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脑膜中动脉沟骨管的解剖学与CT成像研究

发布时间:2017-11-06 04:11 来源:西藏阜康医院
   脑膜中动脉(middle meningeal artery, MMA)前支部分或全部走行于骨性管道中,在神经外科手术(如常规翼点入路手术)移除骨瓣时如果忽略此骨管的存在,通常会切断或撕断脑膜中动脉前支[1,2]。这样不仅会造成较多量的出血,使得手术视野模糊,不利于手术进行,更为重要的是在许多神经外科手术中是需要保护脑膜中动脉并以其作为颅内脑组织的供血动脉(例如烟雾病患者常规手术方案之一即是利用脑膜中动脉血供来改善大脑供血)[3]。因此,术中保护脑膜中动脉极为必要。

  本文就脑膜中动脉沟骨管(以下简称为骨管)的解剖学和其CT表现来探讨CT检查评估骨管的价值,以期为保护脑膜中动脉提供解剖学和影像学依据。

  1 材料与方法

  1.1 尸头解剖学及CT成像对照研究

  15个成人头颅湿标本(10%甲醛固定),外观无畸形,来源于复旦大学解剖学与组织胚胎学系。去除颞区、颧弓、眶周等软组织,眶上缘4 cm锯开颅骨,沿上矢状窦两侧2 cm分别剪开硬脑膜,移除脑组织。沿脑膜中动脉前支逆向游离硬脑膜,避免撕裂脑膜中动脉前支。由此探寻各标本中骨管的存在情况,并探查骨管的起止点,观察形态并图像记录分类。在颅骨内骨管的起讫点处垂直于颅骨用直径1 mm钻头分别打孔至颅骨外表面。在颅骨外表面使用游标卡尺(精度0.01 mm)测量骨管长度,以及骨管入口(低点)、出口(顶点)的体表投影点分别至颞骨颧弓上缘(Line 1)、颧突点的垂直(Line 2)距离,如图1所示。根据观察到的骨管的顶点和低点相对于Line 1、 Line 2的关系,对所测得经线值进行模拟坐标定位。以Line 1为横轴,Line 2为纵轴,顶点的坐标值为(-C+L/2, B),低点坐标为(L/2-E, D),在平面坐标系中描绘骨管两端点的散点分布后,使用最小二乘法拟合两者之间的线性关系。

  图1测量径线设计示意图 Line 1: 为前端起于颧突点、后端止于颧弓根部的大致与颧弓上缘平行的线段(线段测量值记为L);Line 2:线段Line 1的中垂线;两红色圆点代表骨管两端点在颅骨表面的投影,蓝色圆点代表颧突点;A:骨管的长径;B、C分别为骨管顶点(出口)至颧弓上缘、颧突点的距离;D、E分别为骨管下口(入口)至颧弓上缘、颧突点的距离

  利用金属铝丝标记上述尸头骨管,剪去骨管外的多余段,使用颅骨架固定标本,放置于GE Discovery HDCT750(GE Healthcare, Wisconsin, USA)扫描仪中,取仰卧位,行头颅轴位扫描。以听眦线为扫描基线,层厚5 mm,层距5 mm,管电压120 kV,管电流150 mA。分别采用标准算法重建层厚为0.625 mm、窗宽/窗位400/35 HU,高分辨率算法重建窗宽1 500/450 HU的图像。图像后处理采用GE ADW4.4工作站(Advantage Windows 4.4, GE Medical Systems),并以此为基础进行多平面重建(multiple planar reconstruction,MPR)和曲面重建(curved planar reformation, CPR)。测量骨管的长径,与尸头标本的测量结果对比。

  1.2 骨管临床CT成像研究

  回顾性分析2014年2—7月在复旦大学附属华东医院行头颅薄层CT平扫或增强患者的数据。纳入标准:无明显颅底骨折、骨肿瘤、肿瘤样病变等疾病的患者;排除标准:有翼点入路手术史者、图像质量未达影像质控标准者。共入选200例患者,男127例,女73例,平均年龄(61.9±11.3)岁。

  扫描和重建参数如前述。在MPR轴位图像上能显示脑膜中动脉沟和骨管的层面上逐层绘制一条大致沿骨管走行的曲线,以此曲线为参考曲线,在轴位图像上不断调整曲线的位置,使之始终位于骨管中央,就可获得一幅CPR图像。将一侧CPR曲线延伸到对侧脑膜中动脉沟和骨管即可完成双侧骨管CPR图像。重建时将骨管两端点的脑膜中动脉沟的一部分一起纳入重建曲面,这样可以在重建冠状位上显示骨管的起始点。

  1.3 图像处理和一致性检验

  由2位放射科医师根据骨管的解剖学及CT扫描结果进行学习,对200例400侧脑膜中动脉沟的活体头颅CT数据进行骨管存在与否的双盲评估判断,对评估不一致者最终由高年资医师统一判断结果。骨管存在者记1分,不存在者记0分,对两者判断结果进行Kappa一致性检验,最后统计200例患者骨管的存在率。

  1.4 统计学方法

  应用SPSS 20.0进行统计分析。颅骨标本中2种骨管径线测量值采用配对t检验。以P<0.05为差异有统计学意义。

  2 结果

  2.1 骨管的解剖形态

  15例标本中,共发现骨管5例7侧,左侧3例、右侧4例,其中双侧都存在者2例。主要表现为位于蝶骨小翼颞侧的骨性管道,与脑膜中动脉沟相延续,内穿行脑膜中动脉前支,位置毗邻蝶骨嵴,内侧入口处邻近眶上裂,外侧出口一般为蝶骨嵴向后外上延续的末端。将其大体形态分为2类:一类是连续型骨管,这类骨管形成完整的管道结构(图2A),6侧;第二类是间断型骨管,中段可表现为一处或多处的骨管的连续性中断,可显露穿行其中的脑膜中动脉前支(图2B),1侧。

  图2乳胶灌注头颅标本 2A 脑膜中动脉穿行于连续型骨管中(箭) 2B 间断型骨管(箭),骨管中部未完全融合,可见穿行其中的血管(已被游离)

  图3标本中7侧骨管的两端点在颅骨表面的投影分布 横轴代表颧弓上缘,纵轴代表颧弓根部至颧突点的垂直平分线

  通过钻孔将骨管的顶点和低点打孔投射到颅骨表面,使用游标卡尺进行测量,7侧中骨管长径0.94~3.06 cm,平均2.05 cm;CPR测量7侧骨管长径0.91~3.09 cm,平均2.08 cm;将标本与CPR测量值进行配对处理,差值服从正态分布,±sd为(-0.03±0.05)cm,差异无统计学意义(t=-1.486, P>0.05)。见表1。骨管顶点距颞骨颧弓垂直距离平均为4.67 cm,距颧突点水平距离平均为4.32 cm;低点距颧弓垂直距离平均为2.99 cm,距颧突点水平距离平均为3.24 cm。线性关系为=-1.101 8X+3.839 4, R2=0.746 4。见图3。

表1

  颅骨标本7侧骨管长径2种方法的测量结果比较(cm)

 

  颅骨标本使用金属铝丝标记骨管及其CT平扫表现结果如图4、图5所示:骨管延续于颅骨内板内侧面的脑膜中动脉沟内,连续层面观察,骨管主要穿行于蝶骨嵴外侧延伸部,为中空骨性管道。

  图4金属铝丝标记一侧骨管结构的颅骨标本CT轴位连续表现,高密度影为穿行于骨管中的铝丝

  图5颅骨标本CT轴位平扫示脑膜中动脉沟(蓝箭),骨管形态(红箭)

  图6脑膜中动脉沟(蓝箭)骨管(红箭)结构的CT轴位表现 6A 患者男,72岁,多层面连续追踪显示为单侧存在骨管 6B 患者女,57岁,存在双侧骨管

  图7患者女,57岁,脑膜中动脉沟骨管CT曲面重建斜冠状位表现 7A 骨管的行程及距离(红线段) 7B 骨管的下端入口和上端的出口

  2.2 骨管临床CT成像

  2位医师对CT轴位图像评估结果显示Kappa值=0.96,提示两者具有高度一致性。最终确定200例中显示骨管共210侧,双侧存在者76例152侧,单侧存在者58例,骨管总存在率67%(134/200)。210侧骨管路径在MPR和CPR图像上显示良好,CPR可对骨管全程连续显示,并可准确测量相关数据(图6、图7)。

  3 讨论

  3.1 骨管的解剖起源

  脑膜中动脉由棘孔入颅骨,于蝶骨大翼内侧壁向前上走行,穿过蝶骨嵴后于冠状缝后走行,两侧脑膜中动脉于前囟处交通[4,5]。骨管位于蝶骨小翼的外侧,内部穿行脑膜中动脉前支,与颅骨内板上脑膜中动脉沟压迹相延续[6,7]。在胚胎发育时,当顶臀长为20~24 mm时,脑膜中动脉主要起源于来自镫骨动脉的眶上支。之后,颈外动脉形成,与镫骨动脉的眶下支和下颌支连接,由于镫骨动脉的近侧部分的萎缩,脑膜中动脉最终由颈外动脉供血,在顶臀长40 mm时发育为供血硬脑膜。因在这个发育过程中,脑膜中动脉穿过蝶骨小翼区的颅软骨,从而形成骨管。

  3.2 骨管解剖的临床应用

  翼点入路又称筋膜间翼点开颅,是利用咬除蝶骨嵴、解剖外侧裂及各基底池后所形成的锥形空间,进行前中颅窝底、鞍区、第三脑室前部和上斜坡肿瘤的切除以及Willis环前部和基底动脉分叉部动脉瘤的夹闭。翼点入路应用到临床以来,取得了明显的疗效。但是,由于脑膜中动脉的前支位置恰好位于蝶骨嵴附近,因此在移除骨瓣时往往会因为骨管的存在,穿行于其中的血管不能完整连同硬脑膜游离,可能会被撕断,甚至被铣刀锯断,从而导致大量出血。

  既往已有关于脑膜中动脉骨性管道存在而引起骨瓣移除时出血的报道[4],但是对于脑膜中动脉骨性管道的探究较少,仅有少数的文章对其出现率做出描述[5,8],也有个别文章对其影像学表现做过简单的描述[9]。目前尚未有详尽的关于骨性管道从解剖学到影像学系统研究的报道。

  在本研究中探查了15例标本中7侧骨管的形态、走行及毗邻情况,并进行了初步分类;通过钻孔将骨管的顶点和低点投射到颅骨外表面进行测量,为翼点入路手术提供了较为实用的参考数据。在本组的标本研究中,骨管长径为0.94~3.06 cm,平均为2.05 cm,显示不同程度的变化。通过金属丝标记骨管,观察了颅骨标本中骨管的CT表现,促进了影像科医师对活体中骨管CT表现的认识,有利于术前使用CT平扫评估手术入路处骨管的存在情况。

  3.3 骨管的临床CT扫描及重建技术

  高分辨率CT扫描作为一种常用的术前检查方法,以其扫描速度快、价格相对便宜而得到广泛的应用[10,11,12],甚至成为许多神经外科术前的重要检查和评估手段之一[13,14]。以听眦线为扫描基线进行轴位扫描,原始数据经骨算法重建,于工作站上进行多平面CPR,可在横断面图像上进行,也可在MPR重组的冠状面、矢状面图像上进行单侧或双侧骨管的CPR重建。通过骨管解剖学的学习,笔者回顾分析了200例入选病例数据,重建图像效果更为直观展示了骨管的行径,两位医师完成了骨管存在情况的评估,且两者的评估结果具有高度一致性,提示了高分辨率CT及CPR技术对术前评估骨管的价值。

  MPR和CPR重建技术是利用计算机将原始轴面数据在不同层面重新排列、组合为新的层面图像的技术。由于CPR能进行冠状位、矢状位以及任意角度重建,无需改变正常的仰卧体位即可达到对骨管100%的显示率,在一幅图像上能清楚地显示骨管在颅骨内的走向、形态和管壁情况等信息,还可对其进行测量等,是迄今为止研究骨管影像解剖的最佳方法;且避免了额外扫描,降低了患者的照射剂量。

  CPR技术是非阈值依赖重建,不受部分容积效应的影响,图像的密度值与原始图像一致;但是其图像质量不及直接扫描图像,尤其是CPR图像把走行曲折的骨管拉直展示在一幅平面图像上,因此与实体解剖的骨管形态有差别,是虚拟骨管结构,所以要求我们观察图像时要结合轴位,综合评价图像。在翼点入路手术去除骨瓣时,至CT评估骨管所在位置时应注意使用适当的方法避免撕裂或切断脑膜中动脉的前支,这对于颅内外血管吻合术的患者具有重要的意义。

  3.4 展望与不足

  由于目前CT非常普及,大多数能够开展神经外科的医院都拥有较高配置的高分辨率CT,在神经外科手术前常规CT检查时,按照本文方法进行重建,可清晰显示和评估骨管。尽管本文首次较为系统地报道了骨管的影像学表现并且与尸头解剖标本作对照,资料可信度强;但由于样本量较小,很难具有代表性,并缺少对性别、人种和地区差异的考量。另外,当前的研究结果仅局限于对于尸体解剖以及基于影像资料的评估,尚未结合神经外科手术综合验证评估,这将是我们下一步需要完成的工作。

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  文章出处:中华解剖与临床杂志

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