计算机辅助内听道三维重建

1、计算机辅助内听道三维重建石丽亚1 戴朴2 韩东一2 杨伟炎2 姜泗长2Computer Assisted Three Dimensional Reconstruction Of Internal Acoustical Meatus Shi-Liya1 Dai-Pu2 Han-Dongyi2 Yang-Weiyan2 Jiang-Sichang21 Otolaryngology Department Of China PLA Ulumuqi General Hospital（I used to work in this hospital）Otolaryngology Department of

2、China PLA 466th Hospital（I work in this hospital now.）2 Otolaryngology Department of China PLA General Hospital Abstract: Purpose：It is for understanding minute anatomic and adjacent relationship of human internal acoustical meatus(IAM). Method：The technique of computer assisted three dimensional re

3、construction from serial sections was used to reconstruct the structures of human temporal bone in 5 cases. Result： The reconstructed images in different angle showed the clear spatial relationship of structures in and around IAM. The 3-D measurement showed that the average length of IAM, the distan

4、ce between the basal turn of cochlea and labyrinth segment of facial nerve was 0.090.26mm. The distances from ampulla of the superior semicicular canal to the geniculate ganglion, labyrinth segment of facial and Bills bar were respectively 2.25±0.28mm, 1.21±0.09mm, 1.94±0.42mm. Conclu

5、sion: These images and data cant be obtained easily by traditional dissecting methods are very useful to the surgery of middle cranial fossa. Key words: internal acoustical meatus(IAM); Bills bar; labyrinth segment of facial nerve; three dimensional reconstruction; middle cranial fossa; 摘要：目的:了解人类内听

6、道的微细解剖，以及毗邻关系。方法：用计算机辅助颞骨组织切片三维重建技术，重建了5例人类颞骨岩部内结构的三维图像。结果：重建图象清晰地显示了内听道内、外各结构的三维空间的解剖关系。测量其三维参数，内听道平均的长度为6.47+0.8312.01+1.79mm；面神经迷路段到耳蜗基底转的之间的距离是0.090.26mm；膝状神经节到上半规管壶腹的距离;面神经迷路段到上半规管壶腹;上半规管壶腹到Bills bar的最短距离分别为2.25+0.28mm；1.21+0.09mm；1.96+0.42mm。结论：这些常规解剖方法难以获得的图象和数据非常有助于颅中窝进路手术的训练和设计。关键词：内听道；Bill

7、s bar；面神经迷路段；耳蜗；半规管；颅中窝；三维重建。中颅窝进路即经岩骨上面达岩骨病变部位。此手术方法须涉及或避开在此处密集分布的某些重要结构。这些结构包括内听道及其内的神经、血管；面神经迷路段；半规管及耳蜗。因此，当手术达到内耳道底部时，易损伤耳蜗和上半规管。本研究利用连续切片的计算机三维重建技术重建并获得了内听道内、外各结构的立体图象，测量了Bills bar与膝状神经节和上半规管的距离，面神经迷路段到耳蜗基底转及到上半规管壶腹的距离，上半规管壶腹到膝状神经节的距离等，这些图象和数据对中颅窝进路手术方法有很重要的指导意义。材料与方法：取已制备好的颞骨火棉胶连续切片标本5例（患者生前均无

8、耳部疾病史），4例左侧，1例右侧，均为水平切片。其制备过程为：常规10%甲醛固定、脱钙、梯度酒精脱水、浸胶、火棉胶包埋,制作火棉胶块。连续颞骨水平切片：每片厚20m，每5片取1片，苏木素伊红染色封片。连续切片按顺序在投影仪上放大八倍并绘制投影轮廓，描绘所要重建结构的轮廓。在数字化板上设定好参照点，将所描绘的切片轮廓图输入计算机，并将各结构的轮廓内填充不同的颜色，按顺序建立文件名称及序号。使用计算机重建程序，连续叠加，沿X、Y轴旋转角度，形成新的文件，并显示输出具有一定旋转角度的三维图像。重建结构沿X、Y轴任意角度旋转，并可形成动画连续旋转。 结果： 5例中的3例颞骨切片标本均重建了耳蜗及半规管

9、的骨迷路；内听道、内听道内的前庭神经、耳蜗神经、面神经和后壶腹神经；前庭导水管；耳蜗导水管；膝状神经节；面神经迷路段、水平段、鼓索神经、听骨链和镫骨肌等；另两例仅进行测量。 除内听道用线框结构外其它结构均充填颜色为实体结构（图1）。将两个在Y轴向上角度相差100的重建结构并列放置，组成上、下两组颞骨内重建结构的立体图对，可以获得清晰、直观的显示颞骨内结构形态的立体视觉，观察其三维空间的毗邻关系（图3,4）。经软切可以研究两种或几种结构的毗邻关系（图2）。当软切掉内听道时可见听面复合神经束，无论从组织切片或重建结构上均可见到VII、VIII颅神经自内耳门进入内听道后则为复合神经束，第VIII颅神

10、经进入内听道后分为前庭上神经、前庭下神经、后壶腹神经(图5)和耳蜗神经，到内听道底面神经位于内听道上部Bills bar的前方进入面神经管，后方为前庭上神经。内听道的下部即横嵴前下部位于面神经的下方为耳蜗神经，后部为前庭下神经，而且诸神经在内听道内走行的不同阶段有融合现象。耳蜗底转位于面神经迷路段的前、下方与内耳道底相对，上半规管壶腹靠近内耳道的底部,面神经迷路段走行于耳蜗与上半规管之间。面神经自Bills bar进入面神经管向外走行，介于前庭与耳蜗之间达膝部。面神经自膝状神经节转向后、下为水平段（图5,6）。位于圆窗附近可见耳蜗导水管 (外淋巴导水管) 的内口，此管向后延伸，达岩部下面颈静脉

11、窝之内侧（外口）。将内耳之外淋巴导至蛛网膜下腔。位于前庭椭圆囊隐窝之后外侧见前庭小管即内淋巴导水管的内口，此管向后外行走，止于岩部后面内耳门之后外侧（外口），内淋巴管引流内淋巴经此小管外口处之内淋巴囊（图7）。图8示内听道的长度及走行，测量内听道的长度（耳蜗底到内耳门和Bills bar 到内耳门）分别为：5.22+0.579.49+1.68和6.47+0.8312.01+1.79mm。图2、6经软切掉内听道线框结构的轮廓后观察内听道内的神经走行，可见内听道的底部面神经位于内上侧；外上侧为前庭上神经；面神经的下方为（内下）耳蜗神经；外下方为前庭下神经；前庭下神经的下方可见有后壶腹神经，后壶腹神

12、经全长约为6.05mm。同时观察面神经从膝状神经节向后、向内、向下进入内听道内至Bills bar 的距离为2.96+0.53mm，从图中可观察到面神经迷路段到耳蜗基底转的距离非常接近（0.090.26mm）0.16+0.07mm；面神经迷路段到上半规管壶腹（骨迷路）的距离1.21+0.09mm。面神经迷路段邻近的上半规管壶腹到耳蜗的最短距离是2.53+0.42mm，面神经自膝状神经节转向后走行，从膝状神经节到上半规管壶腹的距离是2.25+0.28mm。上半规管壶腹到Bills bar的最短距离为1.96+0.42mm。可见此部位结构排列紧凑，毗邻关系十分密切，其间最短距离非常近(表1)。表1

13、 5例颞骨三维重建测量数据部位H-124H-175H-197H-305H-216x+sCoCh BIAP4.918.855.466.766.0610.944.349.385.3211.525.22+0.579.49+1.68BillsIAP5.4310.577.689.556.2314.006.5412.007.4914.016.67+0.8312.01+1.79GgBills2.713.122.313.733.102.96+0.53FNlsCoCh0.090.260.130.220.090.16+0.07GgAs-scc2.012.652.522.042.032.25+0.28FNlsAs-

14、scc1.171.281.191.081.341.21+0.09BillsAs-scc2.412.401.471.492.051.96+0.42As-sccCoCh2.013.192.342.302.802.53+0.42Coch B：耳蜗底；IAP：内耳门；Bills：Bills Bar；FNls：面神经迷路段； Gg：膝状神经节；As-scc：上半规管壶腹；CoCh：耳蜗。 讨论：中颅窝进路手术乃经颅中窝底之岩骨前上面暴露内耳道，在保存面神经和听神经功能的同时，行内听道内肿瘤的切除或选择性地切断前庭神经，而达到治疗目的。手术的关键是如何暴露及辨认内听道。然而开放内听道避免损伤面神经，暴露B

15、ills bar是手术的重要标志，因此我们重建了内听道Bills bar与周围结构三维重建及测量。三维重建的测量是在三维坐标系中根据各点坐标来计算的，计算组成重建结构的象素点数并将其转换为实际体积是相当精确的，三维重建测量所获得的三维数据，在一般尸体解剖、CT扫描和颞骨组织切片中是很难得到的。在暴露内听道时为了避免损伤膝状神经节前方的耳蜗和后方的上半规管，这些数据有非常重要的指导意义。根据所测量的数据看Bills bar与膝状神经节、上半规管壶腹及面神经，面神经迷路段与耳蜗、上半规管壶腹等结构紧凑并关系密切。当手术达到内耳道底部时，极易损伤面神经、耳蜗和上半规管。因此，不但要了解各结构走行的方

16、向及毗邻关系，还要了解各结构之间的距离，才能避免术中的损伤。总之，在中颅窝手术中内听道的定位是关键，而暴露找到Bills bar是确定面神经及周围结构的重要标志，了解内听道及Bills bar周围结构的毗邻关系，及各结构之间的距离，有利于手术中确定面神经的位置，避免术中损伤面神经、耳蜗和前庭。图. 重建的是左侧耳蜗及半规管的骨迷路；内听道(IAP)、内听道内的前庭神经、耳蜗神经、面神经和后壶腹神经(PAN)；耳蜗(CoCh)；半规管(SCC)；前庭导水管(Ed)；耳蜗导水管(CoCh-A)；膝状神经节(Gg)；面神经水平段(FNl)；鼓索神经(cho-TN)；听骨链(SO)；镫骨肌(Sm)等多个重建结构。 图2. 经软切后并可单独或同时显示不同的重建结构外半规管(L-SCC),后半规管(P-SCC),上