基于MRI的人类与绵羊内耳体积比较：大型动物模型在听觉研究中的可行性评估

本研究针对内耳研究缺乏理想动物模型的问题，通过MRI技术系统比较了人类与绵羊内耳结构的体积差异。研究人员分析了8例人类和8例绵羊内耳的MRI数据，使用3D Slicer?软件量化关键解剖参数（如耳蜗长度CL、内耳道IAC尺寸及螺旋转数）。结果显示，绵羊耳蜗体积（56.46 mm3）约为人类（90.19 mm3）的2/3（比值0.62），螺旋转数相似（人类2.33 vs. 绵羊2.25），但绵羊内耳道长度（IACL 3.87 mm）仅为人类的1/3（比值0.31）。该研究证实绵羊可作为比例相似的大型动物模型，推动内耳疾病机制研究及植入式听觉假体治疗优化。

　　

内耳是人体中负责听觉和平衡的关键结构，但其复杂的解剖和生理特性使得研究充满挑战。长期以来，科学家依赖啮齿动物模型，如豚鼠和小鼠，但这些小型动物的内耳尺寸、形状与人类差异显著——豚鼠耳蜗体积仅约为人类的16%，且螺旋转数更多（3.5圈 vs. 人类2.5圈）。这种不匹配限制了研究成果向临床的转化，尤其在开发针对听力损失或眩晕等内耳疾病的治疗方案时。寻找一种解剖结构相似的大型动物模型，成为突破研究瓶颈的迫切需求。绵羊因与人类在听觉频谱（绵羊100-30,000 Hz vs. 人类20-20,000 Hz）和圆窗膜结构上的相似性，被视为潜在候选，但其内耳体积是否与人类成比例尚未系统验证。
为此，法国图尔大学中心医院（CHRU de Tours）和INRAe（法国国家农业食品与环境研究院）的研究人员开展了一项创新研究，利用高分辨率MRI技术，首次量化比较人类与绵羊的内耳体积差异。他们的工作发表于《Journal of the Association for Research in Otolaryngology》，为大型动物模型在听觉研究中的应用提供了坚实依据。研究表明，绵羊内耳在关键尺寸上保持与人类的比例一致性，为内耳病理机制探索和植入式设备测试开辟了新路径。

研究采用的核心技术包括：首先，通过3T MRI系统（西门子Magnetom Verio）获取人类患者和绵羊的T2 3D CISS序列图像，扫描参数统一（重复时间TR=8.88 ms，回波时间TE=3.94 ms，体素尺寸0.5×0.4×0.4 mm）；其次，使用3D Slicer?软件对图像进行多平面重建和分割，精确测量耳蜗长度（C_L）、宽度（C_W）、内耳道尺寸（IAC_L与IAC_W）、鼓阶长度及螺旋转数；最后，计算体积比例并进行统计分析（Mann-Whitney检验）。样本队列包含4名女性人类（平均年龄65.37岁）和4只雌性绵羊（Ile de France品种，平均年龄3.57岁），均经听力测试确认功能正常，确保结果可比性。

研究结果

内耳形态学比较
MRI图像清晰显示人类和绵羊内耳的三维结构，包括耳蜗、前庭及半规管。绵羊内耳在多数尺寸上显著小于人类（p<0.05），但螺旋转数无差异（人类2.33圈 vs. 绵羊2.25圈，p=0.37）。

图1展示了绵羊的典型ABR结果，证实模型有效性。

尺寸与体积量化
人类耳蜗平均体积为90.19 mm3，长度（C_L）9.18 mm，宽度（C_W）6.41 mm；绵羊对应值为56.46 mm3、7.03 mm和4.28 mm。尺寸比值均接近2/3（耳蜗体积比0.62，长度比0.76，宽度比0.67）。例外是内耳道：绵羊IAC_L（3.87 mm）仅为人类的31%（12.41 mm）。鼓阶长度比值0.68（绵羊21.49 mm vs. 人类31.36 mm）。

图2直观呈现两者差异。

三维模型验证
通过3D Slicer?重建的内耳模型显示