人工耳蜗植入术后几种影像学检查的比较[颞骨高分辨率CT等影像学检查能清晰显示耳蜗和内耳道的形态,已成为人工耳蜗植入(cochlear implantation,CI)前必不可少的检查项目。
随着CI的广泛开展,CI术后影像学评估越来越受到关注,检查方法从单一的二维图像向三维影像发展,观察内容从单纯评估耳蜗内电极向探讨电极位置与相关功能关系上扩展。
本文就近年来CI术后耳蜗内电极影像学评估进展和应用综述如下。
1 术后影像学检查方法1.1 X线平片——二维图像观察。
乳突侧斜位和岩部斜位都可显示CI术后人工耳蜗的接收器、连线和电极全貌,可以了解电极形状,如是否打折及卷曲,间接估计电极是否植入耳蜗内。
由于一般的X线片分辨率低,显示内耳细小结构有限,评估耳蜗内电极的位置和长度受到一定限制。
数字化X线片(digital X-ray)问世提高了内耳影像分辨率,在合适的摄片平面上可分辨出耳蜗、前庭和半规管,可看清电极是否在耳蜗内及在耳蜗内的长度,比较适合CI术后电极评估。
Xu等[1]在测量经扫描并三维重建的颅骨标本基础上,设计出观察电极植入状况的耳蜗片(cochlear view)摄片方法。
拍摄标准的耳蜗片时,患者取坐位或俯卧位,做后前斜位投照,头颅矢状面与胶片的夹角调整为50°,CI侧靠胶片侧,X线通过未植入侧的枕部,经植入侧的外耳道前方3.0 cm、上方0.7 cm 处直接到达胶片中心。
如采用仰卧位,做前后斜位投照,头部的转向、X线入颅和出颅的点都要进行相应的调整。
拍摄出的耳蜗X线片除可以清晰显示电极的形状外,还可分辨出上半规管、前庭及耳蜗的形状。
定位上半规管和前庭,取上半规管顶点与前庭中心点连线并延长与电极串相交,交点即为蜗窗位置,据此可数出耳蜗内电极数;同时,可以找出蜗轴中心点并作经中心点垂直于前述的上半规管-前庭中心点连线的直线,测出植入耳蜗内电极角度,估计电极植入长度。
耳蜗X线片在显示CI术后电极方面具有下列优点:①一张X线片上可同时显示人工耳蜗的接收器、连线和蜗内电极;②能够显示蜗内电极走形及位置;③患者接受X线剂量少、费用低、操作简便,目前被临床广泛应用。
但由于耳蜗片显示的耳蜗内电极的形状受头位和投照角度影响大,如拍摄平面有偏差,电极在片上显示的形状就会变形,影响计算电极植入的角度或深度;同时由于X线片分辨率低,尚无法直接显示电极在蜗内的具体部位位置。
1.2 高分辨率CT检查——三维重建观察。
颞骨高分辨率CT扫描可以清晰显示颞骨骨性结构及内耳基本形态,通过三维重建技术,可很好显示骨迷路与内耳淋巴腔隙的位置关系,是CI术前必备的检查内容之一。
虽然植入电极后会对CT扫描图像产生不同程度的伪影,但与X线片相比,CT扫描可以直接显示电极在耳蜗内的位置和长度[2]。
随着16排、64排等多层扫描CT的问世,扫描图像层厚更小、速度更快,能减少由于患者不配合造成的运动伪影,获得的大量横断面扫描信息,经后台工作站三维图像技术处理,可对任意方位平面进行观察。
常用的三维重建方法有任意方位的多平面重建(MPR)、曲面重建、容积再现技术(VRT )、表面阴影显示(SSD)、最大密度投影(MIP)、最小密度投影(MinIP)及CT仿真内镜(VE)成像等,多种重建方法的有机结合,可以使图像更为清晰易辨。
耳蜗结构精细,除蜗轴、骨螺旋板为骨性结构外,大部分为膜性结构及淋巴腔隙。
高分辨率CT三维重建图像能否显示植入电极与周围组织的关系为大家所关注。
Lane等[3,4]通过对比植入电极的尸体颞骨标本64排螺旋CT扫描图像及相对应的切片图像,确定在合适平面上重建的三维图像可以分辨出电极在鼓阶或前庭阶的位置,为研究CI蜗内电极的空间位置提供重要的技术手段。
内耳CT扫描大多为轴位扫描,选取合适平面重建对定位植入电极在耳蜗内的位置非常重要[5,6]。
临床上常用的观察平面有:①垂直蜗轴并与耳蜗基底周平行的平面,重建后可观察电极在耳蜗内的走形情况,并可观察电极与蜗轴和耳蜗外侧壁的关系;②耳蜗横断面平面,可观察到电极位于鼓阶或前庭阶的情况;③曲面重建拉直电极进行直接测量,可观察电极植入耳蜗内的深度。
我们通过64排螺旋CT轴位平扫及三维重建,观察了澳大利亚Cochlear公司CI24R人工耳蜗植入后电极的位置和形态,图像显示清晰(图2)。
虽然高分辨率CT图像还存在电极扫描伪影和三维重建数据虚化缺陷,但从重建后显示电极的效果看,已能非常直观的定位电极在耳蜗的空间位置,是X线片所不能及的[7]。
因此,在CI术后影像学评价评估时,应根据需要选择进行X线片或高分辨率CT检查。
2 CI后影像学评估的应用2.1判断电极是否植入耳蜗内。
人工耳蜗是对耳蜗特性的一种模仿,其功能是取代病变的内耳毛细胞直接刺激听神经而产生听觉。
依据耳蜗对语音的部位编码原理,将若干个微电极经蜗窗植入耳蜗基底周的鼓阶或前庭阶内,或贴附于耳蜗外面骨壁上,体外的声音信号经语音处理器处理后产生相应电极的电刺激脉冲,直接兴奋耳蜗内不同部位电极附近的听神经,可使全聋患者感受到声音,进而恢复初步的言语交流能力。
因此,电极是否植入到耳蜗内并尽可能靠近听神经是手术成功的关键。
在解剖结构正常的患者中,CI按规范操作,植入电极并不困难,但严重耳蜗畸形患者手术时常会出现电极未能植入耳蜗内或植入不完全,导致手术失败。
术前影像学检查对耳蜗畸形患者的手术有重要指导意义,而术中和术后影像学检查能够直接观察电极是否植入耳蜗内,为再次植入提供依据,也能有效的预防并发症的发生[8~10]。
有研究发现随着时间推移植入耳蜗内的电极随着时间推移,由于各种原因可出现电极脱出现象,导致人工耳蜗失效,是术后严重并发症[11]。
因此,进行术后电极的影像学评估具有重要意义。
2.2判断电极是否植入鼓阶。
目前,临床使用的人工耳蜗电极都是经耳蜗开窗植入鼓阶的,即电极应该植入鼓阶内。
近年来借助高分辨率CT观察CI患者,无论植入何种机型和电极,均发现少数患者的电极不在鼓阶内[4,12,13]。
观察发现完全植入耳蜗内的电极在耳蜗内有3种情况:①完全位于鼓阶内,②位于前庭阶内,③经鼓阶再穿过骨螺旋板和基底膜移行前庭阶。
电极位于鼓阶内是CI最理想的状态,它不仅能使电极更靠近听神经,同时提示手术操作未损伤骨螺旋板和基底膜的完整性。
如果电极位于前庭阶或经鼓阶移行到前庭阶则提示电极经蜗窗插入到了前庭阶,耳蜗内的内外淋巴液通过受损的骨螺旋板和基底膜而相通,导致内耳的内环境失衡。
骨螺旋板和基底膜的完整性受损对全聋患者的影响不会太大,因为全聋患者的耳蜗已丧失了对声音的感知,即使耳蜗内外淋巴液相通,内环境改变也不会影响CI患者对电刺激的感知。
目前,CI适应证已从极重度聋扩大到具有一定残余听力的患者。
保留这些患者残余听力,可为术后应用双模式听觉(人工耳蜗加助听器)奠定基础,能提高CI术后言语分辨率。
目前,医师已意识到手术操作对保留残余听力的重要性,采取了“柔手术”技术等方式,减轻手术操作对耳蜗的损害,尽量保留残余听力,使大部分患者通过术后同时配戴人工耳蜗和助听器而受益。
尽管如此,仍有少部分患者残余听力在术后无法保留[14,15],确切原因尚不清楚,但可推测术中植入电极穿透骨螺旋板和基底膜进入前庭阶应是可能的原因之一。
从这个意义上来说,对CI患者行高分辨率CT扫描定位电极位置具有现实意义。
2.3指导耳蜗内电极的设计开发。
人工耳蜗装置由最初为22道直电极发展到24道弯电极就是例证。
虽然,开发电极都经过尸体耳蜗植入的论证[16],但CI术后电极在耳蜗内的空间定位仍是显示电极特性的十分重要的指标。
有研究比较直电极与弯电极植入后位于耳蜗内的状况,发现弯电极多位于鼓阶,而直电极则多位于前庭阶,结果提示弯电极对保护耳蜗骨螺旋板和基底膜的完整性比直电极好[12]。
还有研究观察了术后言语分辨率与植入电极位置和深度的关系,结果提示言语分辨率差的患者可能与电极植入过深或植入前庭阶有关。
通过这些研究有望发现不同植入电极的优劣,为开发新型电极提供重要依据。
关键词:耳蜗植入术;体层摄影术,X线计算机;多层螺旋CT参考文献1. Xu J,Xu SA,Cohen LT,et al. Cochlear view:post-operativeradiography for cochlear implantation. Am J Otol,2000,21:49-56.2. Chen J,Farb R,Hanusaik L,et al. Depth and quality of electrode insertion:a radiologic and pitch scaling assessment of two cochlear implant systems.Am J Otol,1999,20:192-197.3. Lane JI,Driscoll CL,Witte RJ,et al. Scalar localization of the electrode array after cochlear implantation:a cadaveric validationstudy comparing 64-slice multidetector computed tomography with microcomputed tomography. Otol Neurotol,2007,28:191-194.4. Lane JI,Witte RJ,Driscoll CL,et al. Scalar localization of the electrode array after cochlear implantation:clinical experience using 64-slice multidetectorcomputed tomography. Otol Neurotol,2007,28:658-662.5. Verbist BM,Joemai RM,Briaire JJ,et al. Cochlear coordinates in regard to cochlear implantation:a clinically imdividually applicable 3 dimensional CT-based method. Otol Neurotol,2010,31:738-744.6. Trieger A,Schulze A,Schneider M,et al. In vivo measurements ofthe insertion depth of cochlear implant arrays using flat-panel volume computed tomography. Otol Neurotol,2010,32:152-157.7. 孔维佳,马辉,韩萍,等.人工耳蜗植入术后植入电极的影像学检查.中华耳鼻咽喉科杂志,2004,39:81-84.8. 韩德民,李永新,赵啸天,等.不同内耳畸形人工耳蜗植入效果分析.中华耳鼻咽喉科杂,2004,39:589-593.9. 韩东一,武文明,郗昕,等.先天性内耳畸形的人工耳蜗植入.中华耳鼻咽喉科杂志,2004,39:85-88.10. Ito K,Ishida R,Karino S,et al. Rotating computed tomographic movie for evaluationg partially ossified cochlea. Otol Neurotol,2008,29:124-130.11. Connell SS,Balkany TJ,Hodges AV,et al. Electrode migration after cochlear implantation. Oto Neurotol,2008,29:156-159.12. Aschendorff A,Kromeier J,Klenzner T,et al. Quality control afterinsertion of the nucleus contour and contour advance electrode in adults. Ear Hear,2007,8:75-79.13. Finley CC,Holden TA,Holden LK,et al. Role of electrode placementas a contributor to variability in cochlear implant outcomes. Otol Neurotol,2008,29:920-928.14. 郭梦和,陈浩,钱宇虹.柔手术技巧在人工耳蜗植入术中的应用经验.临床耳鼻咽喉头颈外科杂志,2009,23:1045-1047.15. 叶青,Kiefer J,杨仕明.有低频残余听力感音神经聋的人工耳蜗植入术.中华耳科学杂志,2009,7:221-225.16. Huttenbrink KB,Zahnert T,Jolly C,et al. Movements of cochlear implant electrodes inside the cochlea during insertion:an X-ray microscopy study.Otol Neurotol,2002,23:187-191.。