■颖骨数字解剖学
颞骨与侧颅底
颅底解剖结构极其复杂,有大量重要的神经血管,病变隐匿,是神经外科、耳鼻喉科、影像医学共同关心的区域。应用计算机三维重建技术,可以有效显示颅底内复杂结构的空间关系(Dai,2005年)(图2-67,68)。
外 耳
图2-66 颅底标准空间坐标系
图2-67 颅底
1.耳郭 耳郭的表面形状复杂,且个体形态差异较大。先天性外中耳畸形患者常表现为耳郭畸形、外耳道狭窄或闭锁、鼓室狭小、听小骨畸形或固定等。耳郭畸形是影响患者美观的主要问题,目前主要通过耳郭再造术来改善外观。可运用三维重建技术和三维打印等技术,制作重建耳郭及其导板的三维模型,为术前预测耳郭成形效果和术中精确雕刻耳郭软骨支架并协助再造耳定位提供参照(Chen,2015年)。具体方法为:将CT扫描获得的Dicom格式数据导入Mimics中,重建健侧耳郭和颜面部的三维虚拟模型。通过鸡冠顶点、枕骨大孔后缘中点和枕外隆凸点3点做正中矢状面,以其为镜面,将健侧耳郭和颜面部的三维模型镜像至患侧,从而获得患侧重建耳郭和颜面部的三维模型,再进行对位、切割等处理。切割时鼻部上缘以双内眦连线水平为标准,得到患侧重建耳郭和导板的三维虚拟模型,再以STL格式输出至三维打印机,打印出三维实体模型,用于指导耳郭再造术(图2-69)。三维耳郭重建导板实体模型制作过程简单快捷,耗时少,方便掌握,利于推广。
图2-68 颞骨内部结构
图2-69 耳郭重建导板
2.外耳道 外耳道是指从外耳门至鼓膜的管道,可分为外侧的软骨部和内侧的骨部。随着生长发育,外耳道的形态发生很大的变化,在成人,个体的外耳道形态差异也很大。外耳道各部长度、管径、弯曲度及弯曲方向、与周围结构的毗邻关系等均是临床外耳道重建术需要关注的问题。基于CT影像数据建立外耳道三维模型,可进行外耳道形态参数的测量(图2-70),为耳道式助听器的验配、外耳道重建术的优化提供形态学基础(Yin,2017年)。
图2-70 外耳道
中 耳
1.鼓室 临床上将鼓室在鼓膜紧张部后缘以后的部分称为后鼓室(posterior tympanum )。由于后鼓室是现代耳显微外科的重要部位之一,临床上对其详细解剖日益重视。后鼓室位置隐蔽,形态复杂,临床医师不易掌握其解剖形态,建立其三维空间影像困难。后鼓室的三维重建为研究其复杂的形态结构提供了一个很好的方法,可以重现后鼓室结构的立体形态,揭示其各结构复杂的空间毗邻关系(图2-71~73)。
人工中耳蜗窗植入是将蜗窗龛周围部分的骨质磨除,将振子直接植入蜗窗区域,通过直接振动蜗窗膜引起内耳淋巴液振动,进而产生听觉。可将蜗窗龛毗邻的部分后鼓室腔定义为龛外窝,即后鼓室的一部分,为蜗窗龛后外下方不规则的小窝状结构,上方窝口平蜗窗龛龛口上缘水平,下至鼓室底,前至蜗窗龛龛口前缘,后至后鼓室后壁,外至后鼓室外侧壁(图2-74)。龛外窝的大小和形状与人工中耳蜗窗振子的外形设计及安全有效放置密切相关。陈克光(2016年)在三维重建的基础上对先天性外中耳畸形患者龛外窝大小和蜗窗龛龛口中心点到龛外窝各壁的距离进行了三维测量。结果表明随着外中耳畸形程度的加重,龛外窝越来越小,鼓室的后壁及面神经垂直段的位置更加靠近蜗窗龛龛口。因此,在行人工中耳蜗窗植入时难度增大,暴露后鼓室的过程中会增加损伤面神经的风险。因此,术前需根据CT评估患者后鼓室的解剖情况。鉴于个别情况下由于鼓室发育得太小无法使蜗窗振子放置于后鼓室,建议设计更小型号的人工中耳蜗窗振子。
陈克光(2015年)将正常人和先天性外中耳畸形患者的CT序列图像导入Mimics软件,在三维重建基础上读取蜗窗相关标志点的三维坐标,基于Matlab软件编制程序计算蜗窗与蜗窗龛(蜗窗龛)的形态大小(图2-75),结果为蜗窗龛前壁在正常对照组(20例)、外耳道狭窄组(30例)和外耳道闭锁组(30例)的长度分别为(0.97±0.33)mm、(1.30±0.36)mm和(1.51±0.27)mm;蜗窗龛后壁长度分别为(1.55±0.46)mm、( 1.98±0.57)mm和(2.26±0.64)mm;蜗窗龛上壁长度分别为(1.01±0.33)mm、(1.16±0.30)mm和(1.30±0.35)mm;蜗窗龛下壁长度分别 为(1.71±0.46)mm、( 1.90±0.85)mm和(2.38±0.76)mm;蜗窗龛深度分别为(1.10±0.35)mm、( 1.42±0.40)mm和(1.62±0.35)mm。结果表明,蜗窗龛前壁长度、蜗窗龛深度在正常对照组小于外耳道狭窄组,在外耳道狭窄组小于外耳道闭锁组。蜗窗龛后壁长度在正常对照组小于外耳道狭窄组和外耳道闭锁组。蜗窗龛上壁和下壁的长度在正常对照组小于外耳道闭锁组。蜗窗龛龛口前后径在正常对照组、外耳道狭窄组和外耳道闭锁组分别为(1.81±0.45)mm、( 1.67±0.21)mm和(1.78±0.36)mm;蜗窗龛龛口上下径分别为(2.47±0.35)mm、(2.31±0.45)mm和(2.54±0.49)mm;蜗窗膜前后径分别为(2.33±0.38)mm、(2.12±0.42)mm和(2.22±0.41)mm;蜗窗膜 内外径分别为(1.70±0.24)mm、( 1.63±0.27)mm和(1.58±0.28)mm,结果表明蜗窗龛龛口口径和蜗窗膜大小在各组间比较无统计学差异。以上结果提示,在行人工中耳蜗窗振子植入时,需注意先天性外耳道狭窄、先天性外耳道闭锁患者和正常人在蜗窗龛结构上的差异性,避免磨除龛壁骨质时损伤蜗窗膜甚至内耳。另外也提示对于先天性外耳道畸形患者可以开发较小型号的中耳振子。
图2-71 后鼓室
图2-72 后鼓室与乳突窦
图2-73 鼓室内侧壁
图2-74 龛外窝测量
图2-75 蜗窗龛测量
图2-76 上鼓室
在锤骨头前上方,鼓室盖向下伸出一内外方向的小骨嵴,并延伸到匙突,称为齿突(cog)。齿突之前的腔隙称为上鼓室前隐窝(anterior epitympanic recess ),又称为咽鼓管上隐窝(supratubal recess ),其前方为岩尖、中颅窝和颧弓根,后界为齿突,上壁为鼓室天盖,下界为鼓膜张肌半管与匙突或鼓膜张肌皱襞,内侧壁有面神经水平段与膝状神经节,外侧壁是颖骨鼓部和鼓索神经(图2-76)。儿童和成人咽鼓管上隐窝大小无显著性差异。成人咽鼓管上隐窝大小和乳突气化程度也无关。一般认为咽鼓管上隐窝在颖骨岩部气化之前已发育,说明咽鼓管上隐窝的形成与中耳气体系统是相对独立的,这可能是正常成人咽鼓管上隐窝的形态大小与乳突气化类型无关的原因(Hong,2017年)。咽鼓管上隐窝位置隐蔽,介于匙突和齿突内侧之间的狭小间隙是进入该隐窝的唯一通路。因此,该处成为中耳病变组织隐藏的场所,在中耳手术中易被忽略,导致病灶清除不彻底。此时必须去除砧骨与锤骨头,磨去齿突,切除鼓膜张肌皱襞,必要时还须磨除颧弓根部分受累气房,才能完全暴露该部位,彻底去除病灶,改善其通气引流。但应避免损伤内侧壁上的面神经水平段与膝状神经节。
2.听骨链 利用高分辨率CT及其后处理软件分析听小骨的三维形态在临床上有一定的实用价值。基于影像数据的各种重建方法都在一定程度上显示出听骨链的基本三维形态,这对判断听骨链破坏情况具有诊断价值。但限于分辨率的有限性,现有影像技术尚不能精确显示听骨链的某些细节,如镫骨底板、镫骨足弓、豆状突、听关节间隙、锤骨外侧突等(张礼春,2011年)。
研究听骨链精确形态结构的较好方法是利用Micro CT扫描和三维重建技术,几乎所有细节均可显示,可进行精确的测量和建立听骨链的力学模型(Sim,2008年)。(https://www.daowen.com)
观察锤砧关节形态,锤骨头的后内侧面为一“马鞍形”关节面,关节面略呈斜方形,从外上方斜向内下方可见一较深的沟槽,其内上方为大而钝的突出关节面,外下方接近颈处为明显隆起的小关节面突出。砧骨体上的关节面与锤骨头关节面凹凸对应,其关节面中部稍上有一浅而大的关节窝,而外下方有一深陷的小关节窝,两窝之间形成一条从外上斜向内下的条样骨嵴,并与锤骨头关节面的沟槽相对应。整体来看,锤砧关节类似于双关节,即2个关节头和对应的2个关节窝(图2-77)。锤砧关节的特殊的“双关节”形态可能与更复杂的运动形式相对应,有待深入进行研究。
内 耳
1.内耳迷路 迷路结构复杂,其三维重建和可视化,可以直观地再现其各结构复杂的空间关系(图2-78)。运用影像数据进行内耳迷路的三维形态研究也取得了较大的进展。基于螺旋CT影像,可以重建显示颖骨复杂精细的三维结构,可用于骨迷路异常的诊断,有助于外科医师评估病变部位情况、协助术前制订手术计划及模拟手术操作,尤其是在颖骨肿瘤、电子耳蜗移植等方面具有非常重要的作用。
前庭水管为隐藏在颖骨岩部内的骨性小管(图2-79),起始于前庭的内侧壁或总脚,约平行于总脚,向后延伸,末端呈喇叭状开口于岩骨后面的内淋巴囊裂的底部。内淋巴管行走于前庭水管中,两端连接内淋巴囊和椭圆囊球囊。
图2-77 听骨链(箭头示关节面)
图2-78 内耳结构
图2-79 前庭水管
图2-80 大前庭水管外口
胚胎发育早期,若耳囊发育受阻,可使内淋巴管滞留在早期宽大的状态,形成大前庭水管(enlarged vestibular aqueduct,EVA )(图2-80)。一般认为前庭水管起点到外口之间中点的管径大于或等于1.5 mm即可认为是EVA。EVA可作为综合征性遗传性聋的一个特征性表现(如Pendred综合征),可伴其他内耳畸形(如Mondini畸形),也可独立存在。独立存在的EVA伴有感音神经性聋称为大前庭水管综合征(enlarged vestibular aqueduct syndrome,EVAS)。EVAS在遗传性聋患者中的发病率为10%~20%。扩大的前庭水管内口多开口于前庭;其次开口于前庭和总脚,或单独开口于总脚(图2-81)(Lyu,2017年)。
椭圆囊、球囊及囊斑是重要的平衡感觉器官(前庭终器),它们的形态和空间位置与其功能密切相关。椭圆囊位于前庭腔内椭圆囊隐窝中靠后上方。椭圆囊前上部的外下壁和前上壁分布有椭圆囊斑,其中分布于椭圆囊前上部的外下壁的面积较大。椭圆囊斑呈椭圆形或四边形,椭圆囊斑的前端向上卷曲形成一个三角形,椭圆囊斑的前部与椭圆囊神经相接。球囊位于前庭腔内球囊隐窝中,靠前下方。球囊内的前壁分布有球囊斑,球囊斑多呈长椭圆形,上、下端向后呈弧形卷曲,中部向前凸并连接球囊神经。椭圆囊斑和球囊斑的形态并非呈平面状态,而是类似曲面,且两个囊斑大致平面的夹角接近90°(图2-82)。囊斑的这些形状特征可能与它们检测较宽范围的线性加速度的功能相适应(Naganuma,2001年,2003年)。
2. Corti器与前庭终器 螺旋器(spiral organ)又称Corti器,位于内、外螺旋沟之间的基底膜上,为蜗神经的末梢感受器,即听觉感受器。螺旋器由感觉细胞、各种支持细胞和盖膜等组成(图2-83)(邢琪,2007年)。内、外毛细胞为听觉感受细胞,分别位于内、外指细胞胞体上。内毛细胞呈烧瓶状,仅1排;外毛细胞呈柱形,有3~5排。蜗螺旋神经节细胞的周围突,穿过细胞间隙到毛细胞的基底,形成突触联系。每个内毛细胞顶端有排列成弧形的两排静纤毛伸出,而每个外毛细胞的3排或4排静纤毛排列成“V”形或“W”形,其最外侧的纤毛最长,末端与盖膜接触,但内毛细胞的静纤毛可能不与盖膜相接触。
椭圆囊斑和球囊斑构造相同,由含支持细胞和毛细胞的感觉上皮组成(图2-84),其顶部由一层称为耳石膜的胶体膜覆盖。毛细胞分为两型,Ⅰ型毛细胞呈烧瓶状,Ⅱ型毛细胞呈圆柱形,每个毛细胞有1根动纤毛和多根静纤毛。纤毛很短,仅数微米,埋植于耳石膜中。耳石膜由胶状物质构成,表面附着许多小的碳酸钙结晶颗粒即耳石(otolith )。当头部位置改变或进行直线变速运动时耳石膜将因惯性而发生位置偏移,纤毛即发生弯曲,从而使毛细胞兴奋。球囊斑和椭圆囊斑分别接受球囊神经和椭圆囊神经,感受静止的位置觉和直线变速运动的刺激。
图2-81 大前庭水管开口于总脚和前庭(箭头所示)
图2-82 膜迷路与前庭终器
图2-83 螺旋器
壶腹嵴与囊斑结构类似,主要由感觉上皮和胶状物质两部分组成。感觉上皮包括毛细胞和支持细胞,毛细胞位于支持细胞之间,分为两型,Ⅰ型毛细胞呈烧瓶状,主要位于嵴顶部;Ⅱ型毛细胞为柱形,主要位于壶腹嵴的周围部。每个毛细胞有1根动纤毛和50~110根静纤毛。相邻毛细胞被支持细胞分隔。毛细胞纤毛插入壶腹帽。壶腹帽或终顶为胶状物质,呈圆顶状覆盖在壶腹嵴上并延伸接触壶腹的对侧膜壁。毛细胞的纤毛较长,插入到壶腹帽中(图2-85 )。内淋巴随头部旋转运动而流动,冲击壶腹帽,使之发生偏斜,从而刺激毛细胞,产生神经冲动。壶腹嵴为动平衡感受器,球囊斑和椭圆囊斑合称耳石器,为静平衡感受器。椭圆囊斑、球囊斑和壶腹嵴均为前庭神经的末梢感受器,称为前庭终器。
听觉传导路
内耳的神经为前庭蜗神经,包括前庭神经和蜗神经。其神经根在脑桥延髓沟内、面神经根的外侧与脑干相连,前庭蜗神经与面神经伴行,共同进入内耳道,至内耳道底,面神经、前庭神经及蜗神经后再各 自分开(图2-86)。
蜗神经又称听神经,由蜗轴内螺旋神经节发出。蜗螺旋神经节内的双极细胞是听觉传导的Ⅰ级神经元,其周围突分布于内耳毛细胞,中枢突构成蜗神经。蜗神经入脑后,终止于蜗神经腹核和背核。蜗神经腹核和背核内含Ⅱ级神经元,它们发出的纤维大部分在脑桥内形成斜方体并交叉至对侧,在上橄榄核外侧折向上行,称为外侧丘系,少部分纤维不交叉,进入同侧外侧丘系。外侧丘系纤维大部分终止于下丘。下丘内Ⅲ级神经元发出纤维从下丘臂到达内侧膝状体,Ⅳ级神经元在内侧膝状体,它们发出纤维组成听辐射,经内囊到达同侧的大脑颖叶颖横回,即听皮质(图2-87)。听皮质接受听觉信息,经分析综合,产生听觉意识。
图2-84 囊斑结构
图2-85 壶腹 嵴结构
图2-86 前庭蜗神经与脑干