ARTICLE ORIGINAL

Anatomie du fond d’œil du méat acoustique interne — étude de micro-tomodensitométrie

M. Kozerska, J. Skrzat

Département d’anatomie, Université Jagellonne, Collegium Medicum, Cracovie, Pologne

Adresse de correspondance : M. Kozerska, MSc, Département d’anatomie, Collegium Medicum, Université Jagellonne, ul. Kopernika 12, 31-034 Cracovie, Pologne, e-mail: magdalena.kozerska @ interia.pl

Le but de cet article était de présenter des images en micro-tomodensitométrie (micro-CT) à haute résolution du fond d’œil du méat acoustique interne (FIAM) et de caractériser l’aspect normal de ses zones singulières qui sont des lieux de passage de nombreuses structures anatomiques. En utilisant la micro-tomodensitométrie, nous obtenons des images de rendu volumique détaillées présentant la topographie du FIAM dans l’espace en 3 dimensions (3D). Nous avons compris que les reconstructions 3D obtenues à partir de micro-tomodensitogrammes peuvent démontrer avec précision toutes les zones du FIAM (zone du nerf facial, zone cochléaire, zones vestibulaires supérieure et inférieure, foramen singulier). L’application de cette technique permet de découvrir de nouvelles structures anatomiques comme le foramen de la crête transversale, qui n’est pas décrit dans la littérature. Par conséquent, nous avons estimé la taille de chaque zone du FIAM en mesurant leur diamètre minimal et maximal. Dans le matériel étudié, nous n’avons trouvé aucune différence statistiquement significative entre les diamètres moyens calculés pour les individus nourrissons et adultes. (Folia Morphol 2015; 74, 3: 352-358)

Mots clés: méat acoustique interne, os pétreux, micro-tomodensitométrie

INTRODUCTION

Le méat acoustique interne (IAM) est un canal qui se termine par un fond d’œil situé à l’intérieur de la pyramide de l’os temporal. L’ensemble du canal a une longueur d’environ 1 cm et s’étend latéralement à l’intérieur de l’os. L’extrémité latérale de l’IAM est formée par la fine plaque cribriforme de l’os. Cette plaque sépare la cochlée et le vestibule de l’IAM, et est définie comme un fond du méat acoustique interne (FIAM). Le FIAM constitue également la paroi médiale du labyrinthe. La hauteur et la largeur de la FIAM vont respectivement de 2,5 à 4,0 mm et de 2,0 à 3,0 mm.

Le FIAM transmet de la cavité crânienne à l’oreille les structures suivantes: nerf facial, nerf intermédiaire, artère labyrinthique et nerf vestibulocochléaire qui se divise près de l’extrémité latérale de l’IAM en deux parties: un nerf cochléaire et un nerf vestibulaire. À l’intérieur du FIAM court une crête transversale horizontale qui sépare le fond d’œil en deux parties: supérieure et inférieure, comme il est présenté à la figure 1.

Figure 1. Disposition schématique des zones particulières dans le fond du méat acoustique interne; FNA — zone du nerf facial; SVA — zone vestibulaire supérieure; CA — zone cochléaire; IVA — zone vestibulaire inférieure; SF — foramen singulier; TC — crête transversale.

La partie supérieure du FIAM contient: zone du nerf facial (située antérieurement) et zone vestibulaire supérieure (située postérieurement), tandis que la partie inférieure contient : zone cochléaire (située antérieurement), zone vestibulaire inférieure (située postérieurement) et foramen singulier (situé postéro-inférieur). Le nerf facial et le nerf intermédiaire traversent la zone du nerf facial. La zone du nerf facial est séparée de la zone vestibulaire supérieure par une crête osseuse verticale appelée barre de Bill qui forme la crête verticale. Cependant, cette structure n’est pas toujours mentionnée dans les documents décrivant la morphologie du FIAM, et n’a donc pas été incluse dans le dessin schématique présenté à la figure 1.

La zone vestibulaire supérieure est un lieu de transition du nerf utriculoampullaire qui provient de la jonction du nerf utriculaire, du nerf ampullaire antérieur et latéral.

La zone cochléaire, située antérieurement dans la partie inférieure du FIAM, est un lieu de passage des fibres nerveuses cochléaires qui traversent le fond de l’IAM à partir du modiole de la cochlée. Le nerf cochléaire traverse l’IAM avec le nerf facial et le nerf vestibulaire. Le nerf vestibulaire provient des nerfs vestibulaires supérieur et inférieur (en passant par les champs correspondants dans FIAM). À son tour, la zone vestibulaire inférieure est un lieu de passage du nerf sacculaire.

La plus petite zone du FIAM est occupée par le foramen singulier qui est situé postéro-inférieur vers la zone vestibulaire inférieure et transmet le nerf ampullaire postérieur. Malgré sa petite taille, ce foramen est utilisé comme point de repère dans certaines interventions chirurgicales.

Jusqu’à présent, dans les études anatomiques et cliniques, l’IAM a été étudiée mais les détails de la morphologie du fond d’œil n’étaient pas le principal domaine d’intérêt. Par conséquent, cette zone n’a pas été présentée de manière spatiale à l’aide de la micro-tomodensitométrie (micro-tomodensitométrie) ou d’une autre modalité d’imagerie; nous avons donc entrepris une étude visant à créer des reconstructions informatiques détaillées du FIAM.

MATÉRIAUX ET MÉTHODES

L’étude morphologique de l’anatomie du FIAM a été réalisée sur 10 os temporaux secs: 5 échantillons provenant d’individus adultes de sexe féminin, 2 échantillons de sexe masculin et 3 échantillons provenant de crânes de bébés de sexe inconnu. Tous les os examinés étaient bien conservés, présentaient une anatomie normale et n’étaient pas déformés.

La partie pétreuse de l’os temporal a été disséquée et scannée au micro-scanner (Skyscan 1172, N.V., Aartselaar, Belgique). Le scanner était équipé du détecteur de rayons X: 11 Mégapixels (4024 × 2680 au total; 4000 × 2400 efficace), caméra à rayons X numérique 12 bits avec un champ de vision de 24 × 36 mm. La tension de la source de rayons X a été réglée à 80 kV et le courant à 100 µA. Les images de projection ont été acquises sur une plage angulaire de 180° avec un pas angulaire de 0,5°. Dans les images résultantes, la taille des pixels était de 27 µm. Les projections ont été capturées le long de l’axe long de l’os pétreux et reconstruites à l’aide d’un logiciel NRECON ver. 1.6.5 SkyScan basé sur l’algorithme Feldkamp.

Le nombre moyen de scans utilisés pour recréer la reconstruction volumétrique variait de 970 à 2093, en fonction de la taille de la partie pétreuse de l’os temporal. À partir de la série de micro-tomodensitogrammes, nous avons réalisé une visualisation de l’anatomie de la surface de FIAM. A cet effet, nous avons utilisé la technique de rendu volumique pour présenter une projection en 2 dimensions (2D) d’un ensemble de données 3D échantillonné discrètement produit par le scanner micro-CT et visualisé dans l’application CTvox. L’application CTvox affiche un ensemble de tranches reconstruites sous la forme d’un objet 3D réaliste avec une navigation et une manipulation intuitives des deux: objet et caméra et utilise un outil d’écrêtage pour produire des vues découpées. L’application CTvox est dédiée à la visualisation 3D réaliste des objets numérisés par les scanners SkyScan et livrée par la Bruker Corporation (http://www.skyscan.be/products/downloads.htm).

Pour obtenir des images claires et détaillées du FIAM, nous avons ajusté expérimentalement la fonction de transfert qui a cartographié les valeurs d’opacité et de gris attribuées aux voxels lors de la reconstruction finale. En modifiant l’opacité, nous pourrions contrôler la visibilité des voxels correspondants et définir à quel point ils obscurcissent les voxels les plus éloignés.

La morphologie du FIAM a été évaluée sur les reconstructions volumétriques de l’os pétreux à l’aide de plans d’écrêtage dont la position a été modifiée de manière interactive. Ainsi, nous avons obtenu une section virtuelle pratique à travers l’os pétreux présentant des zones ultérieures du FIAM.

Pour estimer la taille de chaque quadrant de la FIAM, leurs diamètres minimum et maximum ont été mesurés. À cette fin, des modèles 3D en surface du FIAM de chaque os pétreux ont été créés à partir d’un ensemble de données de micro-tomodensitométrie traité dans le logiciel CTAnalyser. Ces modèles ont rendu visibles un aspect réel de la structure 3D d’un objet et ont été soumis au format de fichier OBJ dans le Meshmixer Autodesk — un logiciel de modélisation 3D gratuit équipé d’outils de mesures géométriques (disponible auprès de http://meshmixer.com). De plus, les valeurs moyennes des diamètres ont été estimées pour la zone du nerf facial (FNA), la zone vestibulaire supérieure (SVA), la zone cochléaire (CA), la zone vestibulaire inférieure (IVA) et le foramen singulier (SF) (tableau 1). Les diamètres ont été mesurés avec une précision de ± 100 µm (Fig. 2).

Tableau 1. Mean values (in millimetres) of the diameters measured on surface-rendered 3-dimensional models of the fundus of internal acoustic meatus

SVA — superior vestibular area; FNA — facial nerve area; CA — cochlear area; IVA — inferior vestibular area; SF — singular foramen

Figure 2. Un exemple de mesures effectuées pour chaque zone du fond d’œil du méat acoustique interne; SVA – zone vestibulaire supérieure; IVA – zone vestibulaire inférieure; FNA – zone du nerf facial; CA – zone cochléaire. Dans cette projection, l’aire du foramen singulier n’est pas visible.

En raison du nombre limité d’os temporaux étudiés, nous n’avons pas effectué d’analyse détaillée visant à trouver des similitudes ou des dissemblances dans l’aspect morphologique du FIAM entre les spécimens nourrissons, mâles et femelles. Ainsi, nous avons comparé uniquement les échantillons de nourrissons (3 échantillons) par rapport aux échantillons mâles et femelles adultes réunis en un seul groupe (7 échantillons).

Le test de Mann-Whitney a été calculé pour vérifier l’hypothèse nulle qui stipule que les diamètres des aires du FIAM sont égaux.

RÉSULTATS

Le fond d’IAM a été identifié comme étant l’extrémité latérale de l’IAM communiquant la fosse crânienne postérieure avec le labyrinthe. L’ouverture acoustique interne étant l’entrée de l’IAM a été facilement reconnue sur la face postérieure de la pyramide de l’os temporal et reconstruite à partir de micro-tomodensitogrammes dans tous les échantillons examinés. Ces relations topographiques ont été visualisées par rendu volumique et la morphologie globale de l’os pétreux avec entrée visible dans l’IAM a été présentée à la figure 3.

Figure 3. La surface antéro-médiale de la pyramide de l’os temporal droit présentée dans une image de rendu volumique. L’entrée du méat acoustique interne est pointée par une flèche; dans la profondeur, le fond du méat acoustique interne est visible.

Le fond de l’IAM a été observé comme une zone discoïde divisée en coupant deux crêtes osseuses – la crête transversale et la crête verticale. Ces structures délimitaient des quadrants de taille inégale appelés FNA (quadrant antéro-supérieur), CA (quadrant antéro-supérieur), SVA (quadrant postéro-supérieur) et IVA (quadrant postéro-supérieur). Toutes ces zones ont été imagées dans des reconstructions volumétriques vues sous différents angles. Leur orientation mutuelle empêche de présenter toute la morphologie dans une projection singulière. La disposition hélicoïdale du tractus spiralis foraminosus force la visualisation de la zone cochléaire à un angle différent de celui des zones situées sur la face postérieure du FIAM. À son tour, la position variable du foramen singulier peut être apparemment causée par une modification de l’angle de vision lorsqu’il est observé simultanément avec le FIAM.

L’anatomie normale de FIAM a été démontrée sous la forme d’une image de rendu volumique et présentée à la figure 4.

Figure 4. Image de rendu volumique du fond d’œil du méat acoustique interne situé dans l’os temporal droit d’un individu adulte de sexe féminin; FNA – zone du nerf facial; SVA – zone vestibulaire supérieure; CA – zone cochléaire; IVA – zone vestibulaire inférieure; SF – foramen singulier. La crête transversale est marquée par l’astérisque.

Tous les champs décrits précédemment dans FIAM ont été observés dans les échantillons examinés et leur position était conforme au schéma généralement accepté (voir schéma de la Fig. 1). Cependant, dans les échantillons étudiés, nous avons observé les dérogations suivantes dans l’anatomie des champs individuels au sein de la FIAM:

• —SVA et IVA n’étaient pas une seule ouverture mais dans la plupart des cas consistaient en quelques petites ouvertures (Fig. 4);
• – Emplacement différent du foramen singulier et aspect morphologique distinct – marge bien définie du foramen ou arrondie et élargie formant un évidement (Fig. 5 BIS, B).

Figure 5. Exemples de microarchitecture distincte du fond d’œil du méat acoustique interne chez l’adulte; A. Os temporal féminin droit; B. Os temporal masculin gauche. Les différences les plus importantes concernent la forme du foraminosus du tractus spiralis (marqué par l’astérisque) et la position du foramen singulier (pointé par la flèche).

Dans les images de rendu volumique obtenues à partir de micro-tomodensitométrie, nous avons observé les deux septa du FIAM : vertical (barre de Bill) et horizontal (crête transversale). La barre du bec est apparue comme une crête osseuse de taille variable (Fig. 6 BIS, B). Cette structure, cependant pas toujours décrite dans les publications scientifiques, a été trouvée dans tous les échantillons examinés.

Figure 6. L’anatomie du fond d’œil du méat acoustique interne de l’enfant de 2 ans (A) et de l’enfant de 6 ans (B) caractérise le foramen vasculaire de la crête transversale (indiqué par la flèche). La crête verticale (barre de Bill) est marquée par l’astérisque.

À son tour, la crête transversale ne révélait pas de trajectoire en ligne droite (comme elle est généralement présentée dans les dessins schématiques), mais elle avait plutôt une trajectoire parabolique. Cela était observable à la fois chez les os temporaux adultes et infantiles.

Notre attention a été attirée par les crêtes transversales qui ne dérivaient que des crânes des nourrissons. Dans tous ces cas, nous avons remarqué un petit foramen situé postérieurement dans la crête transversale. À cet endroit, le foramen était circulaire ou elliptique (Fig. 6 BIS, B). Dans les os temporaux adultes, un tel foramen n’a pas été trouvé dans la crête transversale.

Nous avons découvert que le foramen minuscule situé dans la crête transversale est l’entrée du canal osseux qui va jusqu’à la paroi du vestibule. Le diamètre du canal diminue progressivement vers le vestibule. Dans un cas, ce canal était divisé en deux canalicules séparés qui se dirigeaient vers le canal vestibulaire supérieur, au lieu d’une connexion directe avec le vestibule. Nous avons également repéré un boîtier dans lequel le canal était oblitéré, et son extrémité était de forme conique. La variété morphologique observée des canalicules de la crête transversale est démontrée sur les figures 6 et 7.

Figure 7. Représentation tridimensionnelle du fond d’œil du méat acoustique interne et des canaux neurovasculaires associés; A. Canalicule de la crête transversale (TC) (indiqué par des flèches) reliant le vestibule et le méat acoustique interne; B. Canaliculi (indiqué par des flèches) allant du foramen situé à l’intérieur du TC au canal vestibulaire supérieur (SVC); OW — fenêtre ovale; FC — canal facial; SC — canal singulier; CA — zone cochléaire.

Le test de Mann-Whitney n’a pas confirmé que les différences entre les valeurs moyennes des diamètres des zones sélectionnées du FIAM dans les échantillons de nourrissons et d’adultes sont statistiquement significatives. Par conséquent, nous supposons que les écarts observés entre les paramètres calculés sont plutôt liés à la variation biologique qu’à l’effet de l’influence de l’âge dans le matériel étudié. En raison du nombre limité et inégal d’échantillons, ces résultats ne peuvent pas être étendus à la population générale et doivent être vérifiés sur de grandes séries cliniques.

DISCUSSION

Dans la littérature contemporaine, il y a un manque d’images présentant la morphologie de FIAM en haute résolution. Jusqu’à présent, la plupart des études ont montré que la morphologie du FIAM à l’aide d’un microscope opératoire ou que cette région de l’os temporal était visualisée par des tomodensitomètres cliniques. Ainsi, les résultats précédents se limitaient plutôt à l’analyse de l’apparence de l’ensemble de l’IAM et non pas exactement de son fond d’œil. Par exemple, Marques et al. a examiné la forme de l’IAM et a établi qu’il pouvait être en forme d’entonnoir (le plus courant chez les enfants et les adultes), cylindrique ou en forme de bourgeon qui est le moins représenté.

L’autre aspect des études anatomiques de cette région de l’os temporal concerne les canaux neuronaux osseux (pour le CA, le FNA, le SVA et l’IVA) issus du FIAM. En 1999, Fatterpekar et coll. présentation de la topographie et de la morphologie de ces canaux en tomodensitométrie axiale et coronale de 1 mm d’épaisseur et mesures effectuées. Depuis lors, il n’y a pas eu d’études axées sur l’analyse morphologique des différents champs au sein de la FIAM. Seule la zone cochléaire et le canal nerveux cochléaire ont fait l’objet d’une analyse morphométrique intensive, car elle est bien visible sur les tomodensitogrammes et peut être facilement mesurée. De plus, le canal du nerf cochléaire a une signification clinique considérable, car des changements de diamètre peuvent être à l’origine d’une déficience du nerf cochléaire, considérée comme l’une des causes de la perte auditive neurosensorielle.

La tomodensitométrie clinique fournit des images où de petits canaux de l’os temporal peuvent être visualisés. Néanmoins, leur apparence n’est pas toujours claire et peut parfois être confondue avec des fractures. Par conséquent, l’évaluation de leur morphologie basée sur des tomodensitogrammes semble problématique et biaisée d’erreurs, si des mesures sont effectuées sur de telles images. À notre connaissance, le seul article qui présente des mesures des différents champs au sein de la FIAM a été publié en 1999. Peut-être a-t-elle été dictée par des limitations dans la présentation des détails osseux, dont les dimensions varient en millimètres, voire moins. De plus, en raison de leur forme complexe et de leurs diverses orientations spatiales, des techniques d’imagerie 3D devraient être utilisées pour leur visualisation. Ces obstacles peuvent être surmontés par l’utilisation de la micro-tomodensitométrie qui peut fournir des tomodensitogrammes d’une résolution extrêmement élevée, ce qui fournit une imagerie précise des détails anatomiques.

Dans l’étude actuelle, l’application de la micro-tomodensitométrie a permis de visualiser le foramen situé dans la marge de la crête transversale et de tracer le canal qui en sortait. En raison de son petit diamètre (< 0,50 mm), ce foramen ne peut pas être remarqué dans les tomodensitogrammes cliniques ou pourrait être à peine visible. Jusqu’à présent, nous n’avons trouvé aucune information sur la présence et l’importance du foramen de la crête transversale et des canaux osseux associés. On suppose que de tels foramen et canal transmettent des vaisseaux sanguins vascularisant la paroi du vestibule ou du canal vestibulaire supérieur. Il pourrait s’agir d’une branche de l’artère labyrinthique qui court entre les nerfs facial et cochléaire, émergeant au fond de l’IAM et se divisant en trois branches terminales. L’une de ces branches, à savoir l’artère vestibulaire antérieure, pourrait pénétrer dans le FIAM à l’intérieur du foramen de la crête transversale, se terminant par la suite dans le vestibule par division en artérioles plus petites.

Un autre contenu possible du foramen de la crête transversale pourrait être lié à des anastomoses entre les nerfs facial, vestibulaire et cochléaire pouvant survenir avant d’entrer ou après la sortie du FIAM. L’existence de connexions vestibulocochléaires et vestibulofaciales au sein de l’IAM a été décrite dans la littérature.

Les recherches actuelles et futures devraient viser non seulement à présenter la morphologie du FIAM en haute résolution, mais également à effectuer des mesures précises à l’aide de méthodes de calcul basées sur des techniques d’imagerie et de modélisation logicielle. Des connaissances sur l’anatomie détaillée et la topographie des quadrants singuliers des canaux FIAM et osseux qui en émergent sont nécessaires lors de l’évaluation du traumatisme osseux temporal et des anomalies congénitales affectant les nerfs individuels ainsi que lors des interventions chirurgicales neurootologiques. Par exemple, le foramen singulier est utilisé comme point de repère pour certaines interventions chirurgicales sur le méat acoustique interne et le labyrinthe, telles que la chirurgie du neurome acoustique retrosigmoïde et la neurectomie cochléovestibulaire transcochléaire. Parfois, l’ablation de la tumeur au fond d’œil doit se faire à l’aveugle car le champ de vision de l’ensemble du fond d’œil est restreint, de sorte que le vestibulocochléaire, le nerf facial et l’artère labyrinthique peuvent être exposés à un risque supplémentaire de dommages. Par conséquent, il est important de mettre en œuvre et de développer de nouveaux algorithmes dédiés à la visualisation précise et spatiale du FIAM et de combiner des reconstructions 3D générées à partir d’une pile de micro-tomodensitogrammes avec des images radiologiques obtenues à partir de recherches cliniques. Des méthodes avancées d’imagerie spatiale peuvent aider à comprendre l’anatomie de l’oreille interne et à améliorer la planification et la réalisation d’opérations chirurgicales.

CONCLUSIONS

De notre étude, nous concluons que la topographie des zones singulières au sein du FIAM présenté dans les dessins schématiques est fortement simplifiée. La tomographie clinique n’est pas en mesure de refléter la relation mutuelle entre les structures osseuses du FIAM. La micro-tomodensitométrie est une technique adéquate pour l’imagerie de la topographie de surface du FIAM et l’évaluation de son architecture. En fournissant des reconstructions 2D et 3D de haute qualité, de nouvelles structures anatomiques peuvent être capturées au sein du FIAM. Par conséquent, l’ensemble de données de micro-tomodensitométrie peut être utilisé pour construire des modèles 3D de rendu de surface précis du FIAM et effectuer des mesures géométriques sur ceux-ci.

REMERCIEMENTS

La recherche a été réalisée avec les équipements achetés grâce au soutien financier du Fonds Européen de Développement Régional dans le cadre du Programme Opérationnel Polonais de l’Économie de l’Innovation (contrat no. POIG.02.01.00-12-023/08).

Les auteurs tiennent à remercier Bartosz Leszczyński du Département de Physique médicale de l’Institut de Physique M. Smoluchowski de l’Université Jagellonne d’avoir effectué une tomodensitométrie des os pétreux.

L’étude a été menée avec l’approbation (KBET/109/B/2012) du Comité de bioéthique de l’Université Jagellonne. Nous déclarons que nous n’avons pas d’intérêts concurrents.

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