視輻射解剖研究進(jìn)展及其在神經(jīng)外科手術(shù)中的意義

孫崇璟， 徐 瑾， 朱 衛(wèi)

復(fù)旦大學(xué)附屬中山醫(yī)院神經(jīng)外科，上海 200032

視輻射是視覺(jué)傳導(dǎo)通路的重要部分，將視覺(jué)信息從外側(cè)膝狀體傳遞至枕葉視皮質(zhì)。視輻射在大腦內(nèi)途經(jīng)顳葉、頂葉和枕葉，涉及范圍廣，在很多神經(jīng)外科手術(shù)中都有涉及。然而，目前很多外科醫(yī)生對(duì)這一解剖結(jié)構(gòu)認(rèn)識(shí)不足，在術(shù)中缺乏對(duì)其保護(hù)的意識(shí)與方法。

1 解剖行徑

視輻射是視覺(jué)傳導(dǎo)通路的重要部分，自外側(cè)膝狀體發(fā)出，止于枕葉視覺(jué)皮質(zhì)[1]，可分為前束、中束和后束三部分[1-3]。前束自外側(cè)膝狀體，在側(cè)腦室顳角頂向前、外側(cè)延伸，然后向后急轉(zhuǎn)形成Meyer袢(Meyer’s loop)，走行于側(cè)腦室顳角、房部和枕角外側(cè)壁，并跨過(guò)房部和枕角的底部向內(nèi)側(cè)，到達(dá)距狀溝以下的視皮質(zhì)，負(fù)責(zé)傳遞對(duì)側(cè)上方1/4視野的視覺(jué)信息[4]；中束向外側(cè)跨過(guò)側(cè)腦室顳角頂，向后走行于側(cè)腦室顳角、房部和枕角的外側(cè)壁，到達(dá)枕極，傳遞黃斑區(qū)的視覺(jué)信息，在三束中體積最大[5]；后束自外側(cè)膝狀體直接向后走行，經(jīng)過(guò)側(cè)腦室三角部的外上方直接到達(dá)距狀溝以上的視皮質(zhì)，傳遞對(duì)側(cè)下方1/4視野的視覺(jué)信息[2]。

2 視輻射損傷的常見(jiàn)原因

視輻射損傷造成的視野缺損，常出現(xiàn)在神經(jīng)外科疾病和手術(shù)并發(fā)癥中[6-7]。所有涉及視輻射行徑的創(chuàng)傷性顱腦損傷，包括頂枕部硬膜外血腫、顳頂枕部挫裂傷、彌漫性軸索損傷等，會(huì)造成不同程度的同向偏盲[8-9]，新的影像學(xué)方法也用于揭示這一過(guò)程中視輻射的變化[10-11]。有研究[12]報(bào)道顳葉動(dòng)靜脈畸形的手術(shù)病例，記錄了相關(guān)出血造成的視野缺損，以及這些視野缺損的恢復(fù)情況。側(cè)腦室房部占位亦可累及視輻射、造成視野缺損，經(jīng)過(guò)顳葉上部、頂葉下部進(jìn)行手術(shù)切除，也可以并發(fā)不同程度的視野缺損[2]。作為手術(shù)并發(fā)癥，視輻射損傷最常見(jiàn)于癲癇前顳葉切除術(shù)后[13-14]。

3 視輻射的解剖研究

視輻射的解剖研究，主要通過(guò)兩大類(lèi)研究方法完成。一類(lèi)是針對(duì)尸體標(biāo)本的解剖學(xué)研究，另一類(lèi)是針對(duì)活體受試者的影像學(xué)研究。其中，纖維束剝離技術(shù)和彌散張量成像(diffusion tensor imaging，DTI)技術(shù)對(duì)視輻射解剖研究最為適用。

3.1 一般影像解剖研究 在對(duì)顳葉手術(shù)切除范圍和術(shù)后對(duì)視野缺損情況的研究中[15]，神經(jīng)外科醫(yī)生對(duì)視輻射的解剖有了最初的認(rèn)識(shí)。Barton等[16]將術(shù)后MRI用于切除范圍的測(cè)量發(fā)現(xiàn)，視野缺損的程度與顳葉切除的范圍顯著相關(guān)。Burgel等[17]的視輻射解剖研究，則運(yùn)用了白質(zhì)纖維染色、斷層解剖、MRI、3D圖像重建等技術(shù)。Kier等[18]發(fā)現(xiàn)Meyer袢前方并沒(méi)有到達(dá)顳角的尖端，這與Barton等[16]的結(jié)論相矛盾。Schur的團(tuán)隊(duì)[19]則基于特殊的MRI T1掃描數(shù)據(jù)，對(duì)視輻射的纖維束進(jìn)行了滿意的重建。

3.2 纖維束剝離解剖研究 纖維束剝離技術(shù)在解剖學(xué)中的應(yīng)用，可以追溯到17世紀(jì)。這一技術(shù)越來(lái)越多地被應(yīng)用于視輻射的解剖研究中[20]。

3.2.1 解剖研究進(jìn)展 有研究[4]分析視輻射與側(cè)腦室顳角、顳葉表面結(jié)構(gòu)的相對(duì)位置關(guān)系發(fā)現(xiàn)，側(cè)腦室顳角的外側(cè)壁、頂部、尖部的外側(cè)部分均為視輻射所覆蓋，特定區(qū)域的顳角底則沒(méi)有視輻射纖維。Rubino等[3]發(fā)現(xiàn)，視輻射纖維與側(cè)腦室顳角頂之間僅僅有一層毯纖維隔開(kāi)。Mahaney等[2]則發(fā)現(xiàn)，側(cè)腦室房部的內(nèi)側(cè)壁沒(méi)有視輻射纖維覆蓋。Parraga等[21]也研究視輻射與側(cè)腦室的關(guān)系發(fā)現(xiàn)，前后方向上，Meyer袢的最前端始終在顳角尖端以前；上下方向上，視輻射在顳上回、顳中回的深部，向下不超過(guò)顳下溝。Atar等[22]則將3.0T MRI與纖維束剝離技術(shù)結(jié)合起來(lái)，顯示向枕葉走行的視輻射的解剖。

3.2.2 優(yōu)勢(shì)與不足 纖維束剝離研究極大地豐富了人們對(duì)視輻射解剖的認(rèn)識(shí)，但這項(xiàng)技術(shù)也存在一定的局限：(1)只能在尸體標(biāo)本中進(jìn)行；(2)無(wú)法將交叉、伴行的纖維束與視輻射分離；(3)在剝離出一組纖維束往往意味著破壞了鄰近結(jié)構(gòu)；(4)標(biāo)本處理過(guò)程中的冰凍和融解會(huì)造成一定程度的標(biāo)本變形[23-28]。

3.3 彌散張量纖維束成像研究

3.3.1 成像原理 常見(jiàn)的MRI成像技術(shù)呈現(xiàn)出的白質(zhì)，往往是是無(wú)法分辨、同質(zhì)性的白質(zhì)組織團(tuán)，難以使某個(gè)具體的纖維束顯像。彌散MRI的原理，基于軸突中不同方向上，水分子彌散運(yùn)動(dòng)的活躍程度不同。DTI是彌散MRI中的一種，以DTI數(shù)據(jù)和現(xiàn)有的解剖學(xué)知識(shí)為基礎(chǔ)進(jìn)行纖維束成像，從而將混為一體的白質(zhì)結(jié)構(gòu)顯示成行徑清晰的纖維束[29-30]。

3.3.2 解剖研究進(jìn)展 Nilsson等[31]對(duì)前顳葉切除患者和正常人進(jìn)行了Meyer袢的纖維束成像研究發(fā)現(xiàn)，Meyer袢前緣位于顳極后方34～51 mm(平均44 mm)，向前未到達(dá)側(cè)腦室顳角最前方，并具有相當(dāng)程度的個(gè)體差異。研究人員探究了鉤束、前聯(lián)合、枕額下束、丘腦下腳和視輻射的空間關(guān)系，定義了“島葉后點(diǎn)”(Heschl顳橫回與下環(huán)島溝交界線的最前端)這一解剖標(biāo)志，將其作為視輻射的后界。Wu的團(tuán)隊(duì)[32]將重建的視輻射纖維與T1圖像重建的立體腦模型進(jìn)行融合，發(fā)現(xiàn)視輻射走行于顳上回、顳中回和顳上溝深面，與下縱束、頂/枕/顳橋束關(guān)系密切。

3.3.3 成像與重建方法進(jìn)展 Kuhnt等[23]發(fā)現(xiàn)，應(yīng)用高角分辨率彌散成像(high angular resolution diffusion imaging)數(shù)據(jù)對(duì)膠質(zhì)瘤患者的視輻射進(jìn)行重建的效果，優(yōu)于傳統(tǒng)DTI數(shù)據(jù)，但需要更長(zhǎng)的掃描時(shí)間。Lim等[33]研究則發(fā)現(xiàn)，采用約束球面反褶積(constrained spherical deconvolution，CSD)技術(shù)進(jìn)行纖維束成像，在縮短運(yùn)算時(shí)間的同時(shí)，還可以獲得更好的重建效果。Chamberland的團(tuán)隊(duì)[34]通過(guò)引入一種新的感興趣區(qū)域(region of interest，ROI)機(jī)制，使更多的Meyer袢纖維得以顯示，縮短了所能重建出的Meyer袢最前端與顳極的距離。

3.3.4 優(yōu)勢(shì)與不足 纖維束成像的優(yōu)勢(shì)在于能夠在活體、針對(duì)患者的視輻射解剖進(jìn)行無(wú)創(chuàng)的、個(gè)體化的評(píng)價(jià)[25]，計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展讓此技術(shù)變得更加自動(dòng)化[23]。但是，纖維束成像存在以下一些問(wèn)題：(1)彌散磁共振掃描時(shí)間一般偏長(zhǎng)，在此過(guò)程中，患者移動(dòng)、磁渦流、信號(hào)噪音等因素都可能給數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性帶來(lái)影響[25]。(2)數(shù)據(jù)處理的方法可能存在注冊(cè)誤差和算法局限，有時(shí)重建效果與實(shí)際解剖不符[32]。(3)纖維束成像的“分辨率”存在局限，其體素(最小成像單位)的大小，比構(gòu)成神經(jīng)束的軸突直徑，存在數(shù)量級(jí)的差距[16]。從某種意義上講，此方法呈現(xiàn)出的是“大體結(jié)構(gòu)”，而不是“顯微結(jié)構(gòu)”，與實(shí)際解剖的效果尚無(wú)法比較[22]。對(duì)于相互混合、交叉、吻合的纖維束，造成同一體素內(nèi)走行多個(gè)方向的纖維束[4]，或者對(duì)于比體素還要細(xì)的纖維束[35]，纖維束成像難以進(jìn)行滿意的處理。(4)纖維束重建選擇ROI時(shí)，依賴(lài)重建者的主觀判斷，從而使重建存在一定的主觀性。

4 視輻射解剖研究的手術(shù)意義

對(duì)于神經(jīng)外科醫(yī)生來(lái)說(shuō)，保護(hù)視輻射最根本的方法，就是根據(jù)對(duì)自身解剖與毗鄰關(guān)系的理解，選擇甚至設(shè)計(jì)最佳的手術(shù)策略。

4.1 占位性疾病手術(shù)中的視輻射保護(hù) 側(cè)腦室房部與視輻射的密切關(guān)系，一系列手術(shù)入路，包括經(jīng)頂上小葉入路、遠(yuǎn)端外側(cè)裂入路、經(jīng)顳下溝以下的皮質(zhì)入路、經(jīng)縱裂入路等，被開(kāi)發(fā)出來(lái)避免相關(guān)手術(shù)中的視輻射損傷[28，36-37]。Faust等[38]總結(jié)了經(jīng)手術(shù)治療的130例顳葉腫瘤病例，結(jié)合術(shù)前DTI成像和術(shù)后視野缺損情況，分別給出切除顳葉外側(cè)、顳極、顳葉內(nèi)側(cè)、顳葉中央和梭狀回等部位病變，為了保護(hù)視輻射應(yīng)選擇的最佳入路。

4.2 癲癇前顳葉切除術(shù)中的視輻射保護(hù)

4.2.1 安全切除范圍 視輻射前束，即Meyer袢，在顳葉所能達(dá)到的范圍，在視輻射解剖研究中最受關(guān)注。因?yàn)檫@直接關(guān)系到顳葉手術(shù)中可以“安全切除”的范圍?，F(xiàn)在一般認(rèn)為，Meyer袢最前端與顳極的距離在30～40 mm，其位置存在一定的個(gè)體差異性[24]。最常用的2種研究方法都存在其局限性。纖維束剝離研究：因?yàn)殡y以分辨視輻射與鄰近纖維束，得出的視輻射范圍往往偏大、位置往往偏前。纖維束成像研究：因無(wú)法保證所有Meyer袢纖維的成像效果，得出的范圍往往偏小、位置往往偏后[29]。因此，目前關(guān)于視輻射的范圍與最前端的位置、Meyer袢最前端與顳極和側(cè)腦室下角的位置關(guān)系，都還存在爭(zhēng)議[1,24]。

4.2.2 手術(shù)入路選擇 前顳葉切除可以選擇的手術(shù)入路，包括經(jīng)外側(cè)裂入路、經(jīng)外側(cè)皮質(zhì)入路和顳下入路[3]。(1)經(jīng)外側(cè)裂入路由Yasargil[1]最先應(yīng)用，可很好地避免視輻射損傷引起的視野缺損，同時(shí)可以避免顳葉皮質(zhì)及引流靜脈損傷[4]。Choi等[39]通過(guò)解剖研究，提出一個(gè)由外側(cè)裂進(jìn)入側(cè)腦室下角的安全三角區(qū)。然而，Yeni等[40]則報(bào)道了與之相矛盾的手術(shù)結(jié)果，同樣的手術(shù)入路造成了高達(dá)36.6%的視野缺損。(2)在外側(cè)經(jīng)皮質(zhì)入路中，為了避開(kāi)視輻射纖維，可選擇切開(kāi)顳下溝以下的顳葉皮質(zhì)[3]。(3)經(jīng)顳下入路、由顳葉底面切開(kāi)進(jìn)入，可能同樣可以避免視輻射的損傷，因?yàn)橛袑W(xué)者認(rèn)為側(cè)腦室下角的底面沒(méi)有視輻射纖維的通過(guò)[3]。

5 預(yù)防視輻射損傷的技術(shù)方法

可預(yù)測(cè)、預(yù)防視輻射損傷的技術(shù)方法包括視覺(jué)誘發(fā)電位、神經(jīng)導(dǎo)航、DTI纖維束成像等[41-43]。

5.1 影像學(xué)方法 Yogarajah等[29]通過(guò)對(duì)健康對(duì)照者和前顳葉切除病例進(jìn)行纖維束成像研究，發(fā)現(xiàn)通過(guò)測(cè)量切除范圍和視輻射前緣的位置，可以很大程度上預(yù)測(cè)野缺損的發(fā)生和嚴(yán)重程度。Winston等[25，33]比較了視輻射纖維術(shù)成像的不同方法，并將纖維束成像的結(jié)果與術(shù)后T1序列的MRI影像融合比較，發(fā)現(xiàn)視輻射最前端和顳葉切緣之間的距離與視野缺損程度顯著相關(guān)。同一團(tuán)隊(duì)在后續(xù)研究中同時(shí)應(yīng)用了術(shù)中核磁共振[44]，并報(bào)道了一組通過(guò)術(shù)前的纖維束成像評(píng)估手術(shù)收益和風(fēng)險(xiǎn)、把握手術(shù)指征、選擇手術(shù)入路的病例[45]。

5.2 多模態(tài)神經(jīng)導(dǎo)航 Kamada等[33，35]將視覺(jué)誘發(fā)電位和DTI纖維成像導(dǎo)航結(jié)合起來(lái)，監(jiān)測(cè)后視路旁病變切除術(shù)中的視路功能，可較好地預(yù)測(cè)術(shù)后視野缺損，并一定程度上在術(shù)中為外科醫(yī)生提供重要的參考。Chen等[15]進(jìn)行了術(shù)前和術(shù)中的磁共振掃描和纖維束成像，除對(duì)術(shù)后視野缺損的情況與纖維束成像結(jié)果的相關(guān)性進(jìn)行研究，還著重對(duì)導(dǎo)航的術(shù)中漂移進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。Thudium等[25]報(bào)道一組通過(guò)顳下入路和經(jīng)顳葉皮質(zhì)入路手術(shù)治療的顳葉癲癇病例，將包括Meyer袢在內(nèi)的重要結(jié)構(gòu)重建后直接顯示在顯微鏡視野中，為外科醫(yī)生提供“直視下的導(dǎo)航”。近年來(lái)，又有一系列研究[22,34,42,46-49]表明，術(shù)前或術(shù)中的DTI纖維重建技術(shù)，能夠滿意地預(yù)測(cè)由視輻射損傷引起的術(shù)后視野缺損，并能有效預(yù)防視輻射損傷的發(fā)生。

綜上所述，長(zhǎng)期以來(lái)，神經(jīng)外科對(duì)視輻射這一結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)和保護(hù)都相對(duì)欠缺。一方面，其損傷帶來(lái)的視野缺損，尤其是輕度的視野缺損并不易被發(fā)現(xiàn)。另一方面，白質(zhì)結(jié)構(gòu)相互交叉、伴行，難以辨認(rèn)，加之可能存在的病理性移位和個(gè)體差異，使外科醫(yī)生在術(shù)中難以判定視輻射的位置和行徑。視輻射的解剖研究，尤其是纖維束剝離和彌散張量纖維束成像的進(jìn)一步發(fā)展，讓人們對(duì)視輻射這一結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)大大加深。

利益沖突：所有作者聲明不存在利益沖突。