林晨希 徐 麗 張少華 林 鑫 農(nóng)東曉 唐安洲

(廣西醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院耳鼻咽喉頭頸外科，南寧市 530021，E-mail：heahon@163.com)

論著·臨床研究

健康成年人喉關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)與運動的影像解剖學(xué)硏究

林晨希 徐 麗 張少華 林 鑫 農(nóng)東曉 唐安洲

(廣西醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院耳鼻咽喉頭頸外科，南寧市 530021，E-mail：heahon@163.com)

目的 多層螺旋CT(MSCT) 靜態(tài)圖像聯(lián)合超聲動態(tài)影像觀察健康成年人不同喉運動狀態(tài)下的喉關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)。方法 選擇3名健康志愿者行低劑量CT掃描參數(shù)預(yù)實驗，以確定能清晰顯示并測量喉部解剖結(jié)構(gòu)標(biāo)志的最低劑量設(shè)置。另選16名健康志愿者在平靜呼吸、深吸氣、Valsalva呼吸、發(fā)“yi”音4種不同喉運動狀態(tài)下分別進(jìn)行喉部低劑量MSCT掃描重建聯(lián)合超聲檢查。采用MSCT靜態(tài)圖像觀察并測量不同喉運動狀態(tài)下喉部軟骨結(jié)構(gòu)，超聲動態(tài)影像觀察不同喉運動狀態(tài)下喉部的運動情況。結(jié)果 70 mA低劑量MSCT掃描圖像可清晰顯示喉軟骨解剖結(jié)構(gòu)標(biāo)志。超聲動態(tài)掃描的清晰度尚不足以精確測量，但可觀察到喉動態(tài)活動。MSCT測量結(jié)果顯示，與平靜呼吸相比，深吸氣時兩側(cè)聲帶突間距、肌突間距輕微縮小，但差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)；Valsalva呼吸、發(fā)“yi”音時兩側(cè)聲帶突間距、肌突間距均較平靜呼吸時明顯縮小(P<0.05)；Valsalva呼吸與發(fā)“yi”音兩組間的各參數(shù)差異均無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)；4種運動狀態(tài)的正中矢狀面環(huán)甲間隙差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。結(jié)論 MSCT聯(lián)合超聲掃描能動態(tài)觀察喉關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)變化，對傳統(tǒng)解剖學(xué)的靜態(tài)觀察是良好補(bǔ)充，并有望成為診斷喉疾病的新指標(biāo)。

喉；關(guān)節(jié)；多層螺旋CT；低劑量；超聲檢查；運動；成年人

對喉部解剖結(jié)構(gòu)和生理運動功能的研究歷來是以尸體喉標(biāo)本解剖或切片的形式進(jìn)行[1-3]，但尸體喉標(biāo)本缺乏肌張力，聲帶位于“尸位”或呈閉合位置，尚無法全面模擬活體內(nèi)喉部的運動狀態(tài)；而人體喉部位置較深，發(fā)音及呼吸時聲門均處于動態(tài)變化，測量和動態(tài)觀察運動時的喉部比較困難，這導(dǎo)致目前有關(guān)喉部運動的學(xué)說存在一定的臆測性和局限性。目前國內(nèi)外尚無將多層螺旋CT(multislice spiral computed tomography，MSCT)聯(lián)合超聲觀察正常人群在平靜呼吸、深吸氣、Valsalva呼吸、發(fā)“yi”音等不同喉運動狀態(tài)下正常喉關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)報道。為了對喉部運動模式做出更科學(xué)可信的解釋，本研究采用低劑量MSCT掃描的靜態(tài)圖像結(jié)合超聲動態(tài)影像，觀察不同喉運動狀態(tài)下健康成年人的喉關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)的影像解剖學(xué)。

1 資料與方法

1.1 研究對象 選擇19名健康志愿者，男10名、女9名，年齡20～40歲，平均年齡25歲。納入標(biāo)準(zhǔn)：(1)無喉科疾病及手術(shù)史(上呼吸道感染除外)；(2)1個月內(nèi)無任何喉部咽部癥狀。排除標(biāo)準(zhǔn)：耳鼻咽喉常規(guī)檢查及纖維電子喉鏡檢查喉部異常者。本研究經(jīng)我院醫(yī)學(xué)倫理委員會批準(zhǔn)，研究對象均知情同意并簽署知情同意書。

1.2 主要設(shè)備 CT為Light Speed VCT 64排MSCT及其ADW4.4工作站圖像后處理系統(tǒng)(美國GE公司)；超聲儀器為LOGIQ E9多功能超聲診斷儀(美國GE公司)，探頭頻率為9～13 Hz。

1.3 研究方法

1.3.1 低劑量CT掃描參數(shù)預(yù)實驗：對3名志愿者在平靜呼吸的單一狀態(tài)下進(jìn)行喉部MSCT掃描。檢查時，受檢者取仰臥位，頸部自然伸直。掃描范圍：從舌根下至上段氣管軟骨環(huán)。掃描參數(shù)設(shè)置：視野(field of view，F(xiàn)OV)330，矩陣1 024×1 024，準(zhǔn)直器層厚0.625 mm，電壓120 kV，螺距1 mm，管電流100 mA、70 mA、50 mA，重建層厚1 mm。掃描完畢后將數(shù)據(jù)傳輸?shù)胶笈_獨立工作站匯總，評定能清晰顯示并測量喉軟骨解剖結(jié)構(gòu)標(biāo)志的最低劑量設(shè)置以定標(biāo)。為防止超劑量輻射，此3名志愿者不進(jìn)入下一步研究。

1.3.2 MSCT掃描重建及超聲檢查：對其余16名志愿者分別在平靜呼吸、深吸氣、Valsalva呼吸(深吸氣后，閉唇但通過上下唇縫隙呼氣)、發(fā)“yi”音4種狀態(tài)進(jìn)行MSCT掃描重建及超聲檢查。(1)利用上述定標(biāo)的參數(shù)值(管電流70 mA)進(jìn)行CT掃描并重建與數(shù)據(jù)測量，體位和掃描范圍與1.3.1一致。(2)超聲檢查取仰臥位，去枕，頭后仰，下頜上抬，保持頸部伸直。為避免超聲衰減，主要通過環(huán)甲膜及甲舌膜2個軟組織結(jié)構(gòu)的經(jīng)體表途徑，從舌骨水平下緣至環(huán)狀軟骨下緣依次向下作橫、縱、斜切面掃查并視頻保存。

1.3.3 環(huán)甲關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)與運動的MSCT解剖測量指標(biāo)：(1)正中矢狀面環(huán)甲間隙。(2)環(huán)杓關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)與運動解剖測量指標(biāo)包括：兩側(cè)杓狀軟骨聲帶突間距、肌突間距、杓狀軟骨在水平面旋轉(zhuǎn)角度。其中杓狀軟骨水平面旋轉(zhuǎn)角度的測量方法為：以杓狀軟骨肌突為夾角頂點，聲帶突、肌突連線與水平線所成夾角，深吸氣、Valsalva呼吸、發(fā)“yi”音狀態(tài)測得的角度與平靜呼吸所測角度的差值即為不同運動狀態(tài)下杓狀軟骨水平面旋轉(zhuǎn)角度。見圖1、圖2。

A：箭頭所示為雙側(cè)聲帶突間距；B：箭頭所示為雙側(cè)肌突間距；C：箭頭所示為正中矢狀面環(huán)甲間隙

圖1 環(huán)甲關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)MSCT測量指標(biāo)

1.4 統(tǒng)計學(xué)分析 采用SPSS 17.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計分析，計量資料以(x±s)表示，多組間比較采用方差分析。以P<0.05為差異具有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié) 果

2.1 不同喉運動狀態(tài)下喉部MSCT及超聲掃描圖像 在MSCT及超聲掃描中均可觀察到：平靜呼吸時雙側(cè)杓狀軟骨外展，聲帶處于外展位，聲門裂開放；深吸氣時雙側(cè)杓狀軟骨輕微內(nèi)旋； Valsalva呼吸和發(fā)“yi”音時雙側(cè)杓狀軟骨內(nèi)旋，兩側(cè)聲帶內(nèi)收，聲門裂縮小，見圖2。

圖2 不同喉運動狀態(tài)下喉部MSCT及超聲掃描圖像

注：A、B、C和D均為管電流70 mA低劑量喉部MSCT掃描圖像，左下角插圖示意平靜呼吸及喉部運動時杓狀軟骨角度測量，測量所得角度(Ⅰ與Ⅱ的差值)即不同運動狀態(tài)杓狀軟骨水平面旋轉(zhuǎn)角度。A：喉部CT(聲帶平面)平靜呼吸；B：喉部CT(聲帶平面)深吸氣；C：喉部(聲帶平面)Valsalva呼吸；D：喉部CT(聲帶平面)發(fā)“yi”音；a：喉部超聲(聲帶平面)平靜呼吸；b：喉部超聲(聲帶平面)深吸氣；c：喉部超聲(聲帶平面)Valsalva呼吸，d：喉部超聲(聲帶平面)發(fā)“yi”音。圖中箭頭所示為杓狀軟骨。

2.2 不同運動狀態(tài)下喉關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)的MSCT解剖測量結(jié)果 4種運動狀態(tài)的聲帶突間距、肌突間距和杓狀軟骨水平面旋轉(zhuǎn)角度差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)，正中矢狀面環(huán)甲間隙差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。與平靜呼吸相比，深吸氣時，兩側(cè)聲帶突間距、肌突間距輕微縮小，但差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。Valsalva呼吸、發(fā)“yi”音時兩側(cè)聲帶突間距、肌突間距均較平靜呼吸時明顯縮小(P<0.05)。Valsalva呼吸與發(fā)“yi”音兩組間的各參數(shù)差異均無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。見表1。

表1 平靜呼吸、深吸氣、Valsalva呼吸、發(fā)“yi”音時喉關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)MSCT測量結(jié)果比較(x±s)

注：與平靜呼吸比較，*P<0.05。

3 討 論

喉部的運動關(guān)節(jié)主要為環(huán)甲關(guān)節(jié)和環(huán)杓關(guān)節(jié)，其活動對完成喉的生理功能有重要作用。除了解剖學(xué)觀測研究，臨床上應(yīng)用喉鏡無法觀察到喉腔外的環(huán)甲關(guān)節(jié)運動，而環(huán)杓關(guān)節(jié)的運動則更精細(xì)復(fù)雜，喉鏡雖能清晰反映喉腔內(nèi)黏膜表面的細(xì)節(jié)，卻因黏膜覆蓋而無法判斷腔內(nèi)軟骨標(biāo)志。MRI與CT相比，雖有著較高的軟組織分辨能力，但MRI掃描速度較慢，而且喉部骨性結(jié)構(gòu)細(xì)小，MRI對其顯像并不敏感，無法觀察喉關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)與運動。普通CT由于受到技術(shù)的限制，難以描繪喉部運動，在喉及下咽部的臨床應(yīng)用上敏感度及準(zhǔn)確率也均比MSCT低[4]。

黃永望等[5]應(yīng)用MSCT精確測量了發(fā)音時喉部軟骨和間隙發(fā)生的變化。國外學(xué)者也應(yīng)用MSCT觀察正常人吞咽時喉部的動態(tài)變化，探討正常人的吞咽機(jī)制[6]。在人體喉部結(jié)構(gòu)與運動描繪方面，MSCT具有以下優(yōu)點：(1)能精確顯示活體喉的各關(guān)節(jié)活動。(2)可明確區(qū)分喉部軟骨結(jié)構(gòu)與其周圍的軟組織結(jié)構(gòu)，利于重建圖像時篩選軟骨結(jié)構(gòu)觀察關(guān)節(jié)活動。(3)人體的喉運動功能時程僅為3～10 s，先進(jìn)的MSCT(如64層螺旋CT)能根據(jù)既定的基線平面在短短數(shù)秒內(nèi)完成整個喉體的掃描，非常適于喉運動研究。

在本研究中每個受檢者喉部要行多次CT掃描，如不調(diào)整CT掃描參數(shù)，則受檢者的受輻射劑量將明顯超過臨床常規(guī)喉部CT檢查，甲狀腺比鄰喉部且對射線敏感，超額的輻射劑量有誘發(fā)癌癥的風(fēng)險[7]。有研究表明，在達(dá)到診斷要求的前提下單純減低管電流值，雖然圖像噪聲有所加大，但受檢者的受輻射劑量會明顯減少，圖像也仍能保持較好的質(zhì)量[8-9]。臨床常規(guī)喉部CT掃描采用200 mA左右，但本研究在其他掃描參數(shù)不變的情況下，采用70 mA低劑量MSCT掃描達(dá)到滿意效果，而且在后續(xù)研究中我們還會去除意義不大的喉運動狀態(tài)，受檢者的受輻射劑量將更加接近臨床常規(guī)安全劑量。

在電子喉鏡下，正常人深吸氣時聲門較平靜狀態(tài)略微增大，但經(jīng)典理論認(rèn)為吸氣時由于氣流沖壓略呈活瓣狀的聲門軟組織會導(dǎo)致聲門比呼氣時更狹窄。本研究中MSCT靜態(tài)圖像和超聲動態(tài)錄像下均觀察到深吸氣時兩側(cè)聲帶突間距、肌突間距并無增加，反而輕微有所減小，杓狀軟骨輕微內(nèi)旋，與經(jīng)典理論符合。深呼吸不涉及喉內(nèi)肌群的主動運動，聲門的輕微活動是氣流作用所致，我們認(rèn)為杓狀軟骨僅發(fā)生了內(nèi)旋而無軸線移位。另外研究過程中發(fā)現(xiàn)并非所有4種狀態(tài)都適用研究，Valsalva呼吸操作難度較大，部分受檢者難以配合需反復(fù)訓(xùn)練以達(dá)到結(jié)果可靠，且Valsalva呼吸與發(fā)“yi”音兩種狀態(tài)下杓狀軟骨水平面內(nèi)旋角度明顯增大，但兩者比較無差異(P>0.05)，提示兩種狀態(tài)下環(huán)杓關(guān)節(jié)運動移位均顯著且程度相當(dāng)，因此在后續(xù)的研究中可去除Valsalva呼吸，只采用平靜呼吸、深吸氣和發(fā)“yi”音3種狀態(tài)。喉的環(huán)甲關(guān)節(jié)運動可以調(diào)節(jié)聲帶緊張度以改變音調(diào)，本研究采用正中矢狀面環(huán)甲間隙作為指標(biāo)，發(fā)現(xiàn)其在各喉運動狀態(tài)下的并無差別(P>0.05)，說明環(huán)甲關(guān)節(jié)運動幅度微小，即便發(fā)高調(diào)音“yi”亦未能引起顯著運動。

喉部軸位MSCT提供了喉不同運動狀態(tài)下的清晰斷層靜態(tài)圖像，結(jié)合冠狀位和矢狀位重建可完成各解剖位點測量。而喉部超聲掃描的靜態(tài)圖像能辨別軟組織及軟骨結(jié)構(gòu)，雖然清晰度不如CT和MRI，但可通過錄像實時反映喉運動過程中的軟組織和骨結(jié)構(gòu)位移變化的連續(xù)過程。此外，其還具有快速、無創(chuàng)、經(jīng)濟(jì)、安全和無放射性等眾多優(yōu)點，可以有效彌補(bǔ)MSCT的不足。近幾年，超聲已被嘗試應(yīng)用于喉部檢查[10-11]，對于聲帶麻痹，通過喉超聲觀察聲帶的活動度非常有助于臨床判斷評估聲帶麻痹患者喉返神經(jīng)的受損程度[12]。不僅如此，對于喉癌，超聲檢查還能提供甲狀軟骨是否受侵犯、有無頸部淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移、聲帶是否固定等其他檢查手段難以甚至不能提供的重要信息，協(xié)助臨床醫(yī)生進(jìn)行分期及決定治療方案[13-16]。因此，本研究把超聲作為MSCT的補(bǔ)充手段，在不同喉運動狀態(tài)下觀察了喉部各關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)與運動，而其所觀察到的喉部運動情況與MSCT的一致。此外，MSCT靜態(tài)圖像和超聲動態(tài)成像相結(jié)合的影像解剖學(xué)測量與傳統(tǒng)的尸體標(biāo)本解剖測量相比，其獨特優(yōu)勢包括：(1)能在解剖結(jié)構(gòu)于生理活動狀態(tài)下，準(zhǔn)確地顯示其斷面形態(tài)變化及位置關(guān)系；(2)可通過追蹤連續(xù)斷層或借助計算機(jī)進(jìn)行結(jié)構(gòu)的三維重建和定量分析；(3)能動態(tài)獲取活體器官各運動時相的形態(tài)。

本研究探索性地結(jié)合MSCT和超聲對健康成年人喉部各關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)與運動在不同喉運動狀態(tài)下進(jìn)行影像解剖學(xué)研究，發(fā)現(xiàn)低劑量MSCT掃描參數(shù)和平靜呼吸、深吸氣和發(fā)“yi”音3種適用于研究喉部的運動狀態(tài)。今后可在本研究的基礎(chǔ)上探討喉癌、非特異性肉芽腫、聲帶麻痹、環(huán)杓關(guān)節(jié)脫位等影響喉部運動功能的疾病，分析病變對喉關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)和運動功能的影響，為臨床評估提供新手段，因此很有必要發(fā)揮MSCT和超聲相結(jié)合的獨特優(yōu)勢對此深入研究。

[1] 張榮漢,尹保國,胡芳麗,等.環(huán)甲關(guān)節(jié)解剖特征及其運動方式分析[J].耳鼻咽喉頭頸外科,1997,4(2):111-115.

[2] 張榮漢,胡芳麗,尹保國,等.環(huán)甲關(guān)節(jié)運動與聲帶張弛的力學(xué)分析[J].耳鼻咽喉頭頸外科,1998,5(1):48-52.

[3] Bryant NJ,Woodson GE,KaufmanK,et al.Human posterior cricoarytenoid muscle compartments.Anatomy and mechanics [J].Arch Otolaryngol Head Neck Surg,1996,122(12):1 331-1 336.

[4] 楊智云,李子平,陳君祿,等.螺旋CT在喉及下咽部的臨床應(yīng)用價值(兼與傳統(tǒng)CT比較)[J].中華放射學(xué)雜志,1998,32(8):36-40.

[5] 黃永望,宋金蘭,張 琳.發(fā)音狀態(tài)下喉結(jié)構(gòu)的影像學(xué)測量及其意義[J].中國中西醫(yī)結(jié)合耳鼻咽喉科雜志,2010,18(4):194-197,204.

[6] Inamoto Y,Fujii N,Saitoh E,et al.Evaluation of swallowing using 320-detector-row multislice CT.Part Ⅱ:kinematic analysis of laryngeal closure during normal swallowing [J].Dysphagia,2011,26(3):209-217.

[7] 張 博,龔建平.CT檢查輻射致癌風(fēng)險的研究進(jìn)展[J].國際醫(yī)學(xué)放射學(xué)雜志,2009,32(3):217-220.

[8] 劉昌盛,鄭小華,童四平,等.鼻竇低劑量CT掃描的應(yīng)用價值[J].中國醫(yī)學(xué)影像技術(shù),2004,20(12):1 853-1 855.

[9] 周陽泱,韓 萍,馮敢生,等.鼻竇低劑量CT掃描對圖像質(zhì)量影響的研究[J].中華放射學(xué)雜志,2005,39(3):239-243.

[10]Rubin JS,Lee S,McGuinness J,et al.The potential role of ultrasound in differentiating solid and cystic swellings of the true vocal fold [J].J Voice,2004,18(2):231-235.

[11]Sirikci A,Karatas E,Durucu C,et al.Noninvasive assessment of benign lesions of vocal folds by means of ultrasonography [J].Ann Otol Rhinol Laryngol,2007,116(11):827-831.

[12]Tsui PH,Wan YL,Chen CK.Ultrasound imaging of the larynx and vocal folds:recent applications and developments [J].Curr Opin Otolaryngol Head Neck Surg,2012,20(6):437-442.

[13]Loveday EJ,Bleach NR,Van Hasselt CA,et al.Ultrasound imaging in laryngeal cancer:a preliminary study [J].Clin Radio,1994,49(10):676-682.

[14]Erkan M,Tolu I,Aslan T,et al.Ultrasonography in laryngeal cancers [J].J Laryngol Otol,1993,107(1):65-68.

[15]朱尚勇,駱 峰,劉若川,等.超聲對喉癌TNM分期中的應(yīng)用價值[J].中國超聲醫(yī)學(xué)雜志,2006,22(5):341-343.

[16]周 軍,朱尚勇.超聲成像在喉部的應(yīng)用[J].醫(yī)學(xué)文選,2006,25(3):542-544.

Imaging anatomy of structure and movement of laryngeal joints in healthy adults

LINChen-xi,XULi,ZHANGShao-hua,LINXin,NONGDong-xiao,TANGAn-zhou

(DepartmentofOtolaryngologyHeadandNeckSurgery,theFirstAffiliatedHospitalofGuangxiMedicalUniversity,Nanning530021,China)

Objective To observe the structure of laryngeal joints in the different laryngeal motion states by static image of multislice spiral computed tomography (MSCT) combined with dynamic image of ultrasound for healthy adults.Methods Three healthy volunteers were enrolled in the pre-experiment for low-dose CT settings to determine the minimum dose for clearly displaying and measuring the laryngeal anatomic landmarks.Another 16 healthy volunteers underwent low-dose laryngeal MSCT scans and reconstruction combined with ultrasonography in the four motion states of eupnea,deep inspiration,Valsalva breathing and pronouncing ′yi′.The anatomical measurements of laryngeal cartilage structure were conducted in the different laryngeal motion states using static image of MSCT,and the laryngeal motions in the different laryngeal motion states were observed using dynamic imaging of ultrasound.Results The images scanned by MSCT with a low-dose of 70 mA could clearly display the laryngeal cartilage anatomic landmarks.The dynamic imaging of ultrasound was not clear enough for precise measurement,but could be use for observing the laryngeal dynamic motion.The results of MSCT measurement showed that the distances of both vocal processes and muscular processes when deep inspiration were shorter compared to the distances when eupnea,but there was no significant difference(P>0.05).The distances of both vocal processes and muscular processes were significantly shorter in the state of Valsalva breathing or pronouncing ′yi′ compared to the distances when eupnea(P<0.05).No statistical difference in all parameters was observed between Valsalva breathing and pronouncing ′yi′(P>0.05).There was no statistical difference in the cricothyroid space on mid sagittal plane among 4 motion states(P>0.05).Conclusion MSCT combined with ultrasonic imaging can be used to dynamically observe the changes in the structure of laryngeal joints.It is a good complement for static observation on the conventional anatomy and may become a new diagnostic indicator for laryngeal diseases. 【Key words】 Larynx,Joint,Multislice spiral computed tomography,Low-dose,Ultrasound,Movement,Adult

林晨希(1989～)，男，在讀碩士研究生，研究方向：咽喉疾病。

農(nóng)東曉(1972～)，男，博士，教授，研究方向：咽喉疾病，E-mail：nongdx@gxmu.edu.cn。

R 322.32

A

0253-4304(2016)01-0074-04

10.11675/j.issn.0253-4304.2016.01.23

2015-11-18

2016-01-10)