精準中耳外科的發(fā)展與展望△

張?zhí)煊睢〈髋鄸|

?

·專家筆談·

精準中耳外科的發(fā)展與展望△

張?zhí)煊畲髋鄸|

早在2006年中國學者就提出“精準外科”理念，即以準確判斷、精細計劃、最小創(chuàng)傷、尋求最佳效果為目標的精準外科治療。精準外科理念已廣泛滲透到肝膽外科、神經(jīng)外科、婦產(chǎn)科、小兒外科、介入科、耳鼻喉科等領域，推動著傳統(tǒng)經(jīng)驗外科向現(xiàn)代精準外科模式的轉變。相對于傳統(tǒng)中耳外科而言，精準中耳外科的特征主要體現(xiàn)在術前精確評估病情、精細手術規(guī)劃與模擬、徹底清除病灶、最小創(chuàng)傷侵襲和達到中耳功能最佳康復效果，理應成為現(xiàn)代中耳外科的主要模式與發(fā)展方向；特別是激光多普勒測振技術及電生理測聽技術在中耳手術中的應用探索，必將促進中耳外科向精準化方向不斷發(fā)展與演進。本文概述“精準中耳外科”理念的演進，著重討論術前中耳結構與功能的精確評估、聽覺重建術中實時聽覺功能精確評估等技術在“精準中耳外科”中的應用，并對“精準中耳外科”的前景加以展望。(中國眼耳鼻喉科雜志，2016，16：231-233)

精準中耳外科；術中聽覺監(jiān)控；激光多普勒測振技術

“精準”或“精確”、“精細”是外科手術永恒的追求，也是外科學進步的標志和發(fā)展趨勢。以2006年中國人民解放軍總醫(yī)院董家鴻教授首先提出“精準肝切除(precison hepatectomy)”理念作為起始，精準肝切除逐漸被肝膽外科同行所熟悉和接受，其影響不斷深入，并漸漸擴展為精確外科理念。該理念涵蓋以手術為核心的外科診療全過程，內(nèi)涵包括精確的術前評估、精密的手術規(guī)劃、精工的術中操作和精良的術后管理[1-2]。相比傳統(tǒng)經(jīng)驗外科，精準肝切除理念強調提升肝膽外科臨床處理的確定性，在手術中實現(xiàn)“該切的片甲不留，該留的毫厘無損”。該理念目前已廣泛滲透到肝膽外科、神經(jīng)外科、婦產(chǎn)科、小兒外科、介入科、耳鼻喉科等領域，推動著傳統(tǒng)經(jīng)驗外科向現(xiàn)代精準外科模式的轉變。

在耳外科的歷史發(fā)展進程中，隨著醫(yī)學診療技術的飛速發(fā)展和外科模式的轉變，精準耳外科理念也漸漸浮出水面。中耳外科的演變經(jīng)歷了20世紀40年代以前的感染中耳外科、50年代興起的中耳顯微外科和80年代逐漸形成的以功能重建為目標的中耳外科，后者以聽力學測試評估、耳內(nèi)鏡檢查、高分辨率CT、手術顯微鏡的應用、人工聽骨假體植入等聽骨鏈重建技術為主要特征。進入20世紀90年代后，針對中耳結構與聽骨鏈重建的手術方法并無突破性進展，由于缺乏客觀準確的術中重建效果的實時評估手段，術者只能依靠經(jīng)驗和解剖知識去評判重建后聽覺功能恢復的程度。2008年王正敏院士提出現(xiàn)代耳外科由中耳精確外科、耳神經(jīng)外科和耳顱底外科3個部分組成，首次明確中耳精確外科理念[4]。精確或精準外科的核心理念是應用現(xiàn)代科學技術與傳統(tǒng)外科方法提升外科臨床處理的確定性，采取“最大化切除病灶、最大化保護功能、最小化創(chuàng)傷侵襲”的均衡策略，達到外科實踐在手術安全性、治療有效性和干預微創(chuàng)化的多目標優(yōu)化。近20年來，隨著激光多普勒測振技術及聽覺神經(jīng)電生理記錄等技術在手術中的應用，精準中耳外科概念的內(nèi)涵得以不斷豐富和完善，逐漸由構想變?yōu)楝F(xiàn)實。相對于傳統(tǒng)的耳科手術，精準中耳外科的核心內(nèi)容可進一步加入術前手術精確設計與手術模擬、術中激光多普勒測振技術和多種電生理監(jiān)測技術實時評估聽骨鏈重建與人工中耳植入后的效果，使術后效果向可控、可預測方向發(fā)展。

完整詳盡的術前評估有助于臨床醫(yī)師最大限度度地清除病灶，同時有效保留外周聽覺結構。高精度CT和磁共振成像(MRI)技術，可清晰精確地顯示中耳疾病的位置、范圍及毗鄰關系，達到術前準確評估，并可通過虛擬現(xiàn)實等技術提供手術方案的精確設計、預演和決策[3-4]。精準影像技術的發(fā)展為提高術前評估質量打下了良好的基礎。中耳疾病多合并聽力損失，術前聽力學的準確評估成為“精準中耳外科”的基本要求。傳統(tǒng)的聽力學評估為主觀測試，如純音測聽和電生理相結合的方法，獲得的結果結合影像學研究，為中耳病變程度和部位的判斷提供依據(jù)。

小窗人工鐙骨技術的發(fā)展是中耳手術精確設計的一個范例。耳硬化癥是耳科較為常見的疾病，其手術技術有著70多年的演進過程，從鐙骨取出術或鐙骨活動術、半規(guī)管開窗術、鐙骨全切除術、鐙骨部分切除術，發(fā)展到目前首選的小窗人工鐙骨技術或激光輔助的小窗人工鐙骨技術。在這一手術中，已逐漸完善到在鐙骨足板中心點向后下0.4 mm的0.4 mm×0.4 mm區(qū)域，插入深度可達1.0 mm，將小柱向后下方向傾斜10～20°的精確技術規(guī)范[5-6]。目前常用直徑為0.4 mm的人工鐙骨，其傳音效率的科學基礎來自于1955年Rosowski等[7]的研究結果。這一技術演化過程完整地展示了中耳外科技術發(fā)展的軌跡和精準化方向，也奠定了鐙骨手術精準技術的解剖與科學基礎。

精準中耳外科是一種學科發(fā)展方向的理念，其實現(xiàn)依賴于技術體系的不斷發(fā)展與完善，包括術中激光多普勒測振技術(laser Doppler vibrometry，LDV)和聽覺神經(jīng)電生理監(jiān)控技術[如耳蝸電圖(electro-cochleogram，ECG)及術中聽性腦干反應(intraoperative auditory brainstem response，eABR)等]的應用探索[8]，使得術中聽覺重建效果的評估從依靠術者經(jīng)驗判斷的功能中耳外科階段，演進為利用這些先進技術進行實時判斷的精準中耳外科階段。LDV的原理是利用氦氖等激光束瞄準運動中的物體，同時接收物體表面的反射光束，由此產(chǎn)生的激光多普勒效應則可測算運動目標的速度、振幅和時相。LDV在測量人類聽覺范圍頻率的位移時，靈敏度和精確度可達1 nm/s，在臨床實驗測量過程中無須接觸被測目標，避免了振動時對外周聽覺系統(tǒng)的機械負荷和聲的干擾，將可能成為未來精準中耳外科不可或缺的術中精準測量工具。聽覺神經(jīng)電生理監(jiān)測技術EcochG和eABR是2個耳科常用的客觀聽力學評估技術，近年來兩者相結合的雙通道監(jiān)測技術有效互相彌補了各自的短板，為從神經(jīng)電生理學角度精準評估術中聽覺功能提供了可靠的判斷依據(jù)[8]。然而由于這類技術本身的復雜性和昂貴的價格，操作繁瑣費時，以及對手術室環(huán)境穩(wěn)定性的要求等因素，使得目前尚難以廣泛使用，但可望在不斷的研究和改進中走進臨床。

LDV通過對鼓膜的非接觸測量，可無創(chuàng)性獲得直觀的聽骨鏈系統(tǒng)的振動數(shù)據(jù)。目前已有基于LDV鼓膜測振原理而研發(fā)的產(chǎn)品可實現(xiàn)針對中耳傳音結構的高精度無創(chuàng)客觀診斷。LDV實驗研究發(fā)現(xiàn)，鼓膜和鐙骨足板的頻率響應曲線具有典型的頻率相關性，在低頻階段(1 000 Hz以下)呈緩慢上升趨勢， 1 000 Hz附近出現(xiàn)最高值后轉而向下傾斜，高頻階段(1 000 Hz以上)位移幅值逐漸向下，明顯低于低頻段幅值[9]。常見的幾種導致聽力下降的疾病，如聽骨鏈中斷、耳硬化癥、鼓室積液、錘骨砧骨固定及聽骨鏈粘連等聽骨鏈系統(tǒng)的任何異常，都會對鼓膜的振動特性產(chǎn)生相應影響，并在振動幅度-頻率曲線或鼓膜振型有所反映[10-12]。聽骨鏈中斷的鼓膜幅值較正常組的低頻增高，高頻降低，伴相位偏轉為負值；耳硬化癥的鼓膜幅值均稍低于正常，伴相位稍前移；鼓室積液時鼓膜的幅值低于正常組，且在低頻、中頻和高頻段下降幅度不一；錘骨砧骨固定的鼓膜幅值均顯著低于正常，相位大大前移；而聽骨鏈斷裂的位置對實驗結果沒有明顯影響。

在中耳手術中徹底清除病變的目的大多可以順利實現(xiàn)。部分聽骨鏈贗復物(partial ossicular replacement, PORP)、全聽骨鏈贗復物(total ossicular replacement, TORP)及人工鐙骨植入是目前常規(guī)的聽覺重建技術。通過LDV的術中測量發(fā)現(xiàn)，人工聽骨PORP的材質對術后聽力具有一定的影響，硬度適中的鈦合金聽骨具有良好的聲波傳導性而又不產(chǎn)生過軟材質導致的聲波畸變等不良反應[13]；TORP手術通過優(yōu)化人工聽骨的長度及小軟骨墊對提增術后效果有著重要作用[14]，且直徑越大的鐙骨假體的聽力改善越大[15]。此外，ABR監(jiān)測進行的初次人工鐙骨手術成功率達到97%，術后氣-骨導差顯著減小[16]。這些均表明術中人工聽覺植入后的實時監(jiān)測可以進一步改善手術效果，LDV及eABR等技術將為術中實時監(jiān)測聽力重建效果提供客觀的評估依據(jù)。

精準中耳外科的目標不僅要最大限度保護原有聽覺功能，而且同時還要通過多種方法實現(xiàn)最大程度的聽覺傳導功能恢復。但是由于中耳傳音結構的破壞程度不同，部分患者難以通過聽骨鏈重建恢復有效聽力。隨著人工中耳植入及植入式骨導助聽技術的應用，如何有效地判斷和預測植入術后的聽覺康復效果，成為手術醫(yī)師面臨的棘手問題。通過術中實時LDV或電生理監(jiān)控技術的應用，調整植入物的位置、方向、靜壓力、固定松緊度等物理參數(shù)，可有效優(yōu)化聽力植入裝置的效果而不是僅憑借經(jīng)驗判定，從而實現(xiàn)精準的術中實時干預[8, 12]。以聲橋(sound-bridge)和骨橋(bone-bridge)等為代表的人工中耳植入裝置的問世，改善了數(shù)以萬計中重度聽力損失患者的聽覺功能；但該類聽覺裝置的植入手術復雜，術中LDV測量發(fā)現(xiàn)，不同的固定方式及振子與砧骨接觸靜壓對聽力具有明顯的影響?；贚DV的實時測試而隨時調整固定方式將有助于確保植入術后聽力改善效果[17]。臨床研究發(fā)現(xiàn)，依據(jù)聽骨鏈病變情況可將人工中耳植入術或振動成形術(vibroplasty)分為4型，通過LDV術中實時測試結果，調整振子與聽骨鏈連接的松緊度、連接位點和選擇合適的緩沖器，優(yōu)化中耳振子植入方法，從而構建完整安全的人工中耳植入決策系統(tǒng)[18]。

目前以LDV為主要工具之一的聽覺器官生物力學研究在國內(nèi)尚處于起步階段，多種中耳外科術中聽覺監(jiān)控技術的臨床應用探索尚未見報道。但有理由相信，隨著在這一領域的不斷深入研究和應用，將為實現(xiàn)精準中耳外科奠定理論基礎和提供技術支撐。

精準中耳外科作為正在不斷完善和豐富的新理念和技術體系，將對傳統(tǒng)中耳外科的醫(yī)療模式、工作方法等帶來變革。值得一提的是，美國醫(yī)學界2011年提出精準醫(yī)學(precision medicine)概念，并于2015年啟動“精準醫(yī)學計劃(precision medicine initiative，PMI)”。精準醫(yī)學是以個體化醫(yī)療為基礎，隨著基因組測序技術快速進步及生物信息與大數(shù)據(jù)科學的交叉應用而發(fā)展起來的新型醫(yī)學概念與醫(yī)療模式[19]。雖然精準醫(yī)學與精準外科概念不同，但殊途同歸，都是追求精準治療。精準醫(yī)學的提出代表著醫(yī)學的長期發(fā)展方向，然而就外科臨床而言，精準外科有著更現(xiàn)實的意義。面對中耳結構和功能極為復雜多變的疾病狀態(tài)，雖然無法完全消除中耳聽覺重建的不確定性并保證完美的聽覺恢復效果，但通過系統(tǒng)優(yōu)化精準中耳外科新理念和技術體系，必將引領和推動當代中耳外科實踐向多目標優(yōu)化和患者最佳康復的終極目標不斷邁進。

[1]董家鴻，張寧.精準外科[J].中華外科雜志,2015,53(5):321-323.

[2]楊世忠，趙志遠. 從精準肝切除走向精準醫(yī)學[J].臨床普外科電子雜志,2015,3(2):1-4,9.

[3]Klenzner T, Ngan CC, Knapp FB, et al. New strategies for high precision surgery of the temporal bone using a robotic approach for cochlear implantation[J]. Eur Arch Otorhinolaryngol, 2009, 266(7): 955-960.

[4]王正敏. 現(xiàn)代耳外科的現(xiàn)狀、推廣和發(fā)展[J]. 中國眼耳鼻喉科雜志，2008, 8(1): 1-2.

[5]張?zhí)煊?戴培東,謝友舟,等.鐙骨足板與前庭器的三維形態(tài)研究及其臨床意義[J].中華耳鼻咽喉頭頸外科雜志，2006，41(11): 861-864.

[6]Zhang TY, Dai PD, Wang ZM, et al. Three-dimensional morphology of the vestibular cleft and its potential application[J]. Otol Neurotol, 2007, 28(3):304-311.

[7]Rosowski JJ, Merchant SN. Mechanical and acoustic analysis of middle ear reconstruction[J]. Am J Otol, 1995, 16(4):486-497.

[8]Morawski K, Niemczyk K, Sokolowski J, et al. Intraoperative monitoring of hearing improvement during ossiculoplasty by laser-Doppler vibrometry, auditory brainstem responses, and electrocochleography[J]. Otolaryngol Head Neck Surg, 2014, 150(6):1043-1047.

[9]Goode RL, Ball G, Nishihara S, et al. Laser Doppler vibrometer (LDV)—a new clinical tool for the otologist[J]. Am J Otol, 1996, 17(6):813-822.

[10]Rosowski JJ, Nakajima HH, Merchant SN. Clinical utility of laser-Doppler vibrometer measurements in live normal and pathologic human ears[J]. Ear Hear, 2008, 29(1):3-19.

[11]Dai C, Wood MW, Gan RZ. Tympanometry and laser Doppler interferometry measurements on otitis media with effusion model in human temporal bones[J]. Otol Neurotol, 2007, 28(4):551-558.

[12]Peacock J, Dirckx J, von Unge M. Intraoperative assessment of ossicular fixation[J]. Hear Res, 2016. doi: 10.1016/j.heares.2016.03.004.

[13]Neudert M, Zahnert T, Lasurashvili N, et al. Partial ossicular reconstruction: comparison of three different prostheses in clinical and experimental studies[J]. Otol Neurotol, 2009, 30(3):332-338.

[14]Ulku CH, Cheng JT, Merchant SN, et al. Motion of the human tympanic membrane and stapes velocity after placement of TORP with cartilage cover[J]. Otolaryngol Head Neck Surg, 2013, 149(2): 232.

[15]Jakob A, Bornitz M, Kuhlisch E, et al. New aspects in the clinical diagnosis of otosclerosis using laser Doppler vibrometry[J]. Otol Neurotol, 2009, 30(8):1049-1057.

[16]Tringali S, Koka K, Deveze A, et al. Intraoperative adjustments to optimize active middle ear implant performance[J]. Acta Otolaryngol, 2011, 131(1):27-35.

[17]Beleites T, Neudert M, Bornitz M, et al. Sound transfer of active middle ear implants[J]. Otolaryngol Clin North Am, 2014, 47(6):859-891.

[18]Sokoowski J, Lachowska M, Bartoszewicz R, et al. Methodology for intraoperative laser Doppler vibrometry measurements of ossicular chain reconstruction[J]. Clin Exp Otorhinolaryngol, 2016, 9(2):98-103.

[19]趙曉宇, 刁天喜, 高云華, 等. 美國“精準醫(yī)學計劃”解讀與思考[J]. 軍事醫(yī)學， 2015，39(4): 241-244.

(本文編輯楊美琴)

Development and prospect of precision middle ear surgery

ZHANGTian-yu,DAIPei-dong.

DepartmentofOtorhinolaryngology,EyeEarNoseandThroatHospitalofFudanUniversity,Shanghai200013,ChinaCorresponding author： ZHANG Tian-yu, Email:ty.zhang2006@aliyun.com

Precision surgery has been put forward since 2006, which promotes surgical practice changing from traditional extensive pattern to modern precise pattern. Based on a series of studies and practices, the authors advocated the concept of precision middle ear surgery. The strategy of precision middle ear surgery is to seek a balance of maximizing the clearance of focal lesion, maximizing the auditory function rehabilitation and minimizing surgical invasion. An overview was made on the development of precision middle ear surgery and the application of laser Doppler vibrometry and hearing monitoring in precise preoperative and intraoperative auditory function evaluation during ossicular reconstruction and vibroplasty. Finally, prospect of precision middle ear surgery was illustrated.(Chin J Ophthalmol and Otorhinolaryngol,2016,16:231-233)

Precision middle ear surgery; Intraoperative hearing monitoring; Laser Doppler vibrometry

國家自然科學基金(81570934)；上海市科委項目(13DZ1940902,13DZ1940903)

復旦大學附屬眼耳鼻喉科醫(yī)院耳鼻喉科上海200031

張?zhí)煊?Email:ty.zhang2006@aliyun.com)

10.14166/j.issn.1671-2420.2016.04.001

2016-06-16)