精准中耳外科的发展与展望△

张天宇　戴培东



·专家笔谈·

精准中耳外科的发展与展望△

张天宇戴培东

早在2006年中国学者就提出“精准外科”理念，即以准确判断、精细计划、最小创伤、寻求最佳效果为目标的精准外科治疗。精准外科理念已广泛渗透到肝胆外科、神经外科、妇产科、小儿外科、介入科、耳鼻喉科等领域，推动着传统经验外科向现代精准外科模式的转变。相对于传统中耳外科而言，精准中耳外科的特征主要体现在术前精确评估病情、精细手术规划与模拟、彻底清除病灶、最小创伤侵袭和达到中耳功能最佳康复效果，理应成为现代中耳外科的主要模式与发展方向；特别是激光多普勒测振技术及电生理测听技术在中耳手术中的应用探索，必将促进中耳外科向精准化方向不断发展与演进。本文概述“精准中耳外科”理念的演进，着重讨论术前中耳结构与功能的精确评估、听觉重建术中实时听觉功能精确评估等技术在“精准中耳外科”中的应用，并对“精准中耳外科”的前景加以展望。(中国眼耳鼻喉科杂志，2016，16：231-233)

精准中耳外科；术中听觉监控；激光多普勒测振技术

“精准”或“精确”、“精细”是外科手术永恒的追求，也是外科学进步的标志和发展趋势。以2006年中国人民解放军总医院董家鸿教授首先提出“精准肝切除(precison hepatectomy)”理念作为起始，精准肝切除逐渐被肝胆外科同行所熟悉和接受，其影响不断深入，并渐渐扩展为精确外科理念。该理念涵盖以手术为核心的外科诊疗全过程，内涵包括精确的术前评估、精密的手术规划、精工的术中操作和精良的术后管理[1-2]。相比传统经验外科，精准肝切除理念强调提升肝胆外科临床处理的确定性，在手术中实现“该切的片甲不留，该留的毫厘无损”。该理念目前已广泛渗透到肝胆外科、神经外科、妇产科、小儿外科、介入科、耳鼻喉科等领域，推动着传统经验外科向现代精准外科模式的转变。

在耳外科的历史发展进程中，随着医学诊疗技术的飞速发展和外科模式的转变，精准耳外科理念也渐渐浮出水面。中耳外科的演变经历了20世纪40年代以前的感染中耳外科、50年代兴起的中耳显微外科和80年代逐渐形成的以功能重建为目标的中耳外科，后者以听力学测试评估、耳内镜检查、高分辨率CT、手术显微镜的应用、人工听骨假体植入等听骨链重建技术为主要特征。进入20世纪90年代后，针对中耳结构与听骨链重建的手术方法并无突破性进展，由于缺乏客观准确的术中重建效果的实时评估手段，术者只能依靠经验和解剖知识去评判重建后听觉功能恢复的程度。2008年王正敏院士提出现代耳外科由中耳精确外科、耳神经外科和耳颅底外科3个部分组成，首次明确中耳精确外科理念[4]。精确或精准外科的核心理念是应用现代科学技术与传统外科方法提升外科临床处理的确定性，采取“最大化切除病灶、最大化保护功能、最小化创伤侵袭”的均衡策略，达到外科实践在手术安全性、治疗有效性和干预微创化的多目标优化。近20年来，随着激光多普勒测振技术及听觉神经电生理记录等技术在手术中的应用，精准中耳外科概念的内涵得以不断丰富和完善，逐渐由构想变为现实。相对于传统的耳科手术，精准中耳外科的核心内容可进一步加入术前手术精确设计与手术模拟、术中激光多普勒测振技术和多种电生理监测技术实时评估听骨链重建与人工中耳植入后的效果，使术后效果向可控、可预测方向发展。

完整详尽的术前评估有助于临床医师最大限度度地清除病灶，同时有效保留外周听觉结构。高精度CT和磁共振成像(MRI)技术，可清晰精确地显示中耳疾病的位置、范围及毗邻关系，达到术前准确评估，并可通过虚拟现实等技术提供手术方案的精确设计、预演和决策[3-4]。精准影像技术的发展为提高术前评估质量打下了良好的基础。中耳疾病多合并听力损失，术前听力学的准确评估成为“精准中耳外科”的基本要求。传统的听力学评估为主观测试，如纯音测听和电生理相结合的方法，获得的结果结合影像学研究，为中耳病变程度和部位的判断提供依据。

小窗人工镫骨技术的发展是中耳手术精确设计的一个范例。耳硬化症是耳科较为常见的疾病，其手术技术有着70多年的演进过程，从镫骨取出术或镫骨活动术、半规管开窗术、镫骨全切除术、镫骨部分切除术，发展到目前首选的小窗人工镫骨技术或激光辅助的小窗人工镫骨技术。在这一手术中，已逐渐完善到在镫骨足板中心点向后下0.4 mm的0.4 mm×0.4 mm区域，插入深度可达1.0 mm，将小柱向后下方向倾斜10～20°的精确技术规范[5-6]。目前常用直径为0.4 mm的人工镫骨，其传音效率的科学基础来自于1955年Rosowski等[7]的研究结果。这一技术演化过程完整地展示了中耳外科技术发展的轨迹和精准化方向，也奠定了镫骨手术精准技术的解剖与科学基础。

精准中耳外科是一种学科发展方向的理念，其实现依赖于技术体系的不断发展与完善，包括术中激光多普勒测振技术(laser Doppler vibrometry，LDV)和听觉神经电生理监控技术[如耳蜗电图(electro-cochleogram，ECG)及术中听性脑干反应(intraoperative auditory brainstem response，eABR)等]的应用探索[8]，使得术中听觉重建效果的评估从依靠术者经验判断的功能中耳外科阶段，演进为利用这些先进技术进行实时判断的精准中耳外科阶段。LDV的原理是利用氦氖等激光束瞄准运动中的物体，同时接收物体表面的反射光束，由此产生的激光多普勒效应则可测算运动目标的速度、振幅和时相。LDV在测量人类听觉范围频率的位移时，灵敏度和精确度可达1 nm/s，在临床实验测量过程中无须接触被测目标，避免了振动时对外周听觉系统的机械负荷和声的干扰，将可能成为未来精准中耳外科不可或缺的术中精准测量工具。听觉神经电生理监测技术EcochG和eABR是2个耳科常用的客观听力学评估技术，近年来两者相结合的双通道监测技术有效互相弥补了各自的短板，为从神经电生理学角度精准评估术中听觉功能提供了可靠的判断依据[8]。然而由于这类技术本身的复杂性和昂贵的价格，操作繁琐费时，以及对手术室环境稳定性的要求等因素，使得目前尚难以广泛使用，但可望在不断的研究和改进中走进临床。

LDV通过对鼓膜的非接触测量，可无创性获得直观的听骨链系统的振动数据。目前已有基于LDV鼓膜测振原理而研发的产品可实现针对中耳传音结构的高精度无创客观诊断。LDV实验研究发现，鼓膜和镫骨足板的频率响应曲线具有典型的频率相关性，在低频阶段(1 000 Hz以下)呈缓慢上升趋势， 1 000 Hz附近出现最高值后转而向下倾斜，高频阶段(1 000 Hz以上)位移幅值逐渐向下，明显低于低频段幅值[9]。常见的几种导致听力下降的疾病，如听骨链中断、耳硬化症、鼓室积液、锤骨砧骨固定及听骨链粘连等听骨链系统的任何异常，都会对鼓膜的振动特性产生相应影响，并在振动幅度-频率曲线或鼓膜振型有所反映[10-12]。听骨链中断的鼓膜幅值较正常组的低频增高，高频降低，伴相位偏转为负值；耳硬化症的鼓膜幅值均稍低于正常，伴相位稍前移；鼓室积液时鼓膜的幅值低于正常组，且在低频、中频和高频段下降幅度不一；锤骨砧骨固定的鼓膜幅值均显著低于正常，相位大大前移；而听骨链断裂的位置对实验结果没有明显影响。

在中耳手术中彻底清除病变的目的大多可以顺利实现。部分听骨链赝复物(partial ossicular replacement, PORP)、全听骨链赝复物(total ossicular replacement, TORP)及人工镫骨植入是目前常规的听觉重建技术。通过LDV的术中测量发现，人工听骨PORP的材质对术后听力具有一定的影响，硬度适中的钛合金听骨具有良好的声波传导性而又不产生过软材质导致的声波畸变等不良反应[13]；TORP手术通过优化人工听骨的长度及小软骨垫对提增术后效果有着重要作用[14]，且直径越大的镫骨假体的听力改善越大[15]。此外，ABR监测进行的初次人工镫骨手术成功率达到97%，术后气-骨导差显著减小[16]。这些均表明术中人工听觉植入后的实时监测可以进一步改善手术效果，LDV及eABR等技术将为术中实时监测听力重建效果提供客观的评估依据。

精准中耳外科的目标不仅要最大限度保护原有听觉功能，而且同时还要通过多种方法实现最大程度的听觉传导功能恢复。但是由于中耳传音结构的破坏程度不同，部分患者难以通过听骨链重建恢复有效听力。随着人工中耳植入及植入式骨导助听技术的应用，如何有效地判断和预测植入术后的听觉康复效果，成为手术医师面临的棘手问题。通过术中实时LDV或电生理监控技术的应用，调整植入物的位置、方向、静压力、固定松紧度等物理参数，可有效优化听力植入装置的效果而不是仅凭借经验判定，从而实现精准的术中实时干预[8, 12]。以声桥(sound-bridge)和骨桥(bone-bridge)等为代表的人工中耳植入装置的问世，改善了数以万计中重度听力损失患者的听觉功能；但该类听觉装置的植入手术复杂，术中LDV测量发现，不同的固定方式及振子与砧骨接触静压对听力具有明显的影响。基于LDV的实时测试而随时调整固定方式将有助于确保植入术后听力改善效果[17]。临床研究发现，依据听骨链病变情况可将人工中耳植入术或振动成形术(vibroplasty)分为4型，通过LDV术中实时测试结果，调整振子与听骨链连接的松紧度、连接位点和选择合适的缓冲器，优化中耳振子植入方法，从而构建完整安全的人工中耳植入决策系统[18]。

目前以LDV为主要工具之一的听觉器官生物力学研究在国内尚处于起步阶段，多种中耳外科术中听觉监控技术的临床应用探索尚未见报道。但有理由相信，随着在这一领域的不断深入研究和应用，将为实现精准中耳外科奠定理论基础和提供技术支撑。

精准中耳外科作为正在不断完善和丰富的新理念和技术体系，将对传统中耳外科的医疗模式、工作方法等带来变革。值得一提的是，美国医学界2011年提出精准医学(precision medicine)概念，并于2015年启动“精准医学计划(precision medicine initiative，PMI)”。精准医学是以个体化医疗为基础，随着基因组测序技术快速进步及生物信息与大数据科学的交叉应用而发展起来的新型医学概念与医疗模式[19]。虽然精准医学与精准外科概念不同，但殊途同归，都是追求精准治疗。精准医学的提出代表着医学的长期发展方向，然而就外科临床而言，精准外科有着更现实的意义。面对中耳结构和功能极为复杂多变的疾病状态，虽然无法完全消除中耳听觉重建的不确定性并保证完美的听觉恢复效果，但通过系统优化精准中耳外科新理念和技术体系，必将引领和推动当代中耳外科实践向多目标优化和患者最佳康复的终极目标不断迈进。

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(本文编辑杨美琴)

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

国家自然科学基金(81570934)；上海市科委项目(13DZ1940902,13DZ1940903)

复旦大学附属眼耳鼻喉科医院耳鼻喉科上海200031

张天宇(Email:ty.zhang2006@aliyun.com)

10.14166/j.issn.1671-2420.2016.04.001

2016-06-16)