3.0T磁共振隔音罩聽功能保護(hù)效果評估研究

韓曉磊， 李歡， 楊健， 范寶江

MRI在臨床疾病診斷和科研工作中應(yīng)用廣泛，尤其是高場強(qiáng)MRI系統(tǒng)(3.0T和7.0T)在相關(guān)疾病的形態(tài)及功能成像方面具有無可替代的優(yōu)勢。然而，MRI系統(tǒng)在掃描過程中隨著梯度磁場的切換會產(chǎn)生多種類型高強(qiáng)度的噪聲[1]。實(shí)踐表明，在采取傳統(tǒng)聽力保護(hù)措施的情況下，MRI系統(tǒng)噪聲仍會對受檢者及長期處于掃描工作間的操作者產(chǎn)生一系列不良影響，如焦慮、語言交流障礙、血壓和心率改變、耳鳴及頭暈?zāi)垦５劝Y狀，導(dǎo)致受檢者(尤其是嬰幼兒)耐受力和配合度降低，從而影響圖像質(zhì)量及診斷效果；更重要的是，有研究報(bào)道MRI系統(tǒng)噪聲可能會導(dǎo)致暫時(shí)性或永久性聽閾改變，甚至耳聾[2,3]。

當(dāng)前已有多個(gè)綱要提出了聽力保護(hù)的重要性[4-7]，國內(nèi)外學(xué)者針對MRI系統(tǒng)有效降噪方法的研究亦廣泛開展，但目前臨床工作中除傳統(tǒng)的措施外仍然缺少較好的降噪技術(shù)。本研究團(tuán)隊(duì)根據(jù)MRI噪聲產(chǎn)生原理及傳播特點(diǎn)，研發(fā)出一種用于降低MRI系統(tǒng)聽性噪聲的隔音裝置(隔音罩)，本文對比分析有無隔音罩狀態(tài)下3.0T MRI系統(tǒng)聽性噪聲對采取傳統(tǒng)聽力保護(hù)措施的健康成人聽功能的影響，旨在評估隔音罩的聽功能保護(hù)效果。

圖1 隔音罩立體結(jié)構(gòu)圖。1：內(nèi)層玻璃罩；2：外層玻璃罩；3：隔音棉；4：透氣孔；5：頭頂玻璃蓋。 圖2 隔音罩尺寸圖。1：內(nèi)層玻璃罩；2：外層玻璃罩； 5：頭頂玻璃蓋。

材料與方法

1.一般資料

選取2017年3月-2018年3月行頭顱MRI檢查的健康成年志愿者100例，其中實(shí)驗(yàn)組和對照組各50例。男48例，其中實(shí)驗(yàn)組26例，對照組22例。女52例，其中實(shí)驗(yàn)組24例，對照組28例。100例志愿者年齡為18～26歲，平均(22.28±1.51)歲。所有志愿者均無異常臨床表現(xiàn)，受試期間避免其它任何影響聽功能的行為。

2.隔音罩設(shè)計(jì)

針對美國GE公司Signa HDxt 3.0T超導(dǎo)型MRI機(jī)型，使用有機(jī)玻璃3D打印成一個(gè)雙層中空帶透氣孔的半圓柱形有機(jī)玻璃罩，將吸音隔音棉鑲嵌于玻璃罩內(nèi)外層之間，再加上半圓形有機(jī)玻璃蓋制成完整的隔音罩(圖1、2)。使用時(shí)，將其放置在頭顱線圈與主磁體之間，以阻擋噪聲的傳遞。

3.檢查方法

采用美國GE公司Signa HDxt 3.0T超導(dǎo)型MRI掃描儀及配套的標(biāo)準(zhǔn)8通道頭部正交線圈行MRI檢查，對受檢者行頭部TlFLAIR軸面、T2WI軸面、T2FLAIR矢狀面、擴(kuò)散加權(quán)成像(diffusion weighted imaging，DWI)及擴(kuò)散張量成像(diffusion tensor imaging，DTI)掃描。選用的MRI序列及掃描參數(shù)見表1。

表1 選用的MRI序列及掃描參數(shù)

志愿者仰臥于檢查床上，佩戴3M海綿耳塞并在其耳旁放置海綿墊以做好聽力保護(hù)，準(zhǔn)備好后加裝頭顱線圈，固定，掃描定位，進(jìn)床使頭顱線圈到等中心位點(diǎn)，按表1中所選序列及參數(shù)依次進(jìn)行掃描。對照組50例志愿者完全按上述步驟進(jìn)行檢查。與對照組不同的是，實(shí)驗(yàn)組50例志愿者行MRI檢查時(shí)需在頭顱線圈外側(cè)加蓋隔音罩，兩者一同進(jìn)入主磁體孔徑中到達(dá)等中心位點(diǎn)，通過隔音罩阻擋由主磁體內(nèi)梯度線圈射向頭顱線圈的噪聲而減少噪聲的傳遞。實(shí)驗(yàn)組MRI檢查其它操作步驟與對照組完全相同。

4.志愿者聽力測試

測試方法：于本體噪音低于30 dB(A)的隔音聽性腦干反應(yīng)(auditory brainstem response，ABR)測試室內(nèi)進(jìn)行聽力檢查。志愿者仰臥于檢查床上，佩戴TDH-49P耳機(jī)，自然睡眠或服用10%水合氯醛鎮(zhèn)靜催眠，應(yīng)用丹麥腦干潛在反應(yīng)Eclipse誘發(fā)電位儀進(jìn)行ABR測試。電位儀的記錄電極置于前額發(fā)際，接地電極置于鼻根部，參考電極分別置于同側(cè)和對側(cè)乳突，電極阻抗均小于5 kΩ。ABR采用Click短聲干擾，頻率為19.9次/s，分析時(shí)間為10 ms，頻數(shù)為1100次，帶通濾波為100～3000 Hz，以波V判定反應(yīng)閾值。

圖3 實(shí)驗(yàn)組及對照組左右耳各檢查組次ABR聽功能閾值比較。a)實(shí)驗(yàn)組；b)對照組。 圖4 第一次及第二次檢查聽功能測試左右耳實(shí)驗(yàn)組與對照組ABR聽功能閾值比較。a)第一次檢查；b)第二次檢查。

刺激釋放：給予起始強(qiáng)度80 dBn HL，以20 dB順次降低或增加測試值，將能出現(xiàn)V波的最低聲壓級視為聽性腦干反應(yīng)V波反應(yīng)閾，且該最小聲壓級作為受檢者的聽閾，最小聽力水平重復(fù)測試兩次。所有可用的ABR幅度測試結(jié)果以dB聲壓水平記錄。以V波反應(yīng)閾超過30 dBn HL為2～4 KHz范圍的聽功能受損標(biāo)準(zhǔn)。

測試程序:采用動態(tài)ABR測試方法，對100例志愿者(實(shí)驗(yàn)組和對照組各50例)分別于MRI檢查前24 h內(nèi)(第一次檢查)、MRI檢查后20 min內(nèi)(第二次檢查)進(jìn)行兩次聽力測試，評估受試者聽功能受損情況。對聽閾增高者于25 d以后行ABR聽功能復(fù)查(第三次檢查)，評估聽功能恢復(fù)情況。對比分析實(shí)驗(yàn)組(用隔音罩)和對照組(未用隔音罩)受試者聽功能受損及恢復(fù)情況，評估隔音罩的聽功能保護(hù)效果。

5.統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

結(jié) 果

1.同組不同次比較

實(shí)驗(yàn)組MRI檢查前后兩次ABR測試左右耳的聽功能閾值差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(L：P=0.075；R：P=0.403)(表2，圖3a)，因此未進(jìn)行第三次聽功能復(fù)查。對照組MRI檢查后左右耳的聽功能指數(shù)明顯高于檢查前(L：P=0.013；R：P=0.001)，尚未超過40 dBA；25 d后進(jìn)行左右耳聽功能復(fù)查，與第一次檢查結(jié)果比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(L：P=0.124；R：P=0.451)(表3，圖3b)。

表2 實(shí)驗(yàn)組左右耳各檢查組次ABR聽功能閾值比較(dBA)

表3 對照組左右耳各次ABR聽功能閾值比較(dBA)

2.同次不同組比較

將實(shí)驗(yàn)組與對照組MRI檢查前后兩次ABR測試左右耳聽功能閾值進(jìn)行比較。第一次測試實(shí)驗(yàn)組與對照組左右耳聽功能閾值差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(L：P=0.321；R：P=0.350)(表4，圖4a)；第二次測試實(shí)驗(yàn)組與對照組左右耳聽功能閾值差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(L：P=0.004；R：P=0.001)(表5，圖4b)，對照組左右耳的聽功能指數(shù)均明顯高于實(shí)驗(yàn)組。

表4 第一次測試左右耳2組ABR聽功能閾值比較(dBA)

表5 第二次測試左右耳2組ABR聽功能閾值比較(dBA)

討 論

本研究所有受試對象均采用統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的3 M海綿耳塞進(jìn)行聽力保護(hù)，其降噪范圍為10～30 dBA，3.0T MRI系統(tǒng)噪聲峰聲壓水平約為120～130 dBA，因此進(jìn)入受檢者外耳道內(nèi)的噪聲范圍約為80～100 dBA。ABR是目前臨床廣泛應(yīng)用于聽功能評估的非侵入性的有效方法，不需要任何有意識的聲音感知能力及給予過強(qiáng)的聲音刺激就可以對聽系統(tǒng)生理敏感性進(jìn)行測試，包括聽覺環(huán)路(外聽道、聽覺傳導(dǎo)鏈、耳蝸、耳蝸神經(jīng)及中樞聽覺系統(tǒng))任何部位的聽功能。ABR對聽性敏感閾的測試主要依賴于其可探測到的最弱聲音刺激強(qiáng)度，以能引出V波反應(yīng)的最弱刺激強(qiáng)度作為ABR的反應(yīng)閾。因此，本研究采用ABR方法進(jìn)行聽功能測試。

本研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，對照組受檢者行MRI檢查后發(fā)生短暫性聽閾升高，25 d后復(fù)查聽功能恢復(fù)至MRI檢查前，表明噪聲未對聽力造成永久性影響。Hellstrom等[8]研究發(fā)現(xiàn)，大多數(shù)年輕成年受試者在接受音量水平為91～97 dBA的音樂暴露1 h后發(fā)生暫時(shí)性聽閾改變，與本研究結(jié)果基本相符。由此表明，進(jìn)入外耳道內(nèi)的噪聲水平在80～100 dBA 時(shí)有造成暫時(shí)性聽閾改變的風(fēng)險(xiǎn)。Moore等[9]對患者進(jìn)行追蹤研究發(fā)現(xiàn)，在未采取聽力保護(hù)措施時(shí)接受1.5T MRI噪聲暴露后患者聽閾發(fā)生永久性改變，此結(jié)果與噪聲頻率及對患者未采取聽力保護(hù)措施有關(guān)。針對3.0T MRI噪聲研究個(gè)案發(fā)現(xiàn)，采取3 M海綿耳塞聽力保護(hù)措施的患者出現(xiàn)暫時(shí)性聽力損傷[10]，與本研究對照組研究結(jié)果相符。以上研究結(jié)果表明3.0T MRI系統(tǒng)噪聲對采取傳統(tǒng)聽力保護(hù)措施的健康成人而言，會造成暫時(shí)性聽閾改變。高場強(qiáng)、長時(shí)間掃描對受檢者聽功能的影響有待進(jìn)一步證實(shí)，因此在后續(xù)臨床及科研工作中應(yīng)做好受檢者的聽力保護(hù)。

本研究實(shí)驗(yàn)組受檢者在采取傳統(tǒng)聽力保護(hù)措施的同時(shí)加蓋隔音罩，MRI檢查后與檢查前比較聽閾未見明顯改變，可見3.0T MRI系統(tǒng)噪聲對實(shí)驗(yàn)組受檢者的聽功能無明顯影響，提示隔音罩能很好地降低MRI系統(tǒng)聽性噪聲，與耳塞類聽力保護(hù)措施聯(lián)合使用，可為受檢者提供有效的聽力保護(hù)策略。

本研究的不足之處主要為納入的研究對象僅為健康年輕成人。文獻(xiàn)報(bào)道噪聲對處于高風(fēng)險(xiǎn)狀態(tài)的人群會產(chǎn)生更大的損傷，尤其是早產(chǎn)兒、嬰幼兒、老年人及精神紊亂者對噪聲更敏感，更易引起聽力損傷。因此，本研究所得結(jié)論適用范圍較窄，不能推廣至所有人群。后續(xù)研究應(yīng)擴(kuò)大樣本量，分別研究磁共振噪聲對高風(fēng)險(xiǎn)疾病人群、健康人群、早產(chǎn)兒及足月兒的影響。

綜上所述，3.0T MRI系統(tǒng)噪聲會使采取傳統(tǒng)聽力保護(hù)措施的健康成人發(fā)生短暫性聽閾改變；本研究團(tuán)隊(duì)研發(fā)的隔音罩能明顯降低MRI系統(tǒng)聽性噪聲，有效保護(hù)受檢者的聽功能，減少受檢者的噪聲暴露。