基于CT三維重建技術(shù)研究隧道法射頻對(duì)豬舌的損傷

和守睆, 孫 青, 陳國(guó)輝, 白廣平

(復(fù)旦大學(xué)附屬中山醫(yī)院青浦分院耳鼻咽喉科, 上海 201700)

基于CT三維重建技術(shù)研究隧道法射頻對(duì)豬舌的損傷

和守睆, 孫 青, 陳國(guó)輝, 白廣平

(復(fù)旦大學(xué)附屬中山醫(yī)院青浦分院耳鼻咽喉科, 上海 201700)

目的 利用CT三維重建技術(shù)研究隧道法射頻對(duì)離體豬舌的損傷容積，探討隧道法射頻作用點(diǎn)的選擇。方法 9只新鮮離體豬舌隨機(jī)分成三組，每組3只。對(duì)三組豬舌采用不同的射頻參數(shù)，每組3只豬舌采用不同的作用點(diǎn)。用低溫等離子射頻發(fā)生儀進(jìn)行射頻操作。作用前后分別將豬舌進(jìn)行CT掃描并三維重建，并對(duì)損傷區(qū)域進(jìn)行容積計(jì)算。結(jié)果 相同能級(jí)和作用時(shí)間下，不同作用點(diǎn)射頻損傷容積無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異; 作用10 s時(shí)，射頻損傷容積隨能級(jí)提高而增大; 能級(jí)為6時(shí)，射頻損傷容積隨作用時(shí)間延長(zhǎng)而增大。結(jié)論 舌根隧道法射頻治療在一定的參數(shù)設(shè)置范圍內(nèi)，隨著能級(jí)提高損傷容積隨之增大，隨著作用時(shí)間延長(zhǎng)損傷容積亦隨之增大。

射頻; 豬舌; CT; 三維重建

阻塞性睡眠呼吸暫停低通氣綜合征(obstructive sleep apnea hypopnea syndrome, OSAHS)是一種常見(jiàn)的疾病，可導(dǎo)致高血壓、高血脂和肺心病等一系列并發(fā)癥，嚴(yán)重危害人類的健康和生命。其發(fā)病機(jī)制包括上氣道的解剖學(xué)狹窄，上氣道組織的順應(yīng)性增強(qiáng)，上氣道的張力和各級(jí)收縮活動(dòng)的協(xié)調(diào)失衡及一些體液因素。其中，舌根型OSAHS患者在睡眠時(shí)會(huì)發(fā)生舌根部的完全塌陷[1]，目前對(duì)此類患者的主要治療方法是舌根隧道法射頻消融。

長(zhǎng)期以來(lái)，低溫等離子射頻消融技術(shù)廣泛地應(yīng)用于醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，如心房纖顫，前列腺肥大，三叉神經(jīng)痛的治療等[2-4]。近年來(lái)，射頻治療又開(kāi)始應(yīng)用于OSAHS的治療，如鼻甲、舌根部和軟腭的減容等，取得了一定成果[5-7]。舌根隧道法射頻消融由Powell等[6]首先提出并成功應(yīng)用于OSAHS的治療，其手術(shù)的安全范圍是舌根輪廓乳頭尖部周圍約2.0 cm×2.5 cm的區(qū)域, 該區(qū)域可避開(kāi)舌的神經(jīng)血管等重要解剖結(jié)構(gòu), 但仍可能出現(xiàn)黏膜水腫、出血、舌體運(yùn)動(dòng)困難、舌根膿腫等并發(fā)癥。傳統(tǒng)的舌根射頻消融多采取舌背進(jìn)路，患者術(shù)后發(fā)音和吞咽都受到一定的影響, Riley等[8]提出的舌腹和舌背聯(lián)合徑路, 也可取得良好的手術(shù)效果，對(duì)患者的影響更小。由于射頻治療產(chǎn)生的瘢痕會(huì)隨著時(shí)間的推移而軟化，從而造成上氣道的再狹窄，Stuck等[9]認(rèn)為適當(dāng)增加探頭的能量可以減少治療的次數(shù)。

如何在有限的手術(shù)范圍內(nèi)盡可能達(dá)到縮容目的，不損傷舌的神經(jīng)和血管, 并且盡量避免并發(fā)癥發(fā)生, 一直為人們所關(guān)注, 本實(shí)驗(yàn)著眼點(diǎn)即在于此。作者通過(guò)參閱文獻(xiàn), 以新鮮離體豬舌為研究對(duì)象, 擬采用不同的治療點(diǎn)組合及射頻參數(shù)設(shè)定, 實(shí)施隧道法射頻消融手術(shù)。術(shù)后利用CT三維成像及重建技術(shù)測(cè)量舌體損傷容積，經(jīng)過(guò)統(tǒng)計(jì)學(xué)比較, 得出舌根射頻手術(shù)的最佳治療點(diǎn)組合和射頻參數(shù)設(shè)定，為臨床更好的實(shí)施舌根射頻治療提供技術(shù)支持。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)對(duì)象

9只新鮮離體豬舌，在屠宰后2 h內(nèi)完成實(shí)驗(yàn)操作。生豬為10月齡左右上海白豬(由上海青浦生豬有限公司提供)，雌雄不拘。將其隨機(jī)分為3組，記為A、B、C組，每組3只。A1、B1、C1作用點(diǎn)均取輪廓乳頭尖部及其長(zhǎng)軸前后各1 cm處共三點(diǎn)，A2、B2、C2作用點(diǎn)均取輪廓乳頭尖部及其舌腹投影長(zhǎng)軸前后各1 cm共三點(diǎn)，A3、B3、C3作用點(diǎn)均取輪廓乳頭尖部舌腹投影及其長(zhǎng)軸前后各1cm共三點(diǎn)。

1.2 射頻操作

采用隧道法射頻消融。設(shè)備采用Coblator II射頻系統(tǒng)(ArthroCare公司, 美國(guó))和Reflex 55刀頭(工作頭長(zhǎng)1 cm，直徑約1 mm)。垂直舌體黏膜表面插入刀頭, 進(jìn)針深度2 cm, 三組射頻參數(shù)分別為能級(jí)5作用10 s, 能級(jí)6作用10 s和能級(jí)6作用20 s。

1.3 量杯排水法測(cè)豬舌體積

取量程為1 000 mL量杯，倒入500 mL水，將豬舌放入量杯后讀數(shù)，前后差值即為豬舌體積。

1.4 三維數(shù)據(jù)采集

1.4.1 數(shù)據(jù)采集設(shè)備 GE-Lightspeed 16層螺旋CT(GE 公司, 美國(guó))。

1.4.2 掃描參數(shù) 電壓140 kV，電流300 mA，掃描層厚/層距均為0.625 mm，螺距0.562，無(wú)間隙容積掃描。掃描時(shí)間20s。

1.5 三維重建

利用GE Advantage診斷工作站的容積重建技術(shù)(volume rendering technique, VRT)對(duì)豬舌進(jìn)行三維重建, 并對(duì)射頻消融術(shù)后損傷部位進(jìn)行容積三維重建。

1.6 數(shù)據(jù)分析

2 結(jié)果

2.1 射頻前后豬舌質(zhì)量與體積變化

各組內(nèi)豬舌在射頻前及射頻后質(zhì)量均無(wú)明顯差異，各組間豬舌射頻前后質(zhì)量無(wú)明顯改變(表1)。

各組內(nèi)豬舌在射頻前及射頻后體積均無(wú)明顯差異，各組間豬舌射頻前后體積無(wú)明顯改變(表2)。

2.2 射頻后豬舌損傷區(qū)域觀察

CT三維重建后顯示隧道法射頻消融術(shù)后豬舌損傷區(qū)域?yàn)轭悪E圓形, 其長(zhǎng)軸即為射頻刀頭插入軌跡, 長(zhǎng)度約為2 cm, 短軸在距離粘膜表面約1.5 cm處, 短軸約為1cm。射頻損傷較為局限, 距離黏膜表面0.5 cm內(nèi)幾乎無(wú)損傷; 距離粘膜表面超過(guò)2.5 cm的損傷也很小。

表1 射頻前后豬舌的質(zhì)量Table 1 Quality of porcine tongue before and after radiofrequency

表2 射頻前后豬舌的體積Table 2 Volume of porcine tongue before and after radiofrequency

2.3 射頻后豬舌損傷容積

由表3可見(jiàn)相同能級(jí)和作用時(shí)間下，不同豬舌的射頻損傷容積無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，同一豬舌的射頻損傷容積由其三個(gè)作用點(diǎn)平均所得。作用10 s時(shí), 能級(jí)6(B組)的射頻損傷容積比能級(jí)5(A組)大(P＜0.05);能級(jí)為6時(shí)，作用20 s(C組)的射頻損傷容積比作用10 s(B 組)大(P＜0.05)。

3 討論

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，CT技術(shù)也得到了長(zhǎng)足的發(fā)展。相比普通CT而言，螺旋CT具有快速成像、容積數(shù)據(jù)采集、并可進(jìn)行三維重建等優(yōu)點(diǎn)。螺旋CT三維重建技術(shù)包括最大密度或最小密度投影(maximum/minimum intensity projection, MIP/MinIP)、仿真內(nèi)鏡(virtual endoscopy)[10]、透明重建(ray sum)、表面陰影顯示(surface shadow display)、容積重建技術(shù)(VRT)等。容積重建技術(shù)作為真正意義上的三維重建技術(shù)，具有利用掃描容積內(nèi)全部容積數(shù)據(jù)的特點(diǎn), 它采用不同的透明度與彩色編碼，同時(shí)顯示表淺與深在結(jié)構(gòu), 保持了原始的空間關(guān)系，這種技術(shù)處理所得的圖像更逼真，測(cè)量更為準(zhǔn)確。

表3 射頻后豬舌損傷的容積Table 3 Volumetric reduction of porcine tongue after radiofrequency mm3

本課題組已通過(guò)前期實(shí)驗(yàn)證明，通過(guò)螺旋CT掃描射頻損傷后的豬舌, 并采用VRT進(jìn)行三維重建,可以用于觀察豬舌的射頻損傷[11]。CT三維重建后顯示隧道法射頻消融術(shù)后豬舌損傷區(qū)域較為局限，距離黏膜表面0.5 cm內(nèi)幾乎無(wú)損傷, 考慮為刀頭插入組織的機(jī)械損傷; 距離黏膜表面超過(guò)2.5 cm的損傷也很小，考慮射頻損傷僅限于工作刀頭及其附近1 cm縱深, 橫向損傷局限在工作刀頭附近1 cm左右。

關(guān)建等[12]研究證實(shí)，在舌根隧道法射頻治療中，相同作用能級(jí)和作用時(shí)間下不同作用點(diǎn)的損傷一致。因此，本實(shí)驗(yàn)中對(duì)同一豬舌損傷容積的描述采用三個(gè)作用點(diǎn)的平均值。不同于Powell等[6]介紹的射頻作用點(diǎn)，本文采用的作用點(diǎn)為舌背和舌腹的組合。本實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，在相同能級(jí)和作用時(shí)間下，射頻作用點(diǎn)無(wú)論選取在舌背還是舌腹，其射頻損傷均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。這說(shuō)明射頻消融具有較高的可重復(fù)性，并且采用舌腹射頻消融是可行的，由于舌腹徑路更加安全可靠，因而更適合臨床使用。射頻消融術(shù)后，豬舌的質(zhì)量和體積沒(méi)有明顯變化，說(shuō)明有限的射頻消融對(duì)組織沒(méi)有明顯的宏觀影響。在相同作用時(shí)間下，射頻損傷隨著能級(jí)提高而增大。在相同作用能級(jí)下, 射頻損傷隨著作用時(shí)間的延長(zhǎng)而增大。這與早前顧美珍等[13]的研究結(jié)果一致, 他們認(rèn)為，射頻能級(jí)為6時(shí), 在作用10 s之前損傷體積隨作用時(shí)間增加而迅速增加，其后變化趨緩，超過(guò)20 s則損傷體積無(wú)明顯增加。本實(shí)驗(yàn)參考其結(jié)論，將射頻參數(shù)分別設(shè)置為能級(jí)5作用10 s, 能級(jí)6作用10 s和能級(jí)6作用20 s, 較好顯示了射頻損傷對(duì)能級(jí)和時(shí)間的依賴性。與關(guān)建等[12]和顧美珍等[13]采用IPS圖像處理軟件和3D Constructor插件進(jìn)行三維重建不同，本文采用了較為簡(jiǎn)便的VRT，使得三維重建大為簡(jiǎn)化。在同一豬舌，利用量杯排水法測(cè)得的豬舌體積減少值稍小于VRT計(jì)算所得射頻損傷總?cè)莘e，考慮豬舌表面損傷較小，液體無(wú)法完全滲入豬舌損傷部位，造成排水量稍大所致。此外，由于CT無(wú)法判斷組織壞死與水腫，在損傷容積測(cè)量上可能稍小于組織實(shí)際損傷容積，采用MRI成像技術(shù)可能會(huì)在分辨組織壞死與水腫上有更大優(yōu)勢(shì)。

本實(shí)驗(yàn)采用離體豬舌為研究對(duì)象，僅可觀察射頻造成的直接損傷，不能反映舌根射頻消融術(shù)后組織壞死以及繼發(fā)的縮容情況，但仍可以為臨床操作提供依據(jù)。在適當(dāng)?shù)膮?shù)設(shè)置范圍內(nèi)，舌腹徑路可以取得與舌背徑路相同的射頻損傷，而舌腹引起舌體運(yùn)動(dòng)困難、舌根膿腫等的幾率更低，或可在臨床推廣使用。

(致謝: 感謝復(fù)旦大學(xué)附屬中山醫(yī)院青浦分院放射科胡榮勝醫(yī)師對(duì)CT掃描及重建的大力支持。)

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Study on Tunnel Radiofrequency Volumetric Reduction of Porcine Tongue by Computed Tomography 3D Reconstruction

HE Shou-huan, SUN Qing, CHEN Guo-hui, BAI Guang-ping
(Department of ENT, Qingpu Branch of Zhongshan Hospital,Fudan University, Shanghai 201700, China)

ObjectiveTo investigate tunnel radiofrequency (RF) volumetric reduction of porcine tongue by computed tomography (CT) 3D reconstruction and explore better RF points.MethodsNine fresh porcine tongues were randomly divided into 3 groups, with 3 in each group. The 3 groups were set to different RF parameters, and 3 porcine tongues of each group were designed 3 RF points respectively and RF operation was done with RF generator. CT scan and 3D reconstruction were performed before and after RF, and volumetric reduction was calculated.ResultsWith the same level and RF time, there was no significant difference between different RF points. When RF time was 10 s, volumetric reduction increased with the increase of the energy level, and volumetric reduction increased with the increasing of RF time when the energy level was 6.ConclusionWithin certain parameter range of tunnel RF,volumetric reduction increases with the raise of energy level, along with the RF time extension volumetric reduction also increases.

Radiofrequency (RF); Porcine tongue; Computed Tomography (CT); 3D reconstruction

Q95-33

A

1674-5817(2017)05-0395-04

10.3969/j.issn.1674-5817.2017.05.010

2017-03-20

復(fù)旦大學(xué)附屬中山醫(yī)院青浦分院院級(jí)課題(QY2013-06)

和守睆(1981-), 碩士, 主治醫(yī)師, 主要從事耳鼻咽喉科臨床工作。E-mail: teawood@163.com

白廣平, 碩士, 主任醫(yī)師, 主要從事耳鼻咽喉科臨床工作。E-mail: 13621629185@126.com