眼耳鼻咽喉疾病CT和MR技术创新与应用——2011年度国家科学技术进步二等奖

鲜军舫

(首都医科大学附属北京同仁医院放射科，北京 100730)

眼耳鼻咽喉疾病严重地影响广大人民群众的生活质量，早期诊断、早期干预此类疾病是降低致残率、提高人们生活质量的关键。虽然CT和MR在疾病诊断中非常普及，不仅成为全身各部位疾病的常规诊断手段，而且在眼耳鼻咽喉疾病诊断中的价值也越来越大。但鉴于该区域空间小、组织多、结构微细、形状不规则等固有解剖特点以及对其价值的认识普遍不够，导致眼耳鼻咽喉疾病的CT和MR检查与应用仍存在亟须解决的诸多关键问题［1-2］:已有的CT和MR技术不能准确显示该区域的精细结构与病变，缺乏统一的检查规范和指南，无解剖变异的CT和MR判断标准，未建立疾病的CT和MR诊断评估体系。上述原因严重制约了其作用的充分发挥，导致误诊漏诊率较高，对患者造成了很大的身心伤害和经济损失。因此，创新适于该区域的CT和MR检查技术、建立检查规范的诊断评估体系以及在全国推广普及成为一项重大课题。

本项目组历经16年研究，从检查技术创新入手，系统地研究了眼耳鼻咽喉解剖与生理、变异与临床以及疾病与征象之间的相互关系，建立了CT和MR检查体系;以构建眼耳鼻咽喉疾病CT和MR数据库为核心，创建了影像诊断评估体系，揭示常见病变的特征和规律;提出并证实了颞骨血管沟骨壁缺损是搏动性耳鸣发生的重要机制;验证了先天复杂性斜视的“神经—肌肉异常支配”假说;由此全面提升了眼耳鼻咽喉疾病的诊治和科学认知水平。

1 研究内容

1.1 创立了适于眼耳鼻咽喉的高分辨率CT和MR检查体系

本课题组创立适于眼耳鼻咽喉的高分辨率CT技术［3-7］，开发了针对微细结构的 MR 水成像［8-9］，改进了MR动态增强扫描技术［10-11］，在此基础上构建适合中国人的眼耳鼻咽喉CT和MR检查体系，主要内容写入“头颈部 CT、MR 扫描规范指南”［12］。

1)创立适于眼耳鼻咽喉的高分辨率CT扫描技术［3-7］，空间分辨率比原来提高了3倍，解决了眼耳鼻咽喉微细结构显示的难题，确立了高分辨率CT在眼耳鼻咽喉疾病诊断和研究中的关键地位。

2)设计针对微细结构的MR水成像序列。本课题组研发的MR水成像序列空间分辨率是腹部水成像的3.6倍，可准确判断蜗神经发育状况，使MR成为判断人工耳蜗植入术前禁忌证的必需手段，完善了人工耳蜗植入术前影像学评估内容［8］;突破了脑脊液漏瘘口显示的瓶颈，建立了瘘口的精准定位方法［9］。

3)改进MR动态增强扫描技术:针对眼耳鼻咽喉肿瘤血流灌注特点，在不增加扫描时间的基础上提高了时间分辨率，更准确地评价肿瘤血流灌注和廓清特点，并发现了系列特异性征象，明显提高了对肿瘤性质的判别能力，为肿瘤的明确诊断提供了更有价值的信息和依据［10-11］。

1.2 构建眼耳鼻咽喉疾病CT和MR数据库，创建影像诊断评估体系

1)首次建立迄今国内最大的眼耳鼻咽喉疾病CT和MR数据库，通过数据挖掘，揭示引起视力下降、听力下降等常见症状的疾病谱，明确了检查路径，构筑了眼耳鼻咽喉疾病影像学诊断和研究平台。

2)建立人工耳蜗植入术前影像学评估体系，为提高手术成功率夯实了基础:我国现有重度耳聋约2070万人口，每年新增患儿4万，人工耳蜗植入术是目前最有效的治疗手段，但治疗费用很高，术前必须全面评估以确保成功率。项目组对人工耳蜗植入术患者应用高分辨率CT和内耳MR水成像等创新技术进行研究，创建了人工耳蜗植入术前影像学评估体系:采用高分辨率CT显示颞骨骨性结构，为手术提供路径图;运用MR判断听觉中枢、蜗神经和耳蜗发育及蜗腔状况;二者联合使用能明确人工耳蜗植入术的禁忌证［13］，解决了术前评估的关键问题。

3)提出“鼻解剖变异—通气—炎性反应的辩证关系，开创鼻通气CT评价新模式和评估体系，为重建鼻腔生理功能的内镜手术提供理论基础和“路径图”:准确评价鼻通气状况是制定鼻通气障碍和上气道阻塞干预措施的前提和基础。目前尚缺乏客观有效的鼻通气评估手段。虽然鼻声反射作为临床评价鼻通气的常规方法，但存在准确性低、无法直视解剖结构和病变等局限性。为此，项目组应用CT对鼻通气及其相关方面进行系列研究，提出了“鼻解剖变异—通气—炎性反应”的辩证关系，主要内涵为鼻通气是鼻生理的核心，鼻解剖变异是影响鼻通气的重要因素，长期鼻通气障碍加重炎性反应，炎性反应进一步影响鼻通气。

通过对30例离体标本CT表现与组织切片的对照研究以及对1820例受试者CT的研究，建立了鼻解剖变异的CT判断标准，为判断鼻通气功能奠定了形态学基础［6］;应用上述标准进一步研究，发现前三位解剖变异依次为鼻中隔偏曲、中鼻甲气化及大筛泡［6-7］，其程度与鼻通气障碍及炎性反应呈正相关，揭示了鼻解剖变异是导致鼻通气障碍及炎性反应发生的重要因素;通过CT与临床表现对照研究，证实炎性反应与鼻通气障碍之间存在相互影响的协同关系。

基于多排螺旋CT容积数据，联合重建的图像和绘制的鼻腔气道截面面积—距离曲线综合判断鼻通气功能，本课题组创建了鼻通气评价新模式，并将此模式与解剖变异和病变因素有机结合，从而建立了基于形态学的鼻通气功能新评价体系。该体系不仅为临床评估鼻通气功能及探寻通气障碍原因搭建了新平台，而且还为重建鼻腔生理功能的内镜手术提供了理论基础和“路径图”。

4)创建面颅骨骨折CT评估体系，真正解决了诊断和司法鉴定的难题:既往对面颅骨骨折主要采用常规CT检查技术诊断，诊断准确率较低，面临着对骨折准确诊断和司法鉴定的严峻挑战。为此，采用高分辨率CT技术对1286例面颅骨骨折进行序贯研究，揭示眼眶骨折好发眶壁依次为内、下、外和上壁且多壁骨折类型发生率高的特点［3］;提出鼻区复合体的影像解剖概念，包括鼻骨、上颌骨额突、额骨鼻突、泪骨及鼻中隔前端，强调外伤时将该区域作为一个整体进行评价，改变了单纯诊断鼻骨骨折的传统观念［4］;通过对鼻骨标本的CT研究，发现了鼻区骨缝和骨孔的表现特征，攻克了其与骨折鉴别的难点。甄别出骨折断端硬化和邻近软组织边界清晰是判定陈旧性骨折的关键征象，尤其解决了长期困扰临床法医学鉴定中骨折时间窗判定的难题。

1.3 创建针对搏动性耳鸣的“一站式”颞骨双期增强高分辨率CT检查技术［14-15］，提出并验证了颞骨血管沟(管)骨壁缺损是搏动性耳鸣发生的重要机制

搏动性耳鸣原因及发生机制不明，一直缺乏确切有效的诊断手段。项目组创建了“一站式”CT检查技术，即单次检查既准确显示了颞骨固有结构及此区域的动脉和静脉，又明确了血管与颞骨气腔之间的骨壁情况。运用此技术对乙状窦沟骨壁与搏动性耳鸣的相关性进行研究，发现此类患者乙状窦与颞骨气房之间骨壁局限性缺损的征象，骨壁缺损封闭手术获得了很好的疗效，在此基础上，提出了颞骨血管沟(管)骨壁缺损是搏动性耳鸣发生的重要机制，并被随后的研究证实，为搏动性耳鸣的进一步诊治和发生机制研究奠定了基础［14-15］。

1.4 开发全程眼运动神经MR成像技术，首次发现在体眼运动神经异常分支及分布［16］，验证了先天复杂性斜视“神经—肌肉异常支配”假说

先天复杂性斜视的发病机制存在巨大争议，多数学者坚持“眼眶筋膜发育不良”学说，但该学说不能解释斜视矫正手术只能矫正眼位却不能恢复立体视觉的问题。20世纪80年代尸检发现动眼神经异常分支分布到外直肌，在此基础上提出“神经—肌肉异常支配”新假说，但由于当时技术的限制，在活体上一直未找到直接证据。项目组将MR容积数据采集技术与增强扫描有机结合，通过多断面和曲面重建技术，直观显示眼运动神经全程。采用该技术对101例先天复杂性斜视患者进行MR研究，发现高达58%的病例表现为眼运动神经异常分支及分布，其中94%从动眼神经发出至外直肌，6%自外展神经发出至内直肌和下直肌，而相应的眼外肌形态及信号完全正常，表明MR能直观显示眼外肌与神经异常分支的对应关系［16］，解决了“眼眶筋膜发育不良”学说无法解释的临床问题，验证了“神经—肌肉异常支配”假说的科学性，为斜视的生物力学神经机制研究开辟了新途径。

2 研究项目的推广

该项目组通过主持制定《头颈部CT、MR扫描规范指南》、主办9届全国学术会议、12届国家级继续教育学习班以及每年在全国各级学术会议和学习班进行专题讲座(30—45次)等方式在全国进一步推广普及，取得了显著效果。并获得2010年度教育部科技进步一等奖和2003年度北京市科技进步二等奖。课题组共发表论文338篇，其中包括SCI收录论文34篇，被国内外作者先后引用达2 171次。课题组成员将该内容主编专著6部，参编专著32部。本研究内容主要创新点被写入了5本普通高校规划教材。每年在北美放射年会等国际学术会议上被作为交流论文4—5篇。

3 该项目的研究及推广意义

创新的CT和MR检查技术显著提高了眼耳鼻咽喉微小结构和病变的显示能力，极大地提高了诊断准确率，构建了适合中国国情的眼耳鼻咽喉CT和MR检查体系，拓宽了CT和MR技术应用范围并提升了其应用价值，为眼耳鼻咽喉疾病的诊治和科研构筑了坚实的平台，提升了眼耳鼻咽喉影像学诊断和科研水平。

明确了眼耳鼻咽喉解剖变异和疾病的CT和MR诊断标准，为影像学诊断和临床诊治提供了客观依据，促进了眼耳鼻咽喉疾病诊治水平的提高。

“头颈部CT、MR扫描规范指南”的发表以及在全国学术会议与学习班的专题讲座推动了眼耳鼻咽喉CT和MR检查技术在全国的推广普及，促进了全国眼耳鼻咽喉CT和MR扫描规范化，提高了全国眼耳鼻咽喉影像学诊断水平，产生了巨大的经济和社会效益。

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