CT三維重建對耳內(nèi)鏡下鼓峽手術(shù)參考價值的初步探究

黃思達 吳學(xué)文 金毅 陳偉 梅凌云 賀楚峰 李武 牛志杰 馮永

1中南大學(xué)湘雅醫(yī)院耳鼻咽喉頭頸外科（長沙410008）

2耳鼻咽喉重大疾病研究湖南省重點實驗室（長沙410008）

3中南大學(xué)湘雅醫(yī)院放射科（長沙410008）

鼓峽是中、上鼓室溝通的重要通道，其阻塞常導(dǎo)致各種病理變化，處理也存在一定困難，故這一問題在現(xiàn)代耳外科日益受到重視[1]。近年來，耳科醫(yī)師對耳內(nèi)鏡手術(shù)的興趣日漸濃厚。成功的手術(shù)有賴全面細致的觀察。目前臨床上用于觀察的方法當(dāng)中，不論是術(shù)前的CT斷層圖像，還是術(shù)中的顯微鏡和耳內(nèi)鏡，均有各自局限[2]。而CT三維重建是基于虛擬現(xiàn)實技術(shù)的高分力CT與計算機三維重建技術(shù)的結(jié)合，能比常規(guī)軸位或冠狀位CT斷層圖像提供更多的信息[3]。為此，筆者在前人的研究基礎(chǔ)上，通過耳內(nèi)鏡解剖和手術(shù)對鼓峽進行了觀察和測量，并對結(jié)果進行了比較，以期探討CT三維重建對耳內(nèi)鏡下鼓峽手術(shù)的參考價值，為耳內(nèi)鏡手術(shù)的術(shù)前評估提供幫助。

1 材料與方法

1.1 材料

成人頭顱標本6具（12側(cè)），4%多聚甲醛溶液固定。CT掃描機器及圖像后處理軟件：西門子（Siemens）SOMATOM雙源CT機、Mimics Research 19.0。解剖工具：Leica手術(shù)顯微鏡、Karl Storz內(nèi)鏡攝像系統(tǒng)及不同角度耳內(nèi)鏡（0°和45°）、頭顱固定架、耳科電鉆與顯微器械。測量工具：游標卡尺（精度0.02mm）、制圖用帶長針頭分規(guī)。

1.2 方法

CT掃描與三維重建：在解剖前，以聽眶線為基線，自額竇上緣至上頜骨牙槽突下緣，采用骨算法成像，層厚0.5mm，無間隔連續(xù)掃描標本。閱片排除耳部疾病和外傷。將CT原始數(shù)據(jù)導(dǎo)入Mimics軟件，依據(jù)不同視角的觀察需要，選擇閾值，生成蒙板，分割圖像，計算3D模型。

標本解剖與觀察：將標本置于頭顱固定架，解剖側(cè)耳向上，在手術(shù)顯微鏡下開放乳突氣房，保留外耳道后壁，開放鼓竇和面神經(jīng)隱窩并適當(dāng)擴大。在耳內(nèi)鏡下經(jīng)擴大的鼓竇和面神經(jīng)隱窩觀察鼓峽，然后經(jīng)外耳道入路，作外耳道皮膚、鼓膜、上鼓室盾板和部分外耳道后壁的去除，暴露部分上鼓室和后鼓室，再經(jīng)外耳道觀察鼓峽。

數(shù)據(jù)測量與統(tǒng)計學(xué)方法：數(shù)據(jù)測量分別在3D模型的斷面（圖1A）和標本上進行，由同一人完成。標本測量使用制圖用帶長針頭分規(guī)和游標卡尺，參考王愛蓮等[4]采用的方法進行。以錘砧關(guān)節(jié)內(nèi)側(cè)面到砧骨短腳尖端距離代表鼓峽通道的前后長度；分別以錘砧關(guān)節(jié)內(nèi)側(cè)面、砧骨短腳內(nèi)側(cè)面中點到上鼓室內(nèi)側(cè)壁的最短距離代表鼓前峽、鼓后峽通道的內(nèi)外寬度（圖1B）；以錘砧關(guān)節(jié)面的長徑代表鼓前峽的上下高度，以砧骨短腳上面中點到長短腳交界處距離代表鼓后峽的上下高度（圖1C）。測量寬度數(shù)據(jù)時，將分規(guī)的針頭經(jīng)擴大的鼓竇伸入鼓峽，緩慢張開分規(guī)的兩腳，直至針頭尖端接觸到相應(yīng)的兩個測量點，取出分規(guī)后用游標卡尺測量兩腳針頭尖端的距離。測量長度和高度數(shù)據(jù)時，取出砧骨，用游標卡尺直接在砧骨上進行測量。測量數(shù)據(jù)取3次測量的平均值，結(jié)果以表示。3D模型測量和標本測量數(shù)據(jù)用SPSS 22.0作t檢驗比較，以P＜0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

ma錘骨；in砧骨；s鐙骨；1錘砧關(guān)節(jié)內(nèi)側(cè)面；2砧骨短腳內(nèi)側(cè)面中點；3砧骨短腳尖端；4砧骨短腳上面中點；5砧骨長短腳交界處；L鼓峽長度；Wa鼓前峽寬度；Wp鼓后峽寬度；Ha鼓前峽高度；Hp鼓后峽高度。ma malleus;in incus;s steps;1 the inner surface of incudomalleolar joint;2 the inner surface of the short process of incus;3 the apex of the short process of incus;4 the midpoint of the superior surface of the the short process of incus;5 the junction point of the long and the short process of incus;L the length of tympanic isthmus;Wa the width of anterior isthmus;Wp the width of posterior isthmus;;Ha the height of anterior isthmus;Hp the height of posterior isthmus.

CT三維重建與耳內(nèi)鏡手術(shù)的初步結(jié)合：選取CT斷層圖像上表現(xiàn)為鼓峽區(qū)域病變的病例2例，依照前述方法制作術(shù)側(cè)耳的3D模型，與術(shù)中耳內(nèi)鏡下所見情況進行比較。

2 結(jié)果

2.1 3D模型和標本上的鼓峽觀察與測量

鼓峽的解剖構(gòu)成：鼓峽可分為鼓前峽和鼓后峽。前者位于鼓膜張肌腱之后，砧骨長腳和鐙骨之前，砧骨體和骨迷路之間；后者位于砧骨內(nèi)側(cè)皺襞之后，鼓室后壁及錐隆起之前，外側(cè)為砧骨短腳及其后韌帶，內(nèi)側(cè)為鐙骨及其肌腱。

鼓峽的CT三維重建特點（圖2）與耳內(nèi)鏡下特點（圖3）：從后上面觀察鼓峽的3D模型（圖2A），可見鼓前峽和鼓后峽均呈不規(guī)則近三角形腔隙，透過鼓前峽尚可見部分錘骨柄。鼓前峽前內(nèi)方的匙突呈三角錐形；前外上方的錘骨頭呈橢球形；外側(cè)的錘砧關(guān)節(jié)呈一條淺溝；后方以砧骨長腳與鼓后峽相分隔。鼓后峽外側(cè)為圓錐狀的砧骨短腳，尖端向后；內(nèi)側(cè)為較平滑的上鼓室內(nèi)側(cè)壁。在匙突的前下方尚可見喇叭口狀的咽鼓管鼓室口。用45°鏡經(jīng)鼓竇觀察標本（圖3A），可窺及除咽鼓管鼓室口外的上述結(jié)構(gòu)，此外尚可窺及錘上韌帶、鐙骨、面神經(jīng)鼓室段和部分外半規(guī)管。部分標本（2具2側(cè)）尚可見鼓膜張肌皺襞裂孔，占16.6%。從后下面觀察3D模型（圖2B），可見鼓前峽和鼓后峽分別呈橫向和縱向不規(guī)則近長方形。整個聽骨鏈清晰可見，但聽骨之間交界不甚清晰，錘骨柄和砧骨長腳之間可見匙突。面神經(jīng)鼓室段和鼓岬分別位于鐙骨的上方和下方。用45°鏡經(jīng)面神經(jīng)隱窩觀察標本（圖3B），除上述結(jié)構(gòu)外，尚可窺及鼓膜張肌腱和鼓膜。鼓室隔的粘膜皺襞已破壞。從外側(cè)面觀察3D模型（圖2C），可見聽骨鏈呈“幾”字型，鼓前峽略呈三角形或圓形，鼓后峽位于鼓前峽的偏后上方，呈橢圓形或梭形。用0°鏡經(jīng)外耳道觀察標本（圖3C），除上述結(jié)構(gòu)外，去除鼓膜、上鼓室盾板和部分外耳道后壁之后，尚可見鼓索神經(jīng)從錘砧關(guān)節(jié)下方穿過。

ma錘骨；in砧骨；s鐙骨；cp匙突；fn面神經(jīng)；pr鼓岬；lsc外半規(guī)管；et咽鼓管；dr鼓膜；ct鼓索；isa鼓前峽；isp鼓后峽。

ma malleus;in incus;s steps;cp cochleariform process;fn facial nerve;pr promontory;lsc semicircular canal;et Eustachian tube;ct chorda tympani;isa:anterior isthmus;isp:posterior isthmus.

圖2 鼓峽的CT三維重建（左耳）Fig.2 CT 3D reconstruction of tympanic isthmus(left ear)

圖3 耳內(nèi)鏡下的鼓峽（左耳）Fig.3 Endoscopic observation of tympanic isthmus(left ear)

A：45°鏡經(jīng)鼓竇觀察；B：45°鏡經(jīng)面神經(jīng)隱窩觀察；C：0°鏡經(jīng)外耳道觀察。

A:Observation through tympanic autrum using 45 degree endoscopy;B:Observation through facial nerve recess using 45 degree endoscopy;C:Observation through external auditory canal using 0 degree endoscopy;

表1 3D模型測量與標本測量數(shù)據(jù)對照（±s,mm）,n=12側(cè)Table 1 The Comparison between the measurement data on 3D models and skull specimens(±s,mm),n=12

表1 3D模型測量與標本測量數(shù)據(jù)對照（±s,mm）,n=12側(cè)Table 1 The Comparison between the measurement data on 3D models and skull specimens(±s,mm),n=12

Items Length of Tympanic Isthmus Width ofAnterior Isthmus Width of Poterior Isthmus Height ofAnterior Isthmus Height of Poterior Isthmus Measurement Data on 3D Models 4.99±0.21 1.50±0.31 1.30±0.29 3.96±0.32 2.56±0.27 Measurement Data on Skull specimens P 5.04±0.26 1.46±0.24 1.27±0.18 3.84±0.23 2.55±0.17 0.589 0.491 0.246 0.080 0.845

3D模型測量與標本測量數(shù)據(jù)見表1，兩種方法測量所得鼓峽長度、鼓前峽寬度、鼓后峽寬度、鼓前峽高度和鼓后峽高度。數(shù)據(jù)差異均無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05）。

2.2 CT三維重建與耳內(nèi)鏡手術(shù)的初步結(jié)合

病例1：患者女，18歲，因“左耳流膿、聽力下降10余年”入院。查體及耳內(nèi)鏡見：雙耳鼓膜完整，左耳鼓膜稍渾濁。純音測聽示：左耳中度傳導(dǎo)性聾，平均氣導(dǎo)聽閾50dBnHL；右耳正常。CT示（圖4）：左側(cè)聽小骨旁少許軟組織密度影，乳突氣房見密度增高影。

圖4 術(shù)前CT斷層圖像（左耳）Fig.4 Preoperative CT(left ear)

術(shù)側(cè)（左耳）CT三維重建示（圖5）：從外側(cè)面觀察3D模型（圖5A），可見一形狀不規(guī)則的病變位于砧骨短腳和鐙骨之間，錘骨柄之后，鼓室后壁之前，砧骨短腳不可見。在Mimics軟件中隱藏病變所在蒙板后，計算3D模型，同一角度可觀察到砧骨長腳已被破壞（圖5B）。從后外面觀察3D模型（圖5C），可見病變已累及砧骨短腳內(nèi)側(cè)面，阻塞鼓峽通道。隱藏病變所在蒙板后，計算3D模型，在同一角度亦可觀察到被破壞的砧骨短腳（圖5D）。結(jié)合CT斷層圖像所見，考慮病變?yōu)橐灰伤频哪懼觥?/p>

圖5 術(shù)側(cè)的CT三維重建（左耳）Fig.5 CT 3D reconstruction(left ear)

患者2017年8月31日全身麻醉下行耳內(nèi)鏡下左側(cè)鼓室病變切除術(shù)并II型鼓室成形術(shù)，術(shù)中見（圖6）：左耳鼓膜完整，錘骨頭內(nèi)側(cè)、砧骨長腳缺失原位見膽脂瘤樣病變，殘存豆狀突與鐙骨頭鏈接，豆狀突周圍被病變包繞，鐙骨完整。

圖6 術(shù)中耳內(nèi)鏡下所見（左耳）Fig.6 Intraoperative findings(left ear)

病例2：患者女，59歲，因“左耳流膿20余年，右耳流膿7月余”入院。查體及耳內(nèi)鏡見：雙耳鼓膜緊張部大穿孔，鼓室內(nèi)干燥。純音測聽示：左耳中重度傳導(dǎo)性聾，平均氣導(dǎo)聽閾60dBnHL；右耳中度傳導(dǎo)性聾，平均氣導(dǎo)聽閾45dBnHL。CT示（圖7）：左側(cè)聽小骨、鼓竇和乳突氣房可見軟組織密度影環(huán)繞，聽小骨尚可顯示，未見骨質(zhì)破壞；右側(cè)未見明顯異常。

圖7 術(shù)前CT斷層圖像（左耳）Fig.7 Preoperative CT(left ear)

術(shù)側(cè)（左耳）CT三維重建示（圖8）：從上面觀察3D模型（圖8A），可見一形狀不規(guī)則的病變主要位于砧骨短腳外側(cè)面和上鼓室盾板之間，砧骨短腳上面亦可見病變。在Mimics軟件中隱藏病變所在蒙板后，計算3D模型，同一角度可觀察到砧骨短腳和錘骨頭尚完整（圖8B）。從外面觀察3D模型（圖8C），可見病變已累及錘骨柄和砧骨長腳之間，還有砧骨長腳內(nèi)側(cè)面和鐙骨上方。隱藏病變所在蒙板后，計算3D模型，在同一角度可觀察到聽骨鏈尚完整（圖8D）。結(jié)合CT斷層圖像所見，考慮病變?yōu)橐灰伤频恼尺B帶。

圖8 術(shù)側(cè)的CT三維重建（左耳）Fig.8 CT 3D reconstruction(left ear)

患者2018年7月16日全身麻醉下行耳內(nèi)鏡下左側(cè)II型鼓室成形術(shù)，術(shù)中見（圖9）：左耳鼓膜緊張部大穿孔，鼓室內(nèi)干燥，錘骨和砧骨尚完整，周圍被紅色粘連帶包繞，活動差，鐙骨完整，底板活動良好。

圖9 術(shù)中耳內(nèi)鏡下所見（左耳）Fig.9 Intraoperative findings(left ear)

3 討論

鼓峽具有較為復(fù)雜的空間結(jié)構(gòu)，其位于聽骨、肌腱、神經(jīng)、骨迷路和黏膜皺襞間，是一縫隙狀的通道。王愛蓮等[4]解剖30側(cè)位聽器標本，測量得出鼓前峽內(nèi)外徑為(1.70.5)mm，鼓后峽內(nèi)外徑為(1.20.2)mm，本研究測量數(shù)據(jù)（表1）與之相近。因其解剖原因，在一些情況下，輕微的粘膜腫脹或少量的分泌物潴留即可導(dǎo)致阻塞，妨礙通氣引流，這在中耳疾病當(dāng)中并不少見[5-6]。手術(shù)解除阻塞，恢復(fù)通氣引流，對于促進痊愈和減少復(fù)發(fā)有著重要意義。對醫(yī)師來說，手術(shù)的成功需要全面細致的觀察；而對患者來說，要建立對療效的合理期望，就要形成對病情和手術(shù)的正確認識。但在實際工作中，經(jīng)過醫(yī)師術(shù)前談話，仍有患者不能很好地理解病情或手術(shù)。這時，若能得到一份既能幫助醫(yī)師觀察又能促進患者理解的參考資料，對醫(yī)患雙方都有一定幫助。

目前臨床上常用的幾種觀察方法難免存在一定局限。高分辨率CT能清晰顯示精細結(jié)構(gòu)和微小病變，診斷價值較高，但斷層圖像對正常結(jié)構(gòu)和一些病變的表現(xiàn)不夠直觀。耳內(nèi)鏡能抵近觀察隱蔽區(qū)域，視野寬闊且光照明亮，放大效應(yīng)良好，視角調(diào)整相對自由，但僅有平面視覺，圖像缺乏立體感，一定程度影響新手操作。而顯微鏡雖有立體視覺，但視野、光照、放大倍數(shù)均受限制，視角調(diào)整不夠自由，難以觀察一些病變殘留的死角[7]，不利于病變的徹底清除。術(shù)中不論在顯微鏡還是耳內(nèi)鏡下，有時為觀察或操作方便，或多或少需要切除一些正常組織，造成了更大損傷，在一些外耳道崎嶇狹窄的病例上更是如此。術(shù)前的CT斷層圖像和術(shù)中的照片或錄像，對于不具備扎實專業(yè)知識的患者而言，均是難以理解的。

孫捷等[8]運用CT仿真內(nèi)鏡技術(shù)，得到了聽骨鏈、鼓岬、圓窗、卵圓窗、面神經(jīng)、外半規(guī)管等結(jié)構(gòu)的立體圖像，并認為該技術(shù)在中耳炎、外傷、顳骨畸形等情況下可顯示聽小骨損傷、移位、中斷、缺失和畸形。楊靜雅等[9]研究認為顳骨3D模型能夠幫助醫(yī)師在術(shù)前了解解剖結(jié)構(gòu)與病變情況，制定和優(yōu)化手術(shù)方案，減少并發(fā)癥。涂博等[3]研究發(fā)現(xiàn)單純先天性中耳畸形術(shù)前CT仿真內(nèi)鏡觀察結(jié)果與術(shù)中所見基本一致。

CT三維重建目前較為成熟，已被廣泛應(yīng)用。該技術(shù)能夠根據(jù)需要有目的地選擇閾值、生成蒙板、分割圖像。得到3D模型后，還可以任意地縮放、旋轉(zhuǎn)模型，顯示或者隱藏3D模型的任一部分。進行三維重建無需額外檢查，能充分利用CT原始數(shù)據(jù)，在術(shù)前就能實現(xiàn)直觀、立體、多角度的觀察。CT雖不能明確軟組織影的病變性質(zhì)，但如同本研究所選的2例病例，運用三維重建技術(shù)，通過選擇閾值并分割圖像，還是可以將其區(qū)分，并顯示其大致的位置、大小和形狀。本研究所選病例1鼓峽區(qū)域的膽脂瘤微小、局限而又隱蔽，且其鼓膜完整，觀察存在一定困難；病例2粘連帶累及鼓峽區(qū)域，雖然鼓膜緊張部大穿孔且鼓室內(nèi)干燥，但術(shù)前耳內(nèi)鏡不能觀察到病變，CT斷層圖像對病變的表現(xiàn)也不夠直觀。而在這樣的病例上，三維重建恰可發(fā)揮前述的優(yōu)勢。但該技術(shù)的不足是，顯示軟組織和部分精細結(jié)構(gòu)有一定困難；圖像質(zhì)量可受噪聲和偽影影響；操作中選擇閾值、分割圖像或優(yōu)化3D模型或造成信息丟失。

在本研究中，不同視角下，3D模型上各個解剖結(jié)構(gòu)的形態(tài)及位置關(guān)系均與耳內(nèi)鏡解剖所見相近，3D模型測量與解剖測量數(shù)據(jù)間差異均無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05）；用病例CT原始數(shù)據(jù)制作的3D模型上還可觀察到病變的大致形態(tài)及其位置，觀察結(jié)果與耳內(nèi)鏡術(shù)中所見情況相符。CT三維重建與耳內(nèi)鏡相比，在視角、視野和放大倍數(shù)等諸多方面的特點均有相似之處。故而可將CT三維重建與耳內(nèi)鏡下鼓峽手術(shù)相結(jié)合，以充分利用其參考價值。