HRCT密度差值在診斷前庭窗型耳硬化癥中的應(yīng)用

伊景如， 陳雪霞， 白奧涵， 潘初

耳硬化癥又名耳海綿癥，是發(fā)生于耳囊的骨營(yíng)養(yǎng)不良性疾病，常導(dǎo)致漸進(jìn)性聽力下降。既往認(rèn)為該病最常見于白種人[1]，最新文獻(xiàn)報(bào)道亞洲人發(fā)病率呈上升趨勢(shì)，可達(dá)0.5%[2]。其發(fā)病機(jī)制尚不明確。據(jù)病變累及部位可分為前庭窗型、耳蝸型及混合型，其中以前庭窗型最常見(85%)[3]。診斷耳硬化癥需綜合病史、體格檢查、聽力測(cè)試和影像學(xué)檢查。目前顳骨高分辨率CT已成為評(píng)估耳硬化癥的首選影像學(xué)方法，可對(duì)臨床疑似耳硬化癥的病灶進(jìn)行可視化、定位和量化[4-8]。多數(shù)文獻(xiàn)采用測(cè)量前庭窗前區(qū)CT平均值的方法進(jìn)行診斷，但各研究的測(cè)量方法及診斷標(biāo)準(zhǔn)尚未統(tǒng)一。本研究對(duì)前庭窗型耳硬化癥患者耳前庭窗前區(qū)骨密度進(jìn)行定量分析，并與同側(cè)錘骨頭密度相比較，探討骨密度差值在診斷前庭窗型耳硬化癥中的應(yīng)用價(jià)值。

材料與方法

1.一般資料

搜集2003年1月-2021年10月經(jīng)臨床確診的前庭窗型耳硬化癥患者107例共180耳(34例患者單耳發(fā)病)納入耳硬化組，入組標(biāo)準(zhǔn)：①臨床確診為耳硬化癥，診斷標(biāo)準(zhǔn)為進(jìn)行性聽力下降、耳鏡檢查鼓膜正常、測(cè)聽為傳導(dǎo)性或混合性聾[9,10]，其中52例(99耳)經(jīng)手術(shù)病理證實(shí)。②無(wú)顳骨外傷及原發(fā)或繼發(fā)腫瘤病史；③臨床確診2周內(nèi)完成顳骨HRCT檢查；④排除HRCT表現(xiàn)為耳蝸骨質(zhì)密度減低或耳蝸和前庭窗前區(qū)同時(shí)密度減低的患者。另選取同期112例共224只耳納入慢性中耳炎組，入組標(biāo)準(zhǔn)：①患者有耳道流水流膿病史，病程超過6周；②耳科檢查發(fā)現(xiàn)鼓膜穿孔或耳道內(nèi)有膿性分泌物，臨床診斷為慢性中耳炎；③臨床確診2周內(nèi)完成HRCT檢查；排除明顯有膽脂瘤或軟組織腫塊的患者；④無(wú)顳骨外傷、手術(shù)及原發(fā)或繼發(fā)腫瘤病史。選取同期110例共220只納入對(duì)照組，入組標(biāo)準(zhǔn)：①短期(2周)出現(xiàn)聽力下降或耳鳴頭暈癥狀；②耳科檢查無(wú)穿孔或炎性分泌物，聽力檢查無(wú)阻抗性聽力下降，耳科檢查未見異常；③既往無(wú)中耳炎病史，無(wú)顳骨外傷、手術(shù)及原發(fā)或繼發(fā)腫瘤病史，④具有完整清晰的顳骨HRCT圖像，CT無(wú)明顯的陽(yáng)性征象 (表1)。正常耳及窗型耳硬化癥的HRCT圖像見圖1a、b。

2.儀器與方法

采用Siemens Somatom Definition 64層雙源螺旋CT掃描儀。受檢者取仰臥位，擺位時(shí)雙耳盡量對(duì)稱。對(duì)所有患者均行軸面掃描，掃描基線與上眶耳線平行，掃描范圍為乳突尖部至顳骨巖部上部，包括整個(gè)內(nèi)耳。參數(shù)：管電壓120 kV，管電流320 mA，探測(cè)器選擇0.6 mm×64，螺距0.8，管球旋轉(zhuǎn)時(shí)間0.5 s/r，高分辨率采集層厚5 mm。在掃描操作中盡量避免圖像左右不對(duì)稱，對(duì)于由于患者不能完全配合出現(xiàn)的細(xì)微偏差我們采用骨算法對(duì)原始圖像進(jìn)行重建，重建圖像層厚約0.6～1 mm。重建范圍為乳突尖部至顳骨巖部上部，包括整個(gè)內(nèi)耳。將所有數(shù)據(jù)傳至PACS系統(tǒng)進(jìn)行CT值測(cè)量。

3.CT值測(cè)量方法

在軸面圖像上勾畫ROI，首先在前庭窗層面置ROI(大小為2 mm2)，覆蓋前庭窗前區(qū)的中心，測(cè)量CT值，每側(cè)分別測(cè)量3次，取平均值(圖1c)。在同側(cè)錘骨頭最大顯示層面置ROI(大小為1.5 mm2)，覆蓋整個(gè)錘骨頭的中心，測(cè)量CT值，每側(cè)分別測(cè)量3次，取平均值(圖1d)。計(jì)算兩組差值(差值=前庭窗前區(qū)骨CT值-錘骨頭骨CT值)并進(jìn)行比較。為了盡可能的減小主觀誤差，所有數(shù)據(jù)均由兩名研究者獨(dú)立測(cè)量3次，采用雙盲方法(測(cè)量者、經(jīng)驗(yàn)豐富的影像學(xué)醫(yī)師均不清楚分組情況)進(jìn)行數(shù)據(jù)的可重復(fù)性評(píng)價(jià)。組間相關(guān)系數(shù)(ICC)值>0.75表示可重復(fù)性高、信度良好。

圖1 a)正常耳HRCT圖像，前庭前區(qū)骨質(zhì)密度均勻(箭)；b)前庭窗型耳硬化癥HRCT圖像，前庭前區(qū)骨質(zhì)密度減低(箭)；c)骨迷路CT值測(cè)量，ROI放置于骨迷路前庭窗前區(qū)，幾乎全覆蓋其中心(綠圈)；d)錘骨頭CT值測(cè)量，ROI放置于錘骨頭最大顯示層面，幾乎全覆蓋其中心(綠圈)。

4.統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

采用SPSS 26.0軟件及Prism軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理分析。符合正態(tài)分布的數(shù)據(jù)用平均值±標(biāo)準(zhǔn)差描述，不符合正態(tài)分布的數(shù)據(jù)用中位數(shù)(25%，75%)表示。分別對(duì)3組患者的年齡、病程進(jìn)行非參數(shù)檢驗(yàn)、性別進(jìn)行卡方檢驗(yàn)；分別對(duì)3組前庭窗前區(qū)、錘骨頭、差值進(jìn)行Kruskal-Wallis檢驗(yàn)，記P<0.05為具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，并對(duì)統(tǒng)計(jì)結(jié)果進(jìn)行berferni校正。采用ROC曲線對(duì)3項(xiàng)數(shù)值診斷耳硬化癥的效能進(jìn)行評(píng)價(jià)。

結(jié) 果

1.三組患者CT值和差值的比較

3組患者不同部位骨密度值分布見圖2、表2。經(jīng)統(tǒng)計(jì)學(xué)分析后得出3組患者在年齡、性別方面均無(wú)顯著的差異性(P分別為0.063、0.384)。耳硬化組與慢性中耳炎組在病程方面無(wú)顯著差異性(P=0.344)，對(duì)照組病程與這兩組病程相比較短(P<0.001)。對(duì)前庭窗前區(qū)和錘骨頭CT值以及差值的統(tǒng)計(jì)結(jié)果進(jìn)行berferni校正，k=3，P＇=0.05/3=0.017。耳硬化組前庭窗前區(qū)平均CT值明顯低于慢性中耳炎組和對(duì)照組(c=-15.821，P<0.001

表2 三組患者不同部位骨密度值

圖2 a) 耳硬化組 、慢性中耳炎組和正常對(duì)照組3組患者前庭前區(qū)平均CT值分布； b) 耳硬化組 、慢性中耳炎組和正常對(duì)照組3組患者錘骨頭平均CT值分布； c) 耳硬化組、慢性中耳炎組和正常對(duì)照組3組密度差值的分布。箱型圖由上限、上四分位數(shù)、中位數(shù)、下四分位數(shù)、下限構(gòu)成。 圖3 a) 采用前庭窗前區(qū)平均CT值、錘骨頭平均CT值以及密度差值鑒別耳硬化癥和慢性中耳炎的ROC曲線; b) 采用前庭窗前區(qū)平均CT值、錘骨頭平均CT值以及密度差值鑒別耳硬化癥和正常耳的ROC曲線; c) 差值的閾值設(shè)為0時(shí)診斷耳硬化癥的ROC曲線。

2.CT值和差值對(duì)耳硬化癥的診斷效能

采用前庭窗前區(qū)CT平均值鑒別耳硬化癥與慢性中耳炎的AUC為0.964(P<0.001),診斷閾值為1892.42 HU，診斷的敏感性為90.63%，特異度為93.92%；采用前庭窗前區(qū)CT平均值鑒別耳硬化癥與正常耳的AUC為0.967(P<0.001),診斷閾值為1892.42 HU，診斷的敏感性為92.27%，特異度為93.92%。采用密度差值鑒別耳硬化癥與慢性中耳炎的AUC為0.948(P<0.001),診斷閾值為-0.42，診斷的敏感度為98.21%，特異度為87.85%(圖3a、b,表3)；采用密度差值鑒別耳硬化癥與正常耳的AUC為0.949(P<0.001),診斷閾值為-0.42，診斷的敏感度為98.18%，特異度為87.85%。將差值的閾值設(shè)置為0時(shí)，診斷的靈敏度為87.85%，特異度為98.20%，ROC曲線下面積為0.930(P<0.001)，見圖3c。使用前庭窗前區(qū)骨密度CT平均值和差值診斷耳硬化癥均具有較高的準(zhǔn)確性，且使用差值診斷耳硬化癥可取得更高的靈敏度。

表3 三組患者不同參數(shù)診斷效能

討 論

耳硬化癥是一種病因不明的骨迷路的局灶性病變。病理上分海綿化期及硬化期，海綿化期即活動(dòng)期，為耳囊致密骨骨質(zhì)破壞、吸收，被海綿狀新生骨替代，在CT上可清晰顯示，表現(xiàn)為局灶性密度減低。硬化期即靜止期，為病灶內(nèi)骨質(zhì)沉著、硬化，產(chǎn)生致密硬化斑，該期病灶與周圍骨質(zhì)密度接近[11-15]。顳骨HRCT是評(píng)估耳硬化癥存在的高度敏感和特異的工具，可以對(duì)臨床懷疑耳硬化癥的病灶進(jìn)行可視化、精準(zhǔn)定位和量化。

大量研究表明，HRCT骨密度測(cè)量可發(fā)現(xiàn)前庭窗前區(qū)骨密度值減低，提示耳硬化癥。這些研究[16-19]測(cè)量了有無(wú)耳硬化癥患者的前庭窗前區(qū)的骨密度值，并通過ROC分析獲取診斷的閾值，診斷的靈敏度及特異度均超過了80%。本文中，耳硬化組患者前庭窗前區(qū)骨密度平均值明顯低于慢性中耳炎組和對(duì)照組，與以往的研究報(bào)道基本吻合。本研究通過ROC分析顯示，當(dāng)CT值取1892.42 HU時(shí)，與慢性中耳炎鑒別時(shí)診斷耳硬化癥的敏感度為90.63%，特異度為93.92%，曲線下面積為0.964；與正常對(duì)照者鑒別時(shí)診斷耳硬化癥的敏感度為92.27%，特異度為93.92%，曲線下面積為0.967，與以往研究相比，靈敏性及特異度均取得良好的結(jié)果。

近年來(lái)，隨著計(jì)算機(jī)斷層掃描成像的進(jìn)步，特別是更小的像素尺寸、更好的準(zhǔn)直性等使得計(jì)算機(jī)斷層掃描診斷耳硬化癥的靈敏度大大提高[19-21]。HRCT在臨床上有助于檢測(cè)低密度病變，骨密度可以通過精確的ROI設(shè)置來(lái)測(cè)量。目前國(guó)內(nèi)外研究多采用在病變區(qū)域勾畫多個(gè)ROI(每個(gè)ROI的面積為1 mm2或直徑為0.2 mm)的方法，其臨床效能較好。然而，選擇過小的ROI可能會(huì)降低診斷的準(zhǔn)確性，尤其是在耳硬化癥病灶局限于較小區(qū)域的情況下。多數(shù)學(xué)者認(rèn)為應(yīng)選擇更大的ROI、盡可能填滿前庭窗前區(qū)的半自動(dòng)分析進(jìn)行精準(zhǔn)評(píng)估[17]。因此本研究選用較大ROI行骨密度測(cè)量，將ROI分別放置于前庭窗前區(qū)以及同側(cè)錘骨頭，將這兩個(gè)部位的中心完全覆蓋，對(duì)三組兩個(gè)區(qū)域的骨密度平均值進(jìn)行定量分析。

目前大多數(shù)研究表明耳硬化組前庭窗前區(qū)的平均CT值低于對(duì)照組，但有文獻(xiàn)報(bào)道早期耳硬化病變時(shí)，耳硬化癥與正常骨之間的平均CT值可能十分相似，經(jīng)臨床或手術(shù)診斷為耳硬化癥的患者中，約1%～35%在顳骨HRCT檢查中未發(fā)現(xiàn)病灶，這是HRCT檢查的潛在局限性[22-24]。且當(dāng)患者本身存在生理性變異或慢性炎癥時(shí)，前庭區(qū)域的骨密度值可能降低，此時(shí)僅依靠以往的研究方法進(jìn)行診斷時(shí)，很大可能將誤診為耳硬化癥。因此僅僅依靠前庭窗前區(qū)的密度差別進(jìn)行耳硬化癥的診斷存在假陰性或假陽(yáng)性。而且，由于掃描設(shè)備及掃描參數(shù)的差異，目前耳硬化癥HRCT的診斷標(biāo)準(zhǔn)尚未統(tǒng)一，同一部位單純的CT值測(cè)量存在很大差別，單純計(jì)算前庭窗前區(qū)的絕對(duì)值用于診斷耳硬化癥并不客觀。

前庭窗型耳硬化癥一般不累及錘骨，且錘骨頭在聽骨鏈中面積較大、剖面較易顯示、測(cè)量密度值較易操作，故選取錘骨頭作為基線具有較強(qiáng)的可操作性。目前多數(shù)研究單純計(jì)算前庭窗前區(qū)的絕對(duì)值用于診斷耳硬化癥，這種診斷方法目前尚缺乏統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。故本研究提出差值(前庭窗前區(qū)骨CT值-錘骨頭骨CT值)這一較客觀的診斷方法。同一患者采用不同設(shè)備及參數(shù)掃描時(shí)錘骨頭與前庭窗前區(qū)兩個(gè)部位的密度值測(cè)量受到的影響是一致的，兩者的差值不易受到原始CT值變化的影響，與單純的前庭窗前區(qū)密度值相比更加客觀。本研究通過ROC分析顯示，當(dāng)密度差值取-0.42時(shí)，鑒別耳硬化癥與慢性中耳炎的敏感度為98.21%，特異度為87.85%，AUC為0.948；鑒別耳硬化癥與正常耳的靈敏度為98.18%，特異度為87.85%，AUC為0.949，與以往研究相比，靈敏性有所提高。為了提高臨床應(yīng)用的簡(jiǎn)便性，本研究將前庭窗前區(qū)與錘骨頭兩者的差值的閾值設(shè)為0，診斷的靈敏度為87.85%，特異度為98.20%，AUC為0.930，其診斷準(zhǔn)確效能與前庭窗前區(qū)絕對(duì)值的診斷效能差異并不明顯，但在臨床應(yīng)用上更加方便與客觀。

正常組織中前庭窗前區(qū)的密度值通常略高于錘骨頭[13]。當(dāng)患者發(fā)生耳硬化癥時(shí)，前庭窗前區(qū)骨質(zhì)密度減低，錘骨頭密度理論上應(yīng)保持不變，兩者差值(前庭窗前區(qū)骨CT值-錘骨頭骨CT值)應(yīng)減小；而對(duì)于慢性中耳炎患者，錘骨頭受累密度減低，前庭窗前區(qū)密度通常不變，其差值(前庭窗前區(qū)骨CT值-錘骨頭骨CT值)加大。因此，理論上應(yīng)用差值法可以有效的鑒別耳硬化癥和慢性中耳炎。本研究中慢性中耳炎組錘骨頭CT值，低于正常對(duì)照組但統(tǒng)計(jì)學(xué)無(wú)明顯差異，可能是由于本研究的樣本量較小且為勾畫ROI完整時(shí)剔除了有明顯錘骨頭破壞的病例。但耳硬化組與慢性中耳炎組CT差值的統(tǒng)計(jì)學(xué)顯著差異證實(shí)了我們的推測(cè)。

本研究尚存在一定的局限性，骨密度以及差值的測(cè)量計(jì)算只在前庭窗型耳硬化癥中進(jìn)行，此方法有待在耳蝸型及混合型耳硬化癥中進(jìn)行驗(yàn)證；此外本研究的部分入組患者為臨床診斷未獲得手術(shù)病理驗(yàn)證。

本研究可得出以下結(jié)論：①前庭窗型耳硬化癥患者的前庭窗前區(qū)骨密度明顯低于慢性中耳炎與正常對(duì)照者；②前庭窗型耳硬化癥患者錘骨頭一般不受累，但前庭窗前區(qū)和錘骨頭兩者密度差值明顯低于慢性中耳炎與正常對(duì)照者；③取前庭窗前區(qū)骨密度為1892.42 HU作為閾值診斷前庭窗型耳硬化癥具有較高的效能；④將差值(前庭窗前區(qū)骨CT值-錘骨頭骨CT值)等于0作為診斷前庭窗型耳硬化癥的閾值時(shí)，可獲得87.85%的診斷靈敏度，98.20%的特異性，可用于臨床。總之，骨密度測(cè)量對(duì)于耳硬化癥的診斷具有重要的應(yīng)用價(jià)值，采用骨密度差值診斷耳硬化癥簡(jiǎn)單、可行，并有助于提高在前庭窗型耳硬化癥診斷中的客觀性。