■颖骨数字解剖学方法
颞骨三维数据获取与处理
颖骨的三维重建是进行其三维形态分析和数值模拟的基础。三维重建的质量取决于二维图像数据的质量。通常，二维图像数据可通过连续组织切片或影像扫描获得。一般来说，连续组织切片技术费时费力、程序繁杂，但切片间距小、图像数据的信息量大、可经过染色使各组织结构色彩对比明显，重建的结构较为完整，可用于基础研究。影像数据的获得省时省力，特别是可以获得活体的实时扫描数据，但相对来说信息量小，且多为灰度图像，各组织结构之间界限不甚明显，因而不可辨认的结构无法重建。研究者可以根据研究目的选择获取图像的不同方法。
1.切片数据的获取与处理 由于需要进行三维重建的颖骨块通常比较大，常用火棉胶包埋制片法，此法周期长。因为含有骨组织，需要彻底脱钙。对较大的火棉胶组织包埋块，一般可以切20 μm的厚片，切片行苏木素伊红染色封片即可很好地区分各种组织。可以间隔数张取一张切片，使连续切片图像的层间距在50～100 μm，可以用于颖骨显微结构的三维重建。但是含骨质的组织块，因为要求彻底脱钙，所以标本会变软，容易导致标本内解剖结构变形、胀缩，可能会影响三维重建的准确性，使三维模型随之有一定程度的变形和失真。因此，在制片过程中，应尽可能控制使标本或切片变形或胀缩的影响因素。
为了克服火棉胶包埋法耗时、软组织变形及由于脱钙导致的结构失真等缺点，可以使用硬组织切片机对不脱钙的骨组织进行切片，厚度可以达到数微米，且无层间消耗（Ferguson，1999年）。相对于颖骨脱钙火棉胶制片法，不脱钙聚合物包埋标本的优点是周期短、过程简单、标本的变形和胀缩程度小、可切连续大薄片，特别适合于为进行三维重建而制作切片（Dai，2005年）。
如果是对组织细胞级结构如某些神经节、神经干、前庭终器、螺旋器等进行三维重建，由于组织块小，可以用石蜡包埋、火棉胶包埋或行冷冻切片等方法。切片厚度可以达数个微米。如果要对细胞甚至亚细胞结构进行三维重建，则需进行连续的半薄或超薄切片。目前，组织连续切片的三维重建多停留于光镜水平上，电镜水平的三维重建报道甚少。随着数字技术和高分辨率成像技术的飞速发展，细胞器的三维构象将成为可能。
目前，利用铣削照相技术获取头颈器官的数据具有很大优势，可以获得大尺寸的连续数字图像，对位准确，有利于局部多器官结构的三维重建，最小建模结构甚至可以达到毫米级。张晓斌（2005年）应耳鼻咽喉等器官数字建模的需要，改进了头部标本的预处理、铣削精度及图像采集等工艺，获得了层间距0.1 mm、分辨率达到3566×4018像素的序列图像。Sørensen （ 2002年）切取新鲜侧颅底骨块（包括颅后窝的脑组织），同样用铣削照相方法获得了605幅连续彩色图像，层间距50～100 μm，图像大小为3078 × 1942像素，代表的实际尺寸为15.4 cm×9.7 cm。这是目前最高精度的侧颅底连续图像数据，但限于图像的分辨率，还不能代替组织切片技术以获取更微小结构的数据。
2.影像数据的获取与处理 近年来，影像技术发展迅速，CT、MRI的检测速度和图像分辨率有了大幅提高，极大地促进了耳鼻咽喉-颅底外科学的发展。另外，多模式影像数据的融合技术可以使CT与MRI影像相结合，以显示骨、膜迷路等的形态和空间分布关系。而显微CT （micro computed tomography，micro CT ）、显微MRI等用于基础研究领域。micro CT可对骨骼、牙齿、生物材料等进行二维或三维成像，最高检测精度可达到5 μm以下，还可在造影剂的辅助下，对活体小动物的血管、骨骼、脏器等进行二维或三维成像。micro CT目前多用于骨小梁水平上的骨结构及其力学分析。颅底特别是颖骨由于其内部结构微小、复杂，可用micro CT研究其细微结构特征并进行三维形态分析（Lane，2004年），颖骨内前庭窗、蜗窗及后鼓室结构的细节清晰可见，在前庭腔的各壁可见各半规管孔、前庭导水管口、耳蜗通道、前庭窗、蜗窗、椭圆囊隐窝、球囊隐窝、前庭嵴、听神经细纤维贯穿的小孔等细微结构。图像可进一步进行三维重建。Uzun（2007年）用四氧化锇对内耳组织块整体染色，然后用micro CT获得连续断面图像，并进行三维重建与可视化处理。四氧化锇染色的目的是增加扫描时的组织对比度。扫描和重建结果显示这种方法能清楚地显示内耳各种显微结构，包括膜迷路、有关脑神经的解剖细节、椭圆囊和球囊的空间三维构筑。吴彩琴（2013年）亦应用此方法研究豚鼠内耳膜迷路在内淋巴积水时形态的定量变化，并为膜迷路的几何和力学建模打下基础。
颞骨三维重建与三维形态分析
由于颖骨结构十分复杂精细，其三维重建与三维形态分析对临床与基础研究都具有重要意义，可为颖骨解剖研究、手术路径的设计和模拟提供新的途径和帮助。近年来，影像技术及图像处理和三维重建软件的快速发展使得基于影像数据或连续切片图像的颖骨三维重建在基础研究和临床诊疗中发挥着越来越重要的作用。一些专业软件 如Mimics、Amira、3D-Doctor、3D Slicer、WinSURF等提供了强大功能，可以进行快速三维重建与可视化，可在二维和三维视图上进行测量，可输出多种格式的三维模型。这些三维重建的图形可以任意旋转或在任意平面上进行切割，以方便医师对颖骨各个结构，特别是微小的听骨链或内耳显微结构的形态特征进行评估，或模仿耳内镜对中耳、内耳等结构进行观察，有助于分析耳内部结构的三维空间毗邻关系，检查和评价颖骨的各种病变，如先天性畸形、血管变异、炎症、肿瘤及其他创伤等，同时还可用于对颖骨手术的辅助设计，以及三维打印、有限元分析等。
1.影像数据的空间分辨率 影像数据的空间分辨率对解剖结构测量和三维重建的精确性影响很大。空间分辨力（spatial resolution）又称几何分辨力或高对比度分辨力，是指在高对比度下鉴别细微结构的能力，即显示最小体积病灶或结构的能力。空间分辨率又可分为平面分辨率（X-Y）和轴向分辨率（Z）。对于颞骨CT影像来说，如果其 空间分辨率能达到0.5 mm × 0.5 mm × 0.5 mm甚至以下，则能较好地显示或三维重建颖骨内主要的微小解剖结构。
2.伪影 在影像数据处理过程中，要注意CT图像伪影现象，避免识别错误。伪影可由多种原因造成，如部分容积效应产生的伪影，表现为条状或带状伪影，是由于同一扫描层面上组织密度不同造成的，不能如实反映扫描层面上组织真实的CT值，小于层厚的病变受邻近组织的影响所测得的CT值不能准确反映病变的CT值，使高密度组织中的低密度病灶CT值变高，低密度组织中高密度病灶CT值变低。部分容积效应伪影最有效的消除方法是采用薄层扫描，尽量减少同一体素内含有的不同密度的组织。另外，运用软件也可消除部分容积效应伪影。
3.头部断层扫描的常用基线(https://www.daowen.com)
（1）眶耳线（orbitomeatal line ）：或称眦耳线（canthomeatal line ）、听眦线，即眼外眦与外耳道中点的连线。
（2）Reid基线（Reid's base line ）：或称听眶下线，即眶下缘与外耳道中点的连线。
（3）上眶耳线（supraorbitomeatal line ）：或称听眶上线、眉听线，即眶上缘与外耳道中点的连线。
耳部扫描常用眶耳线。但在实际工作中，扫描基线很难准确对应实际的解剖标志线，往往有一定程度的偏差。在对其二维或三维影像数据进行解剖测量时，可能会有误差，影响结果的准确性。因此必须对基于扫描基线的参照系进行校正，测量结果才能准确，尤其是对颞骨内微小结构的测量更应如此。
4.法兰克福平面（Frankfurt horizontal plane） 也称眼耳平面，是颅骨的测量和研究中常用的标准平面。这一平面是由颅骨两侧的外耳门上缘点和左侧眶下缘点3点组成的，当左侧眶下缘点破损时以右侧眶下缘点代替。根据法兰克福平面可以建立颅底解剖结构测量的标准参照系。
5.精确形态参数的计算 数字影像的基本单位是像素和体素，它们的大小代表了影像的精度。数字影像还包含其他参数，如空间位置、与组织特征相关的CT值等。首先从影像数据（如Dicom数据）中获得相关解剖结构（特别是骨性标志点）的空间坐标值，重建以法兰克福平面为基准的颅底标准坐标系以校正CT扫描面的误差，再基于空间解析几何原理运用Matlab软件（美国Math Works公司出品的商业数学软件）进行编程计算，可获得大量精细解剖结构的精确形态参数。具体步骤如下。
（1）将CT的Dicom数据导入Mimics软件，在同时显示颖骨轴位、冠状位和矢状位图像的基础上读片，准确获取各关键结构标志点的三维坐标（X，Y，Z）。
（2）定义标准坐标系，通过左眶下缘最低点与左、右侧外耳门最上点的3点坐标值可计算出法兰克福平面（X-Y平面）的方程；计算过颅前窝鸡冠和左、右后床突的中点且与法兰克福平面垂直的Y-Z平面，为正中矢状面；再计算过左、右后床突的中点且与法兰克福平面、正中矢状面垂直的X-Z平面，为冠状面。
（3）虽然一般商业影像软件支持直接在二维或三维影像上进行测量，但测量功能有限，一般仅能测量两点间距离、两线段夹角、平面面积和体积等。利用Matlab软件可编程计算更多项目，如两点间距离、曲线长度、两线段的夹角、点到线的距离、点到面的距离、空间不共面直线间的距离、线面夹角、面面夹角、平面或曲面面积、体积等，且在含有大量标志点的测量研究中，计算方法比直接测量更省时、准确。
例如，为了精确测量耳蜗和骨半规管在颅底的位置与方位，并分析其在不同年龄组、侧别和性别中的差异，吕慧英（2015年，2016年）从正常人耳CT数据中，读取蜗顶、蜗底中心点，确定半规管平面的标志点以及以法兰克福平面为基准的标准空间坐标系的关键结构标志点的三维坐标，并基于Matlab软件编制计算程序，确定标准空间坐标系的相关方程，计算耳蜗和骨半规管在标准坐标系下的空间位置和方位、各骨半规管之间的面面夹角以及左、右协同半规管之间的空间关系等（图2-66）。这些研究结果可为迷路发育研究、人工耳蜗手术以及前庭功能检查和平衡功能障碍治疗提供依据和帮助。