国人岩骨段颈动脉解剖学特点的三维可视化研究

　　作者：刘策,余新光,周定标,孟祥辉,乔广宇　　作者单位：中国人民解放军总医院神经外科，北京100853

　　【摘要】 目的评估三维可视化技术在岩骨段颈内动脉解剖特点研究中的应用价值。方法将16例无颅底相关疾病病人的增强CT扫描数据以DICOM格式导入三维影像工作站，在Amira软件的虚拟环境下，分析岩骨段颈内动脉与邻近的骨及血管解剖标志的构筑特点。结果岩骨段颈内动脉起始于颈动脉孔颅外端，先上行为垂直部，然后转向前内构成膝部，自膝部直行至颈动脉管内口为水平部，远端折向前上接续于颈内动脉海绵窦段。组合多种三维可视化模型能够显示岩骨段颈内动脉与邻近的骨迷路、内听道等结构的空间位置关系。结论采用基于CT数据的三维可视化技术，可精确识别岩骨段颈内动脉与一些重要颅底解剖标志的毗邻关系，同时也是术前评估手术入路的有效途径。

　　【关键词】 颞骨岩部;颈内动脉;成像，三维;神经解剖学

　　Utilityofthree-dimensionalvisualizationforanatomicassessmentofpetrouscarotidarteryinChinese

　　LIUCe,YUXinguang,ZHOUDingbiao,etal

　　DepartmentofNeurosurgery,PLAGeneralHospital,Beijing100853,China

　　Abstract:ObjectiveToevaluateclinicalvalueofthree-dimensionalvisualizingtechniquesasameansofobtaininganatomiccharacteristicsofthepetrouscarotidartery.MethodsAfterenhancedCTscanninginvolvingthecranialbase,theDICOMfilesof16patients,whowerefreeofcranialbase-relateddiseases,weretransferredtothethree-dimensionalvisualizationworkstationbasedonasetofAmirasoftwareunderUNIXplatform.Anatomicalcharacteristicsofpetrouscarotidarteryinrelationwithadjacentbonyandvascularlandmarkswereanalyzedinthevirtualenvironment.ResultsThepetrousinternalcarotidarterystartsfromtheextracranialendofthecarotidforamen,runsupwardfirstlytoformtheverticalsegment,thenturnanteromediallytomakeagenu,fromwhichittravelsstraightlytointernalorificeofthecarotidarterytoformthehorizontalsegment,distalendofwhichturnanterosuperiorlytoconnectingwithintracavernousinternalcarotidartery.Spatialrelationshipsbetweenpetrousinternalcarotidarteryandadjacentstructures,includingbonylabyrinthine,internalmeatus,andotherlandmarksweresatisfactorilydisplayedviaacombinationofvariousmodelingtechniquesofthree-dimensionalvisualization.ConclusionThree-dimensionalvisualizationbasedonCTdataisausefulmeansforindividualizedpreoperativeassessmentofsurgicalapproach,aswellasaneffectivemethodforassessingtheanatomicrelationshipsbetweenthelandmarksaboutthepetrousinternalcarotidartery.

　　Keywords:petrousbone;carotidartery,internal;imaging,three-dimensional;neuroanatomy了解岩骨段颈动脉(ICA)的解剖特点，对于安全施行相关的侧方颅底手术入路，如岩前入路、经迷路入路、经耳蜗入路等具有重要意义。然而由于个体间的差异，术前个性化地评估这些危险结构之间的关系十分必要。已有少数作者采用医学影像的重建技术进行岩骨及相关结构的解剖研究[1~3]。本实验采用三维可视化分析软件Amira对一组无颅底及邻近区域病变者进行研究，分析国人正常岩骨段ICA的解剖学特点，评估这种方法的应用价值。

　　1材料与方法

　　1.1一般资料男10例，女6例;年龄28~65岁，平均(42.2±11.5)岁。均无颅底及邻近区域病变或颅底外科手术史。

　　1.2CT扫描方案应用GELightspeed16行CT血管成像扫描。层厚1.25mm，重建间隔1mm，螺距1.375。静脉注射Isowe370对比剂，15～18s后开始扫描。

　　1.3三维可视化图像处理与观测前准备将CT扫描结果以DICOM格式保存至光盘，导入三维可视化工作站。在Amira图形化用户界面中对颅底结构进行分割(Segmentation)。由于颅颈交界CT图像灰度层次较复杂，且注射对比剂后血管结构显示的灰度与骨质相差较小，因此本研究采用阈值法结合手工法勾划轮廓。乳突气房等存在于薄层骨板处，部分容积效应使得骨质的灰度较低，予以划分区域并设定相对较高的阈值。颅骨、颈内动脉和横窦-乙状窦-颈内静脉等结构指定为不同材料，分别重建。图像分割完成后，生成三维表面模型。利用Amira软件的三维可视化显示和测量功能，按需要同步显示包括表面模型、容积模型及任意角度的断层，观察解剖结构的空间关系。依据所测量的指标，参考三维模型建立，经过相应结构的断层平面，于断层平面的图像上测量数值。

　　1.4观察与测量观察岩骨段ICA走行。分别测量岩骨段ICA水平部与前方的颅中窝底(岩锥前面)、后上方的岩嵴之间的骨质厚度，测量位置选择水平部的起始处、中部(卵圆孔外缘垂直于ICA平面)在垂直于ICA的断层平面。通过颅底表面标志观察卵圆孔和棘孔与岩骨段ICA的位置关系，测量之间的距离。通过岩骨内标志观察骨迷路、内听道、咽鼓管与岩骨段ICA的位置关系，测量邻近部位的骨质厚度。通过血管结构观察颈内静脉、乙状窦、岩上窦(岩嵴)以及岩下窦(岩枕裂)与岩骨段ICA的位置关系。

　　2结果(图1～6)

　　2.1岩骨段ICA的解剖特征ICA在颅底面入颈动脉孔，在颈动脉管内ICA先垂直向上为垂直段，然后向前内弯曲构成膝部，膝部转向前内后直行至岩尖为水平段，颈动脉管内口的开口于岩尖即破裂孔的后外界，水平段出颈动脉管内口折向前上接续于海绵窦段。沿中央纵轴测量岩骨段ICA垂直部的平均长度为5.1mm(2.4~8.5mm)，水平部15.9mm(12.8~21.3mm)。颈静脉窝位于垂直部的后外侧。骨性咽鼓管位于ICA膝部的外侧由后外行向前内，咽端开口位于ICA水平部中段前方数毫米的颅中窝骨板下方。耳蜗紧邻ICA膝部后上外，其蜗底靠近膝部的近心端，而蜗顶指向前外方。鼓室位于耳蜗下外，鼓室下部在耳蜗下方邻近ICA膝部的起始部位。内听道位于ICA膝部后上方。岩下窦位于ICA水平段后下，方向接近平行于水平段。

　　2.2覆盖岩骨段ICA的骨质厚度岩骨段ICA位于颞骨岩部内，其水平部的位置靠近颅中窝底。水平部前上至颅中窝底的骨质厚度，在膝部和水平部交界测量平均为4.3mm(1.9~8.9mm);在中部测量(垂直于ICA平面对齐圆孔外缘)平均为2.1mm(0~6.9mm)，25%的病人该部骨质不全。水平部后上方至岩嵴之间的骨质厚度，于膝部和水平部交界测量平均为13.1mm(10.9~13.5mm);在中部测量(垂直于ICA平面对齐圆孔外缘)平均为9.8mm(8.5~12.9mm)。

　　2.3骨迷路与ICA耳蜗紧邻ICA膝部后上外，其蜗底(底圈)靠近膝部的近心端，ICA与耳蜗间最小骨质厚度平均为3.5mm(1.1~6.9mm)。耳蜗、前庭和半规管，从前内向后外沿颞骨岩部的长轴排列。沿颞骨岩部的长轴观察，上半规管平面位置靠内大致垂直于岩部长轴，后半规管靠后大致平行于岩部长轴头尾平面，而外半规管位于上、后半规管之间并垂直于后二者。

　　2.4内听道与ICA内听道位于岩骨段ICA膝部的后方，内听道的基底(内口)朝外指向前庭。沿垂直于岩嵴的方向，内听道口的内缘与ICA膝部相对应，之间骨质厚度平均为5.2mm(4.3~9.5mm)。自头顶方向观察内听道方向，与ICA水平部的方向大致成30°。

　　2.5卵圆孔和棘孔卵圆孔位于岩骨段ICA水平部的前外侧，平均距离4.1mm(1.8~6.8mm);棘孔位于卵圆孔的后外，岩骨段ICA膝部的前外侧，平均距离5.4mm(2.6~9.2mm);卵圆孔和棘孔平均间隔5.1mm(2.2~7.8mm)。

　　3讨论

　　颞骨岩部位于蝶骨和枕骨之间呈楔形，内有听迷路和前庭迷路，同时也是颈静脉窝、面神经管和颈动脉管所在位置。经岩部侧方的手术入路切除岩斜区肿瘤，具有手术路径短，可早期阻断肿瘤的血供，颞叶和小脑的牵拉较轻微，可保全Labbe静脉等优点。然而这些入路技术要求高，风险大，术前需熟知相关解剖结构的构筑和细节形态学特征。对岩骨段ICA的形态以及与毗邻结构的位置关系的认识，是评估入路的显露效果与安全性的重要因素。

　　通过三维可视化技术观察岩骨段ICA的走行与毗邻特征，可对相关手术入路加以评估。其中岩骨前方的入路主要为颞下岩前入路，即Kawase入路，以及在该入路基础上的各种入路改型、扩大入路和联合入路。岩前入路需切除ICA水平部上方的岩尖骨质，直至岩嵴水平，显露脑桥前方、上斜坡和邻近的海绵窦。岩前入路的显露过程中需要充分注意到ICA水平部覆盖的骨质特点。本组靠近三叉神经下颌支的外缘颅中窝底的骨质较薄，部分病例存在骨质缺损，而ICA水平部后上至岩嵴覆盖的骨质较厚。如果选择自下而上磨除骨质，操作的起始阶段需小心避免ICA的损伤。最近文献报道经硬膜下改良岩前入路，在硬膜下切断岩上窦，自岩嵴开始切除骨质，可用内听道内缘作为ICA水平部起始端的一个识别标志[4]。这种方法根据术中显露需要适度切除ICA上方骨质，如果预计切除的岩尖较少，则保留较多的ICA上方骨质，损伤ICA的风险显然较小;如需切除较多骨质以显露位置较低的病变，损伤ICA的风险较经硬膜外的岩前入路过程可能要大。磨除邻近ICA的膝部上方骨质时，由于耳蜗蜗底(底圈)紧邻岩骨段ICA膝部后上外，有损伤耳蜗的风险。本组ICA膝部与耳蜗平均距离为3.5mm(1.1~6.9mm)，个体间存在较大差异;其他作者也得出了相似的结论[1，5]。为避免意外损伤，需要仔细辨认围绕迷路结构的密质骨，这些密质骨内没有气腔称为耳囊。精确评估岩骨段颈动脉和耳蜗之间的距离，有助于术中对膝部上方骨质磨除程度的把握，对于膝部与耳蜗间骨质较厚者，增加岩骨段颈内动脉膝部后外侧的骨质切除，能显著增加颅后窝结构的显露范围。

　　涉及经岩部后方切除岩骨的入路为在乙状窦前入路基础上不同程度切除颞骨结构的手术入路，其中包括迷路后入路、经迷路入路、经耳蜗入路等。经迷路入路需要切除半规管，尚能保存听力，是乙状窦前入路向前的扩大，到达内听道和桥小脑角。从术者视角，通过三维模型观察，由外向内先显露的应该为外和后半规管，而上半规管较靠内侧。沿上、后半规管总脚向内，为内听道基底。经迷路入路向前内进一步扩大为经耳蜗入路，需切除耳蜗、向后移位的面神经及ICA水平部后上方岩尖，将导致听力的完全丧失。对于经耳蜗入路，内听道是重要的解剖标记。内听道基底内的两个骨嵴即水平嵴和垂直嵴(又称Billbar)，是分辨面神经鼓室段的解剖标志，其中水平嵴将内听道基底分隔为上下两部，而垂直嵴将上部又分为内外两部分，其中面神经位于垂直嵴的内侧。本实验采用的CT扫描策略和三维可视化技术未能显示水平嵴和垂直嵴。尽管如此，但这两个结构在内听道内解剖位置比较恒定，可以通过内听道大体形态的观察加以推定。同时本组观察结果提示：在岩骨后方的入路过程中，可以依据内听道的形态估计岩骨段颈内动脉的方位。沿垂直于岩嵴的方向，内听道口的内缘与ICA膝部相对应，参照头顶方向的投影，内听道与ICA水平部的方向大致成30°夹角。骨质厚度测量显示，内听道前壁至岩骨段ICA膝部邻近部位的骨质厚度平均为5.2mm(4.3~9.5mm)。

　　采用三维可视化技术，较好显示了颞骨岩部内主要结构的形态、位置和毗邻关系，包括岩骨段ICA、内听道、骨迷路、鼓室、咽鼓管等结构均可在适当重建断层平面内得以显示，借助三维可视化技术对三维模型和二维图像的同步显示，可以获得这些结构的立体印象。尽管详细的尸体解剖学研究最有助于对特定结构的认识，但是标本来源有限。本组结果提示：关键结构的解剖数据如岩骨段ICA膝部与耳蜗的距离，个体间存在相当大的差异，况且疾病过程可能改变解剖结构的位置关系。采用基于CT数据的三维可视化技术可对病人进行个性化评估，允许在任意角度观察解剖结构及其与病灶的相互关系[3]，对外科医生有很高的价值。这种操作技巧需熟悉相关软件、基本的CT原理及医学影像重建技术，外科医生如果能掌握这项技术，有助于建立对相关解剖结构的立体思维，其个性化的评估结果对于术中解剖结构的把握更有重要价值。

　　本研究采用的基于CT数据的三维可视化技术也存在一定不足。首先，测量精度有赖于CT扫描精度，误差不小于1mm;其次，建立三维表面模型时的平滑处理将使图像丧失一定细节，三维模型上直接测量误差可能较大，因此本组中所有测量均在二维断层图像上完成，增加了操作的繁复程度;第三，对血管结构的显示有赖于注射增强剂后的对比强化，如血管先天性闭塞或较纤细，CT图像上的灰度差将不足以分辨血管并建立其三维影像。

　　综上所述，应用基于CT数据的三维可视化技术，可以精确地识别岩骨段ICA与一些重要颅底解剖标志的毗邻关系，是对岩斜区域的尸体解剖研究有益的补充。将这种方法用于具体病例，是术前评估手术入路的有效途径。

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