originalartikel

Anatomi av fundus av den interna akustiska meatusen — mikro-beräknad tomografistudie

M. Kozerska, J. Skrzat

Institutionen för anatomi, Jagiellonian University, Collegium Medicum, Krakow, Polen

adress för korrespondens: M. kozerska, MSC, Institutionen för anatomi, Collegium medicum, Jagiellonian University, ul. Kopernika 12, 31-034 Krak Jacobw, Polen, e-post: [email protected] med detta dokument var att presentera mikro-datortomografi (mikro-CT) högupplösta bilder av fundus av intern akustisk meatus (FIAM) och karakterisera det normala utseendet på dess singulära områden som är platser för passage av många anatomiska strukturer. Genom att använda mikro-CT får vi detaljerade volymåtergivningsbilder som presenterar topografi av FIAM i 3-dimensionellt (3D) utrymme. Vi räknade ut att 3D-rekonstruktioner erhållna från mikro-CT-skanningar exakt kan visa alla områden i FIAM (ansiktsnervområde, cochleärt område, överlägsna och underlägsna vestibulära områden, singulära foramen). Tillämpning av denna teknik gör det möjligt att ta reda på nya anatomiska strukturer som foramen i den tvärgående kammen, som inte beskrivs i litteraturen. Därför uppskattade vi storleken på varje område av FIAM genom att mäta deras minimala och maximala diameter. I det studerade materialet hittade vi ingen statistiskt signifikant skillnad mellan medeldiametrar beräknade för spädbarn och vuxna individer. (Folia Morphol 2015; 74, 3: 352-358)

nyckelord: intern akustisk meatus, petrous ben, mikroberäknad tomografi

introduktion

Intern akustisk meatus (IAM) är en kanal som avslutas med en fundus belägen inuti pyramiden i det temporala benet. Hela kanalen har en längd på ca 1 cm och sträcker sig i sidled inuti benet. Lateral ände av IAM bildas av den tunna cribriformplattan av ben. Denna platta separerar cochlea och vestibulen från IAM och definieras som en fundus av den interna akustiska meatusen (FIAM). FIAM utgör också den mediala väggen i labyrinten. Höjden och bredden på FIAM sträcker sig från 2,5 till 4,0 mm respektive från 2,0 till 3,0 mm.

FIAM överför från kranialhålan till örat följande strukturer: ansiktsnerv, mellanliggande nerv, labyrintisk artär och vestibulocochlear nerv som delar sig nära den laterala änden av IAM i två delar: En cochlear nerv och vestibulär nerv. Inom FIAM löper horisontellt tvärgående vapen som separerar fundus i två delar: överlägsen och underlägsen, som den presenteras i Figur 1.

Figur 1. Schematiskt arrangemang av de särskilda områdena inom fundus av intern akustisk meatus; Fna-ansiktsnervområde; SVA-överlägset vestibulärt område; CA-cochleärt område; IVA — sämre vestibulärt område; SF — singular foramen; TC-tvärgående vapen.

den överlägsna delen av FIAM innehåller: ansiktsnervområde (beläget främre) och överlägset vestibulärt område (beläget bakre), medan den underlägsna delen innehåller: cochleärt område (beläget främre), sämre vestibulärt område (beläget bakre) och singular foramen (beläget postero-inferiorly). Genom ansiktsnervområdet löper ansiktsnerven och den mellanliggande nerven. Ansiktsnervområdet separeras från det överlägsna vestibulära området med vertikal osseous ås benämnd som bills bar som bildar den vertikala toppen. Denna struktur nämns emellertid inte alltid i papper som beskriver fiams morfologi och ingick därför inte i den schematiska ritningen som presenteras i Figur 1.

Superior vestibular area är en övergångsplats för den utriculoampullära nerven som härstammar från korsningen av den utricular nerven, främre och laterala ampullarnerven.

cochlea area, belägen anteriorly i den nedre delen av FIAM är en plats för passage av cochlea nervfibrer som går genom fundus av IAM från modiolus av cochlea. Den cochleära nerven passerar genom IAM tillsammans med ansiktsnerven och den vestibulära nerven. Den vestibulära nerven härstammar från de överlägsna och underlägsna vestibulära nerverna (passerar genom motsvarande fält inom FIAM). I sin tur är det sämre vestibulära området en plats för att passera den sacculära nerven.

det minsta området inom FIAM upptas av singular foramen som ligger postero-inferiorly mot det sämre vestibulära området och överför den bakre ampullarnerven. Trots sin ringa storlek denna foramen används som ett landmärke i vissa kirurgiska ingrepp .

hittills undersöktes iam i de anatomiska och kliniska studierna, men detaljer om fundusmorfologin var inte det primära intresseområdet. Därför har detta område inte presenterats på ett rumsligt sätt med hjälp av mikro-datortomografi (mikro-CT) eller annan avbildningsmodalitet; därmed genomförde vi en studie som syftade till att skapa detaljerade datorrekonstruktioner av FIAM.

material och metoder

morfologisk studie av fiams anatomi utfördes på 10 torra temporala ben: 5 prover härledda från vuxna individer av kvinnligt kön, 2 prover var av manligt kön och 3 prover härledda från spädbarnskallar av okänt kön. Alla de undersökta benen var väl bevarade, presenterade normal anatomi och deformerades inte.

den petrous delen av det temporala benet dissekerades och skannades med mikro-CT-skannern (Skyscan 1172, N. V., Aartselaar, Belgien). Skannern var utrustad med Röntgendetektorn: 11 Megapixel (totalt 4024 2680; 4000 2400 2400 effektiv), 12-bitars digital röntgenkamera med 24 36 mm Synfält. Röntgenkällans spänning var inställd på 80 kV och ström till 100 Cuba. Projiceringsbilderna förvärvades över ett vinkelområde på 180 kg med ett vinkelsteg på 0,5 kg. I de resulterande bilderna pixelstorlek var 27 kubm. Projektioner fångades längs petrousbenets långa axel och rekonstruerades med hjälp av en programvara NRECON ver. 1.6.5 SkyScan baserat på Feldkamp-algoritmen.

Genomsnittligt antal skanningar som användes för att återskapa volymetrisk rekonstruktion varierade från 970 till 2093, beroende på storleken på den petrous delen av det temporala benet. Från serien av mikro-CT-skanningar utförde vi visualisering av fiams ytanatomi. För detta ändamål använde vi volymåtergivningsteknik för att presentera en 2-dimensionell (2D) projektion av en 3D diskret samplad datamängd producerad av mikro-CT-skannern och visualiserad i CTvox-applikation. Ctvox-applikationen visar en uppsättning rekonstruerade skivor som ett realistiskt 3D-objekt med intuitiv navigering och manipulation av båda: objekt och kamera och använder ett klippverktyg för att producera bortklippta vyer. Ctvox-applikationen är avsedd för realistisk 3D-visualisering av skannade objekt av SkyScan-skannrarna och levereras av Bruker Corporation (http://www.skyscan.be/products/downloads.htm).

för att få tydliga och detaljerade bilder av FIAM justerade vi experimentellt överföringsfunktion som kartlade opacitet och gråvärden som tillskrivs voxlarna i den slutliga rekonstruktionen. Genom att ändra opaciteten kunde vi kontrollera synligheten för motsvarande voxlar och ställa in hur mycket de döljer mer avlägsna voxlar.Fiam: s morfologi utvärderades på de volymetriska rekonstruktionerna av petrosbenet med hjälp av klippplan vars position interaktivt ändrades. Således fick vi bekväm virtuell sektion genom petrousbenet som presenterade efterföljande områden av FIAM.

för att uppskatta storleken på varje kvadrant av FIAM mättes deras minsta och maximala diametrar. För detta ändamål yta renderade 3D-modeller av FIAM av varje petrous ben skapades från mikro-CT skannar dataset bearbetas i ctanalyser programvara. Dessa modeller synliggjorde verkliga aspekter av ett objekts 3D — struktur och utsattes som OBJ-filformatet i Autodesk Meshmixer-en gratis 3D-modelleringsprogramvara utrustad med verktyg för geometriska mätningar (tillgänglig från http://meshmixer.com). Vidare uppskattades medelvärdena för diametrarna för ansiktsnervområdet (FNA), superior vestibular area (SVA), cochlear area (CA), inferior vestibular area (IVA) och singular foramen (SF) (Tabell 1). Diametrar mättes med noggrannhet 100 xnumx xnumx xnumx xnumx xnumx xnumx (Fig. 2).

tabell 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

Figur 2. Ett exempel på mätningar utförda för varje område av fundus av intern akustisk meatus; SVA-överlägset vestibulärt område; IVA — sämre vestibulärt område; Fna — ansiktsnervområde; CA-cochleärt område. I denna projektion är området för singular foramen inte synligt.

På grund av begränsat antal av de studerade temporala benen utförde vi inte detaljerad analys som syftade till att hitta likheter eller olikheter i fiams morfologiska utseende mellan spädbarn, manliga och kvinnliga exemplar. Således jämförde vi endast fiam av spädbarn (3 prover) jämfört med vuxna manliga och kvinnliga prover förenade i en grupp (7 prover).

Mann-Whitney-testet beräknades för att verifiera nollhypotesen som säger att diametrarna för fiam-områdena är lika.

resultat

fundus av IAM identifierades som lateral ände av IAM som kommunicerade den bakre kranialfossan med labyrinten. Den inre akustiska öppningen som var inloppet till IAM kände lätt igen på den bakre ytan av pyramiden i det temporala benet och rekonstruerades från mikro-CT-skanningar i alla undersökta prover. Dessa topografiska förhållanden visualiserades genom volymåtergivning och övergripande morfologi av petrousbenet med synligt inlopp till IAM presenterades i Figur 3.

Figur 3. Den anteromediala ytan av pyramiden av det högra temporala benet som presenteras i en volymåtergivningsbild. Inlopp till intern akustisk meatus pekas med en pil; i djupet är fundus av intern akustisk meatus synlig.

fundus av IAM observerades som ett discoidområde som delades genom att korsa två beniga åsar — den tvärgående toppen och den vertikala toppen. Dessa strukturer avgränsade kvadranter av ojämn storlek benämnd FNA (anterosuperior quadrant), CA (anteroinferior quadrant), SVA (posterosuperior quadrant) och IVA (posteroinferior quadrant). Alla dessa områden avbildades i volymetriska rekonstruktioner betraktade i olika vinklar. Deras ömsesidiga orientering förhindrar att presentera hela morfologin i en singulär projektion. Spiralformigt arrangemang av tractus spiralis foraminosus tvingar att se det cochleära området i annan vinkel än områden som ligger på den bakre aspekten av FIAM. I sin tur kan variabel position för singular foramen uppenbarligen orsakas av förändring av betraktningsvinkeln när den observeras samtidigt med FIAM.

Normal anatomi av FIAM visades som en volymåtergivningsbild och presenterades i Figur 4.

Figur 4. Volym rendering bild av fundus av intern akustisk meatus ligger i höger temporal ben av en vuxen individ av kvinnligt kön; FNA-ansiktsnerven område; SVA-överlägsen vestibulära området; CA-cochlear area; IVA-sämre vestibulära området; SF-singular foramen. Den tvärgående kammen är markerad av asterisken.

alla beskrivna tidigare fält inom FIAM observerades i de undersökta proverna och deras position överensstämde med allmänt accepterat mönster (se diagram i Fig. 1). I de studerade proverna observerade vi emellertid följande undantag i anatomi av enskilda fält inom FIAM:

• — SVA och Iva var inte en enda bländare men bestod i de flesta fall av få små öppningar (Fig. 4);
• — olika placering av singular foramen och distinkt morfologiskt utseende — väldefinierad marginal för foramen eller rundad och breddad och bildar en urtagning (Fig. 5A, B).

Figur 5. Exempel på distinkt mikroarkitektur av fundus av intern akustisk meatus hos vuxna; A. Höger kvinnlig temporal ben; B. vänster manlig temporal ben. De viktigaste skillnaderna gäller formen på tractus spiralis foraminosus (markerad av asterisken) och positionen för singular foramen (spetsad av pilen).

i volymåtergivningsbilder erhållna från mikro-CT observerade vi både septa av FIAM: vertikal (Bill ’ s bar) och horisontell (tvärgående crest). Räkningen bar verkade som osseous ås av varierande storlek (Fig. 6A, B). Denna struktur, men inte alltid beskriven i vetenskapliga publikationer, hittades i alla undersökta prover.

Figur 6. Anatomi av fundus av intern akustisk meatus av 2-årigt barn (A) och av 6-årigt barn (B) karakteriserar vaskulära foramen i den tvärgående kammen (indikerad med pilen). Den vertikala toppen (Bill ’ s bar) är markerad med asterisken.

i sin tur avslöjade den tvärgående toppen inte rak linje (som den vanligtvis presenteras i schematiska ritningar), men den hade snarare parabolisk kurs. Detta var observerbart både hos vuxna och infantila temporala ben.

vår uppmärksamhet drogs av de tvärgående kammarna som endast härleddes från spädbarnskallarna. I alla dessa fall märkte vi en liten foramen som ligger bakom den tvärgående toppen. På denna plats var foramen cirkulär eller elliptisk (Fig. 6A, B). I vuxna temporala ben hittades sådana foramen inte inom den tvärgående toppen.

vi fick reda på att minutforamen som ligger i den tvärgående toppen är ingången till den osseösa kanalen som går till vestibulens vägg. Kanalens Diameter minskar gradvis mot vestibulen. I ett fall delades denna kanal i två separata canaliculi som löper till den överlägsna vestibulära kanalen, istället för direkt anslutning till vestibulen. Vi upptäckte också ett fall där kanalen utplånades och dess slut var av konisk form. Observerad morfologisk variation av canaliculi i den tvärgående toppen demonstreras i figurerna 6 och 7.

Figur 7. Tredimensionell representation av fundus av intern akustisk meatus och relaterade neurovaskulära kanaler; A. Canaliculus av transvers crest (TC) (indikerad med pilar) kopplade vestibulen och den inre akustiska meatusen; B. Canaliculi (indikerad med pilar) som löper från foramen som ligger inom TC till den överlägsna vestibulära kanalen (SVC); OW — ovalt fönster; FC — ansiktskanal; SC — singular kanal; CA — cochlear område.

Mann-Whitney-testet bekräftade inte att skillnader mellan medelvärdena för diametrarna för de valda områdena av FIAM i spädbarn och vuxna prover är statistiskt signifikanta. Därför antar vi att observerade skillnader mellan beräknade parametrar är ganska relaterade till biologisk variation än effekten av ålderspåverkan i det studerade materialet. På grund av begränsat och ojämnt antal prover kan dessa resultat inte förlängas på allmän population och bör verifieras på stora kliniska serier.

diskussion

i samtida litteratur saknas bilder som presenterar FIAM-morfologi i hög upplösning. Hittills visade de flesta studierna morfologi av FIAM med användning av operationsmikroskop eller denna region i det temporala benet visualiserades av kliniska CT-skannrar. Därmed begränsades tidigare resultat snarare till analys av utseendet på hela IAM och inte exakt dess fundus. Till exempel, Marques et al. har undersökt formen på IAM och fastställt att den kan vara trattformad (den vanligaste hos barn och vuxna), cylindrisk eller knoppformad som är minst representerad.

den andra aspekten av de anatomiska studierna av denna region av det temporala benet hänför sig till de beniga nervkanalerna (för CA, FNA, SVA och IVA) som härrör från FIAM. 1999 Fatterpekar et al. presenterade topografi och morfologi av dessa kanaler i axiella och koronala 1 mm tjocka CT-skanningar och utförda mätningar. Sedan dess fanns det inga studier som fokuserade på morfologisk analys av de enskilda fälten inom FIAM. Endast cochleärt område och den cochleära nervkanalen var föremål för intensiv morfometrisk analys, eftersom den är väl synlig på CT-skanningarna och lätt kan mätas. Dessutom har den cochleära nervkanalen enorm klinisk betydelse, eftersom förändringar av dess diameter kan vara orsaken till cochleär nervbrist som tros vara en av orsakerna till sensorineural hörselnedsättning .

klinisk CT ger bilder där små kanaler i det temporala benet kan visualiseras. Ändå är deras utseende inte alltid klart och kan ibland förväxlas med frakturer. Därför verkar utvärdering av deras morfologi baserad på CT-skanningar vara problematisk och partisk med fel, om några mätningar utförs på sådana bilder. Så vitt vi vet publicerades det enda papperet som presenterar mätningar av de enskilda fälten inom FIAM 1999 . Kanske dikterades det av begränsningar i att presentera osseösa detaljer, vilka dimensioner sträcker sig i millimeterskala eller ännu mindre. Dessutom, på grund av deras invecklade form och olika rumsliga orienteringar, bör 3D-avbildningstekniker användas för deras visualisering. Dessa hinder kan övervinnas genom användning av mikro-CT som kan leverera CT-skanningar med extremt hög upplösning, vilket ger en exakt avbildning av anatomiska detaljer.

i aktuell studie möjliggjorde applicering av mikro-CT visualisering av foramen som ligger inom marginalen på den tvärgående toppen och spårade kanalen som kom ut ur den. På grund av liten diameter (< 0,50 mm) kan denna foramen inte märkas i kliniska CT-skanningar eller kan knappast vara synlig. Hittills har vi inte hittat någon information om närvaron och betydelsen av foramen i den tvärgående toppen och relaterade osseösa kanaler. Vi antar att sådana foramen och kanaler överför blodkärl som vaskulariserar vestibulens vägg eller den överlägsna vestibulära kanalen. Det kan vara en gren av den labyrintiska artären som löper mellan ansikts-och cochleära nerver, som dyker upp vid iam: s fundus och delas upp i tre terminalgrenar. En av dessa grenar, nämligen den främre vestibulära artären, kunde tränga in i FIAM inom foramen i den tvärgående kammen och därefter sluta i vestibulen genom uppdelning i mindre arterioler .

ett annat möjligt innehåll i foramen i den tvärgående kammen kan relateras till anastomoser mellan ansikts -, vestibulära och cochleära nerver som kan uppstå innan de går in eller efter att ha lämnat FIAM. Förekomsten av vestibulocochlear och vestibulofacial anslutningar inom IAM har beskrivits i litteraturen .

nuvarande och framtida undersökningar bör inte bara syfta till att presentera morfologi för FIAM i hög upplösning utan också att utföra exakta mätningar med hjälp av beräkningsmetoder baserade på bildteknik och mjukvarumodellering. Kunskap om detaljerad anatomi och topografi av de singulära kvadranterna I FIAM och benkanalerna som kommer från dem är nödvändig vid utvärdering av det temporala bentraumet och medfödda anomalier som påverkar de enskilda nerverna såväl som under neurootologiska kirurgiska ingrepp . Till exempel används singular foramen som ett landmärke för vissa kirurgiska ingrepp på den inre akustiska meatusen och labyrinten, såsom retrosigmoid akustisk neuromkirurgi och transkochleär cochleovestibulär neuroktomi . Ibland måste tumörborttagning vid fundus göras blint eftersom synfältet för hela fundus är begränsat, så vestibulocochlear, ansiktsnerven och labyrinten artär kan exponeras med ytterligare risk för skador . Därför är det viktigt att implementera och utveckla nya algoritmer dedikerade för exakt och rumslig visualisering av FIAM och kombinera 3D-rekonstruktioner genererade från en stapel mikro-CT-skanningar med radiologiska bilder erhållna från kliniska undersökningar. Avancerade metoder för rumslig avbildning kan hjälpa till att förstå inre öronanatomi och förbättra planering och utförande av kirurgiska operationer.

slutsatser

från vår studie drar vi slutsatsen att topografi av de singulära områdena inom FIAM som presenteras i de schematiska ritningarna är starkt förenklad. Klinisk tomografi kan inte återspegla ömsesidigt förhållande mellan fiams osseösa strukturer. Mikro-CT är en adekvat teknik för avbildning av yttopografi av FIAM och utvärdering av dess arkitektur. Genom att tillhandahålla högkvalitativa 2D-och 3D-rekonstruktioner kan nya anatomiska strukturer fångas i FIAM. Därför kan mikro-CT-skanningsdataset användas för att bygga exakta ytbehandlade 3D-modeller av FIAM och utföra geometriska mätningar på dem.

erkännanden

forskningen genomfördes med den utrustning som köpts tack vare det ekonomiska stödet från Europeiska regionala utvecklingsfonden inom ramen för det polska Innovationsekonomiska operativa programmet (Kontrakt nr. POIG.02.01.00-12-023/08).

författarna skulle vilja tacka Bartosz Leszczy Audriski från Institutionen för medicinsk fysik, M. Smoluchowski Institute of Physics, Jagiellonian University för att utföra mikrodator tomografi av petrousbenen.

studien genomfördes med godkännande (KBET / 109/B / 2012) av Bioetikutskottet vid Jagiellonian University. Vi förklarar att vi inte har några konkurrerande intressen.

1. 1. Agirdir BV, Sindel M, Arslan G, Yildirim FB, Balkan EI, din Kubo O (2001) kanalen i den bakre ampullarnerven: ett viktigt anatomiskt landmärke i den bakre fossa transmeatala metoden. Surg Radiol Anat, 23: 331-334.
2. 2. Brunsteins DB, Ferreri AJ (1995) mikrokirurgisk anatomi av artärer relaterade till den inre akustiska meatusen. Acta Anat (Basel), 152: 143-150.
3. 3. Driscoll CLW, Jackler RK, Pitts LH, Banthia V (2000) är hela fundus av den inre hörselkanalen synlig under mittfossa-tillvägagångssättet för akustiskt neurom? Är J Otol, 21: 382-388.
4. 4. Fatterpekar GM, Mukherji SK, Lin Y, Alley JG, Stone JA, Castillo M (1999) normala kanaler vid fundus av den inre hörselgången: CT-utvärdering. J Comput Assist Tomogr, 23: 776-780.
5. 5. Farahani RM, Nooranipour M, Nikakhtar KV (2007) antropometri av intern akustisk meatus. Int J Morphol, 25: 861-865.
6. 6. Gonzalez LF, Lekovic GP, Porter RW, Syms MJ, Daspit CP, Spetzler RF (2004) kirurgiska tillvägagångssätt för resektion av akustiska neurom. Barrow Kvartalsvis, 20: 4.
7. 7. Haberkamp TJ, Meyer GA, Fox M (1998) kirurgisk exponering av fundus i den inre hörselkanalen: anatomiska gränser för mellanfossan kontra retrosigmoid transkanal tillvägagångssätt. Laryngoskop, 108: 1190-1194.
8. 8. Li Y, Yang J, Liu J, Wu H (2014) studerar om missbildningar av den inre hörselgången, cochleär nervkanal och cochleär nerv. Eur Arch Otorhinolaryngol, DOI: 10.1007 / s00405-014-2951-4 (I press).
9. 9. Marchioni D, Alicandri-Ciufelli M, Mattioli F, Nogeira JF, Tarabichi M, Villari D, Presutti L (2012) från extern till intern hörselkanal: Kirurgisk anatomi genom ett exklusivt endoskopiskt tillvägagångssätt. Eur Arch Otorhinolaryngol, 270: 1267-1275.
10. 10. Marques SR, Ajzen S, D ’ Ippolito G, Alonso L, Isotani S, Lederman H (2012) morfometrisk analys av den inre hörselgången genom datortomografi. Iran J Radiol, 9: 71-78.
11. 11. Muren C, Wadin K, Dimopoulos P (1991) Radioanatomi av den singulära nervkanalen. Eur Radiol, 1: 65-69.
12. 12. Ozdo o, Sezen o, Kubilay U, Saka E, Duman U, San T, Cavdar s (2004) kopplingar mellan ansikts -, vestibulära och cochleära nervknippen i den inre hörselkanalen. J Anat, 205: 65-75.
13. 13. Tian GY, Xu DC, Huang DL, Liao H, Huang MX (2008) de topografiska förhållandena och anastomos av nerverna i den mänskliga inre hörselkanalen. Surg Radiol Anat, 30: 243-247.
14. 14. Yan F, Li J, Xian J, Wang Z, Mo L (2013) den cochleära nervkanalen och den inre hörselkanalen hos barn med normal cochlea men cochleär nervbrist. Acta Radiol, 54: 292-298.
15. 15. Zhang K, Wang F, Zhang Y, Li M, Shi X (2002) anatomisk undersökning av den labyrintiska artären. Zhonghua Er Bi Yan Hou Ke Za Zhi, 37: 103-105.