基于CT三维重建技术研究隧道法射频对猪舌的损伤

和守睆, 孙 青, 陈国辉, 白广平

(复旦大学附属中山医院青浦分院耳鼻咽喉科, 上海 201700)

基于CT三维重建技术研究隧道法射频对猪舌的损伤

和守睆, 孙 青, 陈国辉, 白广平

(复旦大学附属中山医院青浦分院耳鼻咽喉科, 上海 201700)

目的 利用CT三维重建技术研究隧道法射频对离体猪舌的损伤容积，探讨隧道法射频作用点的选择。方法 9只新鲜离体猪舌随机分成三组，每组3只。对三组猪舌采用不同的射频参数，每组3只猪舌采用不同的作用点。用低温等离子射频发生仪进行射频操作。作用前后分别将猪舌进行CT扫描并三维重建，并对损伤区域进行容积计算。结果 相同能级和作用时间下，不同作用点射频损伤容积无统计学差异; 作用10 s时，射频损伤容积随能级提高而增大; 能级为6时，射频损伤容积随作用时间延长而增大。结论 舌根隧道法射频治疗在一定的参数设置范围内，随着能级提高损伤容积随之增大，随着作用时间延长损伤容积亦随之增大。

射频; 猪舌; CT; 三维重建

阻塞性睡眠呼吸暂停低通气综合征(obstructive sleep apnea hypopnea syndrome, OSAHS)是一种常见的疾病，可导致高血压、高血脂和肺心病等一系列并发症，严重危害人类的健康和生命。其发病机制包括上气道的解剖学狭窄，上气道组织的顺应性增强，上气道的张力和各级收缩活动的协调失衡及一些体液因素。其中，舌根型OSAHS患者在睡眠时会发生舌根部的完全塌陷[1]，目前对此类患者的主要治疗方法是舌根隧道法射频消融。

长期以来，低温等离子射频消融技术广泛地应用于医学领域，如心房纤颤，前列腺肥大，三叉神经痛的治疗等[2-4]。近年来，射频治疗又开始应用于OSAHS的治疗，如鼻甲、舌根部和软腭的减容等，取得了一定成果[5-7]。舌根隧道法射频消融由Powell等[6]首先提出并成功应用于OSAHS的治疗，其手术的安全范围是舌根轮廓乳头尖部周围约2.0 cm×2.5 cm的区域, 该区域可避开舌的神经血管等重要解剖结构, 但仍可能出现黏膜水肿、出血、舌体运动困难、舌根脓肿等并发症。传统的舌根射频消融多采取舌背进路，患者术后发音和吞咽都受到一定的影响, Riley等[8]提出的舌腹和舌背联合径路, 也可取得良好的手术效果，对患者的影响更小。由于射频治疗产生的瘢痕会随着时间的推移而软化，从而造成上气道的再狭窄，Stuck等[9]认为适当增加探头的能量可以减少治疗的次数。

如何在有限的手术范围内尽可能达到缩容目的，不损伤舌的神经和血管, 并且尽量避免并发症发生, 一直为人们所关注, 本实验着眼点即在于此。作者通过参阅文献, 以新鲜离体猪舌为研究对象, 拟采用不同的治疗点组合及射频参数设定, 实施隧道法射频消融手术。术后利用CT三维成像及重建技术测量舌体损伤容积，经过统计学比较, 得出舌根射频手术的最佳治疗点组合和射频参数设定，为临床更好的实施舌根射频治疗提供技术支持。

1 材料与方法

1.1 实验对象

9只新鲜离体猪舌，在屠宰后2 h内完成实验操作。生猪为10月龄左右上海白猪(由上海青浦生猪有限公司提供)，雌雄不拘。将其随机分为3组，记为A、B、C组，每组3只。A1、B1、C1作用点均取轮廓乳头尖部及其长轴前后各1 cm处共三点，A2、B2、C2作用点均取轮廓乳头尖部及其舌腹投影长轴前后各1 cm共三点，A3、B3、C3作用点均取轮廓乳头尖部舌腹投影及其长轴前后各1cm共三点。

1.2 射频操作

采用隧道法射频消融。设备采用Coblator II射频系统(ArthroCare公司, 美国)和Reflex 55刀头(工作头长1 cm，直径约1 mm)。垂直舌体黏膜表面插入刀头, 进针深度2 cm, 三组射频参数分别为能级5作用10 s, 能级6作用10 s和能级6作用20 s。

1.3 量杯排水法测猪舌体积

取量程为1 000 mL量杯，倒入500 mL水，将猪舌放入量杯后读数，前后差值即为猪舌体积。

1.4 三维数据采集

1.4.1 数据采集设备 GE-Lightspeed 16层螺旋CT(GE 公司, 美国)。

1.4.2 扫描参数 电压140 kV，电流300 mA，扫描层厚/层距均为0.625 mm，螺距0.562，无间隙容积扫描。扫描时间20s。

1.5 三维重建

利用GE Advantage诊断工作站的容积重建技术(volume rendering technique, VRT)对猪舌进行三维重建, 并对射频消融术后损伤部位进行容积三维重建。

1.6 数据分析

2 结果

2.1 射频前后猪舌质量与体积变化

各组内猪舌在射频前及射频后质量均无明显差异，各组间猪舌射频前后质量无明显改变(表1)。

各组内猪舌在射频前及射频后体积均无明显差异，各组间猪舌射频前后体积无明显改变(表2)。

2.2 射频后猪舌损伤区域观察

CT三维重建后显示隧道法射频消融术后猪舌损伤区域为类椭圆形, 其长轴即为射频刀头插入轨迹, 长度约为2 cm, 短轴在距离粘膜表面约1.5 cm处, 短轴约为1cm。射频损伤较为局限, 距离黏膜表面0.5 cm内几乎无损伤; 距离粘膜表面超过2.5 cm的损伤也很小。

表1 射频前后猪舌的质量Table 1 Quality of porcine tongue before and after radiofrequency

表2 射频前后猪舌的体积Table 2 Volume of porcine tongue before and after radiofrequency

2.3 射频后猪舌损伤容积

由表3可见相同能级和作用时间下，不同猪舌的射频损伤容积无统计学差异，同一猪舌的射频损伤容积由其三个作用点平均所得。作用10 s时, 能级6(B组)的射频损伤容积比能级5(A组)大(P＜0.05);能级为6时，作用20 s(C组)的射频损伤容积比作用10 s(B 组)大(P＜0.05)。

3 讨论

随着计算机技术的快速发展，CT技术也得到了长足的发展。相比普通CT而言，螺旋CT具有快速成像、容积数据采集、并可进行三维重建等优点。螺旋CT三维重建技术包括最大密度或最小密度投影(maximum/minimum intensity projection, MIP/MinIP)、仿真内镜(virtual endoscopy)[10]、透明重建(ray sum)、表面阴影显示(surface shadow display)、容积重建技术(VRT)等。容积重建技术作为真正意义上的三维重建技术，具有利用扫描容积内全部容积数据的特点, 它采用不同的透明度与彩色编码，同时显示表浅与深在结构, 保持了原始的空间关系，这种技术处理所得的图像更逼真，测量更为准确。

表3 射频后猪舌损伤的容积Table 3 Volumetric reduction of porcine tongue after radiofrequency mm3

本课题组已通过前期实验证明，通过螺旋CT扫描射频损伤后的猪舌, 并采用VRT进行三维重建,可以用于观察猪舌的射频损伤[11]。CT三维重建后显示隧道法射频消融术后猪舌损伤区域较为局限，距离黏膜表面0.5 cm内几乎无损伤, 考虑为刀头插入组织的机械损伤; 距离黏膜表面超过2.5 cm的损伤也很小，考虑射频损伤仅限于工作刀头及其附近1 cm纵深, 横向损伤局限在工作刀头附近1 cm左右。

关建等[12]研究证实，在舌根隧道法射频治疗中，相同作用能级和作用时间下不同作用点的损伤一致。因此，本实验中对同一猪舌损伤容积的描述采用三个作用点的平均值。不同于Powell等[6]介绍的射频作用点，本文采用的作用点为舌背和舌腹的组合。本实验结果显示，在相同能级和作用时间下，射频作用点无论选取在舌背还是舌腹，其射频损伤均无统计学差异。这说明射频消融具有较高的可重复性，并且采用舌腹射频消融是可行的，由于舌腹径路更加安全可靠，因而更适合临床使用。射频消融术后，猪舌的质量和体积没有明显变化，说明有限的射频消融对组织没有明显的宏观影响。在相同作用时间下，射频损伤随着能级提高而增大。在相同作用能级下, 射频损伤随着作用时间的延长而增大。这与早前顾美珍等[13]的研究结果一致, 他们认为，射频能级为6时, 在作用10 s之前损伤体积随作用时间增加而迅速增加，其后变化趋缓，超过20 s则损伤体积无明显增加。本实验参考其结论，将射频参数分别设置为能级5作用10 s, 能级6作用10 s和能级6作用20 s, 较好显示了射频损伤对能级和时间的依赖性。与关建等[12]和顾美珍等[13]采用IPS图像处理软件和3D Constructor插件进行三维重建不同，本文采用了较为简便的VRT，使得三维重建大为简化。在同一猪舌，利用量杯排水法测得的猪舌体积减少值稍小于VRT计算所得射频损伤总容积，考虑猪舌表面损伤较小，液体无法完全渗入猪舌损伤部位，造成排水量稍大所致。此外，由于CT无法判断组织坏死与水肿，在损伤容积测量上可能稍小于组织实际损伤容积，采用MRI成像技术可能会在分辨组织坏死与水肿上有更大优势。

本实验采用离体猪舌为研究对象，仅可观察射频造成的直接损伤，不能反映舌根射频消融术后组织坏死以及继发的缩容情况，但仍可以为临床操作提供依据。在适当的参数设置范围内，舌腹径路可以取得与舌背径路相同的射频损伤，而舌腹引起舌体运动困难、舌根脓肿等的几率更低，或可在临床推广使用。

(致谢: 感谢复旦大学附属中山医院青浦分院放射科胡荣胜医师对CT扫描及重建的大力支持。)

[1] Shepard JW Jr, Thawley SE. Localization of upper airway collapse during sleep in patients with obstructive sleep apnea[J]. Am Rev Respir Dis, 1990, 141(5 Pt 1):1350-1355.

[2] Jackman WM, Wang XZ, Friday KJ, et al. Catheter ablation of accessory atrioventricular pathways (Wolff-Parkinson-White syndrome) by radiofrequency current[J]. N Engl J Med, 1991, 324(23):1605-1611.

[3] Schulman CC, Zlotta AR. Transurethral needle ablation of the prostate for treatment of benign prostatic hyperplasia: early clinical experience[J]. Urology, 1995, 45(1):28-33.

[4] Tatli M, Sindou M. Anatomoradiological landmarks for accuracy of radiofrequency thermorhizotomy in the treatment of trigeminal neuralgia[J]. Neurosurgery, 2008, 63(1 Suppl 1): ONS129-137; discussion ONS137-138.

[5] Baba RY, Mohan A, Metta VV, et al. Temperature controlled radiofrequency ablation at different sites for treatment of obstructive sleep apnea syndrome: a systematic review and meta-analysis[J]. Sleep Breath, 2015, 19(3):891-910.

[6] Powell NB, Riley RW, Guilleminault C. Radiofrequency tongue base reduction in sleep-disordered breathing: A pilot study[J]. Otolaryngol Head Neck Surg, 1999, 120(5):656-664.

[7] Sonsuwan N, Rujimethabhas K, Sawanyawisuth K. Factors associated with successful treatment by radiofrequency treatment of the soft palate in obstructive sleep apnea as the first-line treatment[J]. Sleep Disord, 2015:690425.

[8] Riley RW, Powell NB, Li KK, et al. An adjunctive method of radiofrequency volumetric tissue reduction of the tongue for OSAS[J]. Otolaryngol Head Neck Surg, 2003, 129(1):37-42.

[9] Stuck BA, Maurer JT, Verse T, et al. Tongue base reduction with temperature-controlled radiofrequency volumetric tissue reduction for treatment of obstructive sleep apnea syndrome[J]. Acta Otolaryngol, 2002, 122(5):531-536.

[10] Rodt T, Bartling S, Schmidt AM, et al. Virtual endoscopy of the middle ear: experimental and clinical results of a standardised approach using multi-slice helical computed tomography[J].Eur Radiol, 2002, 12(7):1684-1692.

[11] 和守睆, 孙青, 陈国辉, 等. CT三维重建观察猪舌射频损伤[J]. 医学影像学杂志, 2016, 26(9):1730-1731.

[12] 关建, 易红良, 于栋祯, 等. 舌根隧道法射频损伤的三维重建研究[J]. 临床耳鼻咽喉头颈外科杂志, 2009, 23(15):700-702.

[13] 顾美珍, 李冶, 关建, 等. 三维重建射频损伤区域观察猪舌根射频损伤体积与射频能量及时间的关系[J]. 中国组织工程研究, 2007, 11(35):7032-7036.

Study on Tunnel Radiofrequency Volumetric Reduction of Porcine Tongue by Computed Tomography 3D Reconstruction

HE Shou-huan, SUN Qing, CHEN Guo-hui, BAI Guang-ping
(Department of ENT, Qingpu Branch of Zhongshan Hospital,Fudan University, Shanghai 201700, China)

ObjectiveTo investigate tunnel radiofrequency (RF) volumetric reduction of porcine tongue by computed tomography (CT) 3D reconstruction and explore better RF points.MethodsNine fresh porcine tongues were randomly divided into 3 groups, with 3 in each group. The 3 groups were set to different RF parameters, and 3 porcine tongues of each group were designed 3 RF points respectively and RF operation was done with RF generator. CT scan and 3D reconstruction were performed before and after RF, and volumetric reduction was calculated.ResultsWith the same level and RF time, there was no significant difference between different RF points. When RF time was 10 s, volumetric reduction increased with the increase of the energy level, and volumetric reduction increased with the increasing of RF time when the energy level was 6.ConclusionWithin certain parameter range of tunnel RF,volumetric reduction increases with the raise of energy level, along with the RF time extension volumetric reduction also increases.

Radiofrequency (RF); Porcine tongue; Computed Tomography (CT); 3D reconstruction

Q95-33

A

1674-5817(2017)05-0395-04

10.3969/j.issn.1674-5817.2017.05.010

2017-03-20

复旦大学附属中山医院青浦分院院级课题(QY2013-06)

和守睆(1981-), 硕士, 主治医师, 主要从事耳鼻咽喉科临床工作。E-mail: teawood@163.com

白广平, 硕士, 主任医师, 主要从事耳鼻咽喉科临床工作。E-mail: 13621629185@126.com