)果不依賴于耳鳴的側(cè)別，且與優(yōu)勢半球無關(guān)；而Mirz等[5]的研究結(jié)果表明，與耳鳴相關(guān)的高代謝活動均表現(xiàn)在右半球。近年來也有研究發(fā)現(xiàn)，特發(fā)性耳鳴不單純來源于聽覺系統(tǒng)的異常，聽覺相關(guān)的皮層可能會將非聽覺剌激解讀為聽覺信息而導(dǎo)致耳鳴的發(fā)生；故對于耳鳴患者來說，18F-FDG除了聽中樞的主要活動改變外，其他相關(guān)腦區(qū)可以出現(xiàn)葡萄糖代謝增高[6]。本研究結(jié)果提示，耳鳴患者腦區(qū)葡萄糖代謝增高不僅多數(shù)累及雙側(cè)顳部，同時還可位于右側(cè)額上回、右側(cè)額中回、雙側(cè)額下回、右側(cè)中央后回以及左側(cè)緣上回、角回、島葉，提示與耳鳴相關(guān)的神經(jīng)重塑性改變不僅局限于聽覺中樞，還可涉及感覺和情感等非聽覺系統(tǒng)（尤其是邊緣系統(tǒng)）。“中樞高敏學(xué)說”認(rèn)為，不同起源的耳鳴信號上傳至聽皮層被感知為耳鳴，同時耳鳴信號能被皮層下中樞傳送到邊緣系統(tǒng)和植物神經(jīng)系統(tǒng)，最終形成耳鳴與不良情緒之間的惡性循環(huán)，因此還可見海馬旁、海馬、杏仁核等區(qū)域的興奮性增高[7]。邊緣系統(tǒng)的激活同時啟動了記憶過程，耳鳴信號被中樞存儲為令人不愉快的信號，這些可以解釋部分耳鳴患者的情感改變。因此，中樞的高敏性是長期嚴(yán)重耳鳴的重要機(jī)制。本研究結(jié)果也提示高代謝活動和局部腦血流增加的多區(qū)域性和廣泛性。Song等[8]總結(jié)和整理了29篇耳鳴成像的研究報道，共157例耳鳴患者和29例對照者，使用激活可靠性估計(jì)Meta分析方法對匯總的腦檢測結(jié)果（包括PET、功能MRI、腦磁圖、定量腦電圖）進(jìn)行分析和比較，結(jié)果表明局部腦血流量明顯增高的腦區(qū)有雙側(cè)聽覺皮層（以左側(cè)顳中、雙側(cè)顳下為主）、左側(cè)海馬、左側(cè)膝狀體、左楔前葉、右側(cè)額下、右側(cè)額中、右角回等。部位的多樣性體現(xiàn)了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)交互作用的復(fù)雜性。

本研究中4例患者腦葡萄糖代謝及血流灌注均正常；5例患者代謝及血流灌注低于正常，特定腦區(qū)位于右側(cè)顳上回、顳中回，病程分別為2周至10年不等。以上征象說明主觀耳鳴并非必然導(dǎo)致腦區(qū)代謝及血流的改變；而有腦區(qū)改變的耳鳴患者，腦葡萄糖代謝及血流灌注不但可以增高，也可能減低。由于耳鳴的病因復(fù)雜，較難排除內(nèi)耳感受器及聽神經(jīng)損害等器質(zhì)性因素，因此代謝活動、血流灌注的減低與耳鳴機(jī)制的關(guān)系尚有待探討。

本研究采用同以往不同的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，對耳鳴患者首先進(jìn)行18F-FDG腦顯像觀察腦的葡萄糖代謝情況，3 d內(nèi)再次進(jìn)行13N-NH3·H2O腦顯像觀察腦血流灌注情況。結(jié)果發(fā)現(xiàn)葡萄糖代謝增高的腦區(qū)血流灌注均有不同程度的增高，葡萄糖代謝正常的腦區(qū)血流灌注沒有明顯增高，葡萄糖代謝減低的腦區(qū)血流灌注減低，提示耳鳴患者相關(guān)腦區(qū)葡萄糖代謝與腦血流灌注改變基本一致。

傳統(tǒng)理論認(rèn)為，右利手的優(yōu)勢半球是左半球，而左利手的優(yōu)勢半球是右半球。耳鳴與左半球還是右半球相關(guān)，目前的文獻(xiàn)存在較大爭議，還有待深入研究[3，5，8－11]；本研究的所有受試者均為右利手，耳鳴的側(cè)別不同，腦代謝、灌注活動改變表現(xiàn)在雙側(cè)半球，因此，耳鳴相關(guān)腦區(qū)改變可能與優(yōu)勢半球無關(guān)，與耳鳴側(cè)別也無關(guān)，無論何側(cè)耳鳴，也無論單側(cè)耳鳴抑或雙側(cè)耳鳴，它們所涉及的腦區(qū)可能是一致的。

主觀性耳鳴病因復(fù)雜，其發(fā)病機(jī)理復(fù)雜多樣，由于目前對多數(shù)耳鳴患者無法進(jìn)行分組，而將各種耳鳴混雜研究，對耳鳴臨床療效的評估很難獲得確定的結(jié)果。本研究提示，耳鳴患者相關(guān)腦區(qū)葡萄糖代謝和血流灌注不但會增高，也可能減低或正常，腦區(qū)的改變不只位于聽中樞且與耳鳴側(cè)別無關(guān)。在研究耳鳴的方法中，PET/CT與功能MRI較定量腦電圖、腦磁圖有更好的空間分辨率，定位更準(zhǔn)確直觀，而PET/CT較功能MRI噪聲小，更適合用于有植入物、耳蝸疾病、幽閉綜合征等的患者[8]，為耳鳴中樞機(jī)制研究提供了較大的發(fā)展空間。本研究將進(jìn)一步依據(jù)PET/CT腦功能區(qū)域的異常改變分組，以統(tǒng)計(jì)參數(shù)圖分析軟件更準(zhǔn)確地定位定量分析，并探討功能區(qū)代謝、血流灌注改變與療效的關(guān)系等，為探索耳鳴的發(fā)生機(jī)制和療效評估提供客觀的依據(jù)。

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Mapping tinnitus-related brain activation:a preliminary study by metabolic and perfusion PET/ CT

Lin Meifu*,Li Ruiyu,Chen Wenxin,Chen Hong,Dai Hongfeng,Lin Biyu,Zheng Hao,Zhou Shuo, Chen Cailong.*Department of Nuclear Medicine,Provincial Clinical College,Fujian Medical University, Fujian Provincial Hospital,Fuzhou 350001,China

Chen Wenxin,Email：wenxinchzt@aliyun.com

ObjectiveThis study aims to investigate regional cerebral glucose metabolism and regional cerebral blood flow（rCBF）of tinnitus patients and to map specific foci sites of tinnitus perception in brain imaging.Methods18F-FDG and13N-NH3·H2O PET/CT brain imaging were performed on 43 tinnitus patients and 40 controls.Resultswere evaluated with visual analysis and ROI analysis by whole brain analyses.ResultsPET data demonstrated the asymmetric activation of the central system of tinnitus patients compared with controls.Twenty-four patients revealed increased metabolism of the unilateral hemisphere,including 32 brain areas prior to the left superior temporal gyrus,left middle temporal gyrus,left supramarginal gyrus,right superior temporal gyrus,and right middle temporal gyrus.In addition,75%of the 32 areas revealed increased rCBF.Ten patients showed increased metabolism in bilateral hemispheres,including 20 brain areas（10 on each side）;90%of which revealed increased rCBF. Five patients showed reduced metabolism and rCBF of the unilateral hemisphere,including the right superior temporal gyrus and right middle temporal gyrus.Cortical activation was independent from tinnitus laterality.ConclusionsTinnitus perception may involve more brain areas than the auditory cortex,prior to increased glucose metabolism activity and rCBF.Cortical activation was independent from tinnitus laterality.Cerebral glucose metabolism was consistent with rCBF.

Tinnitus;Positron emission tomography;Glucose metabolism;Blood perfusion

2014-11-15）

10.3760/cma.j.issn.1673-4114.2015.01.004

福建省自然科學(xué)基金（2012J01319）

350001福州，福建醫(yī)科大學(xué)省立臨床醫(yī)學(xué)院，福建省立醫(yī)院核醫(yī)學(xué)科（林美福，陳文新，戴紅峰，周碩，陳彩龍），耳鼻咽喉科（李瑞玉，陳洪，林碧玉，鄭昊）

陳文新（Email：wenxinchzt@aliyun.com）