主观耳鸣（subjective tinnitus，ST）是指在缺乏声刺激条件下耳内或颅内产生的嗡嗡、嘶嘶等不成形持续异常主观声幻觉^[1]，其仅仅表现为耳鸣症状的主观感觉，病因及表型也复杂多样，目前仍无确定发病机制和确切治疗手段^[2]。已有研究认为中枢神经系统改变在其中发挥重要作用，目前静息态功能磁共振成像（resting-state functional magnetic resonance imaging，rs-fMRI）相关研究认为ST可能与听皮层、边缘系统、前额叶等脑区改变相关，但已发现的局部脑区改变在不同研究间结果并不完全相同甚至相反^[3]。局部一致性（regional homogeneity ，ReHo）和分数低频振幅(fractional amplitude of low-frequency fluctuations，fALFF)是两种广泛使用的用于描述全脑rs-fMRI信号局部不同神经功能特征的基于数据驱动的分析方法^[4]，两者综合应用可以比其中任一方法单独应用提供更全面的局部脑区神经功能改变证据^[5]，并为寻找可能与ST密切相关的关键脑区提供更可靠参考基础。因此本研究我们将ReHo和fALFF相结合，通过计算并比较两组间全脑ReHo和fALFF值差异，后提取差异脑区与临床资料进行相关分析，试图从局部自发神经活动强度和一致性两方面探测ST患者的全脑局部神经功能改变特点。

1　材料与方法

1.1　研究对象

       采集2016年8月至2017年7月在我院耳鼻喉科就诊的ST患者25例，其中男性10例，女性15例，年龄33 ～ 60 (44.6±8.9)岁。同期选择纳入年龄、性别和受教育程度相匹配的健康志愿者25例，其中男性10例，女性15例，年龄31~60 (44.0± 9.0)岁。ST入组标准为：(1)符合《耳鸣临床应用指南》ST的诊断标准^[6]，且持续发病≥6个月；(2)年龄18~60周岁，可正常沟通；(3 )听力正常。排除标准为：(1)有听觉过敏、高声恐怖，中耳和耳蜗疾病；(2)有听神经占位及脑肿瘤、慢性头痛等中枢神经系统疾病；(3)有抑郁、焦虑等精神心理障碍；(4)有神经精神类药物滥用史及耳毒性药物史；(5)有严重全身器质性疾病；(6)有MRI扫描禁忌（幽闭恐惧、金属植入等）。

       所有受试者均为右利手，接受耳科常规检查、听力检查和听觉过敏调查问卷（hyperacusis questionnaire，HQ）^[7]测试，同时接受焦虑自评量表（self-rating anxiety scale，SAS）、抑郁自评量表（self-rating depression scale，SDS）测试以排除焦虑、抑郁障碍，患者另完成临床资料表和耳鸣残疾量表（tinnitus handicap inventory，THI）^[8]测试。本研究经我院伦理委员会批准通过，所有受试者实验前均明确实验内容并签署知情同意。

1.2　数据采集

       磁共振图像采集使用德国西门子3.0 T Trio MRI扫描仪，配备头部标准12通道线圈。在进行数据采集前，所有被试先进行常规T1和T2加权轴位扫描，由2名经验丰富的放射科医师排除受试者颅内器质性病变。扫描进行前告知被试保持平静且清醒未睡的状态，不进行任何思考，全程闭眼。同时给予耳塞（3M，SNR=31db)及耳机(Siemens，SNR=36db)降低扫描噪音对受试者的影响，并用泡沫垫固定受试者头部四周以尽量减少头动。磁共振扫描序列及参数如下：(1)静息态功能磁共振(rs-fMRI)数据：采用回波平面成像（echo-planner imaging，EPI）序列，TR 2000 ms，TE 30 ms，翻转角（flip angle，FA） 90° ，层数36层，层厚3 mm，视野192 mm×192 mm，矩阵64×64，体素（voxel） 3 mm×3 mm×3 mm，共采集240个时间点，横断位扫描。(2) 3D T1WI高空间分辨率结构数据：采用三维磁化准备快速梯度回波（three-dimensional magnetization prepared rapid acquisition gradient echo sequence，3D MPRAGE）序列，TR 1900 ms，TE 2.52 ms，FA 9° ，层厚1 mm，层数176层，视野256 mm×256 mm，矩阵256×256，体素1 mm×1 mm×1 mm，无间隔，矢状位扫描。

1.3　数据处理

1.3.1　数据预处理

       采用基于Matlab 7.14 (R2012a)和SPM8(http://www.fil.ion.ucl.ac.uk/spm/)的脑影像标准化计算平台DPABI 2.3 (http://rfmri.org/dpabi)进行图像预处理，包括原始图像格式转换、去除前10个时间点、时间层校正、头动校正（排除头动>1.5 mm或转动>1.5°的受试者）、去除协变量和空间标准化到标准蒙特利尔神经学研究所（Montreal Neurological Institute，MNI）空间。

1.3.2　ReHo分析

       首先进行0.01~0.08 Hz的带通滤波，然后计算给定体素与其最邻近的26个体素间时间序列上的一致性，即为该体素的肯德尔和谐系数(Kendall's coefficient of concordance，KCC)，然后用每一体素的KCC值除以全脑平均KCC值得到标准化的ReHo值。最后采用4 mm半高全宽(full-width at half maximum ，FWHM)的高斯核进行平滑^[9]。

1.3.3　fALFF分析

       首先进行4 mm半高全宽的高斯平滑，将每个体素的时间序列转换成频率域。然后对0.01~0.08 Hz频段的功率谱开方，得到低频振荡幅度（amplitude of low frequency fluctuations ，ALFF）值，相加得总和值，再除以全频段振幅总和值为fALFF值^[10]。

1.4　统计分析

       采用SPSS 21.0软件对两组受试者的年龄、受教育程度、HQ评分行两样本t检验，对性别、利手行χ²检验，以P< 0.05为差异有统计学意义。采用DPABI分别对两组受试的ReHo和fALFF图进行两样本t检验，以年龄、性别、受教育程度和灰质体积为协变量，以单个体素P<0.001（单个体素Z> 3.29)，簇P<0.05 (GRF校正)为差异有统计学意义。随后提取组间ReHo和fALFF差异脑区与THI评分进行Pearson相关分析（以年龄、性别、受教育程度和灰质体积为协变量），与病程进行Spearman相关分析，以P< 0.05 (Bonferroni校正)为差异有统计学意义。

2　结果

2.1　一般资料分析

       2组受试之间年龄、性别、受教育程度、利手和HQ、SAS、SDS评分差异无统计学意义(P > 0.05)（表1）。

点击查看表格

表1  一般资料和量表评分
Tab.1  Demographic and clinical characteristics of subjects

2.2　ReHo结果

       与对照组相比，患者组在右侧颞中回和楔叶ReHo值增高，在右侧额中回、左侧小脑前叶ReHo值降低，差异有统计学意义(P<0.05)(表2，图1)。

点击查看大图

图1  患者组与对照组ReHo有差异的脑区(P<0.05)图像，右上方数字为层面在MNI坐标系中的坐标。标准色条代表t值。R：右
图2  患者组较对照组fALFF增高的脑区(P<0.05)图像，右上方数字为层面在MNI坐标系中的坐标。标准色条代表t值。R：右
Fig. 1  Differences of ReHo values between ST patients and normal controls. The threshold was set at P <0.001 at the voxel level and P<0.05 at the cluster level by GRF correction. R: right.
Fig. 2  Differences of fALFF values between ST patients and normal controls. The threshold was set at P<0.001 at the voxel level and P<0.05 at the cluster level by GRF correction. R: right.

点击查看表格

表2  患者组与对照组ReHo和fALFF有差异的脑区
Tab.2  Regions showing ReHo and fALFF differences between ST patients and normal controls

2.3　fALFF结果

       与对照组相比，fALFF增高的脑区为：右侧颞中回和楔叶，差异有统计学意义(P<0.05) （表2，图2）。

2.4　偏相关分析结果

       患者组右侧颞中回ReHo值与THI评分成正比(r=0.576，P=0.003)（图3），其余差异脑区ReHo、fALFF值与病程、THI评分均未见相关(P >0.05)。

点击查看大图

图3  偏相关分析患者组右侧颞中回ReHo值与THI评分成正比(r=0.576，P=0.003)
Fig. 3  ReHo values of right middle temporal gyrus (MTG) were positively correlated with the THI score in ST patients (r=0.576, P=0.003).

3　讨论

       本研究同时采用ReHo和fALFF两种方法来探测ST患者的全脑异常神经活动。这两种方法基于不同的神经生理机制，ReHo反映局部神经活动一致性，fALFF反映局部神经活动强度，ReHo和fALFF已广泛用于各种神经精神疾病机制的研究^[11,12]。作为两种有着不同神经生理机制的方法，ReHo在检测局部神经功能异常方面比fALFF更为敏感，fALFF则被认为是对ReHo测量全脑自发神经活动的有力补充，两者的结合可以同时提供更多信息^[5]。通过两种方法的有效结合，我们发现ST患者在右侧颞中回（BA 21）和楔叶（BA 18）的ReHo和fALFF值同时增高，另外发现ReHo值在右侧额中回（BA 10）和左侧小脑前叶降低。这些发现可能从局部神经活动改变的角度加深了对ST复杂神经机制的理解。

3.1　听觉相关脑区改变

       颞中回（BA 21）是听觉联合皮层区域的一部分，负责联系初级与次级听觉皮层^[13]。Farhadi等^[14]基于SPECT发现耳鸣患者FDG摄取值在颞中回等听觉联合皮层而非初级听觉皮层增高；在以往研究中Chen等^[15]利用fMRI发现慢性ST患者在右侧颞中回ALFF值增高，且与耳鸣严重程度成正比。本研究也发现患者组右侧颞中回的ReHo和fALFF值同时增加，且ReHo值与THI评分正相关，提示患者存在听觉相关皮层的局部神经功能改变。已有动物实验证实耳鸣可能与听觉皮层的神经元同步性活动增强、自发性神经活动增强或神经突触结构重塑相关，这与多数fMRI的结果相一致^[16]。因此笔者推测ST可能通过听觉皮层局部神经功能活动增强或功能重塑来维持听觉高级功能正常水平，在这一过程中发生ST。但是确切的机制仍需进一步研究。

3.2　非听觉脑区改变

       已知前额叶广泛参与中枢传入信息的接收、整合，包括对中枢抑制反应的控制^[17]。Aldhafeeri等^[18]发现严重耳鸣患者双侧前额叶部分皮质厚度发生改变，同时Schecklmann等^[19]应用PET发现耳鸣患者前额叶多个脑区代谢与病程成正相关。因此，本研究发现的前额叶自发活动一致性减低可能与其抑制听觉区域异常传入失败后的抑制性控制减弱有关^[20]。此外笔者注意到，颞中回和额中回均是默认模式网络的重要组成成分之一。以往多项研究均发现耳鸣患者存在默认模式网络内的异常自发神经活动或功能连接改变，且与耳鸣严重程度相关^[21]。因此耳鸣作为一种听幻觉，很可能导致默认模式网络的异常，而颞中回和额中回的改变应该是这种网络异常改变的具体表现。

       楔叶是视觉皮层所在区域，本研究发现ST患者楔叶神经活动增强同时伴一致性增加。在既往研究中，Burton等^[22]发现耳鸣患者在听觉和视觉亚网络间存在异常功能连接。已有动物实验证实视觉皮层和听觉皮层间存在解剖联系，且视觉皮层直接受听觉皮层调节^[23]。结合本研究发现，笔者推测ST患者存在视听觉网络的异常改变，即楔叶改变可能是ST患者听觉皮层发生异常声幻觉激活后的继发性改变。传统观念认为小脑仅在运动控制和协调过程中发挥重要作用，但目前有证据表明其还参与听感觉传入刺激探测和处理等过程^[24]。Chen等^[25]发现耳鸣动物模型存在听觉皮层与小脑间的功能连接改变。此外，Maudoux等^[26]发现耳鸣患者听觉皮层与小脑间的功能连接。因此我们推测小脑有可能参与耳鸣相关的听幻觉处理过程^[27]，但这一推测仍需进一步的研究。

3.3　本研究的不足

       本研究存在以下几个方面的不足。首先由于我们的样本量有限，不能将ST按照患病部位分组，以探究ST的偏侧性是否导致不同的局部神经功能改变。其次，ST患者的异质性较大，横断面的研究可能导致结果被部分掩蔽或特异性受影响，也不能很好地反映病情变化对大脑的改变。此外，虽然本实验尝试联合运用耳塞及耳罩避免噪声影响，但是仍无法完全隔绝扫描噪声。因此，需要进一步综合运用不同方法从多个角度进行分析研究。

       综上，本研究通过ReHo和fALFF相结合，发现ST患者在听觉和非听觉部分脑区发生不同程度的局部脑功能活动改变，并主要累及默认模式网络及视听觉网络。初步证实了ST存在大脑局部神经功能异常改变，并为寻找可能与ST密切相关的关键脑区提供更可靠参考基础。