HRCT多平面重组耳蜗形态测量在人工耳蜗植入术的应用

摘要

研究背景： 人工耳蜗植入（cochlear implantation，CI）是目前治疗重度、极重度感音神经性耳聋的最有效方法，越来越多的耳聋患者从中受益。颞骨高分辨率CT(Highresolution CT, HRCT)检查能清晰显示颞骨的骨性结构和耳蜗的基本形态，是人工耳蜗植入术前评估的重要手段，对手术适应证的选择、手术方案的制定、提高术后康复效果具有重要的意义。 随着人工耳蜗植入的广泛应用，颞骨CT检查方法也得到了迅速的发展，从简单直观的二维图像到多平面重组(multiplanar reconstruction，MPR)、曲面重建(cueved reconstruction)、容积再现技术(volume rendering technique，VRT)、三维重建（3-D reconstruction）、CT仿真内镜重建(CT virtualendoscopy，CTVE)、最大密度投影重建术(maximum intensity projection，MIP)，最小密度投影重建术(minimum intensity projection，MinP)等方法的应用，从单纯的内耳形态学观察到较为准确的手术前后定位及测量，进一步帮助术者对耳蜗形态和解剖标志的了解及对手术难易程度评估、指导手术入路及了解术后电极植入状况等提供客观依据。 人工耳蜗的原理是将环境中的声信号转换为电信号，通过植入耳蜗内的电极刺激患耳残存的听神经而使患者产生听觉。人类耳蜗的频率沿基底膜呈指数分布呈拓扑排列关系，高频区位于蜗底转而低频则定位于蜗项。耳蜗特征频率与耳蜗长度相关，虽然不同个体之间耳蜗长度存在差异，但相同百分间距具有相同的最高敏感频区。有文献报道，在电子耳蜗植入术后，调整植入电极各频率使其与所在位置的听神经元的敏感频率相匹配，可提高术后耳聋患者的言语分辨率;植入耳蜗内电极越长，可扩宽音调领域及增强音调感知能力;随着位于耳蜗底部到顶部电极之间的距离增加，可减少通道之间的相互干扰，辅以言语编码策略后患者在噪音环境下拥有更好的言语分辨率;通过电极深植入，可刺激更多的螺旋神经并维持细胞活性，激活更大范围的听觉皮层，为语前聋儿童大脑听觉中枢发育提供条件，但随着植入深度的增加，也加大了对残余听力损伤的可能。因此，植入前获取耳蜗准确长度从而设计适合的电极甚为关键。然而，耳蜗位于颞骨深部，结构精细复杂，位置倾斜，变异程度较大，直接测量耳蜗形态存在困难。至今，不少学者致力于内耳骨迷路的组织形态学及影像学研究，需找准确无创的耳蜗长度测量方法，并取得了一定进展，但是由于采用的测量方法不同和缺乏统一的测量标准，多数测量方法较为复杂费时，且各研究单位之间体层摄影设备参差不齐，限制了其在临床上的推广;我国使用的人工耳蜗电极长度是根据西方人的数据设计的，而不同人种之间耳蜗长度存在差异，国外学者测量数据并不一定适合中国人。因此，选择合适的方法对国人的耳蜗管长度进行大样本测量，设计符合国人耳蜗长度电极成为研究焦点。 经典的人工耳植入术式是采取经面隐窝后鼓室入路，开放面神经隐窝及暴露圆窗龛和圆窗膜，将电极植入耳蜗鼓阶中。而术前行颞骨HRCT有助于了解术前面隐窝大小，通过定位面神经垂直段、外耳道后壁、蜗窗等结构，以此作为参照标志进行可指导临床手术。研究表明，成人与儿童面神经隐窝宽度的无统计学差异，幼儿与成人均可行经面隐窝入路行人工耳蜗植入术。而在充分扩大面隐窝的情况下暴露鼓阶入口圆窗龛或圆窗膜等结构，选择适合植入位点将电极顺利植入耳蜗鼓阶中是人工耳蜗手术成功的关键，而耳蜗底转的方向变化对电极能否顺利植入存在一定影响。虽然传统观念上认为面隐窝大小并不随年龄的增长而发生变化，但实际上耳蜗及各半规管相对头颅位置可随生长发育不断变化，随着年龄的增大耳蜗底转角度呈逐渐减小趋势，其中在11-15岁年龄组患者中变化幅度较大，而女性可能在较早年龄完成颅骨发育此阶段有所提前。有研究认为儿童与成人相比，耳蜗底转与外耳道及面隐窝方向夹角均较小使得圆窗龛暴露受限，需要增加面隐窝的暴露程度从而加大了手术难度及损伤面神经风险;儿童患者理想植入路径方向与耳蜗底转方向夹角较大，导致植入电极较易与耳蜗骨性前壁相抵触，术中植入阻力较大从而使全长植入电极更为困难，增加了损伤蜗内固有结构的风险。然而，目前国内大多数研究仍集中于面隐窝及鼓阶入口解剖区域的研究，CI植入术相关耳蜗本身形态学测量文献甚少，而这对于系统详尽的了解术区解剖及评估手术必不可少。 目的: 运用颞骨高分辨率CT(HRCT)多平面重组技术测量人工耳蜗植入患者的耳蜗形态，在耳蜗标准方位图下测量主要形态学相关参数，探讨其在人工耳蜗植入术前评估中的应用价值。 方法： 收集我院的人工耳蜗植入患者资料，筛选出符合入组标准的80例患者，根据患者的性别、年龄及内耳有无畸形进行分组，利用术前颞骨的CT进行多平面重组(MPR)技术建立标准方位图像，分别测量耳蜗的长径A、宽径B及底转角度γ，利用Bland-Altman图对测量的数据进行可重复性评价;在内耳正常组内，对标准化耳蜗方位图下各测量参数值在性别、年龄分组间进行比较及相关分析;标准化耳蜗方位图下比较内耳正常组与内耳畸形组间各参数值;利用所测量的耳蜗参数值及应用数学模型的公式计算耳蜗管长度，与国内外的相关研究的测量结果进行分析比较。 结果： 1.不同测量者之间A、B及γ测量的LOA为0.32mm，0.27mm，4.3°;同一测量者两次测量间A、B及γ测量的LOA为0.25mm，0.25mm，3.3°，Bland-Altman分析显示绝大数测量值、在中95％的可信区间之内。 2.在内耳正常组中，耳蜗总体长径A、宽径B及底转角度γ值分别为8.69±0.41mm、6.44±0.38mm、59.97±4.16°;男性的耳蜗长径A、宽径B及底转角度γ值分别为:8.79±0.34mm、6.58±0.28mm、59.823.92°;女性的耳蜗长径A、宽径B及底转角度γ值分别为:8.53±0.47mm、6.22±0.43 mm、60.22±4.60°。男性的耳蜗长径A及宽径B值均较女性大，差别有统计学意义(P＜0.05;P＜0.05)，而两组间底转角度γ无显着性差别(P＞0.05)。 3.比较各年龄组之间的耳蜗长径A及宽径B值，方差分析结果显示不同年龄组之间耳蜗长径A及耳蜗宽径B值差别无统计学差异(P=0.509，P=0.419)。对各测量值之间以及与年龄的相关性进行分析，耳蜗长径A与宽径B值间之间正相关(r=0.43，P＜0.01)，底转角度γ存在与年龄呈负相关(r=-0.25，P＜0.05)，底转角度γ随年龄增大呈逐渐减少趋势，而且在2-4岁及5-10岁两年龄组中变化值最为明显，而在2-4岁年龄组底转角度γ波动幅度较大。 4.对内耳畸形与正常组各参数值比较结果显示，耳蜗长径A及底转角度γ均无统计学差异(P=0.584，P=0.567)，两组间耳蜗宽径B比较存在统计学意义(P=0.010)，内耳畸形组耳蜗宽径较正常组小。 5.所测耳蜗标准方位图下耳蜗长径A与国外研究结果相比较小;经耳蜗长度计算公式2TL=3.65×A-3.63后，结果显示所测耳蜗长度值与国内学者测量数据相近。 结论： 1.利用颞骨高分辨率CT扫描及多平面重组(MPR)及最小密度投影(Minp)技术可获得清晰的耳蜗标准方位图像，并对耳蜗各形态参数进行精确测量，其方法简单易行，并具有较好的可重复性，有利于临床应用及推广。 2.通过对测量结果分析发现男性耳蜗长度大子女性，中国入耳蜗总体长度相对西方人较小，这对国人个性化植入电极设计具有一定临床指导价值。 3.所测耳蜗长度与国内相关研究结果对比一致性较好，本文CT重建方法及耳蜗长度的数学计算公式测量结果较为准确。 4.研究结果显示，随年龄增大底转角度γ呈逐渐减小趋势，且在2-4岁及5-10岁组角度变化较为明显，而在2-4岁年龄组底转角度γ波动幅度较大，可为指导临床工作提供一定帮助。

目录

摘要

前言

1．资料和方法

1．1 一般资料及分组

1．2 测量方法及指标

1．3 统计分析

2 结果

2．1 测量者自身和测量者之间的一致性评估

2．2 内耳正常组内不同性别间的测量值比较

2．3 内耳正常组内不同年龄段间的测量值比较

2．4 内耳正常组与内耳畸形组间的测量值比较

2．5 本文测量参数与国外相关研究的测量结果比较

2．6 耳蜗长度与国内相关研究的测量结果比较

3 讨论

3．1 HRCT多平面重组测量耳蜗形态可重复性评价

3．2 耳蜗长度的测量方法及意义

3．3 耳蜗底转角度对指导人工耳蜗手术意义

4 结论

参考文献

综述 人工耳蜗植入术相关耳蜗形态影像学测量

中英文对照略缩词表

攻读硕士学位期间成果

致谢

声明

论文统计学评议(张略)