鼻丘气房形态特征及额窦口参数在慢性额窦炎中的相关性研究

李文意 余文发

新乡医学院第一附属医院耳鼻咽喉科(河南 新乡 453100)

慢性鼻窦炎是由于鼻窦的解剖异常、粘膜水肿、息肉、疤痕和创伤、感染或既往手术引起的粘连等多种因素作用下导致的疾病[1]。其中CFS的术后复发率较高，约10%-30%[2]。常因额隐窝的狭窄范围和多变的解剖结构，术中存在损伤邻近组织如眼眶和颅底、筛前动脉的风险。因此额隐窝解剖仍然是鼻丘科领域中近十年研究的热点[3]。额窦引流通道(FSDP)阻塞是慢性额窦炎的主要病理机制。额窦引流通道上缘为额窦口，其大小和形状受额筛气房解剖结构的影响[4]。额窦引流通道的形态学研究更多是宏观研究，成果不多，如：额隐窝气房和不同引流通道的发生率、引流通道分型等，为深入分析FSDP与CFS的关系，本次研究从ANC、FSO和FSDP的出发，通过Mimics 21.0软件进行鼻窦三维重建，可以提供ANC形态及额窦口相关参数的详细信息，如ANC体积、FI、FI截面积等相关参数三维大小，分析鼻丘气房与额窦口参数之间的联系，并与慢性额窦炎病情严重程度等有何关联。

1 资料与方法

1.1 临床资料选取2019年9月至2022年6月就诊于新乡医学院第一附属医院符合纳入标准共80例(160侧)慢性单侧额窦炎患者的鼻窦CT影像资料进行回顾性研究。其中根据额窦腔内混浊程度，慢性单侧弥漫性和局限性额窦炎各为40例。其中，女34例，男46例，平均年龄(42.09±13.83)岁，年龄-75岁，病程3月-10年，右侧额窦炎48例，左侧额窦炎32例。从健侧中选取40例作为对照组，其中男26例；女14例，年龄18-68岁，平均年龄(42.43±14.13)岁，病程3月-10年。按照累及额窦严重程度进行分组，将健侧组即为0分组；慢性单侧局限性额窦炎即为1分组；慢性单侧弥漫性额窦炎即为2分组。

慢性额窦炎组纳入标准：参照《2018年中国慢性鼻窦炎诊断和治疗指南》，确诊慢性单侧额窦炎的诊断主要结合临床症状及鼻窦CT等相关检查。主要临床症状为头痛、鼻塞或流黏脓涕，次要临床症状为嗅觉减退或消失等。诊断时出现以上临床症状应在两种或以上，进行鼻内镜检查，可看到黏性或黏脓性分泌物位于中鼻道，CT显示额窦内局限性或弥漫性黏脓性分泌物。副鼻窦CT图像骨质边缘清晰且完整，选取鼻窦CT Lund-Mackey评分为1-6分。 Lund-Mackey评分标准为：通过鼻窦CT检查结果对双侧窦腔进行评分，鼻窦无异常为0分，单个窦腔部分混浊为1分，全部混浊为2分；窦口鼻道复合体无阻塞为0分，阻塞为2分(最高为20分)，分数越高病情越重。

慢性额窦炎组排除标准：有鼻面部畸形；有额窦占位性病变(额窦乳头状瘤、真菌性额窦炎；额窦囊肿等)；鼻面部外伤史、手术史；额窦气化不全或未气化。

正常组排除标准：额窦内有黏脓性分泌物、良恶性肿瘤、乳头状瘤等鼻部占位性病变者；额窦未气化或气化不全；有鼻部其他疾病者；有鼻面部畸形、外伤史或鼻部手术史。

1.2 方法

1.2.1 实验设备 日本东芝Aquilion64排螺旋扫描机、使用SPSS25.0进行统计，Materialise Mimics21.0进行成像。

1.2.2 扫描方法 8 0 例患者行鼻窦，扫描仪器为日本东芝Aquilion64排螺旋CT扫描仪，听眶下线为扫描基线，扫描范围为额窦至硬腭；影像资料经处理后将数据导入Mimics21.0图形处理软件三维重建分析。

1.3 图像分析

1.3.1 鼻丘气房、额窦三维重建 以DICOM格式将80例患者鼻窦CT数据导入Mimics21.0软件，分别显示鼻窦冠状位、矢状位、水平位图像。(1)分割模型 利用Mimics21.0软件中阈值分割工具，在阈值范围上设定为-700～3071HU，对额窦及鼻丘气房进行分割，如果组织模糊，手动式进行编辑。(2)重建模型 对额窦、鼻丘气房与周围结构，运用3D补差法逐层进行完全分割，并修补额窦和鼻丘气房，获得两者的二维数据。点击Calculate Part工具，进行三维模型的初步生成，额窦、鼻丘气房三维模型，通过Smooth工具进行平滑处理。见图1，Mimics21.0软件操作界面及三维重建分割后的额窦及鼻丘气房，以鼻丘气房中心为o点，建立的x轴、y轴、z轴(鼻丘气房上下径为鼻丘最高点及最低点到xoz面的垂直距离；鼻丘气房左右径为鼻丘最内侧点及最外侧点到yoz面的垂直距离;鼻丘气房前后径为鼻丘最前点及最后点到xoy面的垂直距离)。查看模型属性(Propertis)，能够获取两者的表面积和体积。1.3.2 FI、FR参数测量 通过Mimics21.0软件进行重建，从冠状面、矢状面和横截面回顾每一位患者的CT扫描，测量患侧和健侧额窦口相关参数，包括FI值(矢状位额窦后壁与额嘴最突出部分的最短距离)；FR值(矢状位筛泡前壁在颅底的最高附着点与额嘴突出部分的距离)，见图2。

图1A-图1C 图1A 重建分割的弥漫性额窦；图1B 重建分割的局限性额窦；图1C 重建分割的鼻丘气房。

图2 FI值、FR值测量

1.3.3 FI截面积、FR截面积、RS截面积 在Mimics21.0软件中，使用3Dtools对建构的额窦模型进行切割，具体如下：在矢状位CT上，画一横截面，此横截面通过FI线，并定义为FI横截面；FR横截面、RS横截面同理；查看额窦在切割前后的属性，并对对应的横截面积进行计算。见图3，Mimics 软件操作界面及三维重建分割后的额窦分为A和B，其额窦、额窦A、额窦B表面积分为x、y、z, FI截面积为(y+z-x)/2,FR截面积、RS截面积同理。

图3A-图3C 图3A FI截面积；图3B RS截面积；图3C FR截面积图4 各组鼻丘气房体积、表面积、左右径、前后径、上下径箱型图图5 各组额窦口参数箱型图

1.4 统计学方法 正态分布检验采用(Shapiro-wilk test，S-W test)法，用(±s)表示正态分布的连续性变量，M(IQR)或[M,(P25,P75)]表示非正态分布的连续性资料，多组间比较采用单因素方差分析，事后比较通过bonferroni校正，使用Kruskal-wallis检验对多组间参数差异进行比较，两两比较采用bonferroni校正。符合正态分布时采用Pearson相关、不符合正态分布时采用Spearman秩相关检验分析多组参数间的相关性。P＜0.05有统计学意义。统计分析采用SPSS 25.0软件。

2 结 果

2.1 各组间鼻丘气房相关参数的比较 表1结果表明，应用K-W检验得出：鼻丘气房各形态学参数三组间差异均有意义(P＜0.05)。表2结果表明，0分组鼻丘气房表面积、体积、左右径及上下径与1分组、2分组两两相比均较低(P＜0.05)；0分组、1分组鼻丘气房上下径均低于2分组(P＜0.05)。

表1 三组间鼻丘气房表面积、体积、左右径、前后径及上下径总体比较[M,(P25,P75)]

表2 三组间鼻丘气房体积、表面积、上下径、前后径、左右径组间两两比较

表3 三组间FI值、FR值、RS值、FI截面积、FR截面积、RS截面积总体间比较[M,(P25,P75)]

2.2 各组额窦口相关参数的比较 三组间额窦口相关参数中，应用Kruskal-wallis检验进行总体比较，根据表格3中的结果显示，能够得出以下结论：FI值及FI截面积，三组间差异均具有意义(P＜0.05)；三组间额窦口参数两两比较，根据表4结果显示，0分组FI值及FI截面积均高于1分组、2分组(P＜0.05)；1分组FI值及FI截面积均高于2分组(P＜0.05)。

表4 FI、FI截面积、水平截面积两组间两两比较

2.3 鼻丘气房形态学参数与FI值、FI截面积、水平截面积的相关性 对慢性单侧额窦炎患者80侧及正常组40侧共120侧，将其鼻丘气房形态学参数、FI、FI截面积进行Spearman秩相关检验，得出的结果见表5，能够发现，FI值与FI截面积呈正相关(r=0.485,P＜0.05)；FI值与鼻丘气房表面积、体积、左右径、上下径均呈负相关(r=-0.208,r=-0.372,r=-0.423;r=-0.332,P＜0.05)；FI截面积与鼻丘气房体积、左右径、上下径均呈负相关(r=-0.357,r=-0.193,r=-0.253,P＜0.05)。

表5 各研究变量的Spearman秩相关分析

3 讨 论

额隐窝解剖结构复杂，是慢性额窦炎术后复发的最可能的区域。鼻丘气房变异率高，约为70%-90%，位置恒定，可作为术中开放额隐窝的解剖标志[5]。Levine[6]观察发现，额窦与鼻丘气房之间有着复杂多变的关系，鼻丘气房可向后、外侧气化，使得额隐窝变窄，影响额窦的引流，可出现额窦囊肿等病变。Qureshi[7]等在一项50例回顾性研究发现左右侧鼻塞与鼻丘气房存在显著负相关(r=-0.305,r=-0.336，P＜0.05)，提示鼻窦区域的解剖结构变异会干扰鼻窦引流通路导致感染。在一项384例回顾性分析[8]中发现，鼻丘气房与额窦炎的高发病率有更显著的关联，鼻丘气房的存在可能通过缩小额窦口直径而导致额窦引流通道狭窄。根据额窦软组织密度影分为0分组、1分组、2分组，0分组即为正常对照组，1分组即为局限性单侧额窦炎组、2分组即为弥漫性单侧额窦炎组，本研究结果显示，在鼻丘气房左右径、表面积、上下径、体积上，0分组与1分组、2分组相比较均更低(P＜0.05)；0分组、1分组鼻丘气房上下径低于2分组(P＜0.05)；说明鼻丘气房过度气化，挤压额窦引流通道，参与额窦炎的发生发展。当鼻丘气房体积≥221.25mm3；鼻丘气房上下径≥10.32mm，额窦炎的病情程度较重，但鼻丘气房形态学参数与病情的严重程度有待更多研究。与张静月[9]研究结果较接近，表明与正常对照组相比，软组织密度影分为1分组、2分组、3分组、4分组的鼻丘气房左右径、表面积、上下径、体积均具有统计学差异(P＜0.05)，而鼻丘气房前后径无明显差异性。与朱正茹[10]研究结果相接近，与健侧相比，患侧鼻丘气房的上下径明显较大(P＜0.05)，而两者鼻丘气房体积、表面积无统计学意义。鼻丘向四周气化的程度导致鼻丘气房有着较大变化，所以测量结果有较大标准差，接近张罗等[11]的试验结果，额窦炎组鼻丘气房上下径明显高于无额窦炎组，临床上额窦炎之所以发病，鼻丘气房的向上过度气化是潜在因素之一。但DelGaudio等[12]对比有无额窦炎患者鼻窦CT发现，气化的鼻丘气房和额隐窝气房虽然有着较高的发生率，但与额窦炎病情进展无明显相关性，额窦炎的发病率与额窦口大小无明显关联。因此鼻丘气房与慢性额窦炎病情程度仍需进一步讨论，但不可否认的是鼻丘气房向上过度气化，形成鼻丘上气房及鼻丘上额气房，对后方额窦引流通道造成挤压,均可导致额窦引流通道的走行或变窄，成为慢性额窦炎的诱发因素。

额窦通气、引流有赖于额窦口(FSO)的开放和正常的黏膜功能[13]。研究表明额嘴可以作为解剖标志，FSO大小受额嘴大小的影响[14]。鼻丘气房气化程度影响额嘴大小，鼻丘气房较大，那么额嘴相应会变小，反之亦然[15]。Posawetz W[16]研究显示鼻丘气房气化增强其内侧隆起，从而在内镜下接近FSO更加困难，导致额隐窝狭窄。其狭窄易受局部黏膜炎症的影响，发生纤毛运动受阻、引流通道不畅，导致细菌感染及并发额窦炎；同时，额窦炎又会让引流通道粘膜充血、肿胀加重，循环往复，最终导致慢性额窦炎加重[17]。大部分学者[18]只报告了经鼻窦CT扫描解剖结构分析及其空间定位定性的发现。还没有找到定量研究来测量ANC对FSO大小的影响程度。因此，额窦开口相应的解剖研究极为重要。选择合理的额窦开放术式，需进行FSO的不同径线的测量，其避免扩大窦口时对黏膜及周围重要结构带来过度损伤。本次研究采用Mimics 21.0软件三维重建测量FI值、FR值、FI截面积、FR截面积等额窦口参数大小与慢性额窦炎发病的相关性，研究结果显示，FI值、FI截面积分别与鼻丘气房体积、上下径均呈负相关(r=-0.372,r=-0.332,r=-0.357,r=-0.253,P＜0.05)；即过度气化的鼻丘气房，会使得额窦口空间被挤占，在向后、向内方向上，挤压额窦引流通道，使得FI值缩短，阻塞额隐窝，妨碍额窦的通气引流。发现FI值、FI截面积可能是预测慢性额窦炎的程程度的一个重要指标，FSO狭窄程度以矢状位图像上额嘴最突出的部分与额窦后壁之间最短距离可以较好的表示，FI值、FI截面积越短，额窦口狭窄，阻塞额隐窝，妨碍额窦内容物的引流，诱发额窦炎，推测可作为额窦口参数评估额窦口是否狭窄的一个客观监测指标。Kubota等人[19]发现随着鼻丘气房的增大，额隐窝前后距离变短，额窦口减小使额窦引流通道受阻。与部分国外学者[20]分析一致，发现鼻丘气房与FSO三维大小存在负相关，但相关性较差。与Park等[21]研究结果相反，回顾性分析105例鼻窦炎患者，发现鼻丘气房体积与FI值呈正相关(r=0.67，P＜0.001)，与FR值呈较弱正相关(r=0.41，P＜0.001)。Makihara等人[22]经进行回顾性分析发现，ANC的体积与FI的长度呈正相关。考虑鼻丘气房增大，推动额窦的后壁和筛泡的前鼻颅底附着，额嘴到颅底之间的最短距离也会增加。有理由认为鼻丘气房通过影响FI值、FI截面积，产生较大的额窦窦腔且狭窄的额窦引流通路导致额窦炎，参与慢性额窦炎的发生发展。此外，Altıntaş等[23]回顾性120例患者鼻窦CT，显示鼻丘气房与FI值没有明显相关性。因此鼻丘气房与FI值的关系仍有争议，其主要原因有以下几点：(1)与国外学者选择研究对象种族差异、纳入样本量不同。(2)不同研究的横切面类型(轴向、矢状或冠状)和切片厚度各不相同，使得数据比较差异较大。(3)当炎症累及筛窦时，额隐窝区域结构辨认不清，测量有一定的误差。(4)运用的测量软件不同，测量方法不完全一致。慢性额窦炎的发病机制复杂，虽然额隐窝解剖结构在鼻窦的通气和引流中起作用，但只占疾病病因的一部分因素。

慢性额窦炎的发病机制复杂，虽然额隐窝解剖结构在鼻窦的通气和引流中起作用，但只占疾病病因的一部分因素。因此，对于额窦引流通道区域解剖结构特征与额窦炎的关系的研究还需要大量的研究，其中与慢性额窦炎的病情严重程度有待更多的研究。通过三维重建全方位动态可视化额窦及毗邻组织的解剖结构特征，测量鼻丘及额窦口相关参数，对慢性额窦炎术前评估起到重要的指导作用，最大程度减少术后复发及并发症。