高清磁共振内耳钆造影技术对膜迷路积水的成像 及诊断价值△

沙炎 陈伟 牛悦 洪汝建 张放 程玉书 林奈尔 齐萌

(复旦大学附属眼耳鼻喉科医院放射科 上海 200031)

内耳膜迷路内淋巴积水(endolymphatic hydrops, EH)的发现始于1938年，Hallpike和Cairns两位学者对两名已死亡的梅尼埃病患者进行大体解剖，随即发现该两名患者的颞骨迷路中存在内淋巴积水情况[1]。这一新的发现引起了学界的广泛重视，并相继在许多研究者的实验中得到了确认。2007年，日本学者Nakashima等[2]率先利用磁共振内耳钆造影的延迟成像方式在梅尼埃病患者中成功实现了膜迷路成像。此举拉开了内耳钆造影技术广泛应用于临床实践中的大幕，具有鲜明的里程碑意义。由于内耳结构细小，因此临床实践中内耳膜迷路的清晰成像是诊断内淋巴积水存在与否的关键，而目前关于内耳钆造影技术的实施参数及内淋巴积水的诊断尚未具有统一的明确标准。本文结合国内外文献以及笔者团队研究成果，对高清磁共振内耳钆造影技术的应用及其对膜迷路积水的成像及诊断价值进行探讨。

1 内耳钆造影技术的实施

1.1 内耳钆对比剂的应用

1.1.1 内耳钆对比剂的性质及种类 作为增强磁共振检查的重要载体，钆对比剂在临床实践中具有不可或缺的重要作用。钆对比剂所具有的顺磁性使得其能改变所进入组织的局部磁化率，改变弛豫时间，进而突显不同组织间的信号差异[3]。钆对比剂有2种常见分类方法：大环类和线性(根据有机配体的分子结构)、离子型和非离子型(根据溶液中净电荷的不同)。在热力学稳定性上，大环类要高于线性，离子型要高于非离子型[4]。各钆对比剂的热力学稳定性排序依次为：大环类离子型>大环类非离子型>线性离子型>线性非离子型。其中，大环类离子型包括钆特酸葡胺，大环类非离子型包括钆布醇和钆特醇，线性离子型包括钆贝葡胺、钆喷酸葡胺、钆塞酸二钠，线性非离子型包括钆双胺和钆弗塞胺。上述钆对比剂，除钆弗塞胺外，其余7种在国内均有使用[5]。由于理化性质的差异，不同种类的钆对比剂在同一部位可能会产生不同的增强效果[6-7]。在内耳钆造影的实施中，Suzuki等[8]研究报道大环类离子型对比剂钆特酸葡胺与线性非离子型对比剂钆双胺在耳蜗底转外淋巴液的增强效果未见显著差异。Eliezer等[9]同样发现大环类离子型对比剂钆特酸葡胺与大环类非离子型对比剂钆布醇在耳蜗底转外淋巴液具有相似的增强效果，但钆布醇在非患侧耳的内淋巴间隙和半规管上能提供更好的解剖细节。Xie等[10]则研究发现与大环类离子型对比剂钆特酸葡胺和线性非离子型对比剂钆双胺相比，大环类非离子型对比剂钆布醇能提供更好的增强显影效果以及更佳的半规管解剖细节。关于何种钆对比剂在内耳钆造影成像中能发挥最好效果，这仍有待于未来作进一步研究。另外，钆对比剂的沉积效应和肾损害也不容忽视。线性钆对比剂的钆沉积要多于大环类钆对比剂[5]。Bussi等[11]的动物实验结果表明，在现有的大环类钆对比剂中，钆特醇的体内沉积最少。总之，在难以避免的钆沉积效应与尽可能实现的较好增强效果之间需要取得一个较为理想的平衡，这仍有待于未来进一步研究。

1.1.2 内耳钆对比剂给药方式 目前临床实践中常用的内耳钆对比剂给药方式包括经鼓室注射和经静脉注射2种。经鼓室注射分为经鼓膜穿刺和经咽鼓管2种方式，将按一定比例稀释8倍的钆对比剂注入到中耳腔后经卵圆窗和圆窗扩散到内耳外淋巴液中。经静脉注射为外周静脉(一般为肘正中静脉)注入钆对比剂后经内耳血-迷路循环进入外淋巴液中。2种钆对比剂给药方式各有利弊。经鼓室注射尽管进入内耳外淋巴液中的对比剂浓度要高于经静脉注射，但因其为有创操作，对鼓膜具有潜在损伤风险，且要求患者具有较高的依从性，另外其对比剂进入外淋巴液受卵圆窗和圆窗通透性的影响。而经静脉注射操作简单，无耳部操作，且可同时对双侧内耳膜迷路积水情况进行评价，但其缺陷为常规剂量下(0.1 mmol/kg)钆对比剂进入内耳外淋巴液的浓度相对不足，外淋巴增强显影效果欠佳。笔者团队尝试使用双倍剂量(0.2 mmol/kg)解决这一问题，并在临床实践中取得了较好的效果[12-13]。另外，基于患者实际就医体验而言，经鼓室注射要求患者注入对比剂24 h后返回医院进行磁共振扫描，而采用经静脉注射时，患者只需在注入对比剂4 h后即可行磁共振扫描，无需等待较长时间及来回奔波，这不仅加快了临床诊疗效率，也间接提升了患者的就医体验满意度。笔者团队对经鼓室注射和经静脉注射2种方式进行对比研究发现，尽管经鼓室注射在外淋巴增强效果上要优于经静脉注射，但二者在内淋巴积水的检测上并未表现出明显差异，而经静脉注射能同时对双侧耳进行监测，因此在一定程度上经静脉注射可以作为经鼓室注射的替代选择[12]。

1.2 内耳钆造影磁共振检查方案的选择

1.2.1 磁共振设备与线圈 目前在诸多报道中应用较多的为采用3.0 T磁共振设备进行内耳钆造影成 像[14-16]，笔者所在机构亦使用3.0 T磁共振设备进行图像采集并取得了较为满意的效果。此外，亦有部分机构采用1.5 T磁共振成功实现了内耳钆造影成 像[17-18]。在其他成像参数恒定的情况下，磁共振场强的大小通常与图像的信噪比成正比状态，场强的提升意味着图像质量可得到一定程度的改善[19]。线圈选择方面，临床上常使用多通道颅脑或头颈联合线圈，耳部表面线圈可进一步提高图像信噪比。随着磁共振设备及相关成像技术的不断改进和发展，内耳钆造影成像在图像质量和采集时间方面将有望实现进一步突破。

1.2.2 磁共振图像采集序列 目前常用的内耳钆造影图像采集序列为3D-FLAIR(three dimensional fluid-attenuated inversion recovery)序列和3D-real IR (three dimensional real inversion recovery)序列。3D- FLAIR序列可将内淋巴和脑脊液信号抑制为低信号，而内耳外淋巴由于含钆对比剂而表现为高信号，进而将两者区分开来，然而其美中不足的是无法对在图像中同样表现为低信号的迷路周围骨质和内淋巴进行明确区分。而3D-real IR序列克服了这一缺陷。3D-real IR序列所采集的图像能反映出组织的真实正负信号值而非绝对值，因此在其图像中外淋巴呈高信号、迷路周围骨质呈等信号、内淋巴呈低信号，三者因而得到了较为显著的区分，也有利于内淋巴积水更为准确的评价。尽管3D-real IR序列的采集时间较3D-FLAIR序列长，但借助于成像参数的调整有望克服这一弊端。笔者团队对这2种成像序列进行了比较，研究发现与3D-FLAIR序列相比，高分辨率3D-real IR序列拥有更高的图像质量，不但能显示正常的内耳微小解剖结构，且能发现一些3D-FLAIR序列上较难显示的轻度耳蜗内淋巴积水，其在内淋巴积水的细节显示能力上也同样优于3D-FLAIR序列[20]。Vega等[21]的研究结果同样证实了这一点。另外，笔者团队通过动物实验，同样发现3D-real IR序列成像比3D-FLAIR序列清晰，其对于豚鼠的耳蜗积水显示得更准确，并且3D-real IR序列的积水诊断结果与组织病理学结果更加一致[22]。

1.2.3 磁共振延迟扫描时间窗 经鼓室法钆对比剂注入后1～24 h内均可获得相应内耳增强图像，但时间越短显影效果越欠佳，其中24 h为磁共振扫描最佳时间窗[2,23-24]。经静脉法3.5～8 h为磁共振成像检查时间窗，其中4 h为最佳时间窗[25-28]。

2 膜迷路积水的影像学诊断

针对膜迷路积水的影像学诊断，由于成像方法不一，成像质量差异较大，业界目前尚无统一的标准，各种方法都具有一定的参考和借鉴价值，随着成像和后处理技术的发展，更多新兴评价方法也在不断涌现。笔者团队结合自身研究及临床实践诊断经验，对目前较常见的部分膜迷路积水影像学诊断方法进行评述。

2.1 Nakashima等[29]的评价法 该日本团队的积水评价方法较早被提出，也是较为广泛使用的方法之一。该评价方法将积水结果分为3度：无、轻度和显著。对于前庭，通过对内淋巴面积和内外淋巴总面积进行测量，再计算二者的比值，最后通过该比值进行前庭积水有无的判断。对于耳蜗，则通过前庭膜有无移位进行判断，前庭膜无移位为无积水，有移位但中阶面积不大于前庭阶为轻度积水，中阶面积大于前庭阶为显著积水。具体方法如表1所示。Gurkov等[30]在此方法的基础上额外增加了一个极度积水的分类，即前庭内淋巴/总淋巴面积比值为100%，已看不到外淋巴区域，被内淋巴暗区充盈；耳蜗中阶区域充盈，完全覆盖前庭阶，前庭阶区域消失不见。

表1 Nakashima等[29]的膜迷路积水评价法

2.2 Fang等[31]的评价法 该团队设计的外淋巴间隙钆成像评分方法，根据磁共振成像(magnetic resonance imaging, MRI)上迷路各部分的显影情况进行评分：不显影0分，部分显影1分，完整显影2分。最后，总分≤14.5分、前庭得分≤3分或半规管得分≤4分，符合其中一条即可诊断。具体赋分法见表2。该方法虽操作简便，但回避了对微小结构的显示要求，也无法排除钆对比剂因进入较少而显影不足时导致的误判，难以在临床推广应用。

表2 Fang等[31]的膜迷路积水评价法单位：分

2.3 Liu等[32-33]的评价法 该团队设计的定量评估方法，基于内淋巴与总淋巴间隙的面积百分比来评估膜迷路积水。其最初在20～30岁健康志愿者上测量得出耳蜗正常的内淋巴间隙比值为9%～28%，前庭正常的内淋巴间隙比值为14%～40%，超出此范围则判定为内淋巴积水。由于梅尼埃病好发于中老年群体[34]，随后该团队又在45～55岁健康志愿者上测量得出耳蜗正常的内淋巴间隙比值为8%～26%，前庭正常的内淋巴间隙比值为20%～41%，超出此范围则判定为内淋巴积水。尽管该方法在研究工作过程中切实可行，但由于内耳结构细小，完全依赖手工勾画面积主观性较强，且基于该研究样本量不大，所得出的正常范围可能存在一定偏差，因此难以在临床推广应用。

2.4 Barath等[35]的评价法 该方法基于主观目测的角度，将内耳钆造影结果分为3级。①正常。耳蜗：蜗管无明显扩张，前庭阶及鼓阶显示正常；前庭：球囊和椭圆囊显示正常，在蜗轴正中切面二者总面积小于前庭区域的一半。②Ⅰ度积水。耳蜗：蜗管轻度扩张，侵占部分前庭阶高信号区域；前庭：球囊和(或)椭圆囊内淋巴区域扩张，但外周外淋巴高信号区域仍然清晰可见。Ⅱ度积水。耳蜗：蜗管明显扩张，将前庭阶区域全部侵占；前庭：外周外淋巴高信号区域消失不见，仅剩内淋巴暗区。该方法和传统测量方式相比，临床实践应用时较为简便省时易用，但对于积水的判断仍不够细化，比较粗浅。

2.5 Bernaerts等[36]的评价法 在结合Attye等[37]的球囊/椭圆囊比例倒置的研究后，该团队对上述Barath等[35]的方法进行了些许改良，在耳蜗评价方法不变的基础上，增加了1个前庭分类，提出了前庭钆造影结果4级分类的标准。①正常，球囊和椭圆囊显示正常，二者总面积小于前庭区域的一半；②Ⅰ度积水，球囊和椭圆囊仍显示并分界清楚，但球囊扩张，球囊面积≥椭圆囊面积，球囊/椭圆囊比例倒置；③Ⅱ度积水，球囊和椭圆囊内淋巴区域扩张明显，二者分界模糊或消失，但外周外淋巴高信号区域仍然清晰可见；③Ⅲ度积水，外周外淋巴高信号区域消失不见，仅剩内淋巴暗区。Steekelenburg等[38]对该分级方法所绘的示意图较为清晰明了。

除上述常见方法外，还存在部分其他类型积水评价新方法。如Gurkov等[39]报道运用机器学习和自动分割算法进行内耳迷路三维重建，并借助计算机对相应内外淋巴体积进行定量评估。该方法形式新颖、精度高，但实施步骤较为繁琐，算法复杂，难以常规应用于临床实践中。Naganawa等[40]同样报道了运用体积测量的方法进行内淋巴积水的评估，但其测量过程基于全手动勾画的方式，耗时较长。此外，笔者团队在耳蜗积水评价方法上亦做了尝试。所提出的方法[41]为：分别测量耳蜗底旋、中间旋、尖旋的内淋巴间隙沿蜗轴方向及迷路腔沿蜗轴方向的最大径线长度，以两者的比值R(底旋R1、中间旋R2、尖旋R3)表示每一旋的内淋巴间隙比重。R= La/Lb(La为内淋巴间隙沿蜗轴方向的径线长度，Lb为迷路腔沿蜗轴方向的径线长度)。以大于正常侧每一旋的均值加上2倍的标准差作为患侧相应耳蜗旋是否有积水的依据。R值越大，表示积水程度越重。在内淋巴积水的诊断上，不同的评价方法各有利弊，笔者团队认为，将主观目测和客观测量有机地结合起来，可能会更有利于临床推广。

3 膜迷路积水与临床特征的联系

随着钆造影技术的开展和应用逐渐增多，越来越多的研究发现膜迷路积水与临床特征之间具有紧密的联系。Yamamoto等[42]研究发现内淋巴积水与耳蜗电图存在一定联系，SP/AP比值在显著内淋巴积水患者是升高的。但Yang等[43]则认为SP/AP比值的变化更可能是内耳离子稳态的紊乱导致，而非内淋巴积水。Katayama等[44]报道内淋巴积水与前庭诱发肌源性电位(vestibular-evoked myogenic potential, VEMP)的消失显著相关，且前庭内淋巴积水比耳蜗内淋巴积水的影响更大，5例显著前庭内淋巴积水患者VEMP无反应。VEMP可用于辅助评估内淋巴积水，特别是在前庭位置。Kato等[45]则发现内淋巴积水与冷热反应试验之间无明显联系。笔者团队研究[41]发现，耳蜗底旋、中间旋内淋巴积水程度与高频听力损失相关，尖旋内淋巴积水程度与低频、中频、高频听力损失相关，而耳蜗内淋巴积水程度与年龄及其他症状持续时间无明显相关性。刘旭辉等[46]研究发现，梅尼埃病患者临床特征与MRI扫描诊断阳性率相关，发作期距扫描时间近或处于发作期患者MRI检查的阳性率高。此外，Horii等[47]报道梅尼埃病患者的内淋巴积水发生率要高于突发性耳聋患者。Yu等[48]对接受钆造影MRI的内淋巴积水患者进行分析，结果发现内淋巴积水主要见于前庭，多为形态异常，而在双侧半规管，功能异常更多见。

4 展望

临床实践过程中，高清磁共振内耳钆造影技术在膜迷路积水的检测和诊断上发挥重要价值[49]。其中，内耳膜迷路的清晰成像仍然是极为关键的一环。如何在成像时间、钆对比剂应用等参数的优化与图像质量的提高之间寻得最佳平衡，这仍有赖于未来的不断研究尝试。另外，在膜迷路积水的诊断上，亟需形成共识。相信未来随着磁共振设备、线圈、序列等的不断改良和各成像参数的持续优化，内耳钆造影技术将实现新的突破。