半規管眼底平面和眶耳平面比較分析

陳曉素 林一均 楊曉國 林達 楊曉凱?

雖然內耳解剖復雜，顯示困難，但是通過影像學的重建技術，可以清晰顯示內耳的結構、形態、空間方向，既往的研究多局限于迷路形態學的研究，而空間方向的研究較少，但是半規管的空間方向，對于良性發作性位置性眩暈（BPPV）的研究至關重要。測量其空間方向通常需要建立立體空間參考平面系統，常見為法蘭克福立體坐標系統和瑞德立體坐標系［1-2］。由左右側耳門上點和左側眶下緣點三點所確定的一個平面即法蘭克福平面（眶耳平面），當左側眶下緣點破損時以右側眶下緣點代替。許多的研究都證實當人采取直立姿勢，兩眼向前平視時，法蘭克福平面和真實水平面平行［3］。核磁共振取骨性標志點比較困難，有文獻報道認為雙側半規管共同管的頂端和雙側眼球中點組成的平面為水平面，但本研究顯示雙側眼球最下緣和雙側半規管共同管的頂端組成的平面即半規管眼底平面更接近水平面。現對兩個平面的夾角進行測量，以確定是否可以用半規管眼底平面代替眶耳平面。

1 臨床資料

1.1 一般資料 選取本院2016年5月至2017年5月無眩暈癥正常人33例行內耳CT檢查，其中男15例，女18例；年齡3～81歲，平均44歲。入選標準半規管和眼球顯示清晰無偽影，排除標準：（1）存在局部病變可能影響半規管解剖結構。（2）存在頭顱結構異常。1.2 檢查方法 采用GE Optima CT680 64排螺旋CT掃描，按聽眶上線行顱底水平位掃描，層厚0.625mm，層距0.5mm，電壓120kV，電流240mAs，窗位700HU，窗寬4000HU。

1.3 圖像處理和建立模型 用3D SLICER（版本 4.4）軟件Editor模塊分割半規管結構和眼球結構，用Volue Rendening模塊顯示耳點和眶點，然后用Reformat模塊調整red及yellow平面，使得分別經過兩側耳點和左側眶點、兩側半規管共同管最頂部點和眼球下緣最低點、經過并平分左側水平半規管、經過并平分右側水平半規管（圖1、2），并分別按順序記錄平面上呈三角形三點坐標。

圖1 上平面為半規管眼底平面，下平面為眶耳平面（1A 3D Slicer分割建模圖示，上平面是半規管眼底平面，下平面是眶耳平面。1B red平面經過調整后在CT斷層上顯示半規管眼底平面。2C yellow平面經過調整后在CT斷層上顯示眶耳平面）

圖2 左右水平半規管平面的夾角（2A 3D Slicer分割建模圖示，顯示左右側水平半規管平面。2B red平面經過調整后在CT斷層上顯示右側水平半規管平面。2C yellow平面經過調整后在CT斷層上顯示左側水平半規管平面）

1.4 夾角計算 使用python語言編程，導入numpy模塊，根據所取得的三點坐標，用cross函數分別計算兩個平面的法向量n1，n2，根據公式cos（n1，n2）=n1.n2|n1||n2|再計算法向量n1，n2的夾角的余弦值，從而求出二面角的大小。

1.5 統計學方法 采用SPSS13.0統計軟件。計量資料以（x±s）表示，組間比較采用t檢驗。P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

在各平面取三點坐標，通過數學方法對半規管眼底平面和眶耳平面的夾角進行計算，并對其和左右水平半規管的夾角以及雙側水平半規管的夾角進行計算，結果見表1。半規管眼底平面和眶耳平面的夾角為（1.23±1.18）°，左右水平半規管夾角為（10.07±7.79）°。左側水平半規管和半規管眼底平面夾角為（19.35±9.12）°，和眶耳平面夾角為（19.21±9.38）°，差異無統計學意義（P＞0.05）。右側水平半規管和半規管眼底平面夾角（19.00±10.46）°，和眶耳平面夾角（18.79±10.67）°，差異無統計學意義（P＞0.05）。

表1 半規管眼底平面、眶耳平面和水平半規管之間的夾角［°，（x±s）］

3 討論

作者對CT掃描數據進行三維重建，以左右側耳門上點和左側眶下緣點建立法蘭克福水平面，以雙側半規管總腳分叉點和眼球下緣建立參考平面（半規管眼底平面），進行分析比較，發現兩者基本平行，相差僅1°～2°，通過對水平半規管和兩個平面之間的夾角差異進行統計學分析，發現差異不明顯，可以選擇半規管眼底平面代替眶耳平面作為參考水平面［4］。

法蘭克福平面是研究工作中常用的標準參考平面，這個平面是德國人類學家提出的，并通過1877年顱骨測量會議及1844年法蘭克福國際人種會議而被采用。法蘭克福平面中標志點耳門上點包括機械耳點和解剖耳點。頭影測量時耳塞影像之最上點即機械耳點，外耳道影像之最上點則為解剖耳點。由于眶耳平面耳點取點的復雜性，容易導致誤差，對測量和研究者的技術要求高。一項兒童縱向研究［5］證實因為耳點（包括機械耳點與解剖耳點）在生長變化中的不恒定性，使得法蘭克福平面變得不可靠，不適用于縱向資料的比較。由雙側眼球最下緣和雙側半規管共同管的頂端組成的平面即半規管眼底平面，通過對雙耳CT掃描的重建可以清晰顯示，取點方便可靠，精確度高。另外由于半規管眼底平面取點位置為非骨性結構，在MRI影像顯示清晰，故MRI檢查可以選擇半規管眼底平面作為參考水平面。綜上所述，眶耳平面由于多種因素的影響，其定點的準確性、穩定性不如半規管眼底平面，如果用半規管眼底平面替代眶耳平面，可以提高其可靠性，同時使得不同耳點的頭影測量數據具有可比性。Suzuki等［6］提出用半規管總腳分叉點和眼球中點來確定水平面，然而本研究發現經眼球下緣或上緣和經眼球中點平面夾角約為10°。

可靠的水平參考平面不管是對于人類學研究，還是對放射學頭影測量、前庭功能研究以及五官科和口腔科手術測量等都非常重要［7］。以半規管眼底平面容易建立半規管空間模型，不但可以用于臨床教學和患者宣教，還有助于研究更有效的復位方法，并且對于個別復位不成功的患者，可以通過測量其半規管空間位置數據進行個體化的BPPV診斷試驗和復位治療。

BPPV的復位方法通常假定后半規管和矢狀位夾角為45°，水平半規管和水平面的夾角為30°，雖然實際情況并非如此，且存在較大個體差異性［8］。隨著醫學影像學技術的發展，根據患者的實際半規管空間方向進行精準手法復位，具有一定可行性。滾轉試驗是確定水平半規管BPPV最常用的方法，基于假設水平半規管和水平面成30°夾角。文獻數據顯示，水平半規管和水平面夾角為（21.94±6.94）°［1，9-10］。本研究數據左、右側水平半規管和實際水平面夾角應該分別為（19.21±9.38）°和（18.79±10.67）°，和既往文獻數據差異不明顯。左右水平半規管夾角（10.07±7.79）°，比既往文獻報道（13.27±9.7）°稍小。Aoki分析了11例患者顳骨MRI圖像，發現雙側水平半規管平面之間的夾角與以前的文獻報道更小［11］。本資料測量結果與Aoki等的報道相近，但與Blanks［1］等的報道有較大差異，推測結果的差異可能與半規管標志點的選擇有一定關系，作者和Aoki等選取了壺腹標志點來定位半規管平面，而Blanks等未將壺腹處點加入計算。