基于三維測(cè)量的顳淺動(dòng)脈干解剖學(xué)研究

廖曉霜，魯輝，劉融，魏在榮，周健，陳偉，蔣海芳，聶開(kāi)瑜

1.遵義醫(yī)科大學(xué)附屬醫(yī)院燒傷整形外科，遵義醫(yī)科大學(xué)組織損傷修復(fù)與再生醫(yī)學(xué)省部共建協(xié)同創(chuàng)新中心，遵義 563000；2.武漢科技大學(xué)醫(yī)學(xué)院，武漢科技大學(xué)附屬普仁醫(yī)院醫(yī)學(xué)創(chuàng)新與轉(zhuǎn)化研究所，武漢 430081

顳淺動(dòng)脈（superficial temporal artery，STA）是頸外動(dòng)脈的終末支，供應(yīng)腮腺區(qū)、咬肌、顳肌等，顳淺動(dòng)脈起始點(diǎn)至顳淺動(dòng)脈額頂支分叉點(diǎn)之間為顳淺動(dòng)脈干[1]。顳淺動(dòng)脈干多走行迂曲，顴弓上緣彎曲明顯，經(jīng)典的“C”彎曲結(jié)構(gòu)在CTA 上一直被視為顴弓上方的顳淺動(dòng)脈識(shí)別標(biāo)志[2,3]。

在臨床上，顳淺動(dòng)脈干解剖與頭面游離血管組織重建受區(qū)血管吻合、頭頸部腫瘤動(dòng)脈化療插管息息相關(guān)。顳淺動(dòng)脈干是頭面游離血管組織重建中受體血管的首選[4,,5]。研究發(fā)現(xiàn)不可切除的晚期頭頸部鱗狀細(xì)胞癌患者可通過(guò)顳淺動(dòng)脈干安全、準(zhǔn)確地進(jìn)行超選擇性動(dòng)脈內(nèi)化療[6-8]。既往研究多針對(duì)顳淺動(dòng)脈分支[9,10]，少有關(guān)注顳淺動(dòng)脈干解剖變異。既往顳淺動(dòng)脈干解剖學(xué)研究中，使用傳統(tǒng)尸體解剖研究樣本量較小，使用三維重建技術(shù)僅局限于顴弓周?chē)娘D淺動(dòng)脈干研究[2,11,12]。

因此,本研究選用醫(yī)學(xué)三維重建軟件（mimics19.0）對(duì)患者的顳淺動(dòng)脈進(jìn)行重建,并創(chuàng)新性地通過(guò)三維立體可視化模型測(cè)量分析顳淺動(dòng)脈干的解剖參數(shù),為精準(zhǔn)地進(jìn)行顳淺動(dòng)脈干解剖學(xué)測(cè)量，為相關(guān)臨床操作提供解剖學(xué)參考，為三維立體可視化模型測(cè)量分析提供技術(shù)參考。

1 材料與方法

1.1 臨床資料

我們研究中使用的所有方法均按照赫爾辛基宣言進(jìn)行，并得到遵義醫(yī)科大學(xué)附屬醫(yī)院機(jī)構(gòu)審查委員會(huì)人類(lèi)倫理委員會(huì)的批準(zhǔn)。書(shū)面知情同意書(shū)來(lái)自患者本人。通過(guò)回顧性選取2021 年1 月至2021 年6 月遵義醫(yī)科大學(xué)附屬醫(yī)院70 例頭面部動(dòng)脈CTA 數(shù)據(jù)納入研究，其中男性38 例,女性32 例，平均年齡為（60.02±10.9）歲（≤60 歲的中青年研究對(duì)象35 例，＞60歲的老年研究對(duì)象35 例）。患者臨床特征見(jiàn)（表1）。

表1 70 名研究對(duì)象的基線特征Tab.1 Baseline characteristics of 70 subjects

納入標(biāo)準(zhǔn)：(1)年滿18 周歲；(2)曾于遵義醫(yī)科大學(xué)附屬醫(yī)院行頭顱CTA 檢查患者；(3)取得患者授權(quán)同意。

排除標(biāo)準(zhǔn)：(1)未滿18 歲、骨骼發(fā)育不完全者；(2)既往有影響動(dòng)脈走向的頭部創(chuàng)傷，開(kāi)顱術(shù)后的狀態(tài)，影響局部參數(shù)測(cè)量者；(3)影像學(xué)資料具有顯著的影像偽影(如低質(zhì)量或難以辨認(rèn)的圖像)、不完整的橫截面等[13]。

所有患者檢查前調(diào)整體位，保持聽(tīng)眥線（外耳孔與同側(cè)眼外眥的連線）與床面垂直，采用西門(mén)子SOMATOM Definition Flash 光子雙源CT（德國(guó)，西門(mén)子股份公司）進(jìn)行頭顱CTA 檢查，掃描層厚0.625 mm，造影劑經(jīng)肘正中靜脈以4.0 ml/s 速度注射，原始影像數(shù)據(jù)由影像科主治醫(yī)師整理，并經(jīng)過(guò)影像科主任醫(yī)師核查上傳，CT 數(shù)據(jù)以512×512 像素的DICOM格式提取。

1.2 研究方法

1.2.1 CT 數(shù)據(jù)處理與骨骼、血管三維重建 將所有納入研究患者的頭面部CTA 數(shù)據(jù)導(dǎo)入至Mimics19.0(Materialise NV,Leuven,Belgium,2017)中。根據(jù)各組織結(jié)構(gòu)灰度值進(jìn)行閾值劃分，建立不同部位的初步模型。將初步模型通過(guò)蒙版編輯、分割、布爾運(yùn)算、神經(jīng)繪制、平滑等操作對(duì)初步模型進(jìn)行補(bǔ)充完善，效果滿意后保存模型。保存的顱骨與顳淺動(dòng)脈三維模型用于后續(xù)三維模式下解剖參數(shù)測(cè)量(圖1)。

圖1 顱骨與顳淺動(dòng)脈三維模型建立A:顳淺動(dòng)脈閾值提取B:顳淺動(dòng)脈初步模型閱覽C:生成顳淺動(dòng)脈3D 模型D:顱骨閾值提取E:顱骨初步模型閱覽F:生成顱骨3D模型G:顱骨與顳淺動(dòng)脈三維模型生成Fig.1 Three-dimensional model of skull and superficial temporal arteryA: Threshold extraction of superficial temporal artery; B: Preliminary model review of superficial temporal artery; C: 3D model of superficial temporal artery was generated; D: Skull threshold extraction; E: Preliminary cranial model review; F: Generated 3D skull model; G: 3D model of skull and superficial temporal artery was generated

1.2.2 測(cè)量參數(shù)與方法 數(shù)據(jù)導(dǎo)入完成后,整個(gè)Mimics 操作界面分為4 部分,左上方為冠狀面圖像,右上方為水平面圖像,左下方為矢狀面圖像，右下方為對(duì)組織進(jìn)行三維重建后顯示的三維圖像。使用mimics19.0“水平旋轉(zhuǎn)”和“顯示三維坐標(biāo)系”選項(xiàng)調(diào)整重建后的顱骨、顳淺動(dòng)脈復(fù)合模型為豎直狀態(tài)。隨后使用“分析”模塊下的“中心線”導(dǎo)出顳淺動(dòng)脈擬合中心線，便于后續(xù)測(cè)量血管彎曲度。使用“仿真”模塊下的“測(cè)量分析”選項(xiàng)，根據(jù)待測(cè)量參數(shù)的解剖特點(diǎn),對(duì)重建后的三維模型在立體空間中上逐個(gè)設(shè)置解剖參考點(diǎn)、參考線,在“冠狀面”、“矢狀面”或“水平面”上設(shè)置解剖參考面，建立解剖測(cè)量模板。隨后對(duì)以上參考點(diǎn)、參考線、參考面之間的距離和角度進(jìn)行測(cè)量,測(cè)量結(jié)果視為顳淺動(dòng)脈干相關(guān)解剖參數(shù)。

（1）研究中主要觀察參數(shù)如下：顳淺動(dòng)脈干有無(wú)C 型彎曲、C 型彎曲上顳淺動(dòng)脈分支發(fā)出情況。

（2）研究中主要測(cè)量參數(shù)如下: 利用mimics 醫(yī)學(xué)三維重建軟件進(jìn)行三維重建圖像處理，應(yīng)用軟件自帶測(cè)量工具進(jìn)行顳淺動(dòng)脈干解剖參數(shù)值測(cè)量（如圖2）[14,15]。顳淺動(dòng)脈干長(zhǎng)度對(duì)于皮瓣移植時(shí)受區(qū)血管吻合點(diǎn)選擇具有重要指導(dǎo)意義，C 型彎曲的長(zhǎng)度與曲度對(duì)于動(dòng)脈內(nèi)化療時(shí)顳淺動(dòng)脈插管操作具有臨床指導(dǎo)意義，同時(shí)當(dāng)受區(qū)血管吻合時(shí)出現(xiàn)顳淺動(dòng)脈干長(zhǎng)度不夠情況，可適當(dāng)術(shù)中松解C 型彎曲增加顳淺動(dòng)脈干長(zhǎng)度，術(shù)前超聲探測(cè)顳淺動(dòng)脈干通常選取外耳道前為起點(diǎn)向上探測(cè)顳淺動(dòng)脈大致走行并進(jìn)行術(shù)前設(shè)計(jì)。故本研究選取以下四個(gè)測(cè)量參數(shù)[2,3,16]。

顳淺動(dòng)脈干長(zhǎng)度：顳淺動(dòng)脈干起點(diǎn)至額頂支分叉點(diǎn)的距離(如圖3 AB 線段)；C 型彎曲的長(zhǎng)度：顳淺動(dòng)脈C 型彎曲的起點(diǎn)至顳淺動(dòng)脈C 型彎曲的終點(diǎn)間距離（如圖3 CD 線段）；C 型彎曲彎曲度:在顳淺動(dòng)脈擬合中線中測(cè)量CD 之間的彎曲度（如圖4 CD 線段）；水平測(cè)量的外耳道和顳淺動(dòng)脈干之間的距離:外耳道前中點(diǎn)至顳淺動(dòng)脈干的水平直線距離(如圖3 EF 線段、圖5 EF 線段)。

圖3 顳淺動(dòng)脈干解剖測(cè)量參數(shù)A.顳淺動(dòng)脈干起點(diǎn) B.顳淺動(dòng)脈額頂支分叉點(diǎn)（顳淺動(dòng)脈干止點(diǎn)）C.顳淺動(dòng)脈C 型彎曲起點(diǎn) D.顳淺動(dòng)脈C 型彎曲止點(diǎn) E.外耳道（耳屏前點(diǎn)）F.過(guò)外耳道前點(diǎn)做與坐標(biāo)系X 軸平行水平線，該線與顳淺動(dòng)脈干交點(diǎn)AB: 顳淺動(dòng)脈干長(zhǎng)度 CD: C 型彎曲長(zhǎng)度 EF：水平測(cè)量的外耳道和顳淺動(dòng)脈干之間的距離Fig.3 Anatomical measurement parameters of the superficial temporal artery trunkA: Starting point of the superficial temporal artery; B: Bifurcation point of the frontoparietal branch of the superficial temporal artery(ending point of the superficial temporal artery); C: C-shaped starting point of the superficial temporal artery; D: C-shaped ending point of the superficial temporal artery; E: External auditory canal(front of tragus); F: Crossed the front point of the external auditory canal,and made a horizontal line parallel to the X axis of the coordinate system.The line intersected with the superficial temporal artery truck

圖4 彎曲度測(cè)量CD: 在顳淺動(dòng)脈擬合中線中測(cè)量CD 之間的彎曲度Fig.4 Measurement of curvatureCD: The curvature between CD was measured in the fitting median line of the superficial temporal artery

圖5 橫斷面水平直線距離測(cè)量EF：橫斷面外耳道前中點(diǎn)至顳淺動(dòng)脈干的水平直線距離Fig.5 Measurement of the cross section horizontal straight distanceEF: The horizontal straight-line distance from the anterior midpoint of the external auditory canal to the superficial temporal artery trunk in cross section

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

本研究采用Origin2018 對(duì)所得進(jìn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)意義分析,研究中的計(jì)量資料以表示,采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)進(jìn)行比較。當(dāng)P＜0.05 認(rèn)為差異存在統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 顳淺動(dòng)脈干解剖參數(shù)觀察結(jié)果

顴弓處顳淺動(dòng)脈干有無(wú)C 型彎曲（如表2）、C 型彎曲上顳淺動(dòng)脈分支發(fā)出情況（如表3、表4）。

表2 顴弓處顳淺動(dòng)脈干C 型彎曲解剖研究情況（n=70）Tab.2 Anatomical study of C-type curvature of superficial temporal artery trunk at zygomatic arch (n=70)

表3 C 型彎曲上發(fā)出顳淺動(dòng)脈分支解剖研究情況（n=46）Tab.3 Anatomical study of the branch of superficial temporal artery emanating from the C-type bend (n=46)

表4 C 型彎曲上顳淺動(dòng)脈分支類(lèi)型（n=41）Tab.4 Branch types of C-type bending superior superficial temporal artery (n=41)

2.2 顳淺動(dòng)脈干解剖參數(shù)測(cè)量結(jié)果

男性與女性顳淺動(dòng)脈干解剖參數(shù)顳淺動(dòng)脈干長(zhǎng)度（AB）、C 型彎曲的長(zhǎng)度(CD)、水平測(cè)量的外耳道和顳淺動(dòng)脈干之間的距離(EF)、C 型彎曲彎曲度測(cè)量結(jié)果如表5 所示。≤60 歲研究對(duì)象與＞60 歲研究對(duì)象顳淺動(dòng)脈干解剖參數(shù)顳淺動(dòng)脈干長(zhǎng)度（AB）、C 型彎曲的長(zhǎng)度(CD)、水平測(cè)量的外耳道和顳淺動(dòng)脈干之間的距離(EF)、C 型彎曲彎曲度測(cè)量結(jié)果如表6 所示。

表5 男性與女性顳淺動(dòng)脈干測(cè)量參數(shù)比較（n=70），(±s)(min～max)Tab.5 Comparison and results of measurement of male and female superficial temporal artery trunk (n=70) (Mean±SD) (min～max)

表5 男性與女性顳淺動(dòng)脈干測(cè)量參數(shù)比較（n=70），(±s)(min～max)Tab.5 Comparison and results of measurement of male and female superficial temporal artery trunk (n=70) (Mean±SD) (min～max)

表6 不同年齡組顳淺動(dòng)脈干測(cè)量參數(shù)比較（n=70），(±s)Tab.6 Comparison on the measurement of superficial temporal artery trunk in different age groups (n=70) (Mean±SD)

表6 不同年齡組顳淺動(dòng)脈干測(cè)量參數(shù)比較（n=70），(±s)Tab.6 Comparison on the measurement of superficial temporal artery trunk in different age groups (n=70) (Mean±SD)

2.3 顳淺動(dòng)脈干解剖參數(shù)測(cè)量結(jié)果對(duì)比

2.3.1 男性與女性顳淺動(dòng)脈干解剖參數(shù)測(cè)量結(jié)果對(duì)比 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析結(jié)果顯示,男性與女性顳淺動(dòng)脈干解剖參數(shù)顳淺動(dòng)脈干長(zhǎng)度、水平測(cè)量的外耳道和顳淺動(dòng)脈干之間的距離、C 型彎曲的長(zhǎng)度、C 型彎曲彎曲度之間無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異,結(jié)果如表5 所示。

2.3.2 不同年齡組顳淺動(dòng)脈干解剖參數(shù)測(cè)量結(jié)果對(duì)比 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析結(jié)果顯示,≤60 歲研究對(duì)象與＞60 歲研究對(duì)象顳淺動(dòng)脈干解剖參數(shù)顳淺動(dòng)脈干長(zhǎng)度、水平測(cè)量的外耳道和顳淺動(dòng)脈干之間的距離、C 型彎曲的長(zhǎng)度、C 型彎曲彎曲度之間無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異,結(jié)果如表6 所示。

2.4 顳淺動(dòng)脈干C 型彎曲的長(zhǎng)度與彎曲度解剖參數(shù)測(cè)量結(jié)果的關(guān)系

統(tǒng)計(jì)學(xué)分析結(jié)果顯示,C 型彎曲的長(zhǎng)度與彎曲度呈線性關(guān)系，結(jié)果如圖6 所示。

圖6 顳淺動(dòng)脈干C 型彎曲長(zhǎng)度與彎曲度相關(guān)性Fig.6 Correlation between length of C-type bending and curvature of superficial temporal artery trunk

3 討論

顳淺動(dòng)脈（STA）是頸外動(dòng)脈的終末支，供應(yīng)頭皮和面部區(qū)域，最終分為頂支和額支[17]。顳淺動(dòng)脈干起自頸外動(dòng)脈，至顳淺動(dòng)脈額頂支分叉點(diǎn)而止，沿途有面橫動(dòng)脈、顳中動(dòng)脈、顴眶動(dòng)脈等分支發(fā)出，顳淺動(dòng)脈干在顴弓上走行時(shí)，有時(shí)會(huì)形成一個(gè)特征性的“C”型彎曲結(jié)構(gòu)[18]。

顳淺動(dòng)脈干解剖研究對(duì)臨床操作有指導(dǎo)意義。在整形外科中，頭頸部微血管組織移植在腫瘤切除、創(chuàng)傷和先天性缺陷后的重建中得到了廣泛的應(yīng)用[19,20]。游離皮瓣移植的成功取不僅決于微吻合的質(zhì)量，還取決于受體血管的質(zhì)量，對(duì)于頭頸部重建，受體血管的常見(jiàn)選擇是位于同側(cè)頸部的血管,動(dòng)脈吻合有多種選擇，包括面總動(dòng)脈、甲狀腺上動(dòng)脈和頸橫動(dòng)脈，自1989 年以來(lái)，400 多例面部顯微手術(shù)中首選的受體血管是顳淺動(dòng)脈[21,22]。此外，臨床上治療復(fù)雜頸內(nèi)動(dòng)脈瘤可采用顳淺動(dòng)脈干-橈動(dòng)脈-大腦中動(dòng)脈（STATRA-MCA）搭橋聯(lián)合頸內(nèi)動(dòng)脈球囊封堵[23]。因此,術(shù)前顳淺動(dòng)脈干解剖知識(shí)的掌握，成為相關(guān)操作成功與否的關(guān)鍵。既往研究多側(cè)重于探討顳淺動(dòng)脈分支的解剖研究，常忽視顳淺動(dòng)脈干的解剖變異性[24～26]。所以加強(qiáng)顳淺動(dòng)脈干解剖參數(shù)的測(cè)量對(duì)于相關(guān)臨床操作指導(dǎo)具有重要意義。

本研究通過(guò)mimics（專(zhuān)業(yè)醫(yī)學(xué)三維重建軟件）對(duì)遵義醫(yī)科大學(xué)附屬醫(yī)院70 例顳淺動(dòng)脈主干及分支進(jìn)行了重建,并在重建后的立體模型中創(chuàng)新性地采用了三維立體可視化的測(cè)量方法,測(cè)量了患者的解剖參數(shù): 顳淺動(dòng)脈干長(zhǎng)度（AB）、C 型彎曲的長(zhǎng)度(CD)、水平測(cè)量的外耳道和顳淺動(dòng)脈干之間的距離(EF)、C 型彎曲彎曲度,并觀察總結(jié)顴弓處顳淺動(dòng)脈干有無(wú)C 型彎曲、C 型彎曲上顳淺動(dòng)脈分支發(fā)出情況。具體研究結(jié)果如下，男性顳淺動(dòng)脈干長(zhǎng)度AB 為（58.7±14.7）mm，女性顳淺動(dòng)脈干長(zhǎng)度AB 為（58.9±11.0）mm；男性C 型彎曲長(zhǎng)度CD 為（9.5±2.6）mm，女性C 型彎曲長(zhǎng)度CD 為（8.7±3.0）mm；男性水平測(cè)量的外耳道和顳淺動(dòng)脈干間距離EF 為（11.0±33）mm，女性水平測(cè)量的外耳道和顳淺動(dòng)脈干間距離EF 為（11.6±2.8）mm；男性C 型彎曲彎曲度為（0.5±0.1）mm/m，女性C 型彎曲彎曲度為（0.6±0.1）mm/m?！?0 歲研究對(duì)象顳淺動(dòng)脈干長(zhǎng)度AB 為（58.1±14.0）mm，＞60 歲研究對(duì)象顳淺動(dòng)脈干長(zhǎng)度AB 為（59.5±12.3）mm；≤60 歲研究對(duì)象C 型彎曲長(zhǎng)度CD 為（9.2±2.8）mm，＞60 歲研究對(duì)象C型彎曲長(zhǎng)度CD 為（8.9±2.9）mm；≤60 歲研究對(duì)象水平測(cè)量的外耳道和顳淺動(dòng)脈干間距離EF 為（10.7±2.9）mm，＞60 歲研究對(duì)象水平測(cè)量的外耳道和顳淺動(dòng)脈干間距離EF 為（11.8±3.1）mm；≤60 歲研究對(duì)象C 型彎曲彎曲度為（0.6±0.1）mm/m，＞60 歲研究對(duì)象C 型彎曲彎曲度為（0.56±0.1）mm/m。男性與女性測(cè)量結(jié)果無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。不同年齡組測(cè)量結(jié)果無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。C 型彎曲長(zhǎng)度與彎曲度呈線性相關(guān)y=0.82788 x-0.02919。66%顳淺動(dòng)脈干顴弓處出現(xiàn)C 型彎曲；89%C 型彎曲處有分支血管發(fā)出；C 型彎曲處發(fā)出的分支7%為顳中動(dòng)脈，64%為顴眶動(dòng)脈，29%為顳中動(dòng)脈和顴眶動(dòng)脈。70 例數(shù)據(jù)中1 側(cè)顳淺動(dòng)脈頂支缺如，1 側(cè)顳淺動(dòng)脈額頂支分叉點(diǎn)位于顴弓處，分叉點(diǎn)處于C 型彎曲中點(diǎn)。

綜上所訴，顳淺動(dòng)脈干長(zhǎng)度、C 型彎曲長(zhǎng)度與彎曲度、顳淺動(dòng)脈干距外耳道的水平距離均不會(huì)隨年齡增長(zhǎng)而改變，且與性別無(wú)關(guān)，C 型彎曲長(zhǎng)度與曲度呈線性相關(guān)，可根據(jù)其長(zhǎng)度推測(cè)出曲度。此外這些解剖參數(shù)對(duì)于臨床上針對(duì)顳淺動(dòng)脈干的操作前評(píng)估有著參考價(jià)值。

本研究采用三維立體可視化的測(cè)量方法,相對(duì)于傳統(tǒng)X 線或CT 數(shù)據(jù)的二維平面測(cè)量來(lái)說(shuō)更具備精準(zhǔn)性與可靠性,實(shí)現(xiàn)對(duì)三維重建后的可視化三維模型創(chuàng)建測(cè)量模板直接測(cè)量,獲得更大量、更精準(zhǔn)、更接近實(shí)體標(biāo)本的解剖數(shù)據(jù),彌補(bǔ)了傳統(tǒng)二維測(cè)量中解剖關(guān)鍵點(diǎn)難定位、斷層關(guān)鍵面難把握、數(shù)據(jù)易丟失以及實(shí)體測(cè)量中標(biāo)本難獲得、難保存的弊端。綜上所述,本研究的結(jié)果能夠?qū)ξ磥?lái)顳淺動(dòng)脈干的操作前評(píng)估提供良好的解剖學(xué)參考。當(dāng)然,本研究也有不足之處:樣本數(shù)量較少、患者來(lái)源單一，測(cè)量結(jié)果可能存在偏差。

采用三維立體可視化的測(cè)量方法進(jìn)行顳淺動(dòng)脈干的三維測(cè)量，不僅對(duì)相關(guān)操作前評(píng)估有著臨床參考價(jià)值，而且未來(lái)可用于臨床醫(yī)學(xué)專(zhuān)業(yè)本科學(xué)習(xí)期間的影像學(xué)與解剖教學(xué)。