周威邦,劉小涵,楊佩宣,孔江維,李雨琦,張小兵

(1.蘭州大學(xué)第一臨床醫(yī)學(xué)院,甘肅 蘭州 730030;2.蘭州大學(xué)第一醫(yī)院 耳鼻咽喉頭頸外科,甘肅 蘭州 730030)

真菌球是非侵襲性真菌性鼻竇炎中最常見的類型,多見于中老年女性,近20年在我國的發(fā)病率呈逐年上升趨勢[1]。真菌球的發(fā)病機(jī)制較為復(fù)雜,目前關(guān)于真菌球與鼻腔、鼻竇解剖結(jié)構(gòu)變異的聯(lián)系具有較大爭議[2-3]。上頜竇是真菌球最常累及的部位,且多為單側(cè),本研究擬選取單側(cè)上頜竇真菌球(unilateral maxillary sinus fungus ball,UMFB)患者的鼻竇CT進(jìn)行三維重建,并將納入病例的患側(cè)與健側(cè)上頜竇容積、表面積、氣化系數(shù)、骨壁厚度及密度等解剖參數(shù)進(jìn)行對比分析,進(jìn)一步探討UMFB與上頜竇解剖參數(shù)的關(guān)系以及UMFB的發(fā)病特點,為臨床診斷和治療提供思路。

1 資料與方法

1.1 一般資料

收集2017年1月—2022年6月在蘭州大學(xué)第一醫(yī)院住院并行手術(shù)治療的55例UMFB患者,其中男20例,女35例;年齡18～87歲,平均年齡(55.53±14.27)歲,中位年齡55歲。患者就診時主要臨床癥狀伴有鼻塞31例,流涕24例,頭痛19例,顏面部疼痛9例,眼球脹痛3例,鼻腔異味3例,2例就診時無特殊癥狀。納入病例的術(shù)前影像學(xué)表現(xiàn)、術(shù)中所見均符合真菌球的特征,術(shù)后病理標(biāo)本中可見大量真菌菌絲及孢子,且該病變僅局限于單側(cè)上頜竇。排除標(biāo)準(zhǔn):①既往有鼻面部外傷史或手術(shù)史;②合并有鼻息肉、鼻腔鼻竇占位性病變等其他鼻部疾病;③先天性上頜竇發(fā)育不全;④近1個月有鼻部不適的患者。

1.2 研究方法

1.2.1 鼻竇CT掃描 所有納入患者術(shù)前均采用64排128層螺旋CT進(jìn)行鼻竇掃描,掃描參數(shù):層厚、層間距均為1 mm;骨窗窗寬1 500 HU,窗位450 HU;軟組織窗寬300 HU,窗位40 HU。將得到的CT原始數(shù)據(jù)拷貝到個人電腦中,并導(dǎo)入到Mimics 21.0軟件中。同時應(yīng)用鼻竇CT Lund-Mackay評分系統(tǒng)[4]對納入病例的病情嚴(yán)重程度進(jìn)行評估,由于本研究納入的病例均為單側(cè)上頜竇受累,故只需對患側(cè)上頜竇及竇口鼻道復(fù)合體進(jìn)行評分(鼻竇:0分=無異常,1分=部分渾濁,2分=全部渾濁;OMC:0分=無阻塞;2分=阻塞),評分由兩位本專業(yè)經(jīng)驗豐富的醫(yī)師共同完成。

1.2.2 上頜竇的三維重建 運用Mimics 21.0軟件中的閾值分割工具,選擇-1 024～225 HU的閾值范圍將上頜竇骨壁與竇腔一部分自動分割開來,當(dāng)組織界限不清時使用手動編輯蒙版,逐層精確分割。再用不同顏色的蒙版標(biāo)記患側(cè)與健側(cè)上頜竇,最終完整得到雙側(cè)上頜竇的二維圖像,將二維數(shù)據(jù)生成三維立體形態(tài)并進(jìn)行光滑處理,最終得到優(yōu)化后的雙側(cè)上頜竇三維模型(圖1)。

圖1 上頜竇的三維重建 a:Mimics軟件三維重建后的雙側(cè)上頜竇,其中紅色部分為患側(cè)上頜竇,藍(lán)色部分為健側(cè)上頜竇;b:軟件運算得到的上頜竇解剖參數(shù)

1.2.3 上頜竇解剖參數(shù)的測量與運算 本研究可通過軟件運算可自動得到雙側(cè)上頜竇的容積、表面積、左右徑(x)、上下徑(y)和前后徑(z)(圖1b)。x為上頜竇在三維空間中最左點和最右點所在的2個矢狀面間距離,y為最上點和最下點所在的2個橫截面間距離,z為最前點和最后點所在的2個冠狀面間距離。將軟件運算得到的上頜竇的容積除以x、y、z的乘積即為氣化系數(shù)[5]。即氣化系數(shù)=上頜竇實測容積/估算容積。尚紅坤等[6]根據(jù)上頜竇氣化系數(shù)的大小,將上頜竇的三維立體形態(tài)分為凹陷型、適中型和飽滿型,3種類型的氣化系數(shù)分別為<0.300、0.300～0.420、>0.420。

參考Jun等[7]的測量方案,上頜竇骨壁厚度及密度的測量均在橫斷面上進(jìn)行,選取下鼻甲前段骨質(zhì)與上頜竇內(nèi)側(cè)骨壁連接的平面(下鼻甲最完整的平面)為測量平面,在上頜竇后壁的中點作垂直于上頜竇骨壁的直線,將圖像放大后在直線上測量上頜竇骨壁厚度(圖2a),單位為毫米,測量3次后取平均值。同時通過軟件得到該直線對應(yīng)的CT值曲線(圖2b),取CT值最大的一點視為上頜竇骨壁密度,以HU為單位。

圖2 上頜竇骨壁的厚度及密度測量 a:測量的平面; b:應(yīng)用軟件測得上頜竇骨壁密度

1.3 統(tǒng)計學(xué)分析

2 結(jié)果

2.1 鼻竇CT評分結(jié)果

根據(jù)鼻竇CT Lund-Mackay評分系統(tǒng)將納入病例的患側(cè)上頜竇及竇口鼻道復(fù)合體分為1、2、3分及4分組,其中1分組 17側(cè),2分組 9側(cè),3分組 4側(cè),4分組 25側(cè),平均(2.67+1.33)分。

2.2 患側(cè)與健側(cè)上頜竇解剖參數(shù)的比較

將納入病例的患側(cè)與健側(cè)上頜竇解剖參數(shù)進(jìn)行配對樣本t檢驗,結(jié)果顯示與健側(cè)相比,患側(cè)上頜竇的容積、表面積、上下徑和氣化系數(shù)明顯較小,而上頜竇的骨壁厚度及密度則明顯較大,差異均具有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)?；紓?cè)與健側(cè)左右徑及前后徑的差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05),見表1。此外,本研究中患側(cè)上頜竇有24例凹陷型、30例適中型、1例飽滿型,而健側(cè)上頜竇中有11例凹陷型、43例適中型、1例飽滿型。

表1 患側(cè)與健側(cè)上頜竇解剖參數(shù)的比較

2.3 患側(cè)上頜竇解剖參數(shù)與Lund-Mackay評分的相關(guān)性

對患側(cè)上頜竇解剖參數(shù)和Lund-Mackay評分的相關(guān)性采用Spearman秩相關(guān)檢驗,結(jié)果顯示患側(cè)上頜竇骨壁厚度及密度、容積、表面積、氣化系數(shù)與Lund-Mackay評分均無相關(guān)性(P>0.05),見表2。

表2 患側(cè)上頜竇解剖參數(shù)與Lund-Mackay評分的相關(guān)性 (n=55)

3 討論

真菌球是一種由真菌感染引起的慢性炎性疾病,是非侵襲性真菌性鼻竇炎中最常見的類型,通常發(fā)生在免疫功能正常的個體[8]。真菌球的內(nèi)科治療效果不佳,手術(shù)治療是首選方案,尤其是內(nèi)鏡手術(shù)[9]。而鼻竇CT則是術(shù)前診斷真菌球最有價值的檢查,其中竇內(nèi)高密度鈣化影是其最具特征性的CT表現(xiàn)[10]。真菌球主要累及單側(cè)上頜竇,罕見雙側(cè)發(fā)病,這則表明研究患側(cè)與健側(cè)上頜竇解剖參數(shù)及三維立體形態(tài)的差異具有重要意義。本文回顧性分析55例UMFB患者的鼻竇CT資料,應(yīng)用軟件盡可能精確地重建出了雙側(cè)上頜竇的三維立體影像,并將測量得到的數(shù)據(jù)進(jìn)一步對比分析,以探討UMFB與上頜竇解剖參數(shù)的關(guān)系。

以往關(guān)于UMFB與鼻腔、鼻竇解剖關(guān)系的研究中,Hwang等[11]發(fā)現(xiàn)UMFB好發(fā)于中鼻道容積較大的一側(cè),而與鼻腔總?cè)莘e并無聯(lián)系。本研究中我們發(fā)現(xiàn)UMFB患者雙側(cè)上頜竇容積大小的差異具有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05),真菌球似乎更好發(fā)于上頜竇容積較小的一側(cè),這可能涉及宿主與真菌之間復(fù)雜的相互作用,同時該結(jié)論能夠部分解釋為何真菌球在鼻竇容積較男性小的女性患者中更常見[12]。此外,研究表明在最大生長期過后,男女上頜竇的容積都會因為骨質(zhì)結(jié)構(gòu)中礦物質(zhì)的丟失而緩慢縮小[13],UMFB多見于中老年人則可能與其上頜竇的容積減小有關(guān)。此外,人體其他鼻竇容積雖較上頜竇小,但真菌球的發(fā)病率卻遠(yuǎn)小于上頜竇,這可能是由于上頜竇具有重要的加溫、加濕功能[14],更適宜真菌生長,也可能與上頜竇的自然開口更易受到周圍病變而發(fā)生阻塞有關(guān)。

單純比較患側(cè)與健側(cè)上頜竇容積的大小無法體現(xiàn)UMFB與上頜竇三維形態(tài)的聯(lián)系,且上頜竇容積在不同個體之間差異較大,因此我們引入了上頜竇氣化系數(shù)的概念[5]。上頜竇的氣化系數(shù)代表了上頜竇在三維空間的伸展情況,也能夠體現(xiàn)周圍結(jié)構(gòu)對上頜竇形態(tài)的影響,氣化系數(shù)越大,說明上頜竇形態(tài)越飽滿。本研究發(fā)現(xiàn)UMFB患者患側(cè)與健側(cè)上頜竇氣化系數(shù)的差異具有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05),且患側(cè)上頜竇中凹陷型有24例,而健側(cè)上頜竇中凹陷型僅有11例,所以我們認(rèn)為真菌球更好發(fā)于上頜竇氣化不良的一側(cè),凹陷型的上頜竇似乎更適宜真菌生長,而這可能是因為真菌孢子在凹陷型的上頜竇中更容易發(fā)生沉積。同時我們提出疑問,是否真菌感染能夠促使上頜竇的三維形態(tài)有不同程度的凹陷,使上頜竇容積及氣化系數(shù)進(jìn)一步降低,即真菌感染與上頜竇容積及氣化系數(shù)之間是否存在相互影響、相互促進(jìn)的關(guān)系。

此外,本研究發(fā)現(xiàn)真菌球好發(fā)于內(nèi)表面積較小的一側(cè),這可能與一氧化氮的產(chǎn)量減少有關(guān)。研究表明鼻腔中測量到的大部分一氧化氮來自于鼻竇黏膜,一氧化氮可以刺激上頜竇黏膜的黏液纖毛運動以及調(diào)節(jié)鼻腔氣流阻力,抵御細(xì)菌、病毒和真菌感染[15]。因此我們有以下推測:患側(cè)上頜竇的表面積較小,則黏膜的總面積較小,產(chǎn)生的一氧化氮總量也相對較少,對真菌孢子的清除率下降,從而促進(jìn)了真菌在上頜竇內(nèi)的生長。除了容積、氣化系數(shù)和表面積之外,本研究發(fā)現(xiàn)三維空間中患側(cè)與健側(cè)上頜竇上下徑的差異同樣具有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05),而左右徑和前后徑的差異則無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。同時本研究發(fā)現(xiàn)上頜竇容積、氣化系數(shù)和表面積與Lund-Mackay評分無相關(guān)性(P>0.05),表明這些解剖參數(shù)并不能成為預(yù)測UMFB病情嚴(yán)重程度的指標(biāo)。

上頜竇骨壁并非靜止結(jié)構(gòu),而是處于動態(tài)變化的狀態(tài),它會對炎癥、機(jī)械應(yīng)力等外界刺激做出反應(yīng),包括骨膜增生反應(yīng)、骨重塑以及新骨形成等過程,我們把這種骨組織的病理性改變稱為骨炎[7]。本研究將上頜竇骨壁厚度及密度作為衡量骨炎嚴(yán)重程度的指標(biāo),結(jié)果發(fā)現(xiàn)UMFB患者患側(cè)上頜竇骨壁厚度及密度均較健側(cè)大,且差異具有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05),提示骨壁厚度及密度可作為一種篩查指標(biāo),對于有一側(cè)上頜竇骨壁厚度和密度明顯較大的患者應(yīng)懷疑真菌球的可能,這對于診斷上頜竇真菌球具有一定價值[16]。但本研究納入病例的年齡跨度較大,且中位年齡達(dá)55歲,表明納入病例的整體年齡結(jié)構(gòu)偏大,而中老年人可因骨質(zhì)疏松導(dǎo)致骨密度下降,可能對上頜竇骨壁密度的測量結(jié)果有一定影響。此外,患側(cè)上頜竇骨壁厚度和密度與Lund-Mackay評分并無相關(guān)性(P>0.05),這表明骨壁厚度及密度并不能作為預(yù)測UMFB患者病情嚴(yán)重程度的指標(biāo)。

綜上所述,UMFB的發(fā)病特點有很多,而本文則將重點放在對上頜竇三維立體形態(tài)及解剖參數(shù)的研究,最終發(fā)現(xiàn)UMFB與上頜竇解剖參數(shù)密切相關(guān)。同時患側(cè)與健側(cè)上頜竇解剖結(jié)構(gòu)的差異如骨壁厚度與密度等,能夠為UMFB的術(shù)前診斷提供新思路,并有助于手術(shù)方案的設(shè)計。但上頜竇并非一個孤立存在的結(jié)構(gòu),其發(fā)育及氣化程度會受到周圍結(jié)構(gòu)的影響,且當(dāng)真菌球體積足夠大時,其病變本身會壓迫周圍結(jié)構(gòu)而影響上頜竇容積、氣化系數(shù)等參數(shù)的大小,且本研究還存在病例數(shù)不足及難以避免的測量誤差,這些因素均會對研究結(jié)果產(chǎn)生影響。因此對于UMFB與鼻腔、鼻竇解剖參數(shù)的關(guān)系,仍需要我們更加全面、深入的研究。