經(jīng)遠外側(cè)入路和乙狀竇前入路顯露下斜坡的虛擬現(xiàn)實顯微解剖學研究

湯可 趙亞群 周青 劉策

經(jīng)遠外側(cè)入路以枕髁作為標記點進行開顱手術(shù)，在小腦半球和腦干腹側(cè)向前內(nèi)側(cè)方向可以到達下斜坡區(qū)域進行操作［1]。經(jīng)乙狀竇前入路自乳突開始磨除巖骨，向頸靜脈孔方向經(jīng)頸靜脈球后進入顱后窩，于腦干腹側(cè)可以到達下斜坡區(qū)域［2]。上述兩種手術(shù)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(shù)路徑。既往我們采用虛擬現(xiàn)實技術(shù)構(gòu)建顱底三維解剖模型并進行手術(shù)路徑模擬，實現(xiàn)對不同手術(shù)路徑的量化比較［3]。本研究繼續(xù)采用虛擬現(xiàn)實技術(shù)模擬經(jīng)遠外側(cè)入路和乙狀竇前入路手術(shù)的三維解剖場景，并對各種解剖結(jié)構(gòu)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(cè)）成人尸頭標本購自北京大學醫(yī)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(shù)為10%的甲醛溶液固定后，參照文獻［4]方法，通過雙側(cè)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(cè)頸內(nèi)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(shù)據(jù)。（1）CT掃描：采用日本Toshiba公司生產(chǎn)的Aquilion ONE 320層動態(tài)容積CT掃描儀，掃描參數(shù)為球管電壓120 kV、球管電流300 mA，掃描范圍260 mm，旋轉(zhuǎn)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(chǎn)的1.5T MRI掃描儀，掃描參數(shù)包括三維自旋回波序列（3D?SE）?T1WI，重復(fù)時間（TR）11.30 ms、回波時間（TE）4 ms，翻轉(zhuǎn)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(shù)據(jù)的采集方法參照文獻［5]方法。（3）虛擬現(xiàn)實技術(shù)：Vitrea虛擬現(xiàn)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(gòu)建和模擬手術(shù) 將尸頭標本DICOM格式影像學數(shù)據(jù)輸入Vitrea虛擬現(xiàn)實工作站，構(gòu)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(jīng)乙狀竇前入路切開顱骨之標記點，選擇枕髁關(guān)節(jié)面后緣為經(jīng)遠外側(cè)入路切開顱骨之標記點。選擇雙側(cè)頸靜脈結(jié)節(jié)前緣和咽結(jié)節(jié)三點為標記點確定一平面，平面以下斜坡區(qū)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(shù)路徑，圓柱直徑為1 cm，圓柱軸線經(jīng)過開顱標記點，同時乳突尖部和枕髁關(guān)節(jié)面后緣分別為兩路徑圓柱顱蓋側(cè)底面圓圓心，路徑到達顱底時，圓柱顱底側(cè)底面圓上緣為上述顱底顯露標記點。觀察路徑中解剖結(jié)構(gòu)的顯露情況，采用軟件中的Volume測量工具通過解剖結(jié)構(gòu)中所包含的體素數(shù)目測量解剖結(jié)構(gòu)的體積。

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

結(jié) 果

一、手術(shù)路徑的解剖顯露

1.經(jīng)遠外側(cè)入路 經(jīng)枕髁后緣到達下斜坡時，手術(shù)路徑位于枕骨大孔外側(cè)緣（圖1），在小腦半球腹側(cè)、腦干外側(cè)、頸靜脈球內(nèi)側(cè)、副神經(jīng)外側(cè)和下部經(jīng)過，路徑不包含椎動脈和小腦后下動脈，經(jīng)過舌下神經(jīng)管和舌下神經(jīng)（圖2）。

圖1 手術(shù)路徑與骨性結(jié)構(gòu)的關(guān)系 1a 經(jīng)遠外側(cè)入路手術(shù)路徑（黃色圓柱所示） 1b 經(jīng)乙狀竇前入路手術(shù)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(shù)路徑與神經(jīng)血管的關(guān)系 2a 經(jīng)遠外側(cè)入路手術(shù)路徑（黃色圓柱所示） 2b 經(jīng)乙狀竇前入路手術(shù)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(jīng)乙狀竇前入路 由乳突尖部開始向內(nèi)側(cè)磨除巖骨（圖1），經(jīng)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(jīng)下部，于枕骨大孔外側(cè)緣經(jīng)過舌下神經(jīng)管和舌下神經(jīng)，到達腦干前部的下斜坡（圖2）。

二、兩種手術(shù)路徑所測量的各項參數(shù)的比較

在以下斜坡為顯露終點的手術(shù)路徑比較中，經(jīng)乙狀竇前入路手術(shù)路徑（P=0.000）和路徑中包含舌下神經(jīng)（P=0.000）的體積大于經(jīng)遠外側(cè)入路，經(jīng)遠外側(cè)入路去除骨性結(jié)構(gòu)的體積大于經(jīng)乙狀竇前入路（P=0.000），差異有統(tǒng)計學意義（表1）。經(jīng)乙狀竇前入路經(jīng)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(shù)操作時間長，風險高，需仔細評價解剖顯露和操作風險的關(guān)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(fā)潛力。至今有多種量化手術(shù)顯露的方法，例如測量解剖結(jié)構(gòu)之間的距離和顯露區(qū)域的面積等，上述方法的局限性在于難以量化手術(shù)操作的方向?qū)馄曙@露造成的影響［7]。虛擬現(xiàn)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(shù)據(jù)能夠用于評估不同方向的手術(shù)路徑中解剖結(jié)構(gòu)占據(jù)的空間大小，反映出遮擋關(guān)系和術(shù)野顯露［8]。我們在以往的虛擬現(xiàn)實解剖研究中采用解剖結(jié)構(gòu)體積來量化解剖顯露和操作風險，有助于對手術(shù)入路進行直觀比較［9]。同時，在前期研究中我們利用尸頭數(shù)據(jù)完成顱后窩的虛擬現(xiàn)實模型建立，通過多模態(tài)影像學融合技術(shù)充分發(fā)揮不同技術(shù)的成像優(yōu)勢，構(gòu)建涵蓋骨性結(jié)構(gòu)和神經(jīng)血管結(jié)構(gòu)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(qū)域［10]。本研究利用三維影像模型，以雙側(cè)頸靜脈結(jié)節(jié)前緣和咽結(jié)節(jié)三點來確定平面，將平面以下區(qū)域定位為下斜坡，進行手術(shù)路徑的量化分析。

表1 經(jīng)遠外側(cè)入路和經(jīng)乙狀竇前入路顯露下斜坡的解剖數(shù)據(jù)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(jīng)遠外側(cè)入路和經(jīng)乙狀竇前入路顯露下斜坡的解剖數(shù)據(jù)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(jīng)外科發(fā)展的要旨在于精準和規(guī)范設(shè)計手術(shù)路徑［11]，在對應(yīng)的手術(shù)解剖研究中要求在規(guī)定的操作方向下評價解剖顯露和手術(shù)創(chuàng)傷的關(guān)系。我們在以往的解剖學研究中采用圓柱模擬手術(shù)路徑，通過改變圓柱直徑的大小進行微創(chuàng)設(shè)計，假設(shè)在神經(jīng)導航技術(shù)和內(nèi)窺鏡技術(shù)的配合下，實現(xiàn)直徑為1 cm圓柱路徑的微創(chuàng)顯露［12]。因此本研究采用直徑1 cm的微創(chuàng)手術(shù)路徑對經(jīng)遠外側(cè)入路和經(jīng)乙狀竇前入路進行解剖顯露比較。比較結(jié)果顯示當顯露終點為下斜坡時，經(jīng)乙狀竇前入路的手術(shù)路徑體積大于經(jīng)遠外側(cè)入路（P=0.000），由于兩個路徑底面相同，說明經(jīng)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(zhì)有助于在解剖顯露時減少對腦組織的牽拉［13?16]。本研究經(jīng)遠外側(cè)入路手術(shù)經(jīng)過枕髁和枕骨大孔外側(cè)緣，通過磨除路徑中的骨性結(jié)構(gòu)向深部顯露。在經(jīng)乙狀竇前入路中，同樣也由外側(cè)向內(nèi)側(cè)磨除巖骨以進行解剖顯露。去除上述骨性結(jié)構(gòu)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(jié)果顯示，經(jīng)遠外側(cè)入路去除骨性結(jié)構(gòu)體積大于經(jīng)乙狀竇前入路（P=0.000），磨除顱底骨性結(jié)構(gòu)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(shè)顱底病變?nèi)羟治g枕骨大孔外側(cè)緣時宜采用經(jīng)遠外側(cè)入路，侵蝕巖骨時宜采用經(jīng)乙狀竇前入路。經(jīng)乙狀竇前入路在磨除巖骨過程中，操作方向經(jīng)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(yīng)體積的頸靜脈球來消除。由于本研究的兩種手術(shù)路徑位置靠下，因此避開了上方的副神經(jīng)，但在去除顱底骨性結(jié)構(gòu)的過程中，兩種路徑均經(jīng)過舌下神經(jīng)管和舌下神經(jīng)，經(jīng)乙狀竇前入路包含舌下神經(jīng)的體積大于經(jīng)遠外側(cè)入路（P=0.000）。在術(shù)中需要輕柔操作以盡可能避免神經(jīng)損傷，若舌下神經(jīng)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(xiàn)實影像模型具有無解剖器械損耗、可重復(fù)利用及節(jié)約研究成本和時間等優(yōu)點，能夠多層次、多角度和非侵襲地觀察解剖結(jié)構(gòu)的空間輪廓和毗鄰關(guān)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(shù)操作，評價手術(shù)風險與獲益需要同臨床實踐結(jié)合進一步探討。本研究解剖模型例數(shù)有限，未能體現(xiàn)出人體解剖變異對影像模型的建立和路徑中數(shù)據(jù)的測量所造成的影響，因此有必要擴大樣本量進一步研究。

［1]Kim YD,Mendes GA,Seoane P,Agrawal A,Maramreddy N,Nakaji P,Spetzler RF,Preul MC.Quantitative anatomical study of tailored far?lateral approach for the VA ?PICA regions.J Neurol Surg B Skull Base,2015,76:57?65.

［2]Cinibulak Z,Krauss JK,Nakamura M.Navigated minimally invasive presigmoidal suprabulbar infralabyrinthine approach to the jugular foramen without rerouting of the facial nerve.Neurosurgery,2013,73:3?15.

［3]Tang K,Zhou JA,Zhou Q,Zhao YQ,Liu C.Comparison ofsubtemporal versus presigmoidal approaches for exposing petrous apex utilizing virtual reality technique.Zhongguo Xian Dai Shen Jing Ji Bing Za Zhi,2016,16:424?428.［湯可, 周敬安,周青,趙亞群,劉策.經(jīng)顳下和乙狀竇前入路顯露巖尖部

［4]的虛擬現(xiàn)實解剖學研究.中國現(xiàn)代神經(jīng)疾病雜志,2016,16:424?428.]Tang K,Li Y,Zhou JA,Zhou Q,Liu C,Zhao YQ.Simulation of petrous bone drilling in subtemporal approach utilizing virtual reality system.Zhongguo Xian Dai Shen Jing Ji Bing Za Zhi,2012,12:736?740［.湯可,李陽,周敬安,周青,劉策,趙亞群.

［5]經(jīng)顳下入路磨除巖骨虛擬現(xiàn)實模擬研究.中國現(xiàn)代神經(jīng)疾病雜志,2012,12:736?740.]Tang K,Bao SD,Zhou JA,Zhou Q,Liu C,Zhao YQ.Quantitative research of microsurgical anatomy of transfrontal approach for cavernous sinus by virtual reality skill.Zhongguo Xian Dai Shen Jing Ji Bing Za Zhi,2011,11:590?594［.湯可,鮑圣德,周敬安,周青,劉策,趙亞群.虛擬現(xiàn)實技術(shù)量化經(jīng)額入

［6]路顯露海綿竇區(qū)顯微解剖研究.中國現(xiàn)代神經(jīng)疾病雜志,2011,11:590?594.]Tang K,Zhou JA,Zhao YQ,Zhou Q,Liu C.Surgical anatomy research of transcondyle approach for exposure of jugular tubercle utilizing virtual reality technique.Shen Jing Ji Bing Yu

［7]Jing Shen Wei Sheng,2014,14:552?554［.湯可,周敬安,趙亞群,周青,劉策.經(jīng)枕髁入路顯露頸靜脈結(jié)節(jié)的虛擬現(xiàn)實手術(shù)解剖研究.神經(jīng)疾病與精神衛(wèi)生,2014,14:552?554.]Iacoangeli M,Salvinelli F,Di Rienzo A,Gladi M,Alvaro L,Greco F,Carassiti M,Scerrati M.Microsurgical endoscopy?

［8]assisted presigmoid retrolabyrinthine approach as a minimally invasive surgical option for the treatment of medium to large vestibular schwannomas.Acta Neurochir(Wien),2013,155:663?670.Tang K,Zhou JA,Zhou Q,Zhao YQ,Liu C.Comparison between presigmoidal and retrosigmoidal approaches for exposing geniculate ganglion utilizing virtual reality skill.Shen Jing Ji Bing Yu Jing Shen Wei Sheng,2016,16:256 ?258.［湯

［9]可,周敬安,周青,趙亞群,劉策.乙狀竇前和乙狀竇后入路微創(chuàng)顯露膝狀神經(jīng)節(jié)的虛擬現(xiàn)實比較.神經(jīng)疾病與精神衛(wèi)生,2016,16:256?258.]Tang K,Zhou JA,Zhou Q,Zhao YQ,Liu C.Minimally invasive research of subtemporal approach for exposure of petrous apex utilizing virtual reality skill.Shen Jing Ji Bing Yu Jing Shen

［10]Wei Sheng,2015,15:358?360［.湯可,周敬安,周青,趙亞群,劉策.顳下入路顯露巖尖的虛擬現(xiàn)實微創(chuàng)化研究.神經(jīng)疾病與精神衛(wèi)生,2015,15:358?360.]Xue XS,Ye XZ,Huang Y,Chen JY,Chu WH,Zou MM,Chen F,Lin JK.Clinical analysis of posterior lamina internal fixation for the treatment of atlantoaxial dislocation with craniovertebral

［11]junction region malformation.Zhongguo Xian Dai Shen Jing Ji Bing Za Zhi,2012,12:448?452［.薛興森,葉信珍,黃毅,陳景宇,儲衛(wèi)華,鄒明明,陳飛,林江凱.經(jīng)后路椎板內(nèi)固定術(shù)治療

［12]顱頸交界區(qū)畸形合并寰樞椎脫位.中國現(xiàn)代神經(jīng)疾病雜志,2012,12:448?452.]Sheth SS,Fader AN,Tergas AI,Kushnir CL,Green IC.Virtual reality robotic surgical simulation:an analysis of gynecology trainees.J Surg Educ,2014,71:125?132.Tang K,Zhou JA,Zhou Q,Zhao YQ,Liu C.Anatomic research

［13]of suboccipito?retrosigmoidal approach for minimally invasive exposure of facial?acoustic nerve complex utilizing virtual reality skill.Zhongguo Xian Dai Shen Jing Ji Bing Za Zhi,2014,14:502?506［.湯可,周敬安,周青,趙亞群,劉策.枕下乙狀竇后入路微創(chuàng)顯露面聽神經(jīng)復(fù)合體的虛擬現(xiàn)實解剖學研究.中國現(xiàn)代神經(jīng)疾病雜志,2014,14:502?506.]Tang K,Yuan XD,Zhou JA,Zhou Q,Zhao YQ,Liu C.

［14]Research ofminimally invasive design for suboccipito?retrosigmoidal approach to expose jugular foramen region by virtual reality skill.Shen Jing Ji Bing Yu Jing Shen Wei Sheng,2014,14:137?139.［湯可,袁小東,周敬安,周青,趙亞群,劉策.枕下乙狀竇后入路顯露頸靜脈孔區(qū)微創(chuàng)策略的虛擬現(xiàn)實

［15]研究.神經(jīng)疾病與精神衛(wèi)生,2014,14:137?139.]Heman?Ackah SE,Cosetti MK,Gupta S,Golfinos JG,Roland JT.Retrosigmoid approach to cerebellopontine angle tumor resection:surgical modifications.Laryngoscope,2012,122:2519?2523.Li HH,Yue SY,Li YG,Han JG,He ZZ.A microanatomical

［16]study on the surrounding structures of the cisternal segment of trigeminal nerve.Zhongguo Xian Dai Shen Jing Ji Bing Za Zhi,2010,10:662?667［.李海紅,岳樹源,李勇剛,韓建國,賀中正.腦池段三叉神經(jīng)周圍結(jié)構(gòu)的顯微解剖.中國現(xiàn)代神經(jīng)疾病雜志,2010,10:662?667.]Zhang LP,Zhang XQ,Han P.Application of facial nerve

［17]monitoring in surgery for cerebellopontine tumor.Zhongguo Xian Dai Shen Jing Ji Bing Za Zhi,2010,10:495?496［.張麗萍,張雪青,韓璞.面神經(jīng)功能監(jiān)測在橋小腦角區(qū)腫瘤手術(shù)中的應(yīng)用.中國現(xiàn)代神經(jīng)疾病雜志,2010,10:495?496.]Tang K,Zhou Q,Zhou JA,Zhao YQ,Liu C.Minimally invasive research of presigmoidal approach for exposure of jugular foramen region utilizing virtual reality system.Zhongguo Xian

［18]Dai Shen Jing Ji Bing Za Zhi,2015,15:311?315.［湯可,周青,周敬安,趙亞群,劉策.虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)對乙狀竇前入路微創(chuàng)顯露頸靜脈孔區(qū)的解剖學研究.中國現(xiàn)代神經(jīng)疾病雜志,2015,

［19]15:311?315.]Tan VY,Souza VD,Low WK.Acoustic brainstem implant in a post?meningitis deafened child ?lessons learned.Int J Pediatr Otorhinolaryngol,2012,76:300?302.Kane AJ,Sughrue ME,Rutkowski MJ,Berger MS,McDermott

［20]MW,Parsa AT.Clinicaland surgicalconsiderations for cerebellopontine angle meningiomas.J Clin Neurosci,2011,18:755?759.Zhou Q,Tang K,Zhou JA,Yuan XD.Application of virtual reality combined with Flair imaging skills in three?dimensional anatomy of nucleus surrounding the lateral ventricle.Zhonghua Shen Jing Yi Xue Za Zhi,2014,13:69?72.［周青,湯可,周敬安,袁小東.虛擬現(xiàn)實結(jié)合Flair成像在側(cè)腦室周圍核團三維解剖研究中的應(yīng)用.中華神經(jīng)醫(yī)學雜志,2014,13:69?72.]

下期內(nèi)容預(yù)告本刊2018年第1和2期報道專題為國家“十二五”神經(jīng)科學成果，重點內(nèi)容包括：腦血管病臨床研究成果；腦血管病基礎(chǔ)研究成果；中國60萬人群腦血管病流行病學抽樣調(diào)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(chǔ)研究成果；癲臨床研究成果；DISC1基因?qū)ι窠?jīng)干細胞生長發(fā)育及癲發(fā)生機制研究；神經(jīng)免疫性疾病臨床研究成果；神經(jīng)肌肉病臨床研究成果；中樞神經(jīng)系統(tǒng)腫瘤研究成果