鼻中隔偏曲的形态学分析*

胡林 薛娜 王珮华 许晨婕 汪涛

鼻中隔偏曲（Nasal Septal Deviation,NSD）是耳鼻咽喉科临床上最常见的结构疾病之一，是指鼻中隔形态上向一侧或两侧偏曲或局部突起，并引起鼻腔功能障碍或产生症状者，包括鼻塞、鼻出血、反射性头痛，严重者可引起临近结构受损，如偏曲部位在中鼻甲及中鼻道相对应处，压迫中鼻甲外移，黏膜肥厚，中鼻道狭窄妨碍鼻窦引流，可诱发鼻窦炎并出现相应的症状[1]。

目前鼻中隔偏曲的诊断主要根据患者主观症状，结合鼻部详细的专科检查，前鼻镜检查，鼻内镜检查以及影像学检查综合判断[4]。有文献报道[2-5]，鼻声反射、鼻阻力可以用来评估鼻中隔偏曲的严重程度。但相对于前鼻镜、鼻内镜及鼻窦CT，鼻声反射、鼻阻力在确定鼻中隔偏曲位置及严重程度缺乏敏感度和特异度[6]。

鼻中隔矫正术前常规推荐行鼻窦CT，这些数据可以提供鼻中隔偏曲的精确测量，但是目前临床上多用于检查鼻腔解剖情况，进而发现有无合并的鼻窦病变，减少鼻中隔矫正手术的失败率，而不是单纯用于诊断鼻中隔偏曲[4，7]，通过鼻窦CT三维重建进行鼻中隔偏曲的形态学分析目前较少有文献报道。

在本次研究中，我们对临床诊断鼻中隔偏曲及其正常对照组的鼻窦CT作图像分割处理创建鼻中隔三维模型，通过计算这些模型的三维参数来描述鼻中隔的形态学特点。本次研究的目的寻找两组之间三维参数有无统计学差异，这些形态学参数是否有利于鼻中隔偏曲的诊断，进一步指导手术。

资料与方法

1 一般资料

选择2015年1月～2017年9月至我院就诊的临床诊断为鼻中隔偏曲并在我院行颌面部CT检查的患者20例作为实验组，年龄18～59岁，平均28岁，其中男16例、女4例；在此期间选取至我院门诊因非鼻部症状就诊并在我院行颌面部CT检查的患者20例作为正常对照组，年龄17～50岁，平均26岁，其中男16例、女4例。患者合并有鼻面部肿瘤史、鼻面部创伤史、鼻面部手术史、鼻部其他相关疾患以及颅颌面部先天性畸形除外。

2 方法

我们将患者的鼻窦CT数据以DICOM格式下载保存，再将此数据通过Mimics软件（20.0版本）实现鼻中隔偏曲角度的测量及三维模型的重建。首先，通过选择阈值范围，将鼻中隔与鼻道区分开，得到一包括骨、软骨、黏膜等软组织在内的二维数据体，见图1。然后通过编辑功能，在水平面及冠状面上将鼻中隔与周围的组织（鼻腔顶壁、外侧壁、底壁）相区分，得到包括鼻中隔骨、软骨及表面黏膜在内的二维数据体，见图2、图3。将所得到的二维数据体重建，得到鼻中隔的三维图像，见图4。

图1 鼻及鼻窦CT之一

图2 鼻及鼻窦CT之二

图3 鼻中隔CT三维重建

图4 鼻中隔CT三维重建

鼻中隔三维重建：图1.阈值分割，将鼻中隔与鼻道区分开，得到一包括骨、软骨、黏膜等软组织在内的二维数据体。图2.逐层编辑，在水平位上将鼻中隔与周围的组织（鼻腔顶壁、外侧壁、底壁）分割，得到包括鼻中隔骨、软骨及表面黏膜在内的二维数据体。图3.冠状位上再次逐层编辑，将鼻中隔与周围的组织分割，得到鼻中隔的二维数据体。图4.将上述二维数据体三维重建，得到鼻中隔的三维图像。

应用Mimics软件对颌面部CT进行鼻中隔的形态学测量分析，测量指标包括 SDA（Septal deviation angel,SDA,鼻中隔偏曲角度）、SV（Septal Voluma,SV,鼻中隔容积）和SS（Septal Suvface,SS,鼻中隔表面积）。SDA是由从鸡冠至前鼻棘的连线与鸡冠至鼻中隔棘突连线之间的夹角（见图5），Orhan等[8]报道，SDA可用来描述鼻中隔偏曲的严重

图5

鼻中隔形态学参数的测量：见图5，从鸡冠至前鼻棘的连线与鸡冠至鼻中隔棘突连线之间的夹角，得到一夹角，为鼻中隔偏曲角度；见图6,在Mimics软件中打开重建好的鼻中隔三维图像，查看属性，可得到鼻中隔及各部分的体积值。

结果

图6

实验组20例，其中男16例，女4例，年龄18～程度，角度越大，鼻中隔偏曲越严重。在Mimics软件中打开重建好的鼻中隔三维图像，查看属性，可得到鼻中隔的体积值（见图6）。此值可反映鼻中隔的59岁，平均年龄28岁；对照组20例，其中男16例，女4例，年龄17～50岁，平均年龄26岁；两组间年龄及性别差异无统计学意义（年龄使用t检验，性别使用卡方检验）。实验组SDA、SV明显大于对照组，差异有统计学意义(P＜0.001)，两组间SS差异无统计学意义（P＞0.05），数据描述，如表 1。

表1 鼻中隔形态学参数两组间的比较

讨论

NSD是引起鼻塞的常见结构性原因，主要表现在鼻中隔软骨、筛骨垂直板和犁骨的弯曲,棘突、嵴突和成角畸形。它的发病率很高，Grymer等[9]报道成人发病率为60%；Alpini D等[10]报道新生儿NSD的发病率1.45%～6.3%；Kawalski H等[11]报道称顺产的新生儿中鼻中隔偏曲的发病率高达22%，而剖宫产新生儿仅有4%，这可能与顺产时产道损伤相关。Haapaniemi J等[12]研究了6～15岁的学龄期儿童应用放射学检查NSD的发病率约20%，而真正临床上诊断为NSD的约10%。国内傅德明等[13]报道为43.4%；徐胜等[14]观察了西北地区出土的200例成人头颅,发病率56.5%；中国人群调查报道为49.1%～67.6%[15]；而其中先天性NSD的发病率为33.0%[16]。

NSD的原因有多种：分娩姿势和产程损伤可导致先天性NSD[17]；上颌骨与腭骨生长发育不平衡,中隔半脱位，鼻中鼻甲发育异常，新生儿受骨质压力的变化也是导致先天性NSD的主要原因[17]；鼻骨骨折可导致鼻中隔偏曲，还常常伴有鼻中隔骨折[18]，是后天性NSD的主要原因；而儿童期和少年期正处在鼻中隔完全骨化之前，此期的创伤可导致先天性偏曲的加重或后天性NSD的发生[16]。

NSD按偏曲的形态分类分为4种：C形，V形，S形和波浪形；以前两者最常见（86.1%）。按偏曲的部位分为两种基本类型，即软骨部偏曲和结合部偏曲。前者偏曲发生在鼻中隔的软骨部（常为后天性因素所致）[15]或软骨与筛骨正中板的交界处，发生的偏曲多为C形和V形，常伴有外鼻的畸形，包括外鼻孔不对称和鼻柱弯曲。后者指所有的鼻中隔成分均受累，如犁骨、筛骨的垂直板和鼻中隔软骨，发生的弯曲多为S形和波浪形，常伴有鼻外侧壁的不规则状肥大，一侧鼻腔畸形，或颊部、外鼻孔、腭的畸形, 牙齿咬合不正等[19]。

鼻中隔偏曲的程度测量早期采用郑中立[20]和徐胜等[14]推荐的标准：测量鼻中隔距离正中线＜0.3 cm为轻度，0～0.6cm为中度；＞0.6cm为重度。徐胜等[14]观察了200例成人头颅，轻、中和重度偏曲的构成比为28.0%、58.5%和13.5%。但这些数据是从完整颅骨上用游标卡尺等完成测量的,目前临床上缺乏可实施的活体测量方法，并不适宜广泛开展，限制了其在临床上的应用。也有作者[21]运用CT二维测量分析量化评价NSD的偏曲程度，通过计算鼻中隔两侧黏膜至中线距离的平均数来表示鼻中隔偏曲的程度，但是二维CT测量分析只能在某几个层面上反应鼻中隔偏曲的程度，并不能整体反应鼻中隔偏曲的程度，因此有一定的局限性。

Mimics软件诞生于1992年，开发初期的目的是将断层扫描图片用于快速原型制造。在随后的开发过程中，不断拓展新的应用领域，包括基于医学影像的医学三维建模、计算机辅助设计、有限元和流体力学分析、快速原型制造、虚拟手术规划、人体解剖学测量分析、组织工程支架空隙分析等计算机辅助医学的各个领域。近年来，医学图像的三维重建已经被应用于上呼吸道的形态学分析评估，主要用于评估阻塞性睡眠通气障碍、外伤后导致及先天性畸形等[22-24]。

我们通过运用Mimics软件实现鼻中隔三维重建，计算出鼻中隔三维图像的形态学参数，进而量化分析NSD的严重程度，为NSD的诊断提供更加客观的依据，并且使术者在术前能充分了解鼻中隔的形态、偏曲程度，预演手术过程，了解手术难度,预测手术疗效。

本次实验中，我们选取了至我科就诊的鼻中隔偏曲患者20例作为实验组，我院口腔科住院病人20例作为对照组（非鼻部症状），通过对40例患者鼻窦CT的分析进而评估两组间在三项鼻中隔形态学参数（SDA，SV，SS）是否有显著性差异，是否可以运用客观量化的形态学参数辅助诊断鼻中隔偏曲及鼻中隔术前手术设计。

首先，我们测量了SDA，这个参数已被很多研究用来评估鼻中隔偏曲的严重程度[25-27]。和预期一样，鼻中隔偏曲患者的SDA明显大于对照组，差异有统计学意义，因此SDA较为准确地反映了鼻中隔偏曲的严重程度，为鼻中隔偏曲的诊断提供更为客观、有效的二维参数指标。

通过Mimics软件对鼻中隔二维图像进行鼻中隔三维重建，我们测量了SV及SS。鼻中隔偏曲患者的SV平均值为21.4cm3，对照组为16.6cm3，鼻中隔偏曲患者的SV明显大于对照组，差异有统计学意义，SV能够定量、精确地评估不同个体的鼻中隔的大小，SV越大，鼻中隔偏曲程度越大，因此鼻中隔容积可以作为评估鼻中隔偏曲严重程度的有效三维参数指标。但是此次研究样本量较少，计算出的SV平均值大小可能与鼻中隔偏曲患者及对照组总体SV存在差距，因此还需要进一步扩大样本量。SS在两组之间无显著性差异，鼻中隔表面积是指鼻中隔外表面的面积之和，在鼻中隔体积一定的情况下，鼻中隔表面积的大小只能说明鼻中隔表面黏膜面积的大小，并不能代表鼻中隔本身整体的大小。例如，如果鼻中隔表面存在较多（较少）凹陷或隆起，相应的鼻中隔表面积会增大（减小），但是这并不影响鼻中隔整体的弧度，因此，鼻中隔表面积的大小并不能代表鼻中隔偏曲的程度。

从本次研究的结果我们可以发现，SDA及SV可以有助于耳鼻咽喉科医生更好地理解鼻腔、鼻中隔的形态学特征，进而较为客观、精确地评估鼻中隔偏曲的程度及鼻中隔的大小，有助于鼻中隔偏曲的诊断。目前鼻中隔偏曲的诊断主要根据患者主观症状，结合鼻部详细的专科检查、鼻内镜检查以及影像学检查综合判断。鼻窦CT提供了鼻中隔偏曲的精确测量，通过计算鼻中隔偏曲角度，我们可以判断鼻中隔偏曲的程度，鼻中隔偏曲角度越大，鼻中隔偏曲的程度越大，反之亦然。通过计算鼻中隔容积，我们得出鼻中隔偏曲患者的SV明显大于正常对照组的SV，这可以说明，SV越大，鼻中隔偏曲的程度越严重。因此，在鼻中隔偏曲的诊断中，SDA及SV可以较为客观地评估鼻中隔偏曲的严重程度，有助于鼻中隔偏曲的诊断，进一步指导临床医师手术，减少鼻中隔矫正手术的失败率。通过对鼻中隔三维模型的重建及三维形态学测量，我们既能直观、立体地观察鼻中隔的偏曲部位及偏曲类型进而为术前模拟提供基础，又能较为精确地计算鼻中隔的大小，为术前术后疗效对比提供基础。

虽然本研究取得了一定的研究成果，但还需要进一步完善。通过Mimics软件测量鼻中隔偏曲角度及鼻中隔三维模型重建，我们只关注了鼻中隔本身的形态学特征，未将鼻中隔及其两侧鼻腔作为整体进行分析，这可能会导致鼻中隔形态学参数过于片面，不能全面反映鼻腔结构与患者主观症状之间的关联。

结论

本次研究中，我们运用Mimics软件对鼻窦CT进行鼻中隔三维重建及鼻中隔形态学测量，用来评估这些参数在鼻中隔偏曲诊断的应用。在分析的形态学参数中，鼻中隔偏曲角度及鼻中隔容积可以作为鼻中隔偏曲的客观测量指标，有助于鼻中隔偏曲的诊断，鼻窦CT扫描可以较为精确、客观地判断鼻中隔偏曲的程度。