顱底結(jié)構(gòu)螺旋CT影像的三維定量測(cè)量

1、顱底結(jié)構(gòu)螺旋CT影像的三維定量測(cè)量【摘要】目的分析健康成人當(dāng)下頜骨處在正常牙尖交錯(cuò)位時(shí),髁突與顱底頸內(nèi)動(dòng)脈管外口、頸靜脈窩、卵圓孔、棘孔、破裂孔等之間的空間位置關(guān)系，為術(shù)中對(duì)其他重要結(jié)構(gòu)的位置評(píng)估提供依據(jù)。方法選擇健康成人100名，在正常牙尖交錯(cuò)位時(shí)，用螺旋CT掃描、顱底三維影像重建，測(cè)量各結(jié)構(gòu)間的最短距離和空間角度。12個(gè)定點(diǎn)，測(cè)量28項(xiàng)距離和空間角度以極坐標(biāo)表示，髁突內(nèi)緣點(diǎn)為中心點(diǎn)，髁突長(zhǎng)軸為0軸作為參照系。結(jié)果頜下入路能順利顯露髁突內(nèi)緣點(diǎn)和髁突長(zhǎng)軸的方向，以此為參照系，確定頸內(nèi)動(dòng)脈管外口外緣點(diǎn)為12.012.71 mm, 5.141.22, 頸靜脈窩外緣點(diǎn)為 15.112.72 mm,-

2、56.2714.05。結(jié)論以髁突內(nèi)緣點(diǎn)為中心點(diǎn)，髁突長(zhǎng)軸為0軸參照系有助于為頜下入路顱底手術(shù)的術(shù)中定位及顱底解剖教學(xué)提供參考。【關(guān)鍵詞】解剖學(xué)；顱底；攝影測(cè)量法 Quantitative 3D measurements of the skull base by using spiral volumatric CT imagesZHANG Haizhong, BU Rongfa, LI Yonghai，et al.（Department of Stomatology, Chinese PLA General Hospital, Beijing 100853，China）【Abstract】Obj

3、ectiveTo study the spatial relationships of mandibular condyle and carotid canal, jugular fossa, foramen ovale, foramen spinosum when mandible in normal physical position. Methods100 native adults were examined by spiral volumatric CT. The data were transferred to workstation, three-dimensional(3d)

4、cranial base images were reconstructed , 3D measurements were performed by using specific 3d CT landmarks. 12 points were defined and 28 distances and angles were measured in the skull base from submandibular viewpoint. The internal pole of condyle and the condylar long axis were regarded as the cen

5、ter point and 0 axis in the reference frame. Results Submandibular approach provided a clear vision of the internal pole of condyle and condylar long axis. The ECC was located at 12.012.71 mm, 5.141.22, Jug was located at 15.112.72 mm,-56.2714.05according to the reference frame.ConclusionsQuantitati

6、ve measurements of 3D skull base can be very precise. Mandibular approach is easy to show the mandibular condyle. The reference frame is helpful to located other important structures of skull base in operation.【Key words】Anatomy ；Skull base； Photogrammetry 顱頜面外科的發(fā)展將傳統(tǒng)的神經(jīng)外科和頜面外科緊密結(jié)合，打開(kāi)了兩科之間的屏障顱底。顱底骨結(jié)

7、構(gòu)錯(cuò)綜復(fù)雜，有諸多重要血管神經(jīng)通過(guò)且部位較深，術(shù)野較小，手術(shù)難度相對(duì)較大，對(duì)顱底行三維定量測(cè)量，為術(shù)者提供重要結(jié)構(gòu)立體印象，有助于手術(shù)順利完成。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，利用螺旋CT影像技術(shù)能準(zhǔn)確顯示顱底三維結(jié)構(gòu)1，2。從顱底手術(shù)角度出發(fā)，利用螺旋CT測(cè)量重要骨性標(biāo)志之間的空間位置，有助于準(zhǔn)確了解顱底的骨性標(biāo)志，為顱底手術(shù)及選擇徑路提供參考。材料和方法1志愿者包括健康志愿者和需行腮腺、鼻咽部、上頜竇、眶底等CT檢查志愿者。志愿者100名，男50名，平均年齡28.1歲（2038歲），女50名，平均年齡29.6歲（1839歲）。選擇標(biāo)準(zhǔn)：五官端正，側(cè)貌輪廓協(xié)調(diào)；正位面部左右對(duì)稱(chēng)， 3等分協(xié)調(diào)；上下

8、牙弓為中性?關(guān)系，前牙覆蓋、覆?在正常范圍；開(kāi)口度及開(kāi)口型正常范圍；無(wú)正頜手術(shù)史及正畸治療史3。2影像學(xué)檢查:受測(cè)者均在牙尖交錯(cuò)位進(jìn)行CT掃描，掃描基線為聽(tīng)眥線，采用Philips Tomoscan SR -7000型螺旋CT機(jī)，三維重建工作站Philips Easy Vision工作站，掃描參數(shù) : 層厚3 mm,螺距3 mm/s,球管電流225mA, 電壓120kV, 矩陣512,重建薄層厚度1 mm, 閾值為110180Hu，選擇骨組織窗觀察橫斷面、冠狀面和矢狀面，重建三維顱底骨影像。3定點(diǎn)方法（1，2）。1顱底定點(diǎn)示意2顱底分區(qū)示意3顱底結(jié)構(gòu)正位采用直接測(cè)量法，數(shù)據(jù)顯示(骨性外耳道假孔

9、鼓板)4顱底結(jié)構(gòu)右后旋轉(zhuǎn)位三維影像向后旋轉(zhuǎn)30，再向右旋轉(zhuǎn)30，L6：ECC，L11：Jug,L12:Cdi5顱底結(jié)構(gòu)左旋位三維影像向左旋轉(zhuǎn)45，L6：ECC，L12：Cdi，L15：Jug.Landmark measure顯示測(cè)量數(shù)據(jù)6切除上下頜骨、頸椎顯露“切除”第一頸椎平面以下的結(jié)構(gòu)，顯露頸靜脈窩，下頜升支亦“切除”，L1：Cdi，L2：ECC，L3：Jug，L4：Cdi，L5：ECC，L6：Jug，L7：Lac，L8：Ova，L9：Spi，L10：枕骨大孔前緣中點(diǎn)，翼外板4測(cè)量?jī)?nèi)容：線距測(cè)量（表1），角度測(cè)量（表2）。結(jié)果計(jì)算機(jī)三維定量測(cè)量軟件測(cè)量顱底不需定位平面，能客觀顯示2點(diǎn)間距離

10、和3點(diǎn)間角度，可將像放大 、 旋轉(zhuǎn)以求精確測(cè)量(3)。采用直接測(cè)量軟件，測(cè)量值顯示于當(dāng)前窗口，采用間接測(cè)量軟件，由十字光標(biāo)定點(diǎn)， 在另一窗口顯示測(cè)量值（46）。 以髁突內(nèi)側(cè)緣點(diǎn)為中心，髁長(zhǎng)軸為軸線，以此為參照系，用表1，2結(jié)果換算，以極坐標(biāo)形式（半徑和角度）確定其他重要顱底骨標(biāo)志的相對(duì)位置（表3）。假孔：上頜竇和乳突區(qū)出現(xiàn)的孔洞是由于上頜竇和乳突氣房里存在氣體，其CT值在所選定閾值之下，因而重建的三維影像在此區(qū)域出現(xiàn)孔洞。表1顱底三維線距測(cè)量*(mm, s)測(cè)量項(xiàng)目男（n=50）女（n=50）1 Cdi-ECC12.522.0111.712.152 Cdi-Jug15.052.6515.632

11、.093 Cdi-Ova16.141.3715.962.184 Cdi-Spi12.011.9211.811.435 ECC-Lac19.961.1818.351.076 ECC-Ova17.311.2317.821.347 Ova-Lac13.081.4713.751.568 Cdi-Lac27.622.8325.912.549 Spi-Ova5.550.675.260.8210 Cdi-Sty12.952.0410.682.7811 ECC-ECC52.093.3250.644.2812 Cdi-Cdi86.546.3783.584.9313 Ova-Ova44.403.1942.172.

12、7214 Spi-Spi49.813.6648.142.6915 Lac-Lac26.280.6726.361.3516 Mas-Mas110.375.79108.506.7117 Cdi-Cde23.252.4321.582.80注:*線距為最小距離；ECC左側(cè)頸內(nèi)動(dòng)脈管外口外緣點(diǎn)；ECC右側(cè)頸內(nèi)動(dòng)脈管外口外緣點(diǎn);1:髁突內(nèi)緣點(diǎn)到頸內(nèi)動(dòng)脈管外口;2:髁突內(nèi)緣點(diǎn)到頸靜脈窩;3:髁突內(nèi)緣點(diǎn)到卵圓孔;4:髁突內(nèi)緣點(diǎn)到棘孔;5:頸內(nèi)動(dòng)脈管外口外緣點(diǎn)到破裂孔外緣點(diǎn);6:頸內(nèi)動(dòng)脈管外口外緣點(diǎn)到距離卵圓孔外緣點(diǎn);7:卵圓孔外緣點(diǎn)到破裂孔外緣點(diǎn);8:髁突內(nèi)緣點(diǎn)到破裂孔外緣點(diǎn);9:髁突內(nèi)緣點(diǎn)到莖突上緣;10:

13、棘孔外緣點(diǎn)到卵圓孔外緣點(diǎn);11:兩側(cè)頸內(nèi)動(dòng)脈管外口外緣點(diǎn);12:兩側(cè)髁突內(nèi)緣點(diǎn)間;13:兩側(cè)卵圓孔外緣點(diǎn);14:兩側(cè)棘孔外緣點(diǎn);15:兩側(cè)破裂孔外緣點(diǎn);16:兩側(cè)乳突頂點(diǎn);17:髁突內(nèi)緣點(diǎn)到髁突外緣點(diǎn) 表2顱底三維角度測(cè)量(，s)測(cè)量項(xiàng)目男（n=50）女（n=50）1 Ramus31.475.6939.075.162 Spi-Cdi-ECC57.413.8264.5511.743 Condyle23.646.3125.737.694 Cdei-Cdei135.296.27130.637.085 Condyle-Canal120.835.61117.168.666 Condyle-OvaSpi1

14、00.496.41106.2112.297 Canal-OvaSpi9.772.7314.335.248 Canal-Sagittal58.312.5254.683.079 Cdi-ECC-Jug61.754.0864.379.7110 Lac-Ova-Spi84.183.0679.504.8511 Ramus-base80.634.7871.365.18注：1:兩側(cè)下頜升支軸線交角；2:棘孔到髁突連線與髁突到頸動(dòng)脈管外口連線交角；3:髁突長(zhǎng)軸與兩側(cè)動(dòng)脈管外口中心連線交角;4:兩側(cè)髁突長(zhǎng)軸交角;5:髁突長(zhǎng)軸與頸內(nèi)動(dòng)脈管軸線交角;6:髁突長(zhǎng)軸與棘孔、卵圓孔連線交角;7:動(dòng)脈管軸線與棘孔、卵圓孔連

15、線的交角;8:動(dòng)脈管軸線與矢狀線交角;9:髁突內(nèi)緣點(diǎn)頸內(nèi)動(dòng)脈管外口外緣點(diǎn)與頸靜脈窩外緣點(diǎn)交角;10:破裂孔外緣點(diǎn)、卵圓孔外緣點(diǎn)與棘孔外緣點(diǎn)交角;11:升支軸線與顱底平面交角 表3顱底各結(jié)構(gòu)的換算值(s)顱底結(jié)構(gòu)名稱(chēng)半徑角度(s)(s)髁突外緣點(diǎn)(Cde)21.892.871809.11髁突內(nèi)緣點(diǎn)(Cdi)00頸內(nèi)動(dòng)脈管外口 外緣點(diǎn)(ECC)12.012.715.141.22頸靜脈窩外緣點(diǎn)(Jug)15.112.72-56.2710.05卵圓孔外緣點(diǎn)(Ova)16.012.1654.829.53棘孔外緣點(diǎn)(Spi)12.011.9253.087.78乳突頂點(diǎn)(Mas)26.792.78-117.

16、418.29破裂孔外緣點(diǎn)(Lac)26.332.8737.309.63莖突上緣點(diǎn)(Sty)12.592.04-67.8210.31骨性外耳道內(nèi)緣點(diǎn)(EAM)12.462.85-125.849.26喙突點(diǎn)(Cor)42.513.77119.735.61水平軸(Hor)023.616.57矢狀軸(Sag)0113.186.27注:髁突長(zhǎng)軸為0軸，逆時(shí)針為正值，順時(shí)針為負(fù)值 討論以往顱底測(cè)量多集中在尸體解剖和顱骨標(biāo)本方面，對(duì)手術(shù)特別是頜下徑路手術(shù)無(wú)直接指導(dǎo)作用。隨著醫(yī)學(xué)影像技術(shù)的發(fā)展，90年代以來(lái)，螺旋CT可對(duì)受測(cè)對(duì)象進(jìn)行連續(xù)掃描、三維影像重建。三維定量測(cè)量系統(tǒng)日趨完善，可進(jìn)行各種復(fù)雜三維空間測(cè)量。

17、Naser4在對(duì)顱底骨標(biāo)本測(cè)量中，確定了與顳骨巖部相平行的、和定位線（2），線從顳下頜關(guān)節(jié)窩內(nèi)側(cè)與鼓鱗裂相交點(diǎn)，經(jīng)棘孔、卵圓孔到翼外板根部，線自莖突，經(jīng)于顳骨巖部前緣，至翼內(nèi)板根部，線從乳突、頸內(nèi)靜脈孔經(jīng)顳骨巖部后緣線到破裂孔后緣線。測(cè)量3線間距離，應(yīng)用顱底骨結(jié)構(gòu)天然分界線為各解剖結(jié)構(gòu)定位具有簡(jiǎn)潔明了的特點(diǎn)。由于顱底骨結(jié)構(gòu)溝窩孔參差不齊，手工測(cè)量很難反映三維空間的客觀位置關(guān)系。Kuman等5，6以枕骨大孔外緣到破裂孔的矢狀線將顱底分為中線區(qū)和兩外側(cè)區(qū)(2)，再以翼外板根部到顳下頜關(guān)節(jié)窩內(nèi)緣連線，將外側(cè)區(qū)分為顳下區(qū)和顳骨巖區(qū)，由于術(shù)中體位不同，術(shù)者無(wú)法看到患者大部分顱底骨結(jié)構(gòu)，因而定位仍有一定困

18、難。本研究以髁突內(nèi)側(cè)緣點(diǎn)為基點(diǎn)，測(cè)量髁突至顱底各重要神經(jīng)血管進(jìn)出顱底之間的角度和距離，因髁突是顱底常規(guī)手術(shù)較安全、易暴露的解剖部位，根據(jù)測(cè)量結(jié)果，可判斷出重要神經(jīng)血管的位置。臨床上，頜下切口、下頜升支縱截進(jìn)路可保留面神經(jīng)、下牙槽神經(jīng)，對(duì)于未侵及顱內(nèi)的病變有許多優(yōu)點(diǎn)。在計(jì)算機(jī)屏幕上三維影像結(jié)構(gòu)從頜下入路可很好顯示髁突、卵圓孔、棘孔、破裂孔、頸內(nèi)動(dòng)脈管外口和頸靜脈窩。由于髁突與頸靜脈窩、頸內(nèi)動(dòng)脈管外口等均不在一個(gè)平面上，有些定點(diǎn)比較隱蔽，顱骨干標(biāo)本不易確定下頜骨的位置，對(duì)手工測(cè)量困難很大，而顱底結(jié)構(gòu)在計(jì)算機(jī)工作站上三維重建后，三維影像可任意旋轉(zhuǎn)，能準(zhǔn)確直觀地定點(diǎn)，將三維影像旋轉(zhuǎn)到一個(gè)角度，隱蔽點(diǎn)易

19、于顯露確定。如頸內(nèi)動(dòng)脈管外口、頸靜脈窩常被第2頸椎橫突遮蓋，需將三維影像向后旋轉(zhuǎn)30可顯露之，或“切除”第1頸椎平面以下的結(jié)構(gòu)，也可顯露頸靜脈窩（36）。以髁突內(nèi)側(cè)緣點(diǎn)為中心，髁突長(zhǎng)軸為基線，以半徑和角度來(lái)確定其他重要顱底骨標(biāo)志的相對(duì)位置，即以極坐標(biāo)形式較容易記憶。了解正常顱底三維結(jié)構(gòu)關(guān)系有助于預(yù)測(cè)病變范圍。顱底特別是顱中窩底惡性病變可發(fā)生骨組織的改變，出現(xiàn)顱底孔洞的擴(kuò)大和骨質(zhì)破壞。神經(jīng)源性顱中窩底腫瘤往往受鼓板莖突和第1頸椎橫突的阻擋而向顳骨巖部方向侵犯，髁突內(nèi)緣Cdi到鼓板垂直距離為8.82.5 mm，若術(shù)中發(fā)現(xiàn)腫物在沿髁突長(zhǎng)軸方向增大超過(guò)10 mm，提示腫物往往越過(guò)鼓板到達(dá)顳骨巖部。計(jì)算

20、機(jī)對(duì)三維影像測(cè)量的準(zhǔn)確性，由于螺旋CT連續(xù)掃描，使其采集的信息更豐富，質(zhì)量可靠，通過(guò)薄層連續(xù)掃描，所得數(shù)據(jù)傳送到計(jì)算機(jī)工作站，由相應(yīng)的軟件進(jìn)行三維影像的重建，由于三維影像結(jié)構(gòu)在計(jì)算機(jī)里是由三維矩陣表達(dá)，每一點(diǎn)的三維坐標(biāo)是確定的。三維影像以外空間點(diǎn)計(jì)算機(jī)沒(méi)有三維坐標(biāo)編碼是無(wú)法定點(diǎn)的，而三維影像內(nèi)部的點(diǎn)必須“切開(kāi)”三維結(jié)構(gòu)才能定點(diǎn)，故所有定點(diǎn)均是在三維影像的表面，且每一點(diǎn)都有唯一性，這樣所測(cè)線距和角度均在顱骨表面進(jìn)行，結(jié)果是可重復(fù)的、唯一的。任意兩點(diǎn)在三維空間中的相對(duì)位置是恒定的，無(wú)論影像怎樣旋轉(zhuǎn)或縮放，這種相對(duì)位置關(guān)系如實(shí)地反映了顱底客觀的位置關(guān)系。因此測(cè)量不需要再確定定位平面7。(本文編輯：李季)張海鐘（北京， 解放軍總醫(yī)院口腔科100853）步榮發(fā)（北京， 解放軍總醫(yī)院口腔科100853）李永海（北京， 解放軍總醫(yī)院口腔科100853）趙紅（解放軍總醫(yī)院放射科）趙紹宏（解放軍總醫(yī)院放射科）參考文獻(xiàn)1，Matsuno IM, Kawakami M, Yamamura, et al. Three-dimensional morphological analysis for craniofacial deformity. J Japan Orthod Soc, 1990,49:291-299.2，F(xiàn)uhrmam