内耳手术听力保护及激光技术应用

伊海金 杨仕明

1清华大学附属北京清华长庚医院耳鼻咽喉头颈外科，清华大学临床医学院

2中国人民解放军总医院耳鼻咽喉头颈外科

·综述·

内耳手术听力保护及激光技术应用

伊海金1杨仕明2

1清华大学附属北京清华长庚医院耳鼻咽喉头颈外科，清华大学临床医学院

2中国人民解放军总医院耳鼻咽喉头颈外科

传统内耳手术包括各种镫骨足板开窗手术、半规管手术、耳蜗植入等，伴随医学发展，内耳手术进一步发展，包括手术范围扩大、手术方式改良等，其中听觉功能保护是内耳手术发展的关键。传统的耳科手术电钻产生的声损伤和热损伤会影响内耳，可能造成不可逆的重度感音神经性聋。激光技术具有极低的热、声损伤等优势，可以减少内耳损伤，而且在激光骨及软组织消融过程中还可释放一系列保护性因子，透过膜迷路对耳蜗毛细胞产生保护作用，进一步保护听力，是未来内耳手术重要的发展方向。

激光；内耳；外科

1 内耳手术的现状

内耳又称迷路，包括骨迷路和膜迷路两部分，是听觉和平衡觉感知的重要器官。传统内耳手术包括各种镫骨足板开窗手术、半规管手术、耳蜗植入等，用于治疗耳聋、眩晕或作为涉颅外科手术的通道[1]。自上世纪中期显微镜应用于耳科手术以来，内耳手术得到长足发展。

对于内耳手术而言，在达到预期手术目的、避免颅脑等严重并发症的基础上，听觉功能保护越来越受到重视。近年来，随着耳神经外科的发展，部分内耳手术已可达到良好的听觉功能保护。Vincent等分析2525例镫骨足板开窗病人，发现94.2%术后气骨导差在10dB以内[2]。单个半规管填塞治疗上半规管裂综合征或难治性阵发性良性位置性眩晕，超过80%的病人术后听力没有变化，是理想的手术方法[3-4]。Parnes等通过阻塞后半规管的方法治疗难治性位置性眩晕，证实阻塞后半规管的同时可保留基本的听力[5]。伴随疾病治疗的需要，内耳手术的范围进一步扩大，典型的包括用于治疗外周性眩晕的三管填塞术[6]以及全半规管切除的改良经迷路入路听神经瘤切除术[1]等。临床上三管填塞术用于治疗梅尼埃病，远期眩晕控制率为81.6%，远期术后听力损失率30.6%[7]。切除全部半规管，保留前庭完整，术后50%病人可保存1-2级听力[1]。内耳手术听力损害的原因与应用电钻产生的声损伤和热损伤有关，尤其是电钻接触完整的膜迷路时，更有可能造成不可逆的感音神经性聋[8]。

2 内耳手术的扩展改良及内耳手术听力保护可能机制

2.1 全半规管切除术

全半规管切除术是内耳手术的进一步扩展改良，切除半规管并封闭前庭后，可以显露内听道、小脑脑桥角及部分岩斜区域，目前主要应用于侧颅底肿瘤切除。源自1993年Smith等人发现，经迷路切除听神经瘤后，部分患者术后听力得到部分保存，Magliulo等又进一步研究发现，术中切除全部半规管，保留前庭完整，术后50%病人可保存1-2级听力[1]，也将此入路命名为改良经迷路入路。改良经迷路入路保留了传统经迷路入路的优点，为切除侧颅底病变提供良好视野和操作空间，可以最大程度地保护脑组织和颅神经功能，同时又避免了传统经迷路入路术后听力完全丧失的缺点，是目前较为理想的手术方法。Magliulo等陆续报道了切除后半规管、保存听力的手术入路手术解剖学以及对岩斜区、脑干病变切除研究[9-13]。Hagr和Schipper[12-13]分别报道了改良经迷路入路切除听神经瘤以及岩尖胆脂瘤听力保存情况，前者9例患者有7例保留实用听力，后者5例病人有3例听力得到保存。

除为侧颅底病变切除提供手术径路外，全半规管切除术在治疗眩晕和处理各种颅神经病变方面也有着独特的优势。此手术可替代传统迷路切除术及前庭神经切断术，用来治疗顽固性、外周性眩晕；也可经乳突、迷路显露面神经全程，避免颅中窝开颅，进行各种面神经手术操作。另外，经此入路还可处理各种颅神经疾病，包括半面痉挛、三叉神经痛、舌咽神经痛等。

2.2 内耳及全半规管切除术听觉功能保护的理论基础

内耳包括耳蜗、前庭和半规管三部分，耳蜗为感音器官，前庭、半规管为平衡器官，二者在结构、功能上互相联系，又相对独立。内耳各部分发育具有不同步性，半规管周围外淋巴间隙的发育要迟于前庭和耳蜗两个阶的发育；内耳外淋巴间隙中存在迷路界膜以及椭圆囊管开口处的Bast椭圆囊瓣，可以分割半规管、椭圆囊和下方的耳蜗、球囊[14]，共同维持耳蜗内环境的稳定[15]。同时部分迷路切除后膜性断缘愈合以及局部新骨生使得内外淋巴系统可维持相对独立[16]。

全半规管切除术听觉功能丧失的主要原因为术中开放膜迷路，破坏膜迷路内环境的稳定，从而导致毛细胞的凋亡。近年来，多项基础研究证实[17]，耳蜗、前庭和半规管存在发育及解剖上的相对独立性，若切除半规管后，妥善封闭前庭，耳蜗功能可以得到部分保存，为全半规管切除术的听觉功能保护奠定了理论基础。

动物实验证实，单半规管或全半规管填塞或切除术中，即使损失少量的外淋巴液，只要保持膜迷路的完整而不致使内外淋巴混合，维持耳蜗内环境的稳定，术后仍可以保留实用听力[18]。也有研究认为，改良经迷路入路听力保存可能是因为部分迷路破坏而产生炎症反应，导致耳蜗与其它迷路分开，保持了耳蜗的稳定性，从而导致听力保存。

随着内耳手术的范围扩大，听觉功能保护面临进一步挑战，传统内耳手术、三个半规管填塞术以及全半规管切除术在临床并未得到广泛应用，其根源之一在于听力保护效果还不能令人满意。听觉功能保护是限制内耳手术发展的核心问题之一。

3 激光内耳手术的优势及初步机制探索

3.1 电钻技术的不足

手术电钻是当代耳外科主要工具，广泛应用于中耳及内耳手术。然而，临床实践表明，电钻内耳手术可以造成内耳功能损伤[19]。电钻的接触式手术方式以及手术过程中产生的声损伤和热损伤是导致内耳损伤的重要原因。

基础研究以及临床实践都已证实，电钻的机械噪声以及钻头切削骨质时产生的噪声和震动，可以通过骨质传导至内耳，引起耳鸣，眩晕并损伤听力[20]。当电钻作用于前庭、耳蜗等敏感结构周围时，由于磨擦产生的热效应极易破坏内耳周围的重要结构，导致内耳损伤[21]。GOYAL教授[22]通过实验发现电钻钻磨乳突骨质甚至可引起对侧耳畸变产物耳声发射(distortion product otoacoustic emissions,DPOAE)、瞬态诱发耳声发射(transiently evoked otoacoustic emission,TEOAE)，导致对侧内耳损伤。

3.2 激光技术的优势

激光作为一种手术治疗工具，在耳显微外科及侧颅底外科应用已有数十年的历史。相较于传统的电钻技术，激光技术在内耳手术方面拥有显著的优势：

（1）激光的非接触式[23]手术方式甚少出现震动，可以减少对内耳的机械损伤和热损伤。

（2）激光手术没有噪声产生，可以减少对于内耳的声损伤。

（3）激光手术不产生骨粉，无需冲洗，避免将病原体通过手术器械带入人体，减少术中感染的机会。

（4）激光能够实现更为精确的消融，提供凝固炭化、切割、气化等多种不同形式的手术方式。

在传统三棱针及微钻镫骨底板打孔基础上，目前激光技术已经成为镫骨手术的主流手术方式，其有效性和安全性已得到充分验证。Gaetano Mott等学者[24-25]对耳硬化症患者实行镫骨手术，发现术后C02激光组气骨导间距缩小的比率高于传统手术组，认为激光镫骨手术听力改善情况明显优于非激光手术。Fishman教授通过对18只豚鼠分别应用电钻与CO2激光对耳蜗开窗，比较二者手术后听力改变情况，实验结果显示，激光耳蜗开窗的听功能保护要优于电钻耳蜗开窗[26]。在Elsholz教授的关于内耳手术的综述中，同样认为激光骨消融技术开放内耳可以减少听力损伤，相较传统电钻技术具有优势[27]。对于全半规管切除而言，磨除乳突、颅底骨质后，应用激光技术切除内耳有利于保护耳蜗功能。

3.3 激光骨消融对于内耳手术听觉功能保护的内在机制

激光不但可以作为一种手术技术切除骨质，同时在骨及软组织消融过程中还可释放一系列保护性因子，透过膜迷路对耳蜗毛细胞产生保护作用。有研究表明：激光与电钻处理骨组织后，术区分泌的血小板衍生生长因子(platelet—derived growth factor，PDGF)数量与时程有显著差异，激光处理组要高于电钻处理组[28]，而且陆续有研究证实，PDGF不仅促进骨质愈合，对于内耳毛细胞的发育具有重要作用[29]。另有研究表明，激光骨消融可以促进热休克蛋白的合成。它能在应激状态下帮助机体维持细胞内环境的稳定，它具有控制细胞死亡和保护受损细胞的功能，可促进受损细胞的修复，抑制细胞凋亡，限制更进一步损伤[30]。激光全半规管切除作为一种激光骨消融技术，若是同样产生上述微环境变化，可能对内耳听觉功能产生保护作用。

3.4 激光器的选择

激光内耳手术需满足2个条件：首先需有足够能量消融内耳骨组织，其次对内耳其他结构损伤要足够轻微[15]。因此选择合适的激光器以尽可能减少副损伤，对于内耳手术听功能保护至关重要。目前内耳手术中常用的激光器，多存在与其物理特性相关的潜在危险性[31]：Er：YAG激光产生的声压损害，氩激光(argon laser)可以穿透膜迷路引起球囊和椭圆囊损伤[18]等；激光直接辐射可能损伤毛细胞[15]。C02激光目前在镫骨手术中应用广泛，效果较好，其在外淋巴液内仍然存在热效应，具有潜在危害。飞秒激光是一种以脉冲形式运转的激光，持续时间非常短，只有几个飞秒，目前开始在口腔科、耳科、骨科应用于等骨组织消融，相比传统的Er:YAG、KTP Nd:YAG、CO2等激光，具备精确度更高、热损伤更小、机械损伤几可忽略不计等优点[32]，是未来激光技术发展方向之一。其例证之一是飞秒激光镫骨足板打孔，对内耳损伤更小、听觉功能保护功能更具优势[33]。

4 激光技术在内耳手术中的作用及地位

因为膜迷路完整和耳蜗内环境稳定是内耳切除术听觉功能保护的基础，而激光技术相比传统电钻切除具有极低的热损伤以及机械损伤，有助于保持膜迷路完整，并减少对耳蜗内环境的扰动，同时激光在骨及软组织消融过程中还可释放一系列保护性因子，透过膜迷路对耳蜗毛细胞产生保护作用，可能是未来全半规管切除术听觉功能保护的重要发展方向。未来需要加强医工结合，结合内耳科学的学科特点，研制符合内耳手术需要的、微创、保听、便捷的激光仪器及技术，推动内耳手术的发展。

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Protection ofAcoustic Function andApplication of Laser Technology in Inner Ear Surgery

YI Haijin1，YANG Shiming2
1 Department of Otolaryngology,Head&Neck Surgery，Beijing Tsinghua Changgeng Hospital,School of Clinical Medicine,Tsinghua University
2 Department of Otolaryngology,Head&Neck Surgery,Chinese PLA General Hospital,Beijing,PR China
Corresponding author:YANG ShimignEmail:yangsm301@263.net

Protection of hearing function is the key in the development of inner ear surgery.Traditional inner ear surgery often results in irreversible severe hearing loss from acoustic and thermal damages by otologic drills.Laser technology,with very low thermal and acoustic trauma,can reduce cochlear injury,while releasing a variety of protective factors during laser ablation of bone and soft tissue that can penetrate the membranous labyrinth and protect cochlear hair cells.Laser technology may be an important direction for future development of inner ear surgery.

Laser；Inner Ear；Surgery

R764

A

1672-2922（2017）05-567-4

10.3969/j.issn.1672-2922.2017.013.

伊海金，博士后，副主任医师，研究方向：耳科学、耳神经&侧颅底外科学基础与临床工作

杨仕明，Email:yangsm301@263.net

2017-05-11审核人：戴朴）