三维容积重建对传导性耳聋听骨链的影像诊断

杨凤　宋任东　刘阳.保定市第二中心医院耳鼻喉科（涿州07750）.海军总医院全军耳鼻喉科中心（北京00048）

·临床研究·

三维容积重建对传导性耳聋听骨链的影像诊断

杨凤1，2宋任东1刘阳2
1.保定市第二中心医院耳鼻喉科（涿州072750）
2.海军总医院全军耳鼻喉科中心（北京100048）

目的 评估三维影像容积重建技术（three-dimensional volume rendered computer tomography，3D-CTVR）在耳硬化症与听骨链畸形/中断的传导性耳聋病例中对听骨完整性与病理状态的诊断与临床应用价值。方法回顾性分析经手术治疗的36例（耳）病。所有病例外耳道正常、鼓膜完整、传导性耳聋、A型鼓室曲线、盖莱试验阴性，病史为自幼渐进性听力下降。所有病例术前行CT检查并进行CTVR重建。根据影像，按照3分法评判原则，选择与手术相关的听骨链重要部位为评判内容，以术中所见为标准，以平片（轴位和冠状位）为对照，对3D-CTVR影像显示听骨重要部位的图像显示进行统计学分析。结果 3D-CTVR重建影像能够直观显示听骨链的完整性及病理状态；对镫骨上结构及镫骨上畸形的显示与手术实际相比P值大于0.05，较平片（P=0.00）能够更好的反应实际情况。结论3D-CTVR能够很好的显示听骨链完整性及听骨的重要部位，对听骨精细结构的显示优于平片，二者结合更切合临床实际，这一技术为听骨链完整的耳硬化症和听骨链畸形/中断提供了更为可靠的客观鉴别诊断方法。

耳硬化症；三维容积重建（3D-CTVR）；平片

在某些传导性耳聋病例，如果外耳道正常、鼓膜完整、A型曲线、盖莱试验阴性，如何判断听骨链状态？例如如何鉴别耳硬化症与听骨链缺如或畸形？传统的高分辨率CT轴位、冠状位并不足以让耳科医生完全了解听骨链的病变情况，当然病史有助于诊断。近十年，有文献报道应用3D-CTVR后处理技术可精确的显示微小骨性结构［1、2、3］，如听骨。在本篇回顾性研究中，应用这一技术对这样一组病例进行听骨链状态诊断，并评估其临床应用价值。

1　材料与方法

1.1病例选择

选择自2010年2月到2015年8月的36例（耳）病例作为研究对象，所有病例外耳道正常、鼓膜完整、传导性耳聋（气-骨导间距15-45dBHL）、A型鼓室曲线、盖莱试验阴性，病史为自幼及渐进性听力下降，年龄7-68岁，平均34.2岁，其中男15例（耳），女21例（耳），所有手术均由同一作者完成。

1.2CT扫描与后处理

本组病人均使用128层螺旋CT（Philips Brilliance iCT 128）扫描机，受检者仰卧，轴位薄层扫描，扫描范围自外耳道下缘至岩骨上缘，层厚0.625mm，螺距0.25，视野（FOV）150mm×150mm，矩阵1024×1024，电压120kV，电流量350mAs。采用Y-sharp骨算法、0.34mm间隔重叠重建，获得128～140层图像，将以上轴位重建后的图像传送到EBW 4.0工作站。后处理重建技术采用容积重建法（CTVR）进行三维重建，阈值范围上限1500～2500Hu，下限为-600～300Hu。

1.3图像分析

所有CT影像均由一位独立的有经验的放射科医生和一位有经验的耳鼻喉科医师完成。主要观察平面和角度如下：①常规HRCT（高分辨率CT）平面：a.轴位的上鼓室鼓窦平面（图A-1），b.冠状位的上鼓室前庭窗平面（图C-2，C-3）；②3D-CTVR图像：在某一设定的立方体内旋转显示，选择耳科医生熟悉的两个角度：a.从鼓膜的后下向中上鼓室方向观察（图A-3），b.从鼓窦上鼓室向中鼓室方向观察（图B-3）.

1.4数据分析

参照Zhang LC［1］及Liu Y［4］报告，所评估的听骨链结构各部位如表所列。表中所列结构为耳科医生更关心和需要明确的，原因是当处理听骨链的时候，耳科医生首先关注的砧镫关节的连接状态、砧骨长脚及镫骨的状态。而位于上鼓室内的锤骨头、砧骨体、锤砧关节也是在听骨链重建中需考虑的重要结构。镫骨上结构完整、缺如及镫骨上结构畸形等涉及到应用何种人工听骨（TORP、PORP），是我们图像评估中重点考虑的内容，而底板是否活动在影像中并不能显示，因此，表中并未列出。所有的影像结果应用3分法评判，结构存在得2分，侵蚀或部分存在得1分，未见结构得0分，与术中对比，应用SPSS软件进行统计学分析。

2　结果

本组病人包括耳硬化症16例，后天性听骨链中断2例（颞骨外伤），先天性听骨链病变18例（包括砧骨长脚缺如、镫骨上结构畸形、前庭窗骨性闭锁）。表1显示所有听骨链8个主要部位和镫上畸形结构在平片和CTVR上显示后与术中对照的质量评估结果。以表1中在平片上评判镫上畸形情况为例，手术中见镫上畸形存在（2分）10例，不确定（1分）0例，无畸形（0分）26例；而在术前平片评估中，镫上畸形存在（2分）0例，不确定（1分）36例，无畸形（0分）0例，MV为这一组病例的得分平均值，SD为样本偏差，P值为该组病例评判结果与术中所见的实际情况对比，P＞0.05说明评判结果与术中所见高度吻合，没有差异，依次类推，各结构在平片和CTVR中P＞0.05，说明评判结果与术中所见一致。在表1中，平片镫骨上结构P=0.00，镫骨上畸形P=0.01，说明在平片中镫骨上结构、镫骨上畸形的显示与实际情况有极显著差异，即以平片评判镫骨上和镫骨上畸形不可靠，而CTVR则对镫骨上结构、镫骨上畸形显示良好，与实际情况吻合良好，即以CTVR评判镫骨上结构和镫骨上畸形可靠性高。

表1　36（耳）例手术所见与平片、CTVR图像所见统计结果

典型病例 A：耳硬化症。XX，女，40岁，因双耳听力渐进性下降4年伴耳鸣入院。检查双耳外耳道鼓膜正常，听力检查双耳中度混合性聋，语言频率气骨导间距均为20dBHL，盖莱试验双耳（-），阻抗双耳A型曲线。左耳手术见锤骨、砧骨、镫骨形态正常，锤砧、砧镫关节活动正常，镫骨底板固定，中央表面呈蓝色。

图A：耳硬化症。A-1：轴位平片，上鼓室鼓窦平面，可见锤骨头（红箭头）、锤砧关节，砧骨短脚（白箭头），未见镫骨上结构；A-2：冠状位平片，上鼓室前庭窗平面，见砧骨长脚（白箭头），模糊的镫骨上结构（黄箭头）；A-3：3D-CTVR图像，选择外科医师熟悉的观察角度即自鼓膜的后下向前中上鼓室方向观察，可见非常清晰的锤骨柄（红虚箭头）、锤骨头（红箭头）、砧骨长脚（白箭头），图像完整的显示了镫骨上结构，黄箭头指示镫骨后弓。

B：听骨链缺如。XXX，女，14岁，因自幼双耳听力不佳入院。入院检查双侧外耳道通畅，耳膜完整，标志清楚，纯音测听：双耳对称性传导性耳聋，语言频率气骨导间距42.5dBHL，盖莱试验双耳（-）。右耳手术探查见锤骨完整，砧骨长脚缺失、镫骨上结构缺失，底板被面神经覆盖。术前CT见图B

图B：听骨链缺如。B-1：轴位平片，上鼓室鼓窦平面，绿线显示重建的部位即听骨平面。B-2&B-3：3D-CTVR图像，红箭头指示锤骨体，红虚箭头指示锤骨柄，白箭头指示缺如的砧骨长脚，白虚箭头指示砧骨短脚。B-2清晰的显示了不完整的听骨链，砧骨长脚缺失、镫骨上结构缺失。

C镫骨上结构畸形：XXX，女，55岁，因自幼双耳听力不佳入院。入院检查双侧外耳道通畅，鼓膜完整，标志清，语言频率气骨导间距右耳55dBHL，左耳45dBHL，阻抗A型曲线，盖莱试验双侧（-）。左耳手术探查见锤骨、砧骨形态正常，镫骨上结构与面神经骨管（向前庭窗处部分悬垂）、后鼓室骨壁之间骨性相连，手术磨除镫骨上骨性固定结构后活动镫骨，植入PORP。术前CT即术中图片见图C。

图C：听骨链畸形。红箭头-锤骨头；红虚箭头-锤骨柄；白箭头-砧骨长脚；白虚箭头-砧骨体；黑箭头-面神经；黄箭头-畸形的镫骨上结构。C-1为轴位平片，显示良好的锤骨头、锤砧关节和砧骨短脚。C-2&C-3为冠状位平片上鼓室前庭窗平面，显示模糊的镫骨上结构，可疑畸形（黄箭头），面神经位置正常但向下挤压畸形的镫骨上结构。C-4为3D-CTVR图像，完整显示听骨链，同时显示砧蹬关节变细，镫骨上结构呈团块状（黄箭头），黑箭头指示低垂的面神经。C-5&C-6为手术图片，砧骨体被发育畸形的骨性团块包裹（黄箭头）并与低垂的面神经（黑箭头）连接，手术磨除镫骨上骨性团块，活动镫骨，植入PORP（C-6）。

D.前庭窗骨性闭锁：XXX，男，8岁，自幼双耳听力不佳入院。入院检查双侧外耳道正常，鼓膜完整，标志清，纯音测听语言频率气骨导间距右耳50dBHL，左耳45dBHL，阻抗A型曲线，盖莱试验双侧（-）。左耳手术探查见锤骨、砧骨形态正常，镫骨上结构畸形，畸跨于面神经组织表面、面神经低垂覆盖前庭窗位置，术前CT及术中图片见图D。

图D：前庭窗闭锁。黑箭头-面神经，黄箭头-畸形的镫骨上结构。D-1为冠状位平片，显示“V”型前庭窗龛，镫骨底板处为骨性结构，面神经（黑箭头）位于园窗龛下缘。D-2为3D-CTVR图像，完整显示听骨链，同时显示砧蹬关节变细，镫骨上结构呈团块状（黄箭头），但未显示底板。D-3术中图像，黑箭头指示低垂的面神经，覆盖前庭窗位置，黄箭头显示机型的镫骨上结构畸跨于裸露的面神经软组织之上。

3　讨论

在鼓膜完整的传导性耳聋听骨链诊断与外科重建中，听骨链状态的精确客观影像显示至关重要，理想的结果是应该直观显示听骨链的完整状态、精细结构，特别是应能鉴别正常与畸形的听骨，但常规的轴位和冠状位平片并不能满足这一要求。而应用现代螺旋CT的后处理技术对检测结构进行后期3D影像重建（如CTVR技术），则可以直观显示听骨的微细结构，事实上，结合常规平片，辅以现代3D影像重建技术，对听骨结构进行精细诊断，已成为精准耳显微外科的必备技术，如本文对耳硬化症和听骨链病变（畸形等）的听骨状态影像鉴别诊断研究，就凸显了这一3D技术的优越性。

常规CT：颞骨常规CT提供的主要信息一大类是中耳乳突的状态如含气或密度影，另一大类是重要结构信息如耳蜗、迷路、听骨等，但对听骨的显示，尤其是镫骨上结构的显示，并不能提供足够的信息，这是它最大的局限，而迄今为止尚未见文献报道CT常规平片等够精确报道镫骨上结构畸形的文献。Fuse T.et al（1992）报告在HRCT平片中，锤骨头、砧骨体、砧骨长脚在所有的病例中均可显示，但镫骨上结构显示率仅60%，而且镫骨前后弓的缺损也不能良好显示［5］。本研究中统计表的结果与Fuse T的研究基本一致，与手术中所见相比，镫骨上结构及畸形P值的差异说明在轴位和冠状位平片中，对镫上结构显示的评判与实际有很大不同，即可靠性较差。因此，本研究认为，根据常规平片对耳硬化症和听骨畸形病变的听骨状态进行客观影像鉴是比较困难的。但在前庭窗畸形闭锁或畸形的诊断中，常规HRCT平片冠状位则较CTVR影像具有较高的诊断价值，如图D-1所示：前庭窗闭锁的特征为①V型前庭窗龛，②骨性或缺如的底板，③常伴有面神经畸形，位于前庭窗龛下部，底板下缘，而其正常位置应位于前庭窗底板上缘，水平半规管下方［6，7］。

CTVR技术：本研究的关键是CTVR技术对听骨链完整性的客观评估，其影像重建技术已在相关文献中报告［4，8］，观察角度已如前文方法中所述。CTVR技术是在现代螺旋CT应用条件下，通过“各向同性扫描”方式获得组织结构的点阵信息（即容积数据）后，将数据通过后处理技术进行三维容积重建，在重建出的图像中，不同阈值对应不同结构，以不同颜色代表，通过视觉色差在人眼视网膜获得三维信息。这一技术的主要特点是：①重建结构的三维旋转：通过旋转显示，类似于人在耳内窥镜下检查，为耳科医师在各个角度提供清晰直观的图像，特别是在含气腔内对听骨的显示。如本组病例，针对鼓膜完整、A型曲线的传导性耳聋，在对耳硬化症和听骨链中断/畸形等疾病的影像直观显示中，CTVR技术显示了良好的优越性，如图A-3为耳硬化症、图B-2&3为砧骨长脚中断、图C-4为镫骨上结构畸形，图像清晰、直观的显示了听骨链序列，为这组疾病的鉴别诊断提供了客观的影像诊断依据。②与表面重建技术不同［9，10］，CTVR技术通过阈值滤过技术又可以将某一结构滤除，从而显示被覆盖的深层结构，如在中耳胆脂瘤颞骨影像中，通过阈值滤过技术去除包埋听骨的胆脂瘤软组织后，即可在术前影像中清晰显示听骨结构；如本研究前期报告，在慢性化脓性中耳炎及中耳胆脂瘤病变中，CTVR图像对听骨链病变的诊断较常规平片已显示出优越性［4，11］。③这一技术另外一大特点是较常规平片能够更为精确的显示微细结构及其局部病损状态，如锤骨头、砧骨长脚、镫骨上结构等，特别是对镫骨上畸形［6，12］的显示，而这些结构则是耳科医师在手术中需重点关注的内容。本研究中CTVR和平片对听骨链不同部位显示的评估结果，对于镫骨上结构以及镫骨上畸形的辨认，CTVR的显示结果明显优于平片，与手术中所见相比，统计P值＞0.05，说明CTVR对镫骨上结构及其畸形的显示与术中比没有显著差别，即吻合性好，而平片对镫骨上结构及畸形的显示P值＜0.05，说明术前平片对镫骨上结构的显示与术中吻合不好，可信度低，这一结果与Zhang LC［1］的研究结果一致。

4　结论

3D-CTVR能够很好的显示听骨链完整性及听骨的重要部位，对听骨精细结构的显示优于平片，二者结合更切合临床实际，这一技术为听骨链完整的耳硬化症和听骨畸形/中断提供了可信的客观影像诊断依据，但对于前庭窗闭锁及伴行的面神经畸形冠状位CT更具有优越性。本技术对CT设备的要求并不高，任何一种36排以上的螺旋CT在后处理工作站均可应用自带软件完成。

1Zhang LC，Sha Y，Wang ZM，et al.3D image of the middle ear ossicles：three protocols of post-processing based on multislice computed tomography.Eur Arch Otorhinolaryngol.2011，268（5）：677-683.

2Fatterpekar GM，Doshi AH，Dugar M Delman et al...Role of 3D CT in the evaluation of the temporal bone.Radiographics.2006；26 Suppl 1：S117-132.Review.

3Trojanowska A，Trojanowski P，Olszanski W，Klatka J，Drop A..How to reliably evaluate middle ear diseases？Comparison of different methods of post-processing based on multislice computed tomography examination.Acta Otolaryngol.2007，127（3）：258-264.

4Liu Y，Sun J，Guo Y，et al Quality assessment of 3D-CTVR，MPR and section plane techniques in ossicular chainreconstruction in middle ear cholesteatoma.Comput Med Imaging Graph.2014，38（6）：696-701.

5Fuse T，Aoyagi M，Koike Y，et al.Diagnosis of the ossicular chain in the middle ear by high-resolution CT.ORL J Otorhinolaryngol Relat Spec.1992，54（5）：251-254.

6杨凤，刘阳，孙建军等先天性前庭窗及相关结构畸形的影像诊断及个性化手术.中华耳科学杂志 2015，13（1）：120-125

7Zeifer B，Sabini P，Sonne J.Congenital absence of the oval window：radiologic diagnosis and associated anomalies.AJNR Am J Neuroradiol，2000，21（2）：322-327

8Guo Y，Liu Y，Lu QH et al.CT two-dimensional refor-mation versus three-dimensional volume rendering with regard to surgical findings in the preoperative assessment of the ossicular chain in chronic suppurative otitis media.Eur J Radiol 2013，82（9）：1519-1524

9Ho AC，Lee R，Co MT，et al.Is virtual endoscopy of the middle ear useful？Ear Nose Throat J.2011，90（6）：256-260.

10Fujii N，Inui Y，Katada K.Temporal bone anatomy：correlation of multiplanar reconstruction sections and three-dimensional computed tomography images.Jpn J Radiol.2010，28（9）：637-648.

11孙建军，刘阳，郭勇等.2D、3D影像重建对听骨链病变诊疗的评估价值中华耳科学杂志2011，9（3）：：117-123.

12Yang F，Liu Y，Sun JJ，et al.Congenital Malformation of the Oval Window：Experience of Radiologic Diagnosis and Surgical Technique，Eur Arch Otorhinolaryngol.2015，Mar 3 DOI：10.1007/ s00405-015-3597-6.

3D-CTVR in diagnosis of integrity and pathological changes of ossicular chain in conductive hearing loss

Yang Feng1，2，Song Rendong1，Liu Yang2
1.Department of Otolaryngology，Second Central Hospital of Baoding，Zhuozhou，072750
2.Center of Otolaryngology，Navy General Hospital，Beijing，100048 Corresponding author：Liu YangEmail：liuyangdoc@sina.com

Objective To evaluate clinical values of three-dimensional volume rendered computer tomography (3D-CTVR)in diagnosing ossicular chain abnormalities in otosclerosis,and in ossicular chain absence/malformation(conductive hearing loss with intact tympanic membrane).Methods Thirty six patients participated in the study.All patients had conductive hearing loss,with intact tympanic membrane,normal external ear canal,type A tympanogram and negative Gelle's test.All patients underwent pre-operative CT scan and the respective radiologic reports of ossicles were compared to surgical findings.Quantitative assessments of various segments of the ossicular chain were based on a 3-point scoring system.Using plain x ray as

,the sensitivity,specificity and accuracy of CTVR on different segments were evaluated in comparison to findings during the operation.Results 3D-CTVR images showed the integrity and pathological state of the ossicular chain well.CT imaging of stapes superstructure and malformations mostly agreed with surgical findings(P>0.05) and was superior to conventional plain x ray imaging(P=0.00).Conclusion Together with conventional plain x ray,CTVR provides better view of fine ossicular chain structures in conductive hearing loss with normal tympanic membranes.Furthermore,the use of CTVR may have profound value in the diagnosis of otosclerosis and ossicular chain absence or malformation.

otosclerosis；malformation volume rendered computer tomography；section plane

R764.43

A

1672-2922（2015）04-667-4

2015-10-31审核人：刘军）

10.3969/j.issn.1672-2922.2015.04.022

杨凤，本科，主治医生，研究方向：耳科学

刘阳，Email：Liuyangdoc@sina.com