研究文章

俄罗斯人群中的耳蜗大小与形态变异及一种用于安全植入人工耳蜗电极的新耳蜗参数

DOI:

10.3791/70055

2026年6月5日

本文内容

摘要

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本文展示了俄罗斯人群中耳蜗的大小和形态变异。该研究还报道了一种新的耳蜗参数,该参数定义了耳蜗基底转中最长的直线段,对安全植入耳蜗电极具有重要意义。

摘要

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本研究探讨了俄罗斯人群耳蜗的大小和形状变异,并引入了一种新的耳蜗参数,用于定义耳蜗底转中最长的直线段,以指导安全的耳蜗植入电极插入。采用符合医疗标准并获得CE认证的DICOM图像查看软件(OTOPLAN)测量耳蜗参数,包括定义底转长度和宽度的A值与B值。耳蜗底转的形状通过B值与A值的比值进行评估。新提出的耳蜗参数I值,定义为从耳蜗入口到对侧外侧壁之间的最长直线段,该直线与内侧壁相切并连接至外侧壁。B值与A值的比值决定了耳蜗底转的形状,比值≥0.75定义为圆形底转,<0.75则为椭圆形底转。本研究纳入了112例具有正常内耳解剖结构的颞骨CT扫描数据。俄罗斯人群的耳蜗大小(以A值测量)范围为8.04–10.03 mm,平均为9.03 mm;B值范围为5.84–7.59 mm,平均为6.70 mm。48%的个体表现为圆形底转,其余52%为椭圆形底转。定义底转有效直线段的I值范围为6.7–9.6 mm,平均为8.3 mm。趋势线显示,I值比A值短约0.7–0.8 mm。本研究首次在文献中报告了以A值衡量的俄语人群耳蜗尺寸;48%的人群具有圆形耳蜗底转;新提出的耳蜗参数I值比A值短约0.7–0.8 mm。

引言

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人工耳蜗植入(CI)是多种适应证的推荐治疗方案,包括重度至极重度听力损失、部分聋、非对称性听力损失、听觉神经病以及单侧聋12。CI电极植入是手术中的关键步骤,而在植入过程中保护耳蜗内部结构已成为每次CI手术的必要要求。这是因为电极植入过程中发生的结构损伤已被证实会对CI的听力效果产生负面影响3。耳蜗内结构损伤受多种因素影响,包括电极的设计与刚度4、植入入路(圆窗入路与耳蜗造口)5、植入速度6、术者操作电极植入的技术水平7以及内耳的解剖变异8

Eshraghi 等人将人工耳蜗电极插入损伤分为 5 个等级(0–4)。0 级表示无可见损伤,1 级表示基底膜抬高,2 级表示基底膜破裂,3 级表示电极进入前庭阶,4 级表示严重创伤,如骨螺旋板或蜗轴骨折,或血管纹撕裂9。电极位置偏离鼓阶(ESD)被视为 3 级损伤,在文献中已有充分报道,且预弯型近蜗轴电极相较于直型侧壁电极,其 ESD 发生率更高10,11。Rau 等人指出,根据电极设计,近蜗轴电极必须先插入耳蜗初始直线段至特定深度,然后抽出导丝,使电极能够围绕蜗轴壁弯曲12。带有聚合物鞘的新一代近蜗轴电极也采用相同技术:先将电极插入耳蜗基底转的初始段至一定深度,随后撤出聚合物鞘,使电极包绕蜗轴壁13。因此,Cochlear 公司的 Contour Advance 电极在从顶端数第 10 个通道处(距电极尖端 8.5 mm)设有白色标记14,Advanced Bionics LLC 公司的 Mid-Scala 电极在从顶端数第 5 个通道处设有蓝色标记,用以指示在回撤导丝前应达到的电极插入深度15。换句话说,这些彩色标记指示的是电极尖端接触侧壁前的插入深度。由于耳蜗整体尺寸存在个体差异,基底转的直线段长度也会有所不同,因此在使用预弯型近蜗轴电极时,基底转初始段的长度尤为重要。

在耳蜗基底回测量的著名耳蜗参数包括基底回直径和宽度,分别称为A值和B值,这些参数可用于估算耳蜗导管长度,并根据耳蜗大小选择电极长度和频率映射。Dhanasingh等人报道了一种新的耳蜗参数S值,该参数连接耳蜗入口与基底回直线部分B值的下端16。但如果耳蜗基底回的直线部分超出此点,则S值不再适用。这促使我们从耳蜗入口开始研究基底回的直线段,并将其命名为一个新的耳蜗参数,以表示人工耳蜗电极安全插入的有效直线段。对耳蜗基底回直线段的测量将是一个具有临床实用性的指标,可用于指示人工耳蜗电极插入过程中电极尖端接触侧壁时的插入深度。

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方案

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本研究经圣彼得堡耳鼻喉科与言语研究所机构审查委员会批准(IRB_23_001),可访问图像数据库中的匿名放射影像,且不涉及任何患者参与。本研究未以任何形式直接涉及患者。所使用的软件和设备列于材料表中。

1. 数据来源与纳入标准

本研究纳入了内耳解剖结构正常的潜在人工耳蜗植入(CI)候选者的计算机断层扫描(CT)图像。影像资料由圣彼得堡耳鼻喉及言语研究所放射科提供,采集时间为2000年至2023年。被诊断为内耳解剖结构畸形的受试者被排除在外。

2. CT 图像采集与分析

采用具有64个探测器通道的专家级64层螺旋CT扫描仪获取CT图像。所获取图像的层厚范围为0.36 mm至1 mm。在台式计算机工作站上,使用DICOM图像查看软件OTOPLAN 4.0版本对CT图像进行分析。分析前无需对图像进行重采样或重新格式化。

3. 耳蜗测量步骤

在DICOM查看器中加载DICOM图像后,通过使用十字准线功能旋转图像来建立耳蜗视图。A值和B值根据Escude等人先前描述的方法手动测量17。简而言之,A值定义为从圆窗(RW)中心出发,穿过蜗轴到达外侧壁的最长距离(即基转长度)。B值(基转宽度)则通过绘制一条垂直于A值(90°)的直线来测量,该直线连接A值上下方的外侧壁两点,如图1B所示。测量A值、B值和I值的具体步骤详见(见材料表)。所有测量均由一位作者(ES)完成,并由另一位作者(DA)监督,因此未报告任何组内或组间测量差异。

4. 耳蜗形态的测定(B/A 比值)

B值与A值的比值决定了耳蜗基底回的形状,该比值的临界值≥0.75时为圆形,<0.75时为椭圆形,此分类最初由Khurayzi等人首次提出18

I值的测量

I值是一种新的耳蜗参数,指的是耳蜗基底回的直线段。该测量值是连接圆窗(RW)入口中心与对侧端外侧壁之间的最长直线,且该直线与内侧壁相切,如图1B所示。此测量在与A值和B值相同的平面内进行。

6. 统计学分析

使用 Microsoft 365 MSO 版本的 Microsoft Excel(版本 2512,内部版本 16.0.19530.20226),32 位(https://www.microsoft.com/zh-cn/microsoft-365/excel)中的数据分析工具,基于数据确定了 I 值与 A 值之间的回归估计(置信水平 0.95)。

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结果

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数据来源于112只耳朵。数据描述如下:

耳蜗底回直径:A值;耳蜗底回宽度:B值;耳蜗底回直线段:I值。在112例CT扫描中,61例来自左侧,51例来自右侧。98只耳来自双侧人工耳蜗植入患者,其余14只耳来自单侧人工耳蜗植入受试者。

耳蜗的基本参数及耳蜗基底回的形态
本研究共纳入112只具有正常内耳解剖结构的颞骨CT扫描数据。以A值测量的俄语受试者耳蜗大小范围为8.04 mm至10.03 mm,平均为9.03 mm。B值范围为5.84 mm至7.59 mm,平均为6.70 mm。B值与A值的比值介于0.64至0.83之间。根据B/A ≥ 0.75判断为圆形耳蜗基底回,在人群中占48%,其余52%的人群耳蜗基底回呈椭圆形(B/A < 0.75)。图2展示了两个耳蜗样本,其中一个具有椭圆形基底回(左),另一个具有圆形基底回(右)。

I值——一种新的耳蜗参数...

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讨论

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本研究的主要目的是探讨俄罗斯人群耳蜗大小(长度(A值)和宽度(B值))以及耳蜗基转形态的变异情况。次要目的是研究耳蜗基转长度(A值)与一个新的耳蜗参数(I值)之间的关系,该参数代表耳蜗基转的有效直线部分。本研究首次报道了俄罗斯人群的耳蜗尺寸,平均为9.03 mm,范围为8.04–10.03 mm,与其他文献报道的其他人群耳蜗尺寸一致19。在本队列中,我们发现48%的人群具有圆形的基转形态,其余52%则为椭圆形基转形态。耳蜗基转的有效直线部分(即I值)平均为8.3 mm,这与Contour Advance(近蜗轴)电极上安全白标距电极尖端的8.5 mm距离非常吻合。然而,I值的变异范围为6.7 mm至9.6 mm,这可以解释为何近蜗轴电极在不同病例中表现出不一致的贴附蜗轴效果20,并导致更高的鼓阶偏移率以及电极尖端回折等并发症10

报告I值的一个原因是为了将其与蜗轴贴近型电极设计相关联;然而,I值尚未被临床验证为术前选择电极(特别是不同类型...

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披露

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本研究未获得专门资助。隶属关系编号 2 对应 R&D公司某人工耳蜗制造商的部门。

致谢

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作者感谢美国德克萨斯州西南大学的 Peter Roland 教授提供用于图1的图像。

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材料

本文使用的材料清单
姓名公司目录编号评论
64排CT扫描仪(Aquilion)ToshibaN/A用于颞骨成像的64探测器螺旋CT系统 
台式计算机工作站N/AN/A用于运行OTOPLAN及图像分析 
Microsoft Excel(Microsoft 365)MicrosoftN/A用于统计分析(回归分析;版本2512 Build 16.0.19530.20226) 
OTOPLAN(版本4.0)Cascination AGSWOTO01通过CE认证的DICOM图像查看软件,用于耳蜗测量(A值、B值和I值) 

参考文献

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