
颅底外科的技术难度大,手术风险高。熟练掌握颅底的骨骼、脑膜、神经和血管等结构的解剖是确保颅底手术成功、控制手术风险并进而推动颅底外科技术进步与创新的必要条件。在颅底解剖学研究中,需重视基本的理论和原则,兼顾不同的理念和研究方法,方可做到事半功倍。本文就颅底解剖学研究的基本理念和常用方法进行总结与分析,以期为颅底解剖实践提供有益参考。
版权归中华医学会所有。
未经授权,不得转载、摘编本刊文章,不得使用本刊的版式设计。
除非特别声明,本刊刊出的所有文章不代表中华医学会和本刊编委会的观点。
经全国继续医学教育委员会批准,本刊开设继教专栏,每年从第1期至第12期共刊发10篇以上继教文章,文后附5道选择题,读者阅读后可扫描标签二维码答题,每篇可免费获得Ⅱ类继教学分0.5分,全年最多可获5分。
颅底解剖属于局部解剖学的高阶内容,是连接人体解剖学基础研究和颅底外科疾病临床诊断和治疗的重要桥梁。它以系统解剖学为基础,深入而细致地研究颅底面的形态、结构、位置、解剖层次及其毗邻关系。颅底区域具有解剖结构复杂、结构所承载的功能意义重大、区域疾病对人体的功能损害严重、外科治疗务须精准等特点,充分满足了解剖学研究热点的全部要求,一直以来都是推动这一区域临床技术进步和革新的重要基石。在这一区域开展解剖学研究具有相对独特的理念和方法。本文就颅底解剖学研究中需要贯彻的基本理念和常用方法进行了回顾和总结,试图为有志于开展这方面工作的同道提供参考与借鉴。
随着颅底解剖学的不断发展,人们对颅底区域潜在腔隙和自然腔道的认识和理解逐渐加深,并应用到临床实践中。从神经外科经典的开放式入路逐步演化到锁孔技术,再到内镜经自然腔道入路的颅底外科技术,无一不体现了尽可能保护和保留解剖结构从而获得功能保存的解剖学理念;而对手术技术更加微创的追求,也推动着解剖学研究的不断进步。
1. 微创的理念:在颅底这一神经血管密集的解剖区域实施外科手术,尤其要强调结构和功能的保存,由此演化出基于解剖学研究基础的不同手术入路和外科技术。早期,Fisch[1]通过解剖学探索提出了沿用至今的经典的耳前颞下窝入路手术。2002年,Arnautović和Al-Mefty[2]提出了3种不同的手术入路,分别用于切除不同位置的颈静脉孔区肿瘤,均可保留外耳道,不损伤面神经。对于范围更大的颅内外沟通性神经鞘膜瘤,有学者同样基于深厚的解剖学研究基础,进一步优化了手术入路,设计了经髁颈静脉球上入路,可以在不增加新的颅神经损伤和不切除颈静脉球的情况下彻底切除肿瘤[3]。上述发展历程,以及内镜经腔道手术逐渐在某些领域取代传统开放式入路手术的实例,充分体现了解剖学研究中重要且朴素的微创观念。
2. 应用与创新的临床导向:解剖学研究一直都是临床技术创新的试验田,其所研究的科学问题来源于临床难题并最终也服务于临床。尽管自1992年以来,内镜经鼻蝶手术已开始用于治疗鞍区病变[4],但由于脑脊液鼻漏及继发的颅内感染等并发症,这种入路方式一直无法完全与经典的经颅入路相媲美。直至2006年,Hadad等[5]通过内镜下鼻腔血供的解剖学研究,创制了带血管蒂的鼻中隔黏膜瓣重建技术,术后脑脊液漏和感染的发生率才显著降低,促进了内镜经鼻颅底外科技术在各个颅底分区的普遍应用。颅底解剖学研究从来就不是纯理论研究,更多的是实践性非常强的应用型研究。
3. 理论联系实践的临床导向:颅底外科医生在深入学习颅底外科基本理论的同时,需要进行大量模拟实战手术的应用解剖学训练。为解决尸头标本不足的问题,近期解剖相关的仿生技术包括3D打印、虚拟现实、手术模拟、手术机器人和高级神经成像等技术快速发展起来,已证实有助于缩短学习曲线,提高对复杂解剖学概念的理解[6]。对于解剖结构认识深度的不同,也会影响手术策略的制订或入路方式的选择。随着解剖学研究的发展,光学显微镜和扫描电镜等技术手段被用于这方面研究[7, 8],为在临床中深入阐释肿瘤经一些薄弱区域侵袭或扩展奠定了理论基础,同时也为外科手术选择薄弱区作为切入点提供了解剖学依据。
颅底的解剖学研究主要是描述性和观察性的,可以称之为基础研究或转化研究,其研究设计主要是前瞻性或回顾性的小队列研究,也有很少量横断面研究。2021年,Iwanaga等[9]的报道发现尸体解剖学研究在发表之日起7年内约22%将用于神经外科临床,并可见临床应用的报道。与传统的转化研究相比,尸体解剖学研究可以更快地实现临床转化。根据研究对象的不同,颅底解剖学研究的研究类型可以分为尸体标本(干颅骨、甲醛固定或新鲜冰冻标本)解剖、影像学解剖和术中解剖3类,不同研究类型所采用的研究方法各不相同。2016年,国际循证解剖学工作组和国际合作伙伴共同制订了解剖学研究报告指南[10],提出尸体标本可以提供客观的解剖参数和细节。早在1996年,张秋航等[11]就通过测量100个国人成年完整颅骨斜坡区的解剖参数,为斜坡区手术的开展提供了可供参考的国人数据。随着影像技术的发展,解剖学研究方法有了很大改变,从难于获取的尸体标本解剖到易于精确测量、便于积累大样本(无论是健康对照或是颅底疾病)的影像学解剖研究,使得神经外科的技术可以被量化比较[12]。而术中解剖的应用更进一步完善了解剖学研究的科学性,其可完整呈现疾病状态下颅底的实际解剖变化。Lenze等[13]通过比较非恶性疾病患儿的内镜入路和开放入路2种手术方法的术中解剖学特征和术后结局等因素,得出在儿童颅底病变手术中,开放切除与内镜切除方法的并发症风险相似的结论。
颅底解剖学研究的方式和方法有很多,包括但不限于比较解剖、断层解剖、影像解剖、模拟人体解剖、大体解剖以及显微解剖等。这些不同的解剖方式在研究对象、研究目标和方法学上有很大区别,在研究过程中可以交互印证、互相促进。
1. 比较解剖:比较解剖学是比较形态学的重要分支学科,历史悠久。通过对人类器官与不同物种的“同功器官”或“同源器官”的比较,可以增进我们对于人体解剖结构的系统性认识。通过选择解剖同源性高的参考生物,比较解剖学研究也为一些在人体中无法开展的创新性探索提供了活体参考。张秋航等通过淋巴造影的方法证实了家兔颅底淋巴循环的存在,并进一步明确了循环的时相特征,为进一步研究人类颅底淋巴循环的途径及恶性肿瘤颅底转移的规律提供了理论依据和动物模型(图1)[14]。基于与人类颅骨解剖的高度相似性,“同功器官”兔颅骨也可以用于开展动物解剖学试验,研究以评估临床手术效果。de Faria Valle Dornelles等[15]对新西兰大白兔进行颅骨矢状缝切除后置入弹簧,用于评估弹簧在颅骨扩张术中的治疗效果。而对同一物种不同族群间“同源器官”的比较研究,也是比较解剖学研究的重要方法。为了对人类枕骨大孔的形态结构进行探索,Zdilla等[16]通过传统和几何测量的方法,测量了152个不同性别和种族的人类枕骨大孔,结果表明,不同种族的枕骨大孔的大小和形状存在显著差异。


2. 断层解剖:断层解剖学是用将人体标本进行断层的方法,研究人体正常形态结构及其基本功能的科学,其基本任务是探索各种结构在连续断层内的形态、位置和毗邻关系等的变化规律,为临床学科提供形态学依据。这种连续断层的解剖学方法较影像断层更为清晰、细致,几乎所有细微结构都可以明确地分辨,便于后期的三维重建和定量分析,但其缺点也很突出:不容易建立直观、立体的整体印象,初学者理解起来较为困难。吴樾等[17]对前颅底区域进行了连续的三维薄切片,深入研究了筛窦区域精细的解剖结构与复杂的毗邻关系,为内镜经筛入路行前颅底、眶内及视神经管等区域手术提供了解剖学参考。
3. 影像解剖:影像解剖学可分为X线解剖学和断层影像解剖学2个阶段,是医学影像学在引入解剖学研究之后的具体应用和发展,其是基于X线、CT、MRI、超声或核素闪烁扫描等主要影像技术进行人体解剖学研究的方法。颅底解剖实践中所应用的主要是基于CT和MRI的断层影像学解剖,DSA也在颅底及毗邻区域动静脉的解剖学研究中被广泛应用。颅底影像解剖学的研究方法具有无创、便捷、费用低等特点,但其提供的是断层影像,与实际所见有所差异,需与断层解剖结合印证。因解剖位置深在,颅底病变常无法直接评估,一般需借助影像学方法进行研究,CT和MRI常被用于评估颅底病变和解剖变异。Connor等[18]应用增强CT对岩斜区软骨肉瘤的患者进行术前测量,结果表明,这一方法可以准确评估翼管和岩骨段颈内动脉因肿瘤占位而引起的空间位置改变,并能据此设计个体化的手术方案。影像学解剖还有助于我们对复杂的颅底结构进行分类或手术分型。2016年“国际额窦解剖分类和内镜下额窦手术范围分类”[19]专家共识中,依据高分辨率CT将参与额窦引流的前组、中线和后组气房进行精确命名,不仅完善了额窦的解剖结构,而且利于外科医生之间的沟通,并为教授和推广内镜经鼻额窦手术的基本手术步骤提供了便利。
4. 模拟解剖:模拟人体解剖的方式一直在进步,目前应用较多的模拟人体解剖技术有虚拟现实技术(virtual reality,VR)、增强现实技术(augmented reality,AR)和数字化立体解剖研究方法等。VR是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机仿真系统[20]。VR技术下的虚拟人体解剖图是数字化3D解剖图谱,能让使用者在没有任何外界干扰的情况下自由地观察、移动和生成解剖结构,更快捷地学习和了解解剖结构。AR技术的可视化功能用于解剖研究中,可以实时显示解剖时的3D渲染图像,也可以实现其他感官体验,如触觉反馈等,其突出的优点是便于总结和纠错,甚至可以无限次重复训练[21]。此外,数字化立体解剖的研究方法在颅底解剖学研究中也有独到之处。冯国栋等[22]应用改进Micron Tracker双目视觉导航仪,建立了经鼻内镜蝶鞍区手术中解剖结构的立体构象,从而为经鼻内镜蝶鞍区手术提供了立体解剖学参考。虽然这些模拟解剖的手段缺乏患者特定的个体化因素,也不能取代标本解剖的学习和训练,但可以帮助初学者进行培训,缩短颅底外科技术的学习曲线[23]。
5. 颅底显微解剖:人体标本因最贴近临床应用,最为真实,成为了最常应用的颅底解剖学研究对象。既往颅底区域的解剖多是基于外入路技术的开放式大体解剖,而显微镜的应用极大地改善了颅底解剖的效果,由此诞生了显微解剖的研究方式。
显微解剖是研究机体细微结构的解剖学方法。为了便于服务临床,通常采用与实际手术中相同的手术显微镜进行解剖学研究。利用显微镜对颅底解剖进行客观描述和分析,可以详细描述具体解剖结构的形态及毗邻关系,准确辨识关键性解剖标志,为保全结构和功能提供依据。Komune等[24]通过对尸头的显微解剖,细致地分析了颅底腹侧面的筋膜层次、网络关系及韧带和肌肉的解剖变异,为在颅底手术中利用筋膜层次保护咽旁间隙中的重要神经血管结构提供了解剖学基础。
6. 颅底内镜解剖:内镜解剖顾名思义是借助内镜系统研究人体细微结构的方式,它与显微解剖的最大区别在于借助鼻腔、咽腔和耳道等自然腔道,在保留体表结构的前提下,对深部器官进行解剖学研究。随着内镜颅底外科技术的不断成熟,可处理的解剖区域不断拓展,很多开放式入路的显微外科技术和解剖学研究成果被应用到内镜经鼻入路的颅底解剖中来,使得内镜经自然腔道的应用解剖学研究蓬勃发展,进一步推动了内镜经鼻入路外科技术的发展。这种解剖学研究方式的变化尤以颈内动脉的解剖学研究成果最具代表性。最早的颈内动脉分段方式由德国学者Fisher在1938年的著作中提出,为了描述颅内肿瘤的位置以及肿瘤压迫引起的颅内血管形态的变化,基于DSA的影像学解剖方法,以血管分叉处为起点,按照逆血流的方向将颈内动脉分为5段。此后的几十年中,出于开颅手术的需要,不断有学者通过解剖学研究对其分段方式进行优化,逐渐演变为更符合解剖学和生理学的顺血流方向。Gibo等[25]于1981年提出了基于显微解剖学的顺血流颈内动脉四分段法,采用的解剖学理念和方法对显微神经外科的发展影响深远。随着显微解剖学研究的不断进步,1996年,Bouthillier等[26]提出了名为Bouthillier七段法的颈内动脉新分段法,涵盖了动脉的全程,应用的解剖学原理非常严谨,这种分段法至今仍是开颅手术最常用的分段方法之一。内镜经鼻到达颅底腹侧面的视角完全有别于开颅手术,尤其随着内镜经鼻手术技术在颅底外科中的优势不断显现,迫切需要基于内镜经鼻入路视角下颈内动脉解剖的精确阐释。2014年,Labib等[27]提出了全新的内镜下颈内动脉分段体系,称为“road map”,以顺血流方向将颈内动脉依次分为6段,每一段的起始均以颅底腹侧面的恒定解剖结构作为标志。该研究围绕颈内动脉非常详尽地描述了内镜下的颅底解剖,对此后的内镜颅底外科发展产生了重要影响。此后,一些学者通过各自内镜下颈内动脉的解剖学研究,对“road map”的颈内动脉分段方式发出挑战,指出其中解剖学研究的不足,提出了颈内动脉的改良分段方法[28, 29, 30]。相较而言,“road map”六段分法非常适合内镜下颅底腹侧面的视角,由此成为目前内镜经鼻颅底外科手术中应用最为广泛的颈内动脉分段体系。
与显微解剖相比,内镜解剖仍处于发展阶段,内镜下颅底解剖结构的研究以及手术相关解剖标志的测量通常需要与开放入路的显微解剖研究相比较,其安全性和可行性是基础研究目标,手术效果则需要长期的随访来验证。海绵窦内曾一度是颅底外科的手术禁区,匹兹堡大学医疗中心的Koutourousiou等[31]在经过了细致的内镜下解剖研究之后,对234例海绵窦内肿瘤患者进行了内镜经鼻手术,并同经颅的外侧入路手术结果相比较,证实了内镜经鼻入路的手术方式具有相当甚至更好的结果,为进一步开展这一复杂的外科技术提供了有益参考。
手术切除复杂的颅底病变极具挑战性,其技术难度大,手术风险高。而准确掌握颅底骨骼、脑膜、神经和血管等结构的解剖是颅底手术获得成功并尽可能保护正常结构、改善功能的必要条件。在颅底解剖学研究中,需重视基本的理论和原则,兼顾不同的理念和研究方法,方可做到事半功倍。颅底外科总的原则仍是“最小化脑组织干预而最大化颅底骨质切除”[32],即在对神经组织最小的创伤前提下,尽量通过颅底骨质的去除暴露病损,这一基本原则仍需贯彻于现代的颅底解剖学研究中。尽管手术禁区不断被突破,目前仍然有一些区域的手术入路和方法不完美,迫切需要解剖学的基础研究不断积累和创新,为克服当前颅底外科的技术难题、进一步控制手术风险、降低临床并发症,从而最终改善颅底疾病的疗效奠定可靠的基础。
张汝祥, 王振霖. 颅底解剖学研究的理念和方法[J]. 中华耳鼻咽喉头颈外科杂志, 2023, 58(5): 528-532. DOI: 10.3760/cma.j.cn115330-20220706-00416.
所有作者声明无利益冲突
1. 与颅底解剖学研究的基本理念和临床导向相符合的是()
A. 微创
B. 创新
C. 应用于临床
D. 理论联系实践E. 因循守旧
2. 颅底解剖学研究的研究类型包括哪些()
A. 尸体标本(干颅骨、甲醛固定或新鲜冰冻标本)
B. 影像学资料
C. 术中解剖资料
D. 血清学检查E. 基因检测
3. 颅底解剖学研究常用的方法和手段包括哪些()
A. 比较解剖
B. 断层解剖
C. 影像解剖
D. 模拟人体解剖E.显微解剖
4. 影像解剖学进行人体解剖学研究的主要影像技术方法有哪些()
A. X线
D. 超声E.核素闪烁扫描
B. CT
C. MRI
5. 目前应用比较多的模拟人体解剖技术有哪些()
A. 虚拟现实技术
B. 增强现实技术
C. 数字化立体解剖研究方法
E. 术中导航系统
D. PET-CT
继续教育园地参考答案参见本期第520页





















