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研究人员用超高清 CT 研究健康人耳镫骨足板(SF)和环状韧带(AL),发现相关解剖特征及年龄、性别差异,助力疾病诊断与手术。
在人体的奇妙构造中,耳朵这个小小的器官承载着重要的听觉功能。而在耳朵内部,卵圆窗区域的镫骨足板(Stapes footplate,SF)和环状韧带(Annular ligament,AL)更是在声音传导、药物递送以及疾病诊断等方面扮演着关键角色。例如,在耳硬化症中,SF 会出现局部或弥漫性增厚,进而降低声音传导效率,影响人们的听力。然而,由于 SF 和 AL 极其薄,常常只有几百微米,想要清晰观察它们的形态并确定其正常解剖结构十分困难,相关的影像学证据也非常有限。传统的 CT 检查虽在术前诊断中有所应用,但对于这些重要解剖标志的相对位置评估较少。
为了解开这些谜团,首都医科大学附属北京友谊医院的研究人员开展了一项研究。该研究成果发表在《BMC Medical Imaging》杂志上,为相关领域带来了重要突破。
研究人员采用了单中心回顾性观察研究方法。首先,从 2020 年 9 月至 2023 年 4 月在医院进行超高清 CT(Ultra-high-resolution computed tomography,U-HRCT)检查的患者中筛选出符合条件的参与者。排除标准包括年龄小于 18 岁、患有外耳道、中耳或内耳疾病、临床或影像学检查结果异常、临床信息不完整以及图像质量不佳等情况,最终纳入了 479 名参与者的 479 只健康耳朵进行研究。
在研究过程中,研究人员运用了多种技术方法。其一,使用 U-HRCT 扫描仪对颞骨进行扫描,该扫描仪具有高分辨率,其探测器像素大小为 0.0748mm×0.0748mm,体素大小为 0.1mm×0.1mm×0.1mm,能够清晰呈现颞骨内的精细结构。其二,通过离线软件(RadiAnt DICOM Viewer)对图像进行分析,确定了标准观察平面,以精确评估 AL 区域和测量 SF 与卵圆窗的相关参数。其三,由两名经验丰富的神经放射科医生分别对图像进行定性和定量分析,包括评估 AL 四个边界的可见性、测量 SF 和卵圆窗的长度、SF - 卵圆窗角度以及 SF 突入前庭的深度等,并对结果进行统计学分析。
研究结果如下:
- 参与者特征:最终纳入的 479 名参与者,年龄中位数为 58 岁(四分位间距 35 - 65 岁),其中女性 269 名(56.2%)。所有纳入耳朵的临床和影像学结果均正常。
- 观察者间一致性:定量测量的组内相关系数(Intraclass correlation coefficient,ICC)显示,观察者间一致性极佳。SF 和卵圆窗长度的 ICC 值为 0.94(95% 置信区间 0.93 - 0.95),SF - 卵圆窗角度的 ICC 值为 0.96(95% 置信区间 0.95 - 0.97),SF 突入前庭深度的 ICC 值为 0.93(95% 置信区间 0.91 - 0.94)。
- AL 区域的可见性:在 AL 的四个边界中,下边界的可见性最高,为 99.4%(476/479);后边界的可视化率最低,为 82.3%(394/479);上边界的可见性为 99.2%(475/479);前边界的可见性略低,为 97.7%(468/479)。
- SF 与前庭的位置关系:SF 长度的中位数为 2.7mm(四分位间距 2.6mm,2.9mm),卵圆窗长度的中位数为 2.9mm(四分位间距 2.7mm,3.0mm)。SF 后边界突入前庭的深度中位数为 0.4mm(四分位间距 0.3mm,0.5mm),SF - 卵圆窗角度的中位数为 12.1°(四分位间距 9.4°,15.3°)。
- 年龄和性别差异:AL 各边界的可见性在不同年龄组(≤65 岁与 > 65 岁)和不同性别之间无显著差异(所有 P>0.05)。但在定量数据方面,≤65 岁的参与者的 SF 长度、卵圆窗长度和 SF 突入前庭深度均大于 > 65 岁的参与者;男性的椭圆窗长度、SF 长度和 SF 突入前庭深度均大于女性,而 SF - 卵圆窗角度在男性和女性之间无显著差异。
研究结论与讨论部分指出,该研究通过 U-HRCT 建立了健康人耳中 SF 和 AL 的放射学特征。研究发现健康人耳中 17.7% 的 AL 后边界可能不可见,且 SF 后边界突入前庭,这为卵圆窗区域提供了正常解剖学参考,有助于疾病诊断和手术策略的制定。此外,研究还发现 SF 长度、卵圆窗长度和 SF 突入前庭深度存在年龄和性别差异,在进行个性化评估,尤其是对需要进行镫骨手术的患者评估时,应考虑这些差异。同时,研究也存在一定局限性,如无法完全排除参与者曾经历短期耳部症状的可能、未进行解剖 dissection 作为参考标准、未纳入接受镫骨手术的患者以及未进行双耳评估等。
总体而言,这项研究成果意义重大。它为医学领域对健康人耳的解剖结构提供了更深入的认识,有助于医生更准确地诊断耳部疾病,为手术治疗提供更精准的指导,从而提高患者的治疗效果和生活质量。未来,研究人员可以针对这些局限性进一步开展研究,不断完善对耳部解剖结构和相关疾病的认识与治疗手段。