基于三维重建的耳蜗植入后电极定位与标量移位评估研究

《European Archives of Oto-Rhino-Laryngology》：Cochlear integrity and scalar translocation assessment after cochlear implantation based on three-dimensional anatomical reconstructions

本研究针对人工耳蜗植入术后电极阵列标量移位(STL)评估难题，通过锥形束CT三维重建技术，系统分析了电极-蜗轴距离(EMD)、插入角度(aDOI)及耳蜗解剖参数与STL的关联。结果表明耳蜗宽度(B值)是STL的潜在预测因子(AUC=0.72)，为优化手术策略提供了解剖学依据。

　　

人工耳蜗植入(CI)作为重度至极重度感音神经性聋的标准治疗方案，虽能显著改善安静环境下的言语感知，但在嘈杂环境中的听觉表现仍面临挑战。究其根源，手术过程中电极阵列可能突破鼓阶(ST)边界引发标量移位(STL)，导致内/外淋巴液混合、耳蜗电位紊乱及残余听力丧失。传统二维影像难以精准评估三维螺旋结构的电极位置，而耳蜗宽度、电极-蜗轴距离(EMD)等参数与STL的关联性亦存争议。

为解决这一临床难题，荷兰乌得勒支大学医学中心Imogen A.M.L. van Beurden团队在《European Archives of Oto-Rhino-Laryngology》发表研究，通过对28例人体颞骨标本进行高精度三维重建，首次系统探讨了耳蜗解剖维度与STL的量化关系。研究创新性地将锥形束CT(CBCT)扫描数据导入Materialise Mimics软件，构建耳蜗-电极三维模型，并采用Verbist坐标系标准化测量16个电极的EMD与插入角度(aDOI)。同时提取耳蜗直径(A)、宽度(B)、高度(H)计算耳蜗导管长度(CDL)和耳蜗容积(CV)，结合组织学验证的STL数据开展逻辑回归与ROC曲线分析。

关键技术方法包括：1）采用新鲜冷冻人体颞骨(n=28)建立CI植入模型；2）基于CBCT扫描数据的阈值分割法构建三维耳蜗-电极模型；3）通过3-matic软件量化EMD、aDOI及耳蜗三维参数；4）组织学验证STL作为金标准；5）统计学分析涵盖t检验、二元逻辑回归与ROC曲线评估。

电极-蜗轴距离分析

研究发现EMD从耳蜗顶端至基部呈递增趋势，其中侧壁阵列(LW)的EMD增幅(1-16电极：2.27±0.33至6.03±2.03 mm)显著大于围蜗轴阵列(PM)(p=0.024)。STL病例在6-8号电极呈现EMD峰值趋势(B=1.19-1.27, OR=3.27-3.57)，尤其7号电极EMD≥2.38mm时对STL具有区分力(AUC=0.70)。

插入角度深度评估

aDOI从顶端327.46±52.38°至基部6.16±15.27°的递减规律在LW与PM阵列间无显著差异(p=0.754)。aDOI参数未显示与STL的显著关联(OR≈1, AUC<0.69)，表明其预测价值有限。

耳蜗解剖参数与STL关联

耳蜗宽度(B)在STL组(7.75±0.49 mm)与非STL组(7.36±0.51 mm)呈临界差异(p=0.055)，逻辑回归显示B值增大与STL风险升高相关(B=1.56, OR=4.64)。

ROC曲线确认B值≥7.42mm可识别82%的STL病例(AUC=0.72, p=0.032)。耳蜗容积(CV)在STL组(96.10±11.50 mm³)较高，临界值95.45mm³具中等预测力(AUC=0.70)，而耳蜗直径(A)、高度(H)及CDL未呈现显著差异。

讨论与结论

本研究通过高精度三维模型证实耳蜗宽度是STL的独立解剖风险因素，支持了"宽大耳蜗缺乏电极引导易致基底膜穿孔"的理论假设。EMD在180°插入区域(对应6-8号电极)的异常增大与文献中机械阻力峰值区域吻合，提示该区域需手术操作警惕。尽管阵列类型(LW/PM)与手术入路(圆窗/耳蜗开窗)可能引入混杂因素，但三维重建技术为标准化评估提供了新范式。

研究局限性包括单品牌电极使用、样本量限制及人工操作变异，未来需通过自动化算法(如OTOPLAN?)提升临床适用性。结论强调三维重建技术能辅助术者评估电极位置，耳蜗宽度参数可作为术前风险评估指标，为个性化植入策略提供依据，推动听力保留型CI手术的发展。