CT阈值法测量乳突气房体积与面神经管垂直段位置的相关性

张国来ZHANG Guolai包 强BAO Qiang陈光辉CHEN Guanghui郑永豫ZHENG Yongyu周艺贤ZHOU Yixian



CT阈值法测量乳突气房体积与面神经管垂直段位置的相关性

张国来1,2ZHANG Guolai
包 强3BAO Qiang
陈光辉1,2CHEN Guanghui
郑永豫1,2ZHENG Yongyu
周艺贤1,2ZHOU Yixian

1. Department of Medical Imaging, Fujian Province Govermental Hospital, Fuzhou 350003, China

2. Department of Medical Imaging, Affiliated Hospital of Fujian Health College, Minhou 350100, China

Address Correspondence to： ZHANG Guolai E-mail： zhang200010043@126.com

修回日期：2015-12-30

中国医学影像学杂志

2016年 第24卷 第3期：175-178

Chinese Journal of Medical Imaging 2016 Volume 24 （3）： 175-178

【摘要】目的 探讨CT阈值法软件测量乳突气房体积的可行性，分析乳突气化程度与面神经管垂直段（VFN）位置的相关性。资料与方法 回顾性分析39例行64层螺旋CT颞骨平扫的患者（共59侧），运用CT值阈值法软件测量乳突气房体积，根据乳突气房气化程度将患者分为气化良好组、气化不良组及无气化组，比较男性与女性、左侧与右侧的乳突气房体积，测量并比较3组VFN至外耳道骨性后壁的距离（d1）圆窗龛的距离（d2）及乳突外侧缘骨质的距离（d3）。结果 气化良好组23侧，气化不良组20侧，无气化组16侧。男性与女性乳突气房体积差异无统计学意义（P＞0.05）左侧与右侧突气房体积差异无统计学意义（P＞0.05）。气化良好组d1、d2小于气化不良组（P＜0.05），d3大于气化不良组（P＞0.05）；气化不良组d1、d3与无气化组比较差异有统计学意义（P＜0.05），d2差异无统计学意义（P＞0.05）；气化良好组d1、d2 d3与无气化组比较，差异均有统计学意义（P＜0.05）。结论 CT阈值法可准确地测量乳突气房的体积，可作为判断乳突气房气化程度的新方法。乳突气房气化程度越好，VFN位置越靠近圆窗龛及外耳道骨性后壁，临床上依据乳突气房气化程度可评估VFN位置情况。

【关键词】体层摄影术，螺旋计算机；乳突面神经；图像处理，计算机辅助

乳突气房气化程度会直接影响人工电子耳蜗植入（cochlear implant，C I）术中判断面隐窝气房的位置，如果气化不成熟，则无法暴露圆窗，甚至无法确定耳蜗底转位置，发生植入位置严重偏差，导致手术失败［1］对乳突气房气化程度的评价主要依据与乙状窦的位置关系、CT层数的叠加或同层CT上面积的大小，结果误差很大［2-4］。面神经隐窝是C I乳突后鼓室入路的必经之路，其内侧边为面神经管垂直段（vertical facial nerve，VFN）［5］。为了避免面神经损伤，徐金操等［6］和朱永军等［7］对VFN的边界做了一些标本基础解剖学研究，为临床C I提供数据参考。然而，在这些测量径线内关系到VFN位置与在体乳突气房气化程度是否存在相关性，目前尚未十分明确。本研究旨在探讨乳突气房气化程度评价的新方法，并分析乳突气房气化程度与VFN位置的相关性。

1　资料与方法

1.1 研究对象 选择2014年1月—2015年5月于福建省级机关医院行64层螺旋CT颞骨平扫的39例患者（共59侧乳突），男20例，女19例；年龄22～82岁，平均（46.4±2.7）岁；左乳突30侧，其中男17侧，女13侧；右乳突29侧，其中男15侧，女14侧。纳入标准：①气化良好类及气化不良类必须要求乳突气房无炎症等病变；②无乙状窦前置、颈静脉球高位及中颅窝脑板低位等解剖变异；③无面神经管解剖变异；④无内耳畸形。

1.2 仪器与方法 采用GE LightSpeed 64排VCT扫描机行颞骨扫描，采用AW 4.6后处理工作站中的体积测量CT值阈值法软件［8］及多平面重组（MPR）技术。患者取仰卧位，以听眶上线为基线，头颅摆位须左右对称，扫描范围自岩尖上缘至乳突尖部。扫描参数：管电压140 kV，管电流350 mA，螺距0.531，层厚0.625 mm，重建间隔0.625 mm，视野9.6 cm，分别以R37或L34为中心进行图像重建，扫描矩阵512×512，窗宽3000 HU，窗位550 HU。

1.3 乳突的分类 由3名副主任医师分析乳突气房分类。选择在圆窗龛横断面层面上观察乳突气房气化程度，以乳突气房的多少及大小、气房间隔的厚度及乳突外壁骨质的厚度为判断依据［2］，对乳突进行分类：①气化良好组：气房腔较大，气化范围较广，气房间隔较薄，乳突外壁骨质较薄，对应临床上的气化型乳突；②气化不良组：气房腔较小且多，气化范围较小，气房间隔较厚，乳突外壁骨质较厚，颇似头盖骨，对应临床上的板障型和混合型乳突；③无气化组：气房未见发育，呈致密的骨质。所有的乳突气房分类均由3名副主任医师一致审核通过。

1.4 CT阈值法测量乳突气房体积图像的提取 在AW 4.6工作站进行MPR成像后，第一步：点击体积测量CT阈值法软件的“功能键”，在同一电脑界面上的3个方位图像内出现等大的测量感兴趣区（ROI），具有放大或缩小及同时出现2个以上ROI的功能；第二步：设置的气体CT阈值范围及伪彩染色颜色；第三步：软件将自动计算出所有ROI内乳突气房气体的体积总和，即乳突气房的体积（图1）。

图1 A～C为原始三维CT图像，可判断乳突气房是否完全被伪彩染色；D～F为CT阈值法软件获得的三维CT图像，图中绿色及红色方框（代码1、2、3）为测量ROI，图中蓝色伪彩染色为气体，设置CT阈值范围为-1024～-200 HU得出所有ROI体积为6239.4 mm3

1.5 VFN位置测量图像的提取 所有图像以横断面圆窗龛层面为定位图像，在定位图像上显示面神经管乳突段，分别测量面神经管边缘至外耳道骨性后壁、圆窗龛及乳突外侧缘骨质的距离，分别设为d1、d2及d3，其中d1及d2为最短距离且延长线相互垂直，d2 与d3连线在同一条线上；然后在定位图像标上相互垂直的“十”字形定位线，以面神经管为中心，一条线分别通过d1、d2及d3，一条线分别得到与之垂直的斜矢状位图像，在这些斜矢状位图像再分别测量对应的d1、d2及d3的距离，取两者平均值（图2）。

1.6 统计学方法 采用SPSS 17.0软件，采用CT值阈值法软件测量不同性别、侧别的乳突气房体积，组间d1、d2及d3的比较采用t检验，P＜0.05表示差异有统计学意义。

图2 乳突气房气化良好类。以横断面圆窗龛层面为定位图像，在定位图像上分别测量面神经管边缘至外耳道骨性后壁（d1）、圆窗龛（d2）及乳突外侧缘骨质（d3）的距离（A）；在定位图像标出相互垂直的“十”字形定位线，以面神经管为中心（B）；在斜矢状位图像分别测量出对应的d1、d2及d3的距离（C、D）

2　结果

2.1 图像分析结果 气化良好组23侧，左10侧，右13侧；气化不良组20侧，左11侧，右9侧；无气化组16侧，左9侧，右7侧。

2.2 乳突气房体积比较 男性与女性乳突气房体积分别为（6.62±3.98）ml、（6.83±4.01）ml，差异无统计学意义（t=0.172，P＞0.05）；左侧与右侧突气房体积分别为（6.57±3.87）ml、（6.43±3.92）ml，差异无统计学意义（t=0.118，P＞0.05）。

2.3 3组d1、d2及d3比较 气化良好组与气化不良组比较，d1、d2差异有统计学意义（t=0.000、0.022，P＜0.05），d3差异无统计学意义（t=0.864，P＞0.05）。气化不良组与无气化组比较，d1、d3差异有统计学意义（t=0.000、0.007，P＜0.05），d2差异无统计学意义（t=0.226，P＞0.05）。气化良好组d1、d2、d3与无气化组比较，差异均有统计学意义（t=0.000、0.000、0.009，P＜0.05）。见表1。

表1 3组d1、d2及d3比较（mm）

3　讨论

3.1 CT阈值法测量软件的原理及特点 CT阈值法体积测量软件即CT血肿体积测量软件［9］，专为测量血肿体积而研发的，其设计基础是脑血肿与其周围组织的区分主要是依据CT值的差异，血肿体积测量软件在此理论基础上根据血肿的CT阈值来确定其范围，可以根据规则或不规则血肿的范围进一步计算血肿体积，不是估算值，达到“适形”的要求，且可以根据CT阈值范围确定血肿范围并伪彩染色，测量结果将自动算出。本研究根据乳突气房内气体的CT阈值与气房骨性间隔的CT阈值存在明显差异来设置其测量范围，使乳突气房内的气体CT值均被包含在设置CT阈值范围内，3个步骤操作完毕后软件自动计算其体积。该方法具有简便、客观、可重复性操作等优点，而“适形”不受器官或病变的形态影响，还可以进行三维观察及伪彩染色，使其全部落在RO内，进一步提高测量结果的准确性，适用于测量对象的密度与周围组织密度差异大的器官或病变，如乳突气房、颅内血肿等［8］。本研究测量结果显示，在CT阈值法软件上设置-1024～-150 HU范围测得的气体体积、设置-150～150 HU范围测得的混合液体积与实际注入的混合液体积基本一致，提示CT阈值设置为-1024～-150 HU范围可以准确地测量气体体积。由于乳突气房内仅充满气体，且紧贴气房内气体的是一层成分为软组织的薄层黏膜，为了避免黏膜可能分泌一些更低密度的物质而造成测量误差，因此本研究将测量乳突气房内气体的CT阈值范围设置为-1024～-200 HU。

3.2 乳突气房体积结果分析 本研究测得乳突气房体积范围为1.46～16.1 ml，提示乳突气房气化程度个体差异性很大，因此在C I术前进行乳突气化评价尤为重要男性乳突气房体积与女性比较无显著差异，左侧乳突气房体积与右侧比较无显著差异，提示乳突气房气化程度与性别、侧别无明显相关性。男女性别、左右侧乳突气房体积与既往研究［3,10-12］结果基本一致，表明CT阈值设置在-1024～-200 HU范围内可以准确地测量乳突气房体积，是一种可应用于乳突气房体积定量研究的新方法。

3.3 乳突气房气化程度与VFN位置的相关性 面神经损伤是C I面神经隐窝入路最严重的并发症之一，术前对VFN位置的CT观察尤为重要，尤其是斜位MPR技术的应用［13］。面神经隐窝类似三角形，由VFN、鼓索神经及砧骨窝构成，中上边为砧骨窝，外侧边为鼓索神经及深部外耳道后壁，内侧边为VFN［14］。VFN、鼓索神经和砧骨窝所形成的三角区是进入后鼓室的重要标志［15-16］。Hamamoto等［16］认为从面神经隐窝观察圆窗龛，VFN位置直接影响圆窗龛的暴露。故本研究选择圆窗龛层面分析乳突气房气化程度，也能更好地观察VFN位置情况。本研究气化良好组d1距离与徐金操等［6］和朱永军等［7］采用尸体测量的距离（4.83 mm、4.40 mm）、张媛等［17］选取耳蜗下缘CT层面测量的距离（4.19 mm）以及吴任国等［18］选取耳蜗基底圈CT层面测量的距离（4.42 mm）基本一致，而d2、d3的距离与吴任国等［18］的研究略有差异，这与选取测量CT层面及测量方式不同有关。乳突气房体积越大即气化程度越好，VFN至外耳道骨性后壁、圆窗龛的距离越短，从无气化组、气化不良组及气化良好组依次递减，提示乳突气化程度越好则面神经管的位置偏前外、前内方向，即越靠近外耳道、圆窗龛。面神经管的位置偏前会影响C I从面神经隐窝入路观察圆窗龛，且原则上VFN至外耳道骨性后壁的距离≥2 mm，否则C I手术需高度慎重［19］，因此距离过短在面神经管轮廓化及磨薄外耳道后壁时极易损伤面神经。而气化良好组d3距离与气化不良组近似，大于无气化组，原因可能与无气化组乳突气房发育异常有关，这仍有待进一步研究证实。气化不良组d2距离与无气化组近似，且d1距离大于气化良好组，而d3距离与气化良好组近似，提示气化不良组比气化良好组更适合C I术及风险性更小，然而仍需进一步研究证实。因此，当术前CT检查发现由于VFN位置异常或者乳突呈硬化型不利于乳突切开而无法行经典C I入路时，可以选择经耳道皮下径路人工耳蜗植入术。

总之，CT阈值法软件可准确地测量乳突气房体积，运用简单、方便，可进行气房气化的定量研究，是测量乳突气房体积的新方法。乳突气房气化程度与VFN位置存在一定的相关性，气化程度越良好，VFN位置越靠近圆窗龛及外耳道骨性后壁，因此临床上可以通过对乳突气房体积的定量分析判断VFN位置情况，从而有助于临床成人C I手术方案的选择。本研究的不足之处是CT阈值法ROI的测量标志形式仅是正方形或长方形，当测量对象为不规则形态时，若周围组织密度等同于设置的CT阈值范围则被计算在内导致误差，故有待进一步研发测量标志的其他形式。虽然CT阈值法对体积测量的准确性得到试验论证［8］，但是对于本研究乳突气房内的气体CT阈值范围设置试验确立为-1024～-200 HU是否最合理，有待今后研究论证。

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（本文编辑冯婕）

作者单位1. 福建省级机关医院医学影像一科 福建 福州 350003 2. 福建卫生职业技术学院附属医院影像科 福建闽候 350100 3. 福建省立医院放射科 福建福州 350003

Doi：10.3969/j.issn.1005-5185.2016.03.004

通讯作者张国来

基金项目

福建省教育厅A类科技项目（JA14412）。

中图分类号

R445.3；R322.9+2

收稿日期：2015-08-24

Correlation Between the Volume of Mastoid Air Cell Using CT Threshold Value Method and Location of Vertical Segment of Facial Nerve

【Abstract】Purpose To explore the feasibility of CT threshold value method in measuring the volume of mastoid air cell, and to analyze its relationship with the location of vertica facial nerve （VFN）.Materials and Methods Thirty-nine patients receiving 64-slice spira CT were retrospectively analyzed. The volume of mastoid air cell were measured using the threshold value software. Patients were divided into three groups based on the degree o pneumatization of mastoid air cell： good, fair and none. The volume of mastoid air cell wa compared in males and females, left side and right side. The distance from the posterio wall of external auditory meatus osseous （d1）, round window niche （d2） and latera margin of mastoid bone （d3） to VFN of three groups were compared.Results Ther were 23 sides with good pneumatization, 20 sides with fair pneumatization, and 16 side with none pneumatization. There was no significant difference between males and female （P＞0.05） or between left side and right side （P＞0.05）. The d1 and d2 of good pneumatization group were less than that of fair pneumatization group （P＜0.05）, but d3 was greater than that o fair pneumatization group （P＞0.05）. There were significant differences in d1 and d3 between fair and none pneumatization groups （P＜0.05）, while no significant difference in d2 （P＞0.05）The d1, d2 and d3 between good and none pneumatization groups were significantly differen （P＜0.05）.Conclusion The threshold value method with CT attenuation value correctly measures the volume of mastoid air cell. There is a certain relationship between th degree of mastoid air cell pneumatization and the location of VFN.

【Key words】Tomography, spiral computed； Mastoid segment of facial nerve； Imag processing, computer-assisted