眼耳鼻咽喉疾病CT和MR技術創新與應用——2011年度國家科學技術進步二等獎

鮮軍舫

(首都醫科大學附屬北京同仁醫院放射科，北京 100730)

眼耳鼻咽喉疾病嚴重地影響廣大人民群眾的生活質量，早期診斷、早期干預此類疾病是降低致殘率、提高人們生活質量的關鍵。雖然CT和MR在疾病診斷中非常普及，不僅成為全身各部位疾病的常規診斷手段，而且在眼耳鼻咽喉疾病診斷中的價值也越來越大。但鑒于該區域空間小、組織多、結構微細、形狀不規則等固有解剖特點以及對其價值的認識普遍不夠，導致眼耳鼻咽喉疾病的CT和MR檢查與應用仍存在亟須解決的諸多關鍵問題［1-2］:已有的CT和MR技術不能準確顯示該區域的精細結構與病變，缺乏統一的檢查規范和指南，無解剖變異的CT和MR判斷標準，未建立疾病的CT和MR診斷評估體系。上述原因嚴重制約了其作用的充分發揮，導致誤診漏診率較高，對患者造成了很大的身心傷害和經濟損失。因此，創新適于該區域的CT和MR檢查技術、建立檢查規范的診斷評估體系以及在全國推廣普及成為一項重大課題。

本項目組歷經16年研究，從檢查技術創新入手，系統地研究了眼耳鼻咽喉解剖與生理、變異與臨床以及疾病與征象之間的相互關系，建立了CT和MR檢查體系;以構建眼耳鼻咽喉疾病CT和MR數據庫為核心，創建了影像診斷評估體系，揭示常見病變的特征和規律;提出并證實了顳骨血管溝骨壁缺損是搏動性耳鳴發生的重要機制;驗證了先天復雜性斜視的“神經—肌肉異常支配”假說;由此全面提升了眼耳鼻咽喉疾病的診治和科學認知水平。

1 研究內容

1.1 創立了適于眼耳鼻咽喉的高分辨率CT和MR檢查體系

本課題組創立適于眼耳鼻咽喉的高分辨率CT技術［3-7］，開發了針對微細結構的 MR 水成像［8-9］，改進了MR動態增強掃描技術［10-11］，在此基礎上構建適合中國人的眼耳鼻咽喉CT和MR檢查體系，主要內容寫入“頭頸部 CT、MR 掃描規范指南”［12］。

1)創立適于眼耳鼻咽喉的高分辨率CT掃描技術［3-7］，空間分辨率比原來提高了3倍，解決了眼耳鼻咽喉微細結構顯示的難題，確立了高分辨率CT在眼耳鼻咽喉疾病診斷和研究中的關鍵地位。

2)設計針對微細結構的MR水成像序列。本課題組研發的MR水成像序列空間分辨率是腹部水成像的3.6倍，可準確判斷蝸神經發育狀況，使MR成為判斷人工耳蝸植入術前禁忌證的必需手段，完善了人工耳蝸植入術前影像學評估內容［8］;突破了腦脊液漏瘺口顯示的瓶頸，建立了瘺口的精準定位方法［9］。

3)改進MR動態增強掃描技術:針對眼耳鼻咽喉腫瘤血流灌注特點，在不增加掃描時間的基礎上提高了時間分辨率，更準確地評價腫瘤血流灌注和廓清特點，并發現了系列特異性征象，明顯提高了對腫瘤性質的判別能力，為腫瘤的明確診斷提供了更有價值的信息和依據［10-11］。

1.2 構建眼耳鼻咽喉疾病CT和MR數據庫，創建影像診斷評估體系

1)首次建立迄今國內最大的眼耳鼻咽喉疾病CT和MR數據庫，通過數據挖掘，揭示引起視力下降、聽力下降等常見癥狀的疾病譜，明確了檢查路徑，構筑了眼耳鼻咽喉疾病影像學診斷和研究平臺。

2)建立人工耳蝸植入術前影像學評估體系，為提高手術成功率夯實了基礎:我國現有重度耳聾約2070萬人口，每年新增患兒4萬，人工耳蝸植入術是目前最有效的治療手段，但治療費用很高，術前必須全面評估以確保成功率。項目組對人工耳蝸植入術患者應用高分辨率CT和內耳MR水成像等創新技術進行研究，創建了人工耳蝸植入術前影像學評估體系:采用高分辨率CT顯示顳骨骨性結構，為手術提供路徑圖;運用MR判斷聽覺中樞、蝸神經和耳蝸發育及蝸腔狀況;二者聯合使用能明確人工耳蝸植入術的禁忌證［13］，解決了術前評估的關鍵問題。

3)提出“鼻解剖變異—通氣—炎性反應的辯證關系，開創鼻通氣CT評價新模式和評估體系，為重建鼻腔生理功能的內鏡手術提供理論基礎和“路徑圖”:準確評價鼻通氣狀況是制定鼻通氣障礙和上氣道阻塞干預措施的前提和基礎。目前尚缺乏客觀有效的鼻通氣評估手段。雖然鼻聲反射作為臨床評價鼻通氣的常規方法，但存在準確性低、無法直視解剖結構和病變等局限性。為此，項目組應用CT對鼻通氣及其相關方面進行系列研究，提出了“鼻解剖變異—通氣—炎性反應”的辯證關系，主要內涵為鼻通氣是鼻生理的核心，鼻解剖變異是影響鼻通氣的重要因素，長期鼻通氣障礙加重炎性反應，炎性反應進一步影響鼻通氣。

通過對30例離體標本CT表現與組織切片的對照研究以及對1820例受試者CT的研究，建立了鼻解剖變異的CT判斷標準，為判斷鼻通氣功能奠定了形態學基礎［6］;應用上述標準進一步研究，發現前三位解剖變異依次為鼻中隔偏曲、中鼻甲氣化及大篩泡［6-7］，其程度與鼻通氣障礙及炎性反應呈正相關，揭示了鼻解剖變異是導致鼻通氣障礙及炎性反應發生的重要因素;通過CT與臨床表現對照研究，證實炎性反應與鼻通氣障礙之間存在相互影響的協同關系。

基于多排螺旋CT容積數據，聯合重建的圖像和繪制的鼻腔氣道截面面積—距離曲線綜合判斷鼻通氣功能，本課題組創建了鼻通氣評價新模式，并將此模式與解剖變異和病變因素有機結合，從而建立了基于形態學的鼻通氣功能新評價體系。該體系不僅為臨床評估鼻通氣功能及探尋通氣障礙原因搭建了新平臺，而且還為重建鼻腔生理功能的內鏡手術提供了理論基礎和“路徑圖”。

4)創建面顱骨骨折CT評估體系，真正解決了診斷和司法鑒定的難題:既往對面顱骨骨折主要采用常規CT檢查技術診斷，診斷準確率較低，面臨著對骨折準確診斷和司法鑒定的嚴峻挑戰。為此，采用高分辨率CT技術對1286例面顱骨骨折進行序貫研究，揭示眼眶骨折好發眶壁依次為內、下、外和上壁且多壁骨折類型發生率高的特點［3］;提出鼻區復合體的影像解剖概念，包括鼻骨、上頜骨額突、額骨鼻突、淚骨及鼻中隔前端，強調外傷時將該區域作為一個整體進行評價，改變了單純診斷鼻骨骨折的傳統觀念［4］;通過對鼻骨標本的CT研究，發現了鼻區骨縫和骨孔的表現特征，攻克了其與骨折鑒別的難點。甄別出骨折斷端硬化和鄰近軟組織邊界清晰是判定陳舊性骨折的關鍵征象，尤其解決了長期困擾臨床法醫學鑒定中骨折時間窗判定的難題。

1.3 創建針對搏動性耳鳴的“一站式”顳骨雙期增強高分辨率CT檢查技術［14-15］，提出并驗證了顳骨血管溝(管)骨壁缺損是搏動性耳鳴發生的重要機制

搏動性耳鳴原因及發生機制不明，一直缺乏確切有效的診斷手段。項目組創建了“一站式”CT檢查技術，即單次檢查既準確顯示了顳骨固有結構及此區域的動脈和靜脈，又明確了血管與顳骨氣腔之間的骨壁情況。運用此技術對乙狀竇溝骨壁與搏動性耳鳴的相關性進行研究，發現此類患者乙狀竇與顳骨氣房之間骨壁局限性缺損的征象，骨壁缺損封閉手術獲得了很好的療效，在此基礎上，提出了顳骨血管溝(管)骨壁缺損是搏動性耳鳴發生的重要機制，并被隨后的研究證實，為搏動性耳鳴的進一步診治和發生機制研究奠定了基礎［14-15］。

1.4 開發全程眼運動神經MR成像技術，首次發現在體眼運動神經異常分支及分布［16］，驗證了先天復雜性斜視“神經—肌肉異常支配”假說

先天復雜性斜視的發病機制存在巨大爭議，多數學者堅持“眼眶筋膜發育不良”學說，但該學說不能解釋斜視矯正手術只能矯正眼位卻不能恢復立體視覺的問題。20世紀80年代尸檢發現動眼神經異常分支分布到外直肌，在此基礎上提出“神經—肌肉異常支配”新假說，但由于當時技術的限制，在活體上一直未找到直接證據。項目組將MR容積數據采集技術與增強掃描有機結合，通過多斷面和曲面重建技術，直觀顯示眼運動神經全程。采用該技術對101例先天復雜性斜視患者進行MR研究，發現高達58%的病例表現為眼運動神經異常分支及分布，其中94%從動眼神經發出至外直肌，6%自外展神經發出至內直肌和下直肌，而相應的眼外肌形態及信號完全正常，表明MR能直觀顯示眼外肌與神經異常分支的對應關系［16］，解決了“眼眶筋膜發育不良”學說無法解釋的臨床問題，驗證了“神經—肌肉異常支配”假說的科學性，為斜視的生物力學神經機制研究開辟了新途徑。

2 研究項目的推廣

該項目組通過主持制定《頭頸部CT、MR掃描規范指南》、主辦9屆全國學術會議、12屆國家級繼續教育學習班以及每年在全國各級學術會議和學習班進行專題講座(30—45次)等方式在全國進一步推廣普及，取得了顯著效果。并獲得2010年度教育部科技進步一等獎和2003年度北京市科技進步二等獎。課題組共發表論文338篇，其中包括SCI收錄論文34篇，被國內外作者先后引用達2 171次。課題組成員將該內容主編專著6部，參編專著32部。本研究內容主要創新點被寫入了5本普通高校規劃教材。每年在北美放射年會等國際學術會議上被作為交流論文4—5篇。

3 該項目的研究及推廣意義

創新的CT和MR檢查技術顯著提高了眼耳鼻咽喉微小結構和病變的顯示能力，極大地提高了診斷準確率，構建了適合中國國情的眼耳鼻咽喉CT和MR檢查體系，拓寬了CT和MR技術應用范圍并提升了其應用價值，為眼耳鼻咽喉疾病的診治和科研構筑了堅實的平臺，提升了眼耳鼻咽喉影像學診斷和科研水平。

明確了眼耳鼻咽喉解剖變異和疾病的CT和MR診斷標準，為影像學診斷和臨床診治提供了客觀依據，促進了眼耳鼻咽喉疾病診治水平的提高。

“頭頸部CT、MR掃描規范指南”的發表以及在全國學術會議與學習班的專題講座推動了眼耳鼻咽喉CT和MR檢查技術在全國的推廣普及，促進了全國眼耳鼻咽喉CT和MR掃描規范化，提高了全國眼耳鼻咽喉影像學診斷水平，產生了巨大的經濟和社會效益。

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