經遠外側入路和乙狀竇前入路顯露下斜坡的虛擬現實顯微解剖學研究

湯可 趙亞群 周青 劉策

經遠外側入路以枕髁作為標記點進行開顱手術，在小腦半球和腦干腹側向前內側方向可以到達下斜坡區域進行操作［1]。經乙狀竇前入路自乳突開始磨除巖骨，向頸靜脈孔方向經頸靜脈球后進入顱后窩，于腦干腹側可以到達下斜坡區域［2]。上述兩種手術入路的解剖顯露方向和順序均不相同，比較二者的解剖學差異有助于合理選擇手術路徑。既往我們采用虛擬現實技術構建顱底三維解剖模型并進行手術路徑模擬，實現對不同手術路徑的量化比較［3]。本研究繼續采用虛擬現實技術模擬經遠外側入路和乙狀竇前入路手術的三維解剖場景，并對各種解剖結構的顯露情況進行比較。

材料與方法

一、實驗材料

1.標本來源 15例（30側）成人尸頭標本購自北京大學醫學部解剖學實驗室，死亡原因均為心肌梗死（2007年6月-2009年3月），其中男性11例，女性4例；年齡60～71歲，平均65.31歲。標本以體積分數為10%的甲醛溶液固定后，參照文獻［4]方法，通過雙側頸總動脈（CCA）和椎動脈（VA）灌注混合碘海醇注射液的紅色硫化膠，通過雙側頸內靜脈灌注混合碘海醇注射液的藍色硫化膠。

2.實驗儀器 采集CT和MRI掃描尸頭標本的DICOM格式影像學數據。（1）CT掃描：采用日本Toshiba公司生產的Aquilion ONE 320層動態容積CT掃描儀，掃描參數為球管電壓120 kV、球管電流300 mA，掃描范圍260 mm，旋轉時間0.75 s，矩陣512×512，窗寬300、窗位40，層厚0.50 mm、層間距0.50 mm。（2）MRI掃描：采用荷蘭Philips公司生產的1.5T MRI掃描儀，掃描參數包括三維自旋回波序列（3D?SE）?T1WI，重復時間（TR）11.30 ms、回波時間（TE）4 ms，翻轉角（FA）15°，掃描視野（FOV）22 cm×22 cm，矩陣512×512，掃描層厚1 mm、層間距為零，掃描范圍260 mm，掃描時間12 min。影像學數據的采集方法參照文獻［5]方法。（3）虛擬現實技術：Vitrea虛擬現實工作站Vitrea fx 3.0購自日本Toshiba公司。

二、實驗方法

1.影像模型構建和模擬手術 將尸頭標本DICOM格式影像學數據輸入Vitrea虛擬現實工作站，構建顱后窩三維解剖影像模型，方法詳見文獻［6]。在三維解剖影像模型中選擇乳突尖部為經乙狀竇前入路切開顱骨之標記點，選擇枕髁關節面后緣為經遠外側入路切開顱骨之標記點。選擇雙側頸靜脈結節前緣和咽結節三點為標記點確定一平面，平面以下斜坡區域為下斜坡，平面與斜坡相交曲線前緣為顱底顯露標記點。采用圓柱體模擬手術路徑，圓柱直徑為1 cm，圓柱軸線經過開顱標記點，同時乳突尖部和枕髁關節面后緣分別為兩路徑圓柱顱蓋側底面圓圓心，路徑到達顱底時，圓柱顱底側底面圓上緣為上述顱底顯露標記點。觀察路徑中解剖結構的顯露情況，采用軟件中的Volume測量工具通過解剖結構中所包含的體素數目測量解剖結構的體積。

2.統計分析方法 采用SPSS 16.0統計軟件進行數據處理與分析。呈正態分布的計量資料以均數±標準差（±s）表示，兩種手術路徑所獲得測量數據的比較采用配對t檢驗。以P≤0.05為差異具有統計學意義。

結 果

一、手術路徑的解剖顯露

1.經遠外側入路 經枕髁后緣到達下斜坡時，手術路徑位于枕骨大孔外側緣（圖1），在小腦半球腹側、腦干外側、頸靜脈球內側、副神經外側和下部經過，路徑不包含椎動脈和小腦后下動脈，經過舌下神經管和舌下神經（圖2）。

圖1 手術路徑與骨性結構的關系 1a 經遠外側入路手術路徑（黃色圓柱所示） 1b 經乙狀竇前入路手術路徑（深藍色圓柱所示）Figure 1 Relationship between surgical routes and osseous structures Surgical route of far lateral approach(yellow cylinder indicates,Panel 1a).Surgical route of presigmoidal approach(dark blue cylinder indicates,Panel 1b).

圖2 手術路徑與神經血管的關系 2a 經遠外側入路手術路徑（黃色圓柱所示） 2b 經乙狀竇前入路手術路徑（深藍色圓柱所示）Figure 2 Relationship between surgical routes and neurovascular structures Surgical route of far lateral approach(yellow cylinder indicates,Panel 2a).Surgical route of presigmoidal approach(dark blue cylinder indicates,Panel 2b).

2.經乙狀竇前入路 由乳突尖部開始向內側磨除巖骨（圖1），經過頸靜脈球下緣，包含部分靜脈組織，通過乙狀竇前部，位于副神經下部，于枕骨大孔外側緣經過舌下神經管和舌下神經，到達腦干前部的下斜坡（圖2）。

二、兩種手術路徑所測量的各項參數的比較

在以下斜坡為顯露終點的手術路徑比較中，經乙狀竇前入路手術路徑（P=0.000）和路徑中包含舌下神經（P=0.000）的體積大于經遠外側入路，經遠外側入路去除骨性結構的體積大于經乙狀竇前入路（P=0.000），差異有統計學意義（表1）。經乙狀竇前入路經過頸靜脈球的體積為154.86～162.64 mm3，平均（158.90±1.75）mm3。

討 論

顱底外科手術操作時間長，風險高，需仔細評價解剖顯露和操作風險的關系。解剖顯露的量化評價有助于推進顱底外科的進步，具有較大的研究開發潛力。至今有多種量化手術顯露的方法，例如測量解剖結構之間的距離和顯露區域的面積等，上述方法的局限性在于難以量化手術操作的方向對解剖顯露造成的影響［7]。虛擬現實測量工具在解剖研究中為空間體積測量提供了便利條件。體積等三維解剖數據能夠用于評估不同方向的手術路徑中解剖結構占據的空間大小，反映出遮擋關系和術野顯露［8]。我們在以往的虛擬現實解剖研究中采用解剖結構體積來量化解剖顯露和操作風險，有助于對手術入路進行直觀比較［9]。同時，在前期研究中我們利用尸頭數據完成顱后窩的虛擬現實模型建立，通過多模態影像學融合技術充分發揮不同技術的成像優勢，構建涵蓋骨性結構和神經血管結構的三維解剖模型［9]。利用模型進行研究能夠減少空間猜測造成的偏差，形成直觀和整體的解剖理解。一些研究將下斜坡定義為矢狀位圖像上平蝶竇下壁的水平線以下斜坡區域［10]。本研究利用三維影像模型，以雙側頸靜脈結節前緣和咽結節三點來確定平面，將平面以下區域定位為下斜坡，進行手術路徑的量化分析。

表1 經遠外側入路和經乙狀竇前入路顯露下斜坡的解剖數據的比較（±s，mm3）Table 1. Comparison of anatomic data through far lateral approach versus presigmoidal approach for exposing inferior clivus(±s,mm3)

表1 經遠外側入路和經乙狀竇前入路顯露下斜坡的解剖數據的比較（±s，mm3）Table 1. Comparison of anatomic data through far lateral approach versus presigmoidal approach for exposing inferior clivus(±s,mm3)

Group Far lateral approach Presigmoidal approach t value P value N 30 30 Surgical route 2622.60±72.58 4629.80±81.00 91.532 0.000 Osseous structure 2362.90±80.18 1851.60±63.62 25.714 0.000 Hypoglossal nerve 7.15±0.20 10.15±0.17 52.413 0.000

微侵襲神經外科發展的要旨在于精準和規范設計手術路徑［11]，在對應的手術解剖研究中要求在規定的操作方向下評價解剖顯露和手術創傷的關系。我們在以往的解剖學研究中采用圓柱模擬手術路徑，通過改變圓柱直徑的大小進行微創設計，假設在神經導航技術和內窺鏡技術的配合下，實現直徑為1 cm圓柱路徑的微創顯露［12]。因此本研究采用直徑1 cm的微創手術路徑對經遠外側入路和經乙狀竇前入路進行解剖顯露比較。比較結果顯示當顯露終點為下斜坡時，經乙狀竇前入路的手術路徑體積大于經遠外側入路（P=0.000），由于兩個路徑底面相同，說明經乙狀竇前入路的開顱標記點到顱底顯露終點的距離更長，操作位置更深。

在顱底外科操作過程中，去除顱底骨質有助于在解剖顯露時減少對腦組織的牽拉［13?16]。本研究經遠外側入路手術經過枕髁和枕骨大孔外側緣，通過磨除路徑中的骨性結構向深部顯露。在經乙狀竇前入路中，同樣也由外側向內側磨除巖骨以進行解剖顯露。去除上述骨性結構后，兩種入路均獲得空間來避免牽拉小腦半球和腦干，最終到達下斜坡。兩種路徑比較結果顯示，經遠外側入路去除骨性結構體積大于經乙狀竇前入路（P=0.000），磨除顱底骨性結構帶來的問題是操作費時和顱底重建難度增加［17?19]，因此我們假設顱底病變若侵蝕枕骨大孔外側緣時宜采用經遠外側入路，侵蝕巖骨時宜采用經乙狀竇前入路。經乙狀竇前入路在磨除巖骨過程中，操作方向經過頸靜脈孔下緣，因此路徑包含頸靜脈球下緣，平均體積為（158.90±1.75）mm3，增加操作難度。靜脈對深部組織形成的遮擋需要通過向上方推擠開相應體積的頸靜脈球來消除。由于本研究的兩種手術路徑位置靠下，因此避開了上方的副神經，但在去除顱底骨性結構的過程中，兩種路徑均經過舌下神經管和舌下神經，經乙狀竇前入路包含舌下神經的體積大于經遠外側入路（P=0.000）。在術中需要輕柔操作以盡可能避免神經損傷，若舌下神經受到顱底病變侵蝕而完全喪失功能，為避免遮擋可考慮切除此部分組織。

虛擬現實影像模型具有無解剖器械損耗、可重復利用及節約研究成本和時間等優點，能夠多層次、多角度和非侵襲地觀察解剖結構的空間輪廓和毗鄰關系，獲得充足的解剖學信息［20]。但解剖模型不能等同于真實的手術操作，評價手術風險與獲益需要同臨床實踐結合進一步探討。本研究解剖模型例數有限，未能體現出人體解剖變異對影像模型的建立和路徑中數據的測量所造成的影響，因此有必要擴大樣本量進一步研究。

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下期內容預告本刊2018年第1和2期報道專題為國家“十二五”神經科學成果，重點內容包括：腦血管病臨床研究成果；腦血管病基礎研究成果；中國60萬人群腦血管病流行病學抽樣調查報告；帕金森病及運動障礙性疾病臨床研究成果；阿爾茨海默病臨床研究成果；阿爾茨海默病基礎研究成果；癲臨床研究成果；DISC1基因對神經干細胞生長發育及癲發生機制研究；神經免疫性疾病臨床研究成果；神經肌肉病臨床研究成果；中樞神經系統腫瘤研究成果