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蜗神经发育不良患者人工耳蜗术前影像学评估技术及临床应用

2021-07-22 14:01:01 来源: 中华耳科学杂志字体[ ]

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中华耳科学杂志, 2021年19卷2期


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蜗神经发育不良患者人工耳蜗术前影像学评估技术及临床应用

陆思萌 李永新


蜗神经发育不良是指蜗神经缺失或蜗神经纤细,1989 年由Shelton 等[1]人首次提出。蜗神经缺失又称为蜗神经未发育(Cochlear nerve aplasia,CNA),蜗神经纤细又称为蜗神经发育不全(Cochlear nerve hypoplasia,CNH)。从影像学上看,CND 患者在极重度聋儿童患者中占0.8-1.8%[2]。蜗神经发育不良的诊断主要依赖于3D-核磁(3D-dimensional magnetic resonance imaging,3D-MRI),在MRI 上测量蜗神经是最直接的判断蜗神经状态的方法。然而,由于目前MRI 的分辨率有限,蜗神经显示并不清晰,导致部分病例中虽然蜗神经纤维存在,但无法在MRI上测量蜗神经直径的数据上反映出来,甚至无法看到蜗神经。因此,在现有的MRI 基础上,可借助其他影像学指标共同参与诊断。

人工耳蜗(Cochlear implant,CI)的机制是将声信号转化为电信号,直接刺激螺旋神经节(Spiral ganglion neurons,SGN),通过前庭蜗神经(Vestibulocochlear nerve,VCN)的蜗神经纤维将信号传递到听觉脑干。CND 患者由于蜗神经纤维的绝对数量减少,导致SGN 不足,可接收到的刺激有限。在早期研究中,与CND 相关的内听道(Internal auditorycanal,IAC)狭窄曾经是CI 的禁忌症[1],但近年来CI的适应症在不断拓宽。Young 等[3]发现10 个CND患者中有7 个术后可以识别声音,其中一部分可达到开放式语句识别。大量研究表明部分CND 患者可以从CI 中获益[2,4-6]。相较于没有CND 的患者,CND 患者需要采用较高的刺激电量才能引起CN的反应[7],CI 术后的获益程度更小,恢复时间更长,甚至部分患者完全没有获益。

CI 术后效果主要取决于蜗神经(Cochlear nerve,CN)及听觉中枢的完整性。残余听力提示CN 存在且有功能。有残余听力的患者CI 术后的言语感知能力、语言发展能力和沟通能力均表现较好[8]。电刺激听性脑干反应(Evoked auditory brainstem response, EABR)可评估听觉通路的完整性,发现术前EABR 中观察到V 波提示CND 患者可在CI中获益[9]。术前有95dB 以内残余听力的患者可通过助听器辅助声音刺激促进皮质发育,同时CI 也可通过电刺激完整的神经通路促进言语发育[10]。

因此,判断CND患者CI术后疗效的关键是判断CN的状态,需谨慎决定是否对CND患者进行CI治疗。在临床中,影像学因其无创、简便等优势在诊断中发挥巨大作用。由于目前影像学技术的限制,CN很难被直接测量,因此需要多个影像学指标共同参与决策。本文关注影像学指标在CND 诊断中的作用,并总结其对CND患者CI术后结果的预测效果。


1 前庭蜗神经与面神经


正常的VCN 位于面神经(Facial nerve,FN)后侧,两条神经均沿外前侧方向穿过小脑脑桥脚(Cerebellopontine angle,CPA),在内耳门处进入IAC。大约有90% 的VCN 在IAC 中部分离[2],形成蜗神经和前庭神经,后者又继续分为前庭上神经和前庭下神经。VCN 包含全部的蜗神经纤维,因此有学者将CND 等同于前庭蜗神经发育不良,或者定义为前庭蜗神经的缺失或分支纤细[11]。VCN 直径可间接反映蜗神经的数量。高分辨率的内耳蜗神经MRI 成像能清晰地显示内耳的微细结构及其发育情况[12]。Thai-Van H 等[13]报道1 例术前MRI 仅发现1 根FN 的患者,但其功能性MRI 提示听觉皮层激活;Song 等[14]报道了2 例在ABI 中发现了CNH的患者,但术前MRI上并没有看到VCN。这都说明目前临床应用的分辨率为1.5-3.0Tesla 的MRI对VCN 的识别能力有限。Sennaroglu 等[2]总结出4点VCN 或CN 在MRI 上不可见的原因:首先,由于患者移动等原因,可能出现伪影,干扰蜗神经显像;第二,附近血管及小脑可能会遮挡神经;第三,CND常伴颞骨发育异常,如IAC 或骨性蜗神经管(Bony cochlear nerve canal ,BCNC)狭窄时,影像上很难看到CN;最后,在某些情况下,蜗神经可能会贴着IAC 壁走形,或者未与VCN 分离,或者在IAC 外穿行。由于MRI识别蜗神经的能力有限,在影像上蜗神经不可见时,蜗神经纤维依然可能存在。

CI 的术后效果取决于有多少螺旋神经节可以接收电刺激。Birman 等[15]和Wei 等[5]发现,即使患者有明显的CNA,依然可以从CI 中获益,尽管获益的效果普遍较差。因此,MRI 上看不到CN 可能是由于影像学技术的局限性,不应成为CI 的禁忌症。直接测量VCN 直径绝对值的难度较大,部分学者选择测量CN 与FN 直径的相对值。VCN 的直径一般是FN 直径的1.5 - 2 倍,CN 直径与FN 相似[16]。Casselman 等[16]认为,在正常耳中,CPA 处的VCN主干直径永远不会小于相邻的FN;只有当CN的直径远小于IAC 内FN 时,才可诊断为CND。Kutz 等[17]将CND 定义为,在IAC 中段,CN 直径小于相邻FN 直径。张娇[18]等采用的蜗神经细小标准为直径小于同侧内听道内的面神经及前庭上、下神经或对侧内听道内的蜗神经。Levi 等[19]则定义为CN小于相邻FN 的50%。Casselman 等[20]通过比较CN/FN 的直径、面积及密度比值,定义当CN / FN 为0.915 时,则可能诊断CND。目前,用CN/FN 判断CND 并没有一个明确的标准。

Yamazaki 等[11]报道了VCN与FN 的相对大小与CI 术后的关系:83% 的IAC 狭窄患者有FN>VCN;FN>VCN 患者CI 术后听觉行为分级(Categories ofAuditory Performance,CAP)平均分为1.1,而FN<VCN 患者CI 术后CAP 平均分为4.1。在IAC 中部,VCN 的直径一般大于FN,因此当FN>VCN时,诊断CND 的特异性较高,也提示术后效果较差。但Yamazaki等还发现,在FN<VCN 的患者中,CAP 评分范围在2-6 之间,这提示直径大于FN 的VCN依然无法明确有蜗神经存在,因为CNH 对VCN 直径影响较小。同时,Yamazaki 等发现电刺激听性脑干反应EABR 与MRI 结果结合可更准确地预测CI 术后效果:所有“CN7>CN8 /eV 未引出”的儿童术后CAP 评分均不大于3 分,而所有“CN7≤CN8/eV引出”的儿童术后CAP 评分不小于3 分。

Han 等[11]测量了CPA 处VCN 与FN 的面积比,发现该比值与CI术后2 年的CAP 及婴幼儿有意义听觉整合量表(Infant-toddler Meaningful Auditory Integration Scale,IT-MAIS)评分显著相关,而VCN面积的预测效果并不理想。因此,相较于VCN 的面积以及直径,评估VCN 与FN的面积比能更好的判断CI 术后效果。


2 内听道


内听道是位于内耳门与内听道底之间的骨性通道,其内走行蜗神经。IAC 的直径在高分辨率CT(high-resolution computed tomography,HRCT)轴位上测量,最大直径测量点为IAC 中部。IAC 的最大直径可间接反映蜗神经的数量。

IAC 狭窄一般指IAC 直径<2mm[21]。IAC 狭窄通常被认为与CNH 或CNA相关:Jackler 等[22]提出狭窄的IAC(<1.5mm)可能是CI 的禁忌症;Shelton 等[1]首次提出狭窄IAC(1-2mm)的患者CI 效果差是因为CN缺失。IAC畸形中有92% 伴有VCN发育不良,仅有8% 能在CPA 处同时看到VCN 和FN[23]。但近年来,越来越多的研究表明,狭窄的IAC 并不总是提示CND。Adunka 等[24]报道在CNA 的患者中有56% 的IAC 正常;Wei 等[5]报道51% 的CND 患者的IAC 正常,且在49%的CND 患者中观察到IAC 直径大于或等于3mm;Yan等[25]报道在CND 患者中,有53% 的患者IAC 直径大于3mm。同时,鲁兆毅等[26]报道一例CND患者双侧CN缺如但不伴IAC狭窄。由此可见,IAC狭窄对CND 的提示作用较差。IAC与VCN 的状态具有关联性是因为IAC 的形态发育与VCN 的发育程度相关。在孕9 周时,IAC 由中胚层分化出软骨,通过骨化形成骨性通道。VCN 通过神经生长因子抑制IAC 的骨化作用,抑制IAC 进一步狭窄。这个过程大约在孕24 周完成。孕24 周以前的VCN 发育不良可能导致IAC狭窄,而孕24 周后出现可不影响IAC大小,因此CND也可伴IAC正常[27]。

IAC 狭窄对预测CI 术后效果有一定提示意义,但相关性并不明确,这与其对CN 的判断一致。Wei 等[5]发现,与非CND 患者相比,CND 患者的IAC直径明显更小,IAC 内神经点数明显减少,且CI 术后效果显著较差。但Han 等[4]测量了25 名双侧CND 患者的IAC 直径,发现有68%的患者IAC 小于4mm,但其直径与CI 术后2 年CAP 评分和IT-MAIS得分无显著相关性。由于CN 在IAC 内走行,IAC的直径可间接判断CN的数量与直径,但无法直接评估CN 的功能,因此,IAC 作为单一影像学指标的评估效果有限。


3 内听道分级系统


由于MRI 上很难将CN 与其他神经区别,Birman等[15]建议根据IAC 的神经数量对CND进行分级:IAC 内有0、1、2、3 根神经(IAM 神经等级为0-III)为CNA;有4 根神经但蜗神经纤细(IAM 神经等级为IV)为CNH;有4 根神经同时蜗神经大小与位置正常(IAM 神经等级为V)即为正常。Wei 等[5]发现,尽管IAC 直径对CN 状态预测效果较差,但与神经点数高度相关。

在这个分级系统下,Birman 等纳入的CI 患者中,分别有47% 的CNA 患者、89% 的CNH 患者和71% 的CN 正常患者CAP 评分可达到5-7 分,该分类与CAP5-7分患者比例显著正相关;同时,在术后使用口语作为主要交流方式的患者中,CNH 与CNA病例数比值为6.4,正常蜗神经与CNA病例数比值为11,说明该分级与主要交流方式有显著关系。

Wei 等[5]的研究也支持这个结果:在应用言语可懂度分级( Speech intelligibility rating,SIR)、有意义言语使用量表(Meaningful use of speech scale,MUSS)和MAIS-IT/MAIS 时,IAC 内有2 根神经的患者比有1 根神经的患者评分更高。BCNC 直径和神经点数结合可有效预测CAP、SIR 和MUSS 评分。Han 等[4]报道了25 个病例,发现该分级与术后CAP显著相关,其中9 个为IV 级,88.9% 的患者CAP 评分>4,CI 术后2 年CAP<2 的患者中III 级为57.1%、II 级为40%、I 级为75%,而IV 级为11.1%。

因此,IAC 分级系统可有效预测CI 术后效果。


4 骨性蜗神经管


骨性蜗神经管位于内听道底与蜗轴基底部之间,其内包裹了自SGN 发出、穿过IAC 的蜗神经纤维。BCNC宽度在轴位CT 上测量,为蜗轴基底部骨壁内径。

Henderson 等[28]评估正常患者的组织病理学切片,测量出BCNC 的平均最大直径为2.26 ±0.25mm。Jang 等[29]在CT 上测量正常患者IAC 基底的BCNC 直径,为2.38±0.28mm。吴莉[30]等比较了先天性感音神经性耳聋与听力正常儿童耳蜗的BCNC 直径,测量先天性感音神经性耳聋组BCNC直径为1.71±0.26mm,小于听力正常组;BCNC 直径诊断SNHL 的诊断效能曲线下面积大于0.9,诊断阈值为1.57 mm,特异性分别为99%。

相比于IAC 狭窄,BCNC 狭窄是判断CND的更敏感的指标。Chung 等[31]发现,BCNC 狭窄的患者中CND 发生率(76%)远高于BCNC 正常患者(21%);而CND 患者BCNC 的直径(1.11mm)明显小于蜗神经正常患者的BCNC 直径(2.08mm)。因此,BCNC直径可以作为筛查CND 患者的指标。

但目前,判断BCNC 狭窄并没有统一的标准。Stjernholm 等[32]建议,当BCNC 直径<1.4mm时应考虑CND,同时预示CI 效果差。Komatsubara 等[33]提出在CT上看到BCNC<1.5mm 时,MRI 上可观察到CND;Miyasaka 等[34]认为当CT 上显示BCNC 宽度小于1.5mm时,则应考虑CNA 或CNH;当BCNC 大于1.5mm 时,则提示CNH可能性小;Tahir 等[35]报道BCNC<1.5mm 的患者中,只有10%CN 正常。而Kono 等[36] 发现,BCNC 直径在CT 横断面上小于1.7mm 或冠状位上小于1.8mm 仍可能提示CND。因此,可将1.4mm、1.5mm 及1.7mm 等临界值结合判断BCNC 狭窄,以免遗漏。

BCNC 狭窄的原因尚不清楚。Tahir [35]报道16名BCNC 狭窄的CND 患者同时伴有IAC 狭窄;张劲松等[37]报道23 例IAC 狭窄合并耳蜗神经管狭窄患者,发现两者宽度具有一致性。Wei 等[5]发现IAC直径、BCNC 直径与IAC 内神经数量呈显著相关性。这些均提示内耳道狭窄、耳蜗神经管狭窄可能均与蜗神经发育相关,二者病理机制可能类似。与IAC狭窄相同,BCNC 狭窄也可能在孕9周时形成,需要刺激才能正常发育。由于IAC 是在VCN 的神经纤维周围形成的,因此IAC 和BCNC 狭窄均可能继发于CND。耳蜗损伤也可能导致IAC 内蜗神经纤维变性,从而导致CND。若损伤发生在IAC 与BCNC发育后,则CND 的BCNC 和IAC 可能正常,而此时蜗神经的损伤可逆行导致蜗轴内SGN 的损伤;若损伤发生在IAC 形成后期,可能影响相关神经因子的分泌,从而导致BCNC 发育不全[31]。

BCNC 直径与CI 术后效果显著相关,提示BCNC 可间接反映蜗神经的数量。Chung[31]等根据BCNC 直径将患者分为3 组:第1 组直径<1.4 mm;第2 组直径1.4-2.0mm;第3 组直径> 2.0 mm。结果发现:CI 术后36 个月CAP 评分,第1 组和第2 组的结果明显低于第3 组,分别为5.1、5.0 和6.4。同样在开放性言语识别测试与图片词汇测验中,第1 组和第2 组也表现不佳。当CN 存在时,BCNC 狭窄程度与术后2 年CAP 评分无显著相关性,但与开放式语句识别评分呈正相关。

相比于IAC,BCNC 预测蜗神经的特异性更高,同时也能更好的预测CI 术后效果。Wei 等[5]发现IAC 直径对CI 术后效果无影响,而BCNC直径显著预测了CND 患者CI 术后的SIR 和MAIS-IT/MAIS得分。Clemmens[20]报道,在预测CND 的能力上,BCNC 的灵敏度为84%,特异性为98%,而IAC 预测的特异性为98%,灵敏度只有44%。因此,BCNC 直径可作为CI 术后效果的预测指标。


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5 小结


由于现有影像学技术的限制,通过直接测量蜗神经来诊断蜗神经发育不良十分困难。相较于非蜗神经发育不良患者,蜗神经发育不良患者的人工耳蜗术后效果较差,因此术前诊断十分重要。目前影像学的术前诊断还不够精确,需要结合多个指标共同参与决策。多种影像学指标,如前庭蜗神经、面神经、内听道、内听道分级、骨性蜗神经管等可间接判断蜗神经状态,预测CI 术后效果,为临床术前咨询提供帮助。


[责任编辑: 郭勇]