林晨希 徐 丽 张少华 林 鑫 农东晓 唐安洲

(广西医科大学第一附属医院耳鼻咽喉头颈外科，南宁市 530021，E-mail：heahon@163.com)

论著·临床研究

健康成年人喉关节结构与运动的影像解剖学硏究

林晨希 徐 丽 张少华 林 鑫 农东晓 唐安洲

(广西医科大学第一附属医院耳鼻咽喉头颈外科，南宁市 530021，E-mail：heahon@163.com)

目的 多层螺旋CT(MSCT) 静态图像联合超声动态影像观察健康成年人不同喉运动状态下的喉关节结构。方法 选择3名健康志愿者行低剂量CT扫描参数预实验，以确定能清晰显示并测量喉部解剖结构标志的最低剂量设置。另选16名健康志愿者在平静呼吸、深吸气、Valsalva呼吸、发“yi”音4种不同喉运动状态下分别进行喉部低剂量MSCT扫描重建联合超声检查。采用MSCT静态图像观察并测量不同喉运动状态下喉部软骨结构，超声动态影像观察不同喉运动状态下喉部的运动情况。结果 70 mA低剂量MSCT扫描图像可清晰显示喉软骨解剖结构标志。超声动态扫描的清晰度尚不足以精确测量，但可观察到喉动态活动。MSCT测量结果显示，与平静呼吸相比，深吸气时两侧声带突间距、肌突间距轻微缩小，但差异无统计学意义(P>0.05)；Valsalva呼吸、发“yi”音时两侧声带突间距、肌突间距均较平静呼吸时明显缩小(P<0.05)；Valsalva呼吸与发“yi”音两组间的各参数差异均无统计学意义(P>0.05)；4种运动状态的正中矢状面环甲间隙差异无统计学意义(P>0.05)。结论 MSCT联合超声扫描能动态观察喉关节结构变化，对传统解剖学的静态观察是良好补充，并有望成为诊断喉疾病的新指标。

喉；关节；多层螺旋CT；低剂量；超声检查；运动；成年人

对喉部解剖结构和生理运动功能的研究历来是以尸体喉标本解剖或切片的形式进行[1-3]，但尸体喉标本缺乏肌张力，声带位于“尸位”或呈闭合位置，尚无法全面模拟活体内喉部的运动状态；而人体喉部位置较深，发音及呼吸时声门均处于动态变化，测量和动态观察运动时的喉部比较困难，这导致目前有关喉部运动的学说存在一定的臆测性和局限性。目前国内外尚无将多层螺旋CT(multislice spiral computed tomography，MSCT)联合超声观察正常人群在平静呼吸、深吸气、Valsalva呼吸、发“yi”音等不同喉运动状态下正常喉关节结构的系统报道。为了对喉部运动模式做出更科学可信的解释，本研究采用低剂量MSCT扫描的静态图像结合超声动态影像，观察不同喉运动状态下健康成年人的喉关节结构的影像解剖学。

1 资料与方法

1.1 研究对象 选择19名健康志愿者，男10名、女9名，年龄20～40岁，平均年龄25岁。纳入标准：(1)无喉科疾病及手术史(上呼吸道感染除外)；(2)1个月内无任何喉部咽部症状。排除标准：耳鼻咽喉常规检查及纤维电子喉镜检查喉部异常者。本研究经我院医学伦理委员会批准，研究对象均知情同意并签署知情同意书。

1.2 主要设备 CT为Light Speed VCT 64排MSCT及其ADW4.4工作站图像后处理系统(美国GE公司)；超声仪器为LOGIQ E9多功能超声诊断仪(美国GE公司)，探头频率为9～13 Hz。

1.3 研究方法

1.3.1 低剂量CT扫描参数预实验：对3名志愿者在平静呼吸的单一状态下进行喉部MSCT扫描。检查时，受检者取仰卧位，颈部自然伸直。扫描范围：从舌根下至上段气管软骨环。扫描参数设置：视野(field of view，FOV)330，矩阵1 024×1 024，准直器层厚0.625 mm，电压120 kV，螺距1 mm，管电流100 mA、70 mA、50 mA，重建层厚1 mm。扫描完毕后将数据传输到后台独立工作站汇总，评定能清晰显示并测量喉软骨解剖结构标志的最低剂量设置以定标。为防止超剂量辐射，此3名志愿者不进入下一步研究。

1.3.2 MSCT扫描重建及超声检查：对其余16名志愿者分别在平静呼吸、深吸气、Valsalva呼吸(深吸气后，闭唇但通过上下唇缝隙呼气)、发“yi”音4种状态进行MSCT扫描重建及超声检查。(1)利用上述定标的参数值(管电流70 mA)进行CT扫描并重建与数据测量，体位和扫描范围与1.3.1一致。(2)超声检查取仰卧位，去枕，头后仰，下颌上抬，保持颈部伸直。为避免超声衰减，主要通过环甲膜及甲舌膜2个软组织结构的经体表途径，从舌骨水平下缘至环状软骨下缘依次向下作横、纵、斜切面扫查并视频保存。

1.3.3 环甲关节结构与运动的MSCT解剖测量指标：(1)正中矢状面环甲间隙。(2)环杓关节结构与运动解剖测量指标包括：两侧杓状软骨声带突间距、肌突间距、杓状软骨在水平面旋转角度。其中杓状软骨水平面旋转角度的测量方法为：以杓状软骨肌突为夹角顶点，声带突、肌突连线与水平线所成夹角，深吸气、Valsalva呼吸、发“yi”音状态测得的角度与平静呼吸所测角度的差值即为不同运动状态下杓状软骨水平面旋转角度。见图1、图2。

A：箭头所示为双侧声带突间距；B：箭头所示为双侧肌突间距；C：箭头所示为正中矢状面环甲间隙

图1 环甲关节结构MSCT测量指标

1.4 统计学分析 采用SPSS 17.0软件进行统计分析，计量资料以(x±s)表示，多组间比较采用方差分析。以P<0.05为差异具有统计学意义。

2 结 果

2.1 不同喉运动状态下喉部MSCT及超声扫描图像 在MSCT及超声扫描中均可观察到：平静呼吸时双侧杓状软骨外展，声带处于外展位，声门裂开放；深吸气时双侧杓状软骨轻微内旋； Valsalva呼吸和发“yi”音时双侧杓状软骨内旋，两侧声带内收，声门裂缩小，见图2。

图2 不同喉运动状态下喉部MSCT及超声扫描图像

注：A、B、C和D均为管电流70 mA低剂量喉部MSCT扫描图像，左下角插图示意平静呼吸及喉部运动时杓状软骨角度测量，测量所得角度(Ⅰ与Ⅱ的差值)即不同运动状态杓状软骨水平面旋转角度。A：喉部CT(声带平面)平静呼吸；B：喉部CT(声带平面)深吸气；C：喉部(声带平面)Valsalva呼吸；D：喉部CT(声带平面)发“yi”音；a：喉部超声(声带平面)平静呼吸；b：喉部超声(声带平面)深吸气；c：喉部超声(声带平面)Valsalva呼吸，d：喉部超声(声带平面)发“yi”音。图中箭头所示为杓状软骨。

2.2 不同运动状态下喉关节结构的MSCT解剖测量结果 4种运动状态的声带突间距、肌突间距和杓状软骨水平面旋转角度差异有统计学意义(P<0.05)，正中矢状面环甲间隙差异无统计学意义(P>0.05)。与平静呼吸相比，深吸气时，两侧声带突间距、肌突间距轻微缩小，但差异无统计学意义(P>0.05)。Valsalva呼吸、发“yi”音时两侧声带突间距、肌突间距均较平静呼吸时明显缩小(P<0.05)。Valsalva呼吸与发“yi”音两组间的各参数差异均无统计学意义(P>0.05)。见表1。

表1 平静呼吸、深吸气、Valsalva呼吸、发“yi”音时喉关节结构MSCT测量结果比较(x±s)

注：与平静呼吸比较，*P<0.05。

3 讨 论

喉部的运动关节主要为环甲关节和环杓关节，其活动对完成喉的生理功能有重要作用。除了解剖学观测研究，临床上应用喉镜无法观察到喉腔外的环甲关节运动，而环杓关节的运动则更精细复杂，喉镜虽能清晰反映喉腔内黏膜表面的细节，却因黏膜覆盖而无法判断腔内软骨标志。MRI与CT相比，虽有着较高的软组织分辨能力，但MRI扫描速度较慢，而且喉部骨性结构细小，MRI对其显像并不敏感，无法观察喉关节结构与运动。普通CT由于受到技术的限制，难以描绘喉部运动，在喉及下咽部的临床应用上敏感度及准确率也均比MSCT低[4]。

黄永望等[5]应用MSCT精确测量了发音时喉部软骨和间隙发生的变化。国外学者也应用MSCT观察正常人吞咽时喉部的动态变化，探讨正常人的吞咽机制[6]。在人体喉部结构与运动描绘方面，MSCT具有以下优点：(1)能精确显示活体喉的各关节活动。(2)可明确区分喉部软骨结构与其周围的软组织结构，利于重建图像时筛选软骨结构观察关节活动。(3)人体的喉运动功能时程仅为3～10 s，先进的MSCT(如64层螺旋CT)能根据既定的基线平面在短短数秒内完成整个喉体的扫描，非常适于喉运动研究。

在本研究中每个受检者喉部要行多次CT扫描，如不调整CT扫描参数，则受检者的受辐射剂量将明显超过临床常规喉部CT检查，甲状腺比邻喉部且对射线敏感，超额的辐射剂量有诱发癌症的风险[7]。有研究表明，在达到诊断要求的前提下单纯减低管电流值，虽然图像噪声有所加大，但受检者的受辐射剂量会明显减少，图像也仍能保持较好的质量[8-9]。临床常规喉部CT扫描采用200 mA左右，但本研究在其他扫描参数不变的情况下，采用70 mA低剂量MSCT扫描达到满意效果，而且在后续研究中我们还会去除意义不大的喉运动状态，受检者的受辐射剂量将更加接近临床常规安全剂量。

在电子喉镜下，正常人深吸气时声门较平静状态略微增大，但经典理论认为吸气时由于气流冲压略呈活瓣状的声门软组织会导致声门比呼气时更狭窄。本研究中MSCT静态图像和超声动态录像下均观察到深吸气时两侧声带突间距、肌突间距并无增加，反而轻微有所减小，杓状软骨轻微内旋，与经典理论符合。深呼吸不涉及喉内肌群的主动运动，声门的轻微活动是气流作用所致，我们认为杓状软骨仅发生了内旋而无轴线移位。另外研究过程中发现并非所有4种状态都适用研究，Valsalva呼吸操作难度较大，部分受检者难以配合需反复训练以达到结果可靠，且Valsalva呼吸与发“yi”音两种状态下杓状软骨水平面内旋角度明显增大，但两者比较无差异(P>0.05)，提示两种状态下环杓关节运动移位均显著且程度相当，因此在后续的研究中可去除Valsalva呼吸，只采用平静呼吸、深吸气和发“yi”音3种状态。喉的环甲关节运动可以调节声带紧张度以改变音调，本研究采用正中矢状面环甲间隙作为指标，发现其在各喉运动状态下的并无差别(P>0.05)，说明环甲关节运动幅度微小，即便发高调音“yi”亦未能引起显著运动。

喉部轴位MSCT提供了喉不同运动状态下的清晰断层静态图像，结合冠状位和矢状位重建可完成各解剖位点测量。而喉部超声扫描的静态图像能辨别软组织及软骨结构，虽然清晰度不如CT和MRI，但可通过录像实时反映喉运动过程中的软组织和骨结构位移变化的连续过程。此外，其还具有快速、无创、经济、安全和无放射性等众多优点，可以有效弥补MSCT的不足。近几年，超声已被尝试应用于喉部检查[10-11]，对于声带麻痹，通过喉超声观察声带的活动度非常有助于临床判断评估声带麻痹患者喉返神经的受损程度[12]。不仅如此，对于喉癌，超声检查还能提供甲状软骨是否受侵犯、有无颈部淋巴结转移、声带是否固定等其他检查手段难以甚至不能提供的重要信息，协助临床医生进行分期及决定治疗方案[13-16]。因此，本研究把超声作为MSCT的补充手段，在不同喉运动状态下观察了喉部各关节结构与运动，而其所观察到的喉部运动情况与MSCT的一致。此外，MSCT静态图像和超声动态成像相结合的影像解剖学测量与传统的尸体标本解剖测量相比，其独特优势包括：(1)能在解剖结构于生理活动状态下，准确地显示其断面形态变化及位置关系；(2)可通过追踪连续断层或借助计算机进行结构的三维重建和定量分析；(3)能动态获取活体器官各运动时相的形态。

本研究探索性地结合MSCT和超声对健康成年人喉部各关节结构与运动在不同喉运动状态下进行影像解剖学研究，发现低剂量MSCT扫描参数和平静呼吸、深吸气和发“yi”音3种适用于研究喉部的运动状态。今后可在本研究的基础上探讨喉癌、非特异性肉芽肿、声带麻痹、环杓关节脱位等影响喉部运动功能的疾病，分析病变对喉关节结构和运动功能的影响，为临床评估提供新手段，因此很有必要发挥MSCT和超声相结合的独特优势对此深入研究。

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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，在读硕士研究生，研究方向：咽喉疾病。

农东晓(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)