張穎　王杰　李永新陸軍總醫(yī)院63臨床部耳鼻咽喉頭頸外科（北京049）首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京同仁醫(yī)院耳鼻咽喉頭頸外科耳鼻咽喉頭頸科學(xué)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室（首都醫(yī)科大學(xué)）北京市人工聽覺工程技術(shù)研究中心（北京00730）

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鼓膜修補(bǔ)術(shù)后鼓膜振動(dòng)激光多普勒測(cè)振研究

張穎1王杰2李永新2
1陸軍總醫(yī)院263臨床部耳鼻咽喉頭頸外科（北京101149）2首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京同仁醫(yī)院耳鼻咽喉頭頸外科耳鼻咽喉頭頸科學(xué)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室（首都醫(yī)科大學(xué)）北京市人工聽覺工程技術(shù)研究中心（北京100730）

【摘要】目的應(yīng)用激光多普勒測(cè)振儀檢測(cè)鼓膜修補(bǔ)術(shù)后不明原因氣骨導(dǎo)差病例的鼓膜振動(dòng)特性。方法選取2013 年1月-2015年1月月期間首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京同仁醫(yī)院耳科完成的一組鼓膜修補(bǔ)術(shù)后不明原因氣骨導(dǎo)差病例（11耳），根據(jù)術(shù)后一年隨訪時(shí)氣骨導(dǎo)差（Air-Bone Conduction Gap，ABG）分成兩組：A組（ABG≤20 dB）6耳，B組（ABG＞20 dB）患者5耳。利用激光多普勒測(cè)振儀（Laser Doppler Vibrometer，LDV）分別測(cè)試兩組術(shù)后患者鼓膜臍部振動(dòng)幅值。同法對(duì)30耳正常人進(jìn)行測(cè)試作為對(duì)照組。分析鼓膜臍部振動(dòng)幅值與ABG關(guān)系。結(jié)果A組患者中除病例2與6外，其余病例的鼓膜振動(dòng)曲線與正常組走形基本一致。病例6的鼓膜臍部振動(dòng)幅度較正常組明顯下降，以1000 Hz處最低，鼓膜增厚并可見鈣斑形成，術(shù)前骨氣導(dǎo)差與術(shù)后基本一致；病例2術(shù)后鼓膜振動(dòng)幅度較正常提高，以1000 Hz處最為明顯，該患者術(shù)后骨氣導(dǎo)差較術(shù)前縮小，鼓膜完整但較菲薄。B組患者中除病例5稍高于正常組振動(dòng)幅度外，其余病例曲線大部分頻率振動(dòng)幅度均低于正常水平。病例5患者術(shù)后骨氣導(dǎo)差較術(shù)前略縮小，鼓膜菲薄。結(jié)論鼓膜修補(bǔ)術(shù)后鼓膜振動(dòng)幅度與ABG值大小存在一定的相關(guān)性，鼓膜振動(dòng)越接近正常值時(shí)ABG越小。

【關(guān)鍵詞】振動(dòng)；鼓膜；鼓室成形；氣骨導(dǎo)差

張穎和王杰并列第一作者

Supported by：The Foundation for Clinical Distinctive Application，Capital of China（Z161100000516144）；The priming scientific research foundation for the senior researcher in Beijing Tongren Hospital，Capital Medical University（2015-YJJ-GGL-015）；The Beijing Natural Science Foundation（7142040）；

Declaration of interest：The authors report no conflicts of interest.

單純型中耳炎發(fā)病率為1-8.6%。從20世紀(jì)50年代Wüllstein和Zollner最早提出了鼓室成形手術(shù)至今，如何提高鼓室成形手術(shù)后遠(yuǎn)期聽力效果一直是研究特點(diǎn)。然而鼓膜修補(bǔ)（鼓室成形Ⅰ型）術(shù)后僅20%的病例氣骨導(dǎo)差（Air-Bone conduction Gap，ABG）消失，80%的病例術(shù)后存在平均ABG為8 dB，部分病例ABG值更大。究其原因可能與術(shù)后中耳的狀態(tài)如炎癥持續(xù)、黏膜功能不良、瘢痕形成、鼓室腔氣化不良、咽鼓管功能障礙、鼓膜厚度以及鼓耳道角鈍角化等原因有關(guān)。然而，即使應(yīng)用顳骨薄層CT掃描、耳內(nèi)鏡檢查等臨床檢查除外上述可能原因并確定鼓膜-聽骨鏈連接良好外，但仍有部分病例氣骨導(dǎo)差形成機(jī)制不清。

在聽閾刺激下壓力和振幅要比人耳能耐受的最強(qiáng)聲刺激狀態(tài)下小一億多倍。中耳力學(xué)研究結(jié)果顯示：聽閾水平聲強(qiáng)的刺激可引起鼓膜振動(dòng)幅度約氫原子直徑大小，而120 dB SPL的強(qiáng)聲可以引起振動(dòng)幅度不足1μm，而常用的耳科光學(xué)手術(shù)顯微鏡僅可分辨0.1mm以上振動(dòng)幅度。因此，常規(guī)術(shù)中探查聽骨鏈活動(dòng)良好只能說明是解剖結(jié)構(gòu)連接好，而不能反應(yīng)鼓膜-聽骨鏈實(shí)際傳聲效果。激光多普勒測(cè)振儀（Laser Doppler Vibrometer，LDV）是一種非接觸式振動(dòng)檢測(cè)技術(shù)，可以非接觸式、無創(chuàng)、快速安全檢測(cè)聲刺激條件下鼓膜振動(dòng)，分辨率可達(dá)納米水平。應(yīng)用LDV檢測(cè)鼓膜振動(dòng)幅值，可能通過鼓室成形術(shù)后從聲學(xué)角度鼓膜振動(dòng)幅度大小反映鼓膜-聽骨鏈系統(tǒng)傳聲性能，進(jìn)而為分析鼓室成形術(shù)后臨床不明原因ABG形成可能原因提供依據(jù)。

本研究旨在利用激光多普勒測(cè)振儀（Laser Dop?pler Vibrometer，LDV）觀察鼓膜修補(bǔ)術(shù)后鼓膜臍部振動(dòng)，分析其與鼓室成形術(shù)后ABG關(guān)系，從聲學(xué)角度探索鼓室成形術(shù)后ABG形成可能原因。

1　資料與方法

1.1臨床資料

本研究選擇2013年1月-2015年1月期間，在首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京同仁醫(yī)院耳科由同一位高年資耳科醫(yī)生施行的鼓膜修補(bǔ)術(shù)病例。納入標(biāo)準(zhǔn)：術(shù)前無上呼吸道急慢性炎癥、無骨關(guān)節(jié)疾病、鼓膜緊張部大穿孔、干耳3個(gè)月以上、無既往手術(shù)史、顳骨CT檢查示聽骨鏈鏈接好且無中耳乳突腔炎癥表現(xiàn)、純音測(cè)聽示傳導(dǎo)性聽力損失、氣骨導(dǎo)差小于等于30 dB HL，愿意接受隨訪；術(shù)中探查聽骨鏈完整活動(dòng)好、鼓室腔黏膜無缺損；術(shù)后第12月期間隨訪時(shí)顳骨CT顯示鼓室腔含氣、無瘢痕形成、鼓耳道角無變鈍、聽骨鏈未見異常，耳內(nèi)鏡檢查鼓膜完整活動(dòng)好、無急慢性炎癥，近一個(gè)月內(nèi)無上呼吸道感染史，術(shù)后純音測(cè)聽4個(gè)頻率（500、1000、2000、4000 Hz）平均ABG大于等于8dB。最終有11例（11耳）資料完整病例納入本項(xiàng)研究：年齡介于18-66歲間，中位數(shù)41.5歲。

對(duì)照組：正常青年受試者30耳（平均年齡25.5歲），無耳病及全身疾病史，無長(zhǎng)時(shí)間噪聲接觸史，鼓膜標(biāo)識(shí)清楚，無急慢性上呼吸道炎癥，咽鼓管功能正常，純音氣導(dǎo)閾值小于等于25 dB HL，無氣骨導(dǎo)差。

1.1.1手術(shù)方式

手術(shù)全部在全麻下進(jìn)行，耳后徑路，移植材料選取患側(cè)顳肌筋膜，夾層法修補(bǔ)穿孔鼓膜，鼓室腔內(nèi)無填充材料，外耳道可適當(dāng)成形。術(shù)后第三周換藥。

1.1.2純音測(cè)聽方法

在符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（GB/T16403、GB/T 16296）的隔聲室內(nèi)進(jìn)行，受試者檢測(cè)前一周內(nèi)患者未接觸強(qiáng)聲、連續(xù)噪聲，檢測(cè)前在安靜環(huán)境中等待半小時(shí)。檢測(cè)者由有經(jīng)驗(yàn)的高年資聽力檢測(cè)技師完成。

1.1.3鼓膜振動(dòng)檢測(cè)方法

①體位：平臥，測(cè)試耳向上；②患者配合要求：平靜呼吸，避免任何肢體活動(dòng)；③測(cè)試時(shí)間：每側(cè)耳每次20秒，每耳測(cè)試5次；③刺激聲：純音500、1000、2000、4000 Hz，共4個(gè)頻率；④刺激聲強(qiáng)度：90dB SPL（氣導(dǎo)）；⑤刺激時(shí)間：每個(gè)頻率刺激1秒；⑥測(cè)試裝置：Polytec激光多普勒測(cè)振儀；⑦記錄與分析軟件：Polytec記錄分析軟件；⑧測(cè)試部位：鼓膜臍部；⑨觀察指標(biāo)：氣導(dǎo)刺激下鼓膜的振動(dòng)速度。分析結(jié)果時(shí)用鼓膜臍部振動(dòng)函數(shù)（鼓膜臍部振動(dòng)速度/鼓膜表面聲壓，單位：mm/s/Pa）來表示鼓膜振動(dòng)幅度大小。測(cè)試模式圖見圖1。

圖1　鼓膜激光多普勒測(cè)測(cè)振儀振動(dòng)檢測(cè)示意圖Fig.1 Schematic of measurement vibration of tympanic membrane using Laser Doppler vibrometer

本項(xiàng)研究通過首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京同仁醫(yī)院倫理委員會(huì)評(píng)審（倫理審批號(hào)2014-0907）所有受試者簽署患者知情同意書。數(shù)據(jù)分析軟件采用SPSS 19.0。

2　結(jié)果

本研究共11例（11耳）納入研究，依照入組患者術(shù)后ABG大小予以分為2組：A組ABG≤20 dB的患者6例，B組ABG＞20 dB的患者5例，術(shù)后純音聽力檢測(cè)結(jié)果見表1、2。

本研究中，30耳正常聽力、正常鼓膜志愿者鼓膜振動(dòng)測(cè)試結(jié)果如圖2顯示，灰色陰影表示500、1000、2000、4000Hz處每個(gè)頻率標(biāo)準(zhǔn)差上下范圍。與正常值相比（圖2），A組患者中除病例2、6外，其余病例鼓膜的振動(dòng)曲線與正常組基本吻合；病例6鼓膜振動(dòng)幅度較正常組明顯下降，以1000 Hz處最低，雖然鼓膜完整，但鼓膜較其他患者顯渾濁并可見鈣斑形成，且CT顯示鼓室含氣腔較小，術(shù)前骨氣導(dǎo)差與術(shù)后基本一致；病例2者術(shù)后鼓膜振動(dòng)幅度較正常提高，以1000 Hz處最為明顯，該患者術(shù)后骨氣導(dǎo)差較術(shù)前無明顯縮小，鼓膜完整，但較菲薄，鼓氣耳鏡檢查，鼓膜活動(dòng)度增大。

圖3示B組5例鼓室成形術(shù)后患者于500、1000、2000、4000Hz處鼓膜臍部振動(dòng)傳輸函數(shù)曲線。患者中除病例5稍高于正常組振動(dòng)幅度外，其余病例曲線大部分頻率振動(dòng)幅度均低于正常水平。病例5患者術(shù)后骨氣導(dǎo)差較術(shù)前無明顯變化，但鼓膜菲薄。

圖2　A組鼓膜臍部振動(dòng)傳輸函數(shù)（mm/s/Pa）Fig.2 Vibration transfer function of tympanic membrane at umbo in group A

圖3　B組鼓膜臍部振動(dòng)傳輸函數(shù)（mm/s/Pa）Fig.3 Vibration transfer function of tympanic membrane at umbo in group B

表1　A組6例ABG小于等于20dB患者氣導(dǎo)（AirConduction，AC）與骨導(dǎo)（BoneConduction，BC）4個(gè)頻率純音聽閾及平均ABG值（單位：dB）Table 1 Average air and bone conduction hearing level of 6 cases（ABG≤20 dB）at 4 frequencies（dB）

表2　B組5例患者氣導(dǎo)（Air Conduction，AC）與骨導(dǎo)（Bone Conduction，BC）基本信息及4個(gè)頻率平均ABG值（單位：dB）Table 2 Average air and bone conduction hearing level of 5 cases（ABG20 dB）at 4 frequencies（dB dB）

3　討論

本研究使用LDV技術(shù)檢測(cè)鼓室成形術(shù)后不明原因ABG增大患耳的鼓膜振動(dòng)，結(jié)果提示鼓室成形術(shù)后鼓膜振動(dòng)幅度與ABG有關(guān)聯(lián)，鼓膜臍部振動(dòng)幅值越接近正常值時(shí)ABG越小。

聲能引起鼓膜振動(dòng)后經(jīng)聽骨鏈傳遞至鐙骨底板整個(gè)過程中，任何部位的質(zhì)量、勁度及摩擦受影響均影響聲能有效傳遞，從而表現(xiàn)為傳導(dǎo)性聽力損失，純音測(cè)聽表現(xiàn)為不同程度的ABG。本研究中，A組6例鼓膜修補(bǔ)術(shù)耳術(shù)后一年氣骨導(dǎo)差介于8-20 dB之間，其中4例鼓膜臍部振動(dòng)接近正常鼓膜振動(dòng)幅度。由于純音測(cè)聽不可避免的實(shí)驗(yàn)誤差，氣導(dǎo)與骨導(dǎo)均有5 dB的實(shí)驗(yàn)誤差，即該6例氣骨導(dǎo)差可能在10 dB之內(nèi)。由于正常鼓膜為橢圓形、半透明且中央稍凹的膜性結(jié)構(gòu)，厚度約為0.05-0.1mm。鼓膜3層組織中的纖維層又可分為淺層放射狀纖維從錘骨柄向周圍放射，以及深層環(huán)狀纖維。鼓膜修補(bǔ)移植顳肌筋膜，缺乏纖維層，其剛度小于正常鼓膜，導(dǎo)致同樣的聲能刺激振幅減??；另外不同厚度的重建鼓膜可導(dǎo)致不同程度聽力損失，厚度達(dá)1mm時(shí)，于800 Hz最大可導(dǎo)致10 dB。同樣，Linder等也報(bào)道鼓膜修補(bǔ)術(shù)后80%病例氣骨導(dǎo)差約8 dB。因此，該4例ABG形成與鼓膜材料屬性改變有關(guān)。

鼓膜質(zhì)量影響鼓膜振動(dòng)幅度。A組中病例2雖然ABG較小，但振幅于1000 Hz處高于正常值，檢查時(shí)發(fā)現(xiàn)該例鼓膜菲薄。可能由于鼓膜質(zhì)量減輕導(dǎo)致其振幅增加有關(guān)。與之相反，A組病例6由于鼓膜鈣化至其質(zhì)量增加，影響鼓膜振動(dòng)表現(xiàn)為1000 Hz振幅下降，且于2000、4000 Hz處也輕度降低。Nishihara等研究發(fā)現(xiàn)，增加鼓膜臍部或錘骨頭表面的重量可引起中高頻的氣骨導(dǎo)增加，而長(zhǎng)時(shí)間的加壓砧骨或鐙骨則引起以高頻為主的傳導(dǎo)性聽力損失。此外，含氣鼓室腔的過小也可導(dǎo)致較大氣骨導(dǎo)差，嚴(yán)重者可引起35 dB HL的傳聲功能障礙。A組病例6的除了鈣化斑增加鼓膜質(zhì)量外，其鼓室腔含氣也較小，這可能是該例全頻氣骨導(dǎo)差形成的可能原因。

重建鼓膜纖維排列方式也影響鼓膜有效振動(dòng)。O’Connor等研究示鼓膜的徑向纖維層在4kHz以上發(fā)揮了重要的傳聲功能。菲薄的鼓膜缺少了纖維層雖然鼓膜振幅增加但勢(shì)必會(huì)影響聽力恢復(fù)。Yamashita等通過顳骨試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)對(duì)I型鼓室成型術(shù)后鼓膜修復(fù)形成的纖維層并非像原有鼓膜纖維層徑向和同心圓結(jié)構(gòu)排列而是紊亂的排列，所以這可能也是鼓室成形術(shù)后氣骨導(dǎo)差形成的原因之一。此外，前期有限元模型實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)隨著重建鼓膜厚度增加，鼓膜臍部、鐙骨底板位移幅度隨之減低。當(dāng)重建鼓膜厚度超過0.1 mm時(shí)，鼓膜臍部振幅與鐙骨底板振幅減低趨于顯著。當(dāng)重建鼓膜厚度＞1.0 mm時(shí)，鼓膜與鐙骨底板振幅顯著降低，尤其是在低頻區(qū)影響最為明顯。

B組病例中，除病例5外其余4耳鼓膜臍部振幅均較正常值降低，表現(xiàn)為ABG大于20 dB。鼓膜張力是影響中耳傳聲的重要因素，過高、過低的張力均可導(dǎo)致中耳重建手術(shù)后骨氣導(dǎo)差的形成。Zhao等報(bào)道由于人工聽骨長(zhǎng)度增加0.4mm導(dǎo)致鼓膜張力增高，可至1000 Hz以下聽力損失9dB。B組病例3、4氣骨導(dǎo)差較術(shù)前增高，且于500、1000 Hz重建鼓膜振幅降低明顯的可能原因就是鼓膜張力異常增高。而病例3、4于2k Hz振動(dòng)接近正常值，可能是由于共振頻率改變所致，表現(xiàn)為2000 Hz處峰值。另外，本研究中重建鼓膜的錐形曲度改變也是導(dǎo)致氣骨導(dǎo)差形成的另外一個(gè)因素。與A組相比，B組病例雖然術(shù)前氣骨導(dǎo)差小于等于30dB，但術(shù)前氣導(dǎo)、骨導(dǎo)均下降明顯，除鼓膜大穿孔外還可能會(huì)存在鼓膜修復(fù)無法恢復(fù)的中耳結(jié)構(gòu)，從而氣骨導(dǎo)差異常增加。

需要注意的是本研究樣本量較小，未能行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，后續(xù)大樣本研究將從耳力學(xué)角度進(jìn)一步闡明鼓膜修補(bǔ)術(shù)后不明原因氣骨導(dǎo)差形成的可能原因。

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·耳力學(xué)專輯·

Laser Doppler Vibrometry Study of Tympanic Membrane Motion after Myringoplasty with Air-Bone Gap of Unknown Origin

ZHANG Ying1WANG Jie2LI Yongxin2
1 Department of Otolaryngology Head and Neck Surgery，263rd Department of Clinical Services，Army General Hospital，Beijing 101149 2 Department of Otolaryngology Head and Neck Surgery，Beijing Tongren Hospital；Key Laboratory of Otolaryngology，Capital Medical University；Beijing Engineering Research Center of Hearing Technology，Beijing 100730 Corresponding author：LI YongxinEmail：entlyx@sina.com

【Abstract】Objective To study the motion characteristics of tympanic membrane（TM）after myringoplasty with air-bone gap of unknown origin using laser Doppler vibrometry.Methods Between January 2013 and January 2015，11 patients（11 ears），who presented with conductive hearing loss with no obvious clinical reasons after undergoing myringoplasy，were enrolled in this study.Based on the air-bone conduction gap（ABG）at one year after myringoplasty，the patients were divided into Group A（ABG≤20 dB，6 ears）and Group B（ABG＞20 dB，5 ears）.Thirty young people with normal hearing and normal TM served as the control.Magnitudes of TM vibration at the umbo were measured using laser Doppler vibrometry（LDV）.The relationship between TM vibration magnitudes and ABG were analyzed.Results TM vibration magnitude curves in patients in Group A were similar to the normal control subjects，except for Patients No.6 and 2.TM Vibrationmagnitude in Patient 6 was significantly lower than in normal controls，especially at 1000 Hz.Otoscopy showed thickened TM with calcification patches.Audiometry showed essentially no change in ABG before and after the myringoplasty surgery.TM vibration magnitude was higher than normal controls in Patient 2，peaking at 1000 Hz.TM was intact with signs of atrophy.ABG was reduced following the myringoplasty surgery.TM vibration magnitude was lower than normal controls in most patients in Group B，except for Patient No.5，whose TM vibration magnitude was slightly greater than normal controls.TM was thin in Patient 5 and ABG was reduced after the myringoplasty surgery.Conclusion After myringoplasty，TM vibration magnitude seems to be correlated with post-operative ABG.TM vibration parallel to normal indicates the probability of improved ABG.

【Keywords】vibration；tympanic membrane；tympanoplasty；air-bone conduction gap

【中圖分類號(hào)】R764.29

【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A

【文章編號(hào)】1672-2922（2016）03-334-5

DOI：10.3969 / j.issn.1672-2922.2016.03.004

基金項(xiàng)目：1首都臨床特色應(yīng)用研究項(xiàng)目（Z161100000516144）；2首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京同仁院研骨干培育基金資助課題（2015-YJJ-GGL-015）；3北京市自然科學(xué)基金項(xiàng)目（7142040）。

作者簡(jiǎn)介：張穎，在讀博士研究生，副主任醫(yī)師，研究方向：耳力學(xué)

通訊作者：李永新，Email：entlyx@sina.com

收稿日期：（2016-04-27）