俄罗斯人群中人工耳蜗尺寸和形状的差异及安全人工耳蜗电极插入的新耳蜗参数

摘要

本文介绍了俄罗斯种群中耳蜗的大小和形状变化。研究还报告了一个新的人工耳蜗参数，定义了耳蜗基底转动中最长的直线段，这对安全植入人工耳蜗电极有重要意义。

摘要

本研究调查了俄罗斯种群中耳蜗的大小和形状变异。同时引入了新的耳蜗参数，定义了基底转弯中最长的直线段，从而实现了安全的人工耳蜗电极插入。使用医疗级、带有CE标志的DICOM观察器（OTOPLAN）测量耳蜗参数，包括定义基底转弯长度和宽度的A和B值。耳蜗基部转弯的形状通过B值与A值的比值估算。新的耳蜗参数I值定义了基底转弯的有效直线段为连接耳蜗入口与侧壁的最长直线，该直线切线通过内壁。B值与A值的比值决定了耳蜗基底转的形状，截断值为≥圆形为0.75，椭圆形为<0.75。本研究使用了112只内耳解剖正常耳朵的颞骨CT扫描。俄罗斯种群的耳蜗大小（以A值衡量）范围为8.04至10.03毫米，平均为9.03毫米。B值范围为5.84–7.59毫米，平均6.70毫米。48%的种群观察到圆形的耳蜗基部转向，剩余52%的个体则呈现椭圆形基部转向。定义基底转弯有效直线段的I值范围为6.7–9.6毫米，平均为8.3毫米。趋势线表明I值比A值短约0.7–0.8毫米。文献中首次将以A值测量的耳蜗尺寸介绍给讲俄语的人群。48%的种群出现圆形耳蜗基部曲折。新的耳蜗参数I值比A值短约0.7–0.8毫米。

引言

人工耳蜗植入（CI）是一种处方治疗方案，适用于多种适应症，包括重度至重度听力损失、部分性聋哑、不对称性听力损失、听神经病变和单侧失聪^1,2。CI电极插入是关键的手术步骤，在植入过程中保留耳蜗内结构已成为每次CI手术的必备项。这是因为电极插入时的结构损伤被报道对CI³的听力结果产生负面影响。耳蜗内结构损伤受多种因素影响，包括电极设计和刚^度4、插入方式（圆窗与耳蜗造口）⁵、^{插入速度6}、外科医生操作电极插入技巧⁷以及内耳的解剖变异⁸。

Eshraghi 等人将 CI 电极插入创伤分为 5 个不同等级（0-4）。0级表示无明显损伤，1级指基底膜抬高，2级指基底膜破裂，3级指前庭滑道电极，4级指严重创伤，如骨螺旋板骨折或血管纹状裂伤^9。电极标量偏移（ESD）被认为是三级创伤，文献中有充分报道，预弯曲的模组周围电极与直线侧壁电极相比，ESD发生率更高^10,11。Rau等人报告称，电极设计中必须在耳蜗初始直线段内插入一个周围分组电极，达到一定的插入深度，然后拔出刺管线使电极绕过侧壁¹²。聚合物鞘附带的新型旁脱剂电极采用相同技术：它进入基底转弯的初始段，达到一定的插入深度，然后将聚合物护套拉出，使电极绕过近层壁¹³。这也是为什么Cochlear的Contour Advance电极在电极阵列中从顶端起的第10通道（距离电极尖端8.5毫米）有一个白色^标记，而Advanced Bionics LLC的Mid-Scala电极在从顶端的通道5处有蓝色标记，以指示电极插入深度，然后收回刺针线¹⁵.换句话说，这些彩色标记表示电极尖端接触侧壁之前的插入深度。根据耳蜗整体大小的变化，基底转弯的直线段会有所不同，这时基底转弯的初始段在预弯的模组周围电极上会受到关注。

基底转弯测量的著名耳蜗参数是基底转弯直径和宽度，分别称为A和B值，这些参数对于估算耳蜗导管长度以及根据耳蜗大小选择电极长度和频率映射非常有用。Dhanasingh等人报告了一个新的耳蜗参数——S值，该参数将耳蜗入口连接到基础¹⁶弯直线部分的B值下端。但如果耳蜗基部的直线部分超出此点，S值不计入。这促使我们研究从耳蜗入口起的基底转弯的直线段，并将其命名为新的耳蜗参数，以指示安全插入CI电极的有效直线段。测量耳蜗基底转弯的直线段将成为临床上有用的指示，判断CI电极尖端在电极插入时接触侧壁的深度。

方案

该研究已获圣彼得堡耳鼻喉科和言语研究所（Speech Research Institute，IRB_23_001）当地机构审查委员会批准，可在无患者参与的情况下访问图像数据库中的匿名X光片。没有任何患者直接参与了这项研究。所使用的软件和设备列于 材料表中。

1. 数据来源及纳入标准

本研究纳入了对潜在人工耳蜗候选人且内耳解剖结构正常的计算机断层扫描（CT）。2000年至2023年间拍摄的图像由圣彼得堡耳鼻喉科放射科和言语研究所提供。排除了被诊断为内耳解剖结构畸形的受试者。

2. CT图像采集与分析

CT图像使用专家级64切片螺旋CT扫描仪拍摄，该扫描仪拥有64个探测通道。采集图像的切片厚度范围为0.36毫米至1毫米。CT图像使用桌面工作站上的DICOM查看器OTOPLAN 4.0版本进行分析。分析前无需重新采样或重新格式化图像。

3. 耳蜗测量程序

在DICOM查看器中加载DICOM图像后，通过使用准星功能旋转图像，建立耳蜗视图。A和B值是按照Escude等人之前描述的步骤手动^测量的。简而言之，A值测量为从圆窗中心（RW）通过莫迪奥卢斯到侧壁（基底转弯长度）的最长距离。B值（基底转弯宽度）通过垂直于A值（90°）绘制的直线测量，连接A值上下两侧壁点，如 图1B所示。测量A、B和I值的步骤已提供（详见 材料表）。所有测量均由单一作者（ES）完成，另一名作者（DA）监督。因此，未报告评审者内部或评审者间差异。

4. 耳蜗形状的确定（B/A比）

B值与A值的比值决定了耳蜗基部转的形状，截断值为≥圆形为0.75，椭圆形为<0.75，Khurayzi等人¹⁸页首次描述。

5. I值的测量

I值，即新的耳蜗参数，指的是耳蜗基转的直线段。该测量是连接右翼入口中心与对端侧壁的最长直线，切线穿过内壁，如 图1B所示。该测量与A和B值在同一平面上进行。

6. 统计分析

使用Excel中的数据分析工具对Microsoft Microsoft 365 MSO（版本2512，Build 16.0.19530.20226），32位（https://www.microsoft.com/en-us/microsoft-365/excel）进行I值与A值之间的回归估计（置信水平0.95）。

结果

数据来自112个耳朵。数据描述如下：

基部转弯直径：A值;基底弯宽：B值;基底转弯的直线段：I值。在112次CT扫描中，61次来自左侧，51次来自右侧。98只耳朵来自双侧CI患者，其余14只来自单侧CI受试者。

基本耳蜗参数及耳蜗基底转弯形状
本研究使用了112只内耳解剖正常耳朵的颞骨CT扫描。俄语受试者的耳蜗尺寸（按A值测量）范围为8.04毫米至10.03毫米，平均为9.03毫米。B值范围为5.84毫米至7.59毫米，平均为6.70毫米。B值与A值的比率在0.64至0.83之间。48%的种群观察到圆形的基底转弯，B/A ≥ 0.75确定，剩余52%的种群为椭圆形基底转弯，B/A<0.75。 图2 展示了两个耳蜗样本，一个基部转弯呈椭圆形（左），另一个基底转弯呈圆形（右）。

I值——新的耳蜗...

讨论

本研究的主要目的是研究俄罗斯种群基础转弯中耳蜗大小（长度（A值）和宽度（B值））和形状的变异。次要目标是研究耳蜗基底转弯长度（A值）与新的耳蜗参数（I值，代表基底转弯有效直线部分）之间的关系。文献首次报道俄罗斯种群的耳蜗尺寸，平均为9.03毫米，范围为8.04–10.03毫米，与文献中其他群体的耳蜗大小相符¹⁹。在该队列中，我们发现48%的人群基部转弯呈圆形，其余52%为椭圆形基部转弯。基底转向的有效直线部分（I值）平均为8.3毫米。这与Contour Advance（近模）电极中安全白色标记距离电极尖端的8.5毫米距离非常吻合。然而，I值的变化范围从6.7毫米到9.6毫米，解释了为何环模态电极在情况²⁰之间呈现不均匀的模粘贴合，标量偏移率较高，以及尖端折叠复杂性¹⁰。

报告I值的一个原因是将其与模周电极设计联系起来;I值尚未被临床验证为术前电极选择的标志，尤其是在选择电极...

材料

本文使用的材料清单

姓名	公司	目录编号	评论
64片CT扫描仪（Aquilion）	东芝	无	用于颞骨成像的64探测器螺旋CT系统及nbsp;
台式电脑工作站	无	无	用于运行OTOPLAN和图像分析
Microsoft Excel （Microsoft 365）	Microsoft	无	用于统计分析（回归分析;版本 2512 构建 16.0.19530.20226）
OTOPLAN（版本4.0）	卡西尼申股份公司	SWOTO01	用于耳蜗测量的CE标记DICOM观察器（A、B和I值）