耳蝸植入術后的影像學評估進展

北京大學深圳醫院醫學影像科 郭學軍

耳聾尤其是先天性耳聾不僅是患者個人或其家庭的不幸和缺憾，同時也帶來了相應的教育、心理、社會和經濟等一系列問題。近年來耳蝸植入術得到了較廣泛的開展，為耳聾患者感知有聲世界提供了有力的保證，從而為千千萬萬的家庭帶來無盡的歡樂。影像學評估在耳蝸植入術前已被視為常規的必要手段，其對術后也有著同樣非常重要的作用，近年來越來越受到臨床醫生的重視。

1 人工耳蝸及其工作原理

耳聾患者的聽力喪失主要是由于內耳毛細胞病變或缺失所致。盡管其耳蝸還存在一定數量的聽神經纖維，但由于毛細胞的變形或缺失而不能完成機械能-化學能的轉換,無法調控聽神經使之產生神經沖動，從而導致聽力喪失。人工耳蝸植入術是目前公認的治療重度、極重度感音神經性耳聾的最佳方法。

人工耳蝸植入裝置是一種模擬人耳蝸功能的換能器。蝸內電極通過圓窗植入鼓階，蝸內多通道電極的優點在于根據刺激頻率實現部位編碼，使傳導的頻率信息更為精確，提高患者的語言識別能力。電極植入的理想深度最好達到距圓窗20～25mm，這樣可保證達到語言頻率反應區(500～2000Hz)。此外，植入電極載體的外形須與鼓階的形狀相吻合，既減少機械摩擦又可與基底膜神經纖維緊密接觸，降低刺激閾值[1]。 人工耳蝸的工作原理是將外界聲信號經言語處理器轉換為電信號，后者經植入體內的接受刺激器解碼處理后，將電信號經植入耳蝸內的電極直接刺激殘存的螺旋神經節神經元及聽神經。因此，人工耳蝸植入手術成功與否的關鍵性指標，是人工耳蝸裝置電極的植入部位及植入耳蝸內的深度。故在人工耳蝸植入術后如何準確判斷人工耳蝸電極植入部位及其在耳蝸內的深度，一直是耳科醫師密切關注并致力于探討的課題。另外，人工耳蝸對雙側極重度感音神經性耳聾患者的聽覺與言語康復效果，與人工耳蝸裝置的電信號能否有效地刺激患者殘存的螺旋神經節神經元及聽神經密切相關，亦即與術后電極各通道的開啟與刺激參數的調試密切相關[2]。故人工耳蝸電極植入的部位與深度亦是人工耳蝸裝置調試技術人員及聽覺言語康復師極其關注的內容。

2 耳蝸植入術的臨床應用

據不完全統計，截至2006年初，全世界已有8萬余耳聾患者成功接受耳蝸植入術，其中50%為兒童。我國自1995年引進該項技術以來，至2006年初已有3千余例患者成功植入人工電子耳蝸，其中兒童所占比例超過75%[3]。且隨著電子耳蝸設備的不斷改進，功能的不斷完善，耳蝸植入術在近年來得到了更為飛速的發展。截至2009年4月，全世界接受耳蝸植入術的患者已接近16萬人[4]。

耳蝸植入術是一項復雜而又充滿風險的手術。如何顯示面神經、圓窗和耳蝸，如何準確插入電極，如何避免損傷耳蝸保護殘存聽力，對耳鼻喉科醫師都是一項挑戰。而不少耳聾患者伴有中耳和內耳的先天畸形、耳蝸纖維化或骨化、面神經裸露或位置變異、中耳炎等也給手術增添了更大的難度。因此，目前CT和MRI檢查在術前已被要求作為常規檢查，以了解患耳的解剖結構、先天畸形或變異及存在的病變等，為制定手術方案提供參考，避免并發癥的發生。

由于電子耳蝸價格昂貴，患者及其家屬對術后的效果期望值很高，而手術操作復雜，風險性大，技術水平要求很高，因此，確保手術的成功率及其精確性就顯得尤為重要。手術路徑、手術方式、術后電極形態及走行、電極植入耳蝸內深度及電極與耳蝸的空間關系、并發癥等因素均與手術的成功率及術后患耳的聽力改善程度密切相關。耳蝸植入術的操作視野小，鄰近結構復雜，因此發生電極誤置和并發癥的幾率并不低。Green KM等[5]對當地240名成人耳蝸植入的病例進行回顧性研究，發現有61例(占25.4%)發生了并發癥。

3 臨床聽力學評價標準[6]

臨床聽力學評價標準主要有：聽覺行為分級標準(categories of auditory performance，CAP)，言語可懂度分級標準(speech intelligibility rating，SIR)及行為測聽。

CAP反映患者日常生活環境中的聽覺水平。將患者聽覺能力分為1～8級，由患者生活環境中的密切接觸者根據患者對所有外界聲音(包括環境聲音和言語聲)的行為反應程度對其進行直觀的分級評價。具體為：8級：能使用電話與熟悉的人進行交流；7級：不借助唇讀即可與人交流；6級：不借助唇讀可理解常用的短句；5級：不借助唇讀，能夠辨別一些言語聲；4級：能夠辨認環境聲音；3級：對言語聲能夠作出行為反應；2級：能夠感知環境聲音；1級：不能夠感知環境聲音。

SIR用于評估語前聾患者的言語產生能力。根據患者自發言語中理解患者言語方式和程度將患者言語可懂度分為1～5級。同樣由患者生活環境中的密切接觸者進行直觀的分析評價。具體為：5級：連貫言語可被所有人聽懂，在El常語境下兒童可輕易聽懂；4級：連貫言語可被不具備聆聽聾人言語經驗的人聽懂；3級：連貫言語需要聽著集中注意力，并結合唇讀方可被聽懂；2級：連貫言語可懂，但聽者主要是通過個別詞語并借助語境和唇讀提示理解其言語；1級：連貫言語不可懂，口語中的單詞只有手術之前可懂的單詞能被識別，主要交流方式為手語或手勢。

4 耳蝸植入術的影像學評估

耳蝸植入術后常需了解植入電極的深度和形態，目前仍主要以耳蝸位(改良斯氏位)X線攝片作為常規檢測手段。主要用來了解耳蝸植入電極是否到位，判斷有無滑脫、扭結等。評判標準為自上半規管頂端至前庭中央連一直線，該線與電極相交處為圓窗。若電極在該線前方，則表明電極位于耳蝸內；反之，若電極在該線后方，則提示電極脫出耳蝸。1991年Gray[7]用術后經眶位X線片觀察電子耳蝸狀態，1993年Marsh等[8]、Roland等[9]等用改良Stenver位X線片行電子耳蝸植入后攝片，判斷電極深度或跟蹤評估，但不夠精確。Christian等[10]用改良Chausse III式確定電子耳蝸深度并與手術對比。澳大利亞Xu等[11]在對成人內耳迷路的病理切片三維重建的基礎上設計耳蝸位X線片作為耳蝸植入術后的常規檢查，報道其效果令人滿意，認為此位置能清楚地顯示整個耳蝸電極排列和個別電極的排列。國內黃德健等[12]通過對8個尸頭的15個耳蝸內行模擬人工耳蝸電極植入后分別拍攝經眶前后位、側位、耳蝸位X線片，并與顳骨高分辨CT(HRCT)對比，認為HRCT圖像只能顯示部分電極，卻無法區別單個電極的形態。而耳蝸位X線片不僅可見螺旋形排列的電極走向，而且能辨認前庭和后半規管的形態，并可以此為標記劃出參考線，以幫助計算耳蝸內電極的深度。但X線攝片由于骨性結構重疊較多，受曝光條件、體位、放大因素、患者頭顱及其耳蝸發育狀態、植入電極形態等影響較明顯，對內耳結構辨別常常存在困難，也難以準確判斷植入電極的實際部位和深度，因此其評估價值也會受到限制。

隨著多排螺旋CT(MSCT)及其后處理影像工作站的發展，利用容積再現(volume rendering，VR)、表面遮蓋顯示(surface shaded display，SSD)、最大強度投影(maximum intensity projection，MIP)、曲面重建(curve reconstruction，CR)和仿真內鏡(virtual endoscopy，VE)等技術對感興趣耳的內耳及植入電極進行三維重建，可直接顯示耳蝸與電極的狀態及其相互關系，為臨床醫師和人工耳蝸裝置調試技術人員了解植入術后的基本病情提供了可能性。近年來，國內外已有學者運用CT對電極的植入部位和在耳蝸內的植入深度進行初步判斷[13-15]，其評估價值逐漸得到了臨床醫生的重視，但相關應用報道較少，這可能與電極在CT圖像中易產生金屬偽影影響對電極位置的準確判斷有關。Skinner等[16]在實驗檢測CT掃描重建的耳蝸模型內電極排列影像的基礎上，報道了一例人工耳蝸植入術后CT掃描觀察蝸內電極。Shpizner等[17]、Youssefzadeh等[18]和Greess等[19]以及Jain等[20]分別報道，當X線攝片不能滿意顯示人工耳蝸電極植入狀態、伴有術后并發癥、或平片顯示電極不規則等復雜病例,可用CT掃描方法檢查。但是，Himi等[21]報道，螺旋CT掃描耳蝸三維重建的方法雖可很好顯示內耳淋巴空間與蝸內電極位置的關系，但不能識別單個電極。國內孔維佳等[13]、劉寒波等[14]運用不同CT三維重建方法顯示了電極在耳蝸內的部位和植入的深度，并認為應用螺旋CT掃描三維重建的方法，可直觀顯示人工耳蝸電極植入的形態、部位、與耳蝸的關系以及各電極對在耳蝸內的深度，是臨床人工耳蝸植入術后觀察植入電極的直觀而準確的方法，有其獨特的臨床應用價值。

MRI檢查在耳蝸植入術前的評估較CT有較明顯的優勢[22]，但卻是耳蝸植入術后的禁忌癥，因此其應用價值尚有待開發和研究。但Emanuele等[23]利用耳蝸植入術前的高分辨MRI和術后MSCT數據進行耦合獲得植入電極在內耳膜迷路中的走行狀態，并認為這是目前評估膜迷路內電極位置的唯一方法。但其利用的MRI數據為耳蝸植入術前獲得，因此，其有限價值更值得探討和進一步改進。

[1]郭學軍,劉鵬程,王成林等.影像學評估在耳蝸植入術中的價值.醫學影像學雜志,2006,16(6):545-548.

[2]Marsh MA ,Xu J ,Blamey PJ,et al.Radiologic evaluation of multichannel intracochlear implant insertion depth.Am J Otol ,1993 ,14 :386-391.

[3]Cao Ke,WANG Lin-e.Current status and correlated issues on cochlear implantation.Chinese Medical Journal,2006; 119(12): 971-973.

[4]閆勇,張前,梁琦.澳大利亞人工耳蝸新技術-人工耳蝸植入系統的發展.中國中西醫結合耳鼻咽喉科雜志,2009,17(4):218-220.

[5]曹雯君,李玉華,李蘊等.兒童人工耳蝸植入術前的影像學評估.中國醫學計算機成像雜志,2008,14:495-499.

[6]Green KM,Bhatt YM,Saeed SR,et al.Chronological changes of stimulation levels in prelingually deafened children with cochlear implant.Acta Otolaryngol Suppl.2004,551(3): 60-64.

[7]Gray RF,Evans RA,Freer CEE,et al.Radiology for cochlear implants.The Journal of Laryngology and Otology,1991,105: 85-88.

[8]Marsh MA,Xu J,Blarney PJ,et al.Radiologic evaluation of multichannel intracochlear implant insertion dept.The American Journal of Otology,1993,14(4):386-391.

[9]Roland JT,Fishman AJ,Waltzman SB,et al.Stability of the cochlear implant array in children.Laryngoscope 1998,108(8 pt 1):1119-1123.

[10]ChristianC,Erich S,Wolfgang G,et al.Postoperative radiographic assessment of the combi 40 cochlear implant.AJR,1997,169:1689-1694.

[11]Xu J,Xu SA,Cohen LT,et al.Cochlear view: postoperative radiography for cochlear implantation.Am J Otol.2000; 21(1):49-56.

[12]黃德健,王德杭,趙曉捻等.耳蝸植入中平片的作用.南京醫科大學學報,2002,22（3）: 231-233.

[13]孔維佳,馬輝,韓萍等.人工耳蝸植入術后植入電極的影像學檢查.中華耳鼻咽喉科雜志,2004,39(2): 81-84.

[14]劉寒波,馮永,陳登明等.CT三維重建對人工耳蝸植人術后電極位置的觀察.臨床耳鼻咽喉科雜志,2006,20(13): 997-999.

[15]Yoon Seob Lim,Se-Ik Park,Yong Hyup Kim,et al.Three-dimensional analysis of electrode behavior in a human cochlear model.Medical Engineering & Physics,2005,27(8):695-703.

[16]Skinner MW,Ketten DR,Vannier MW,et al.Determination of the position of nucleus cochlear implant electrodes in the inner ear.Am J Otol,1994,15 : 644-651.

[17]Shpizner BA,Holliday RA,Roland J T,et al.Postoperative imaging of the multichannel cochlear implant.AJNR Am J Neuroradiol,1995,16 :1517-1524.

[18]Youssefzadeh S,Baumgartner W.Pre2 and postoperative roentgen diagnosis for cochlear implant patients.Radiolige,1997,32: 983-990.

[19]Greess H,Baum U,Romer W,et al.CT and MRI of the petrous bone.HNO,2002,50 :9062919.

[20]Jain R,Mukherji SK.Cochlear implant failure: imaging evaluation of the electrode course.Clin Radiol,2003,58 :288-293.

[21]Himi T,Kataura A,Sakata M,et al.Three2dimensional imaging of the temporal bone using a helical CT scan and its application in patients with cochlear implantation.ORL J Otorhinolaryngol Relat Spec,1996,58: 298-300.

[22]齊旭紅,溫智勇,任冰等.MR內耳水成像在內耳畸形中的診斷價值.中國CT和MRI雜志,2006,4(1):14-16.

[23]Emanuele N,Stefano B,Luca S，et al.3-D CT and MRI co-registration in the assessment of cochlear implantation.Med Sci Monit,2005; 11(10): MT63-67.