三维图像融合技术在椎基底动脉相关性面肌痉挛的术前应用

贾志强，王辉，吴远珍，汪超甲，成于思，汤朝阳，魏巍，曹祎妍

（1.锦州医科大学，辽宁 锦州 121000；2.湖北医药学院附属太和医院 神经外科，湖北 十堰 442000；3.湖北医药学院附属太和医院 手术室，湖北 十堰 442000；4.湖北医药学院，湖北 十堰 442000）

面肌痉挛（hemifacial spasm,HFS）是一种表现为一侧面部肌肉反复发生不规则、强直或痉挛性收缩的疾病，据统计，其发病概率约为11/100万，好发于中老年人，近几年发现有趋于年轻化的形势，女性患者的人数是多于男性患者的。目前面肌痉挛的发病机制尚不可知，但目前有下列几种学说：①GARDNER 等［1］提出的假突触短路传导学说；②JANNETTA 等［2］提出的核团过度兴奋学说；③李世亭等［3］提出的交感神经桥接学说。无论何种学说，罪魁祸首都是责任血管对神经的压迫，即小脑动脉和椎基底动脉等主要血管压迫面神经所致。目前为止，显微血管减压术（MVD）作为对面肌痉挛直接彻底的治疗方法，已达成共识。而以椎基底动脉延长扩张为主要病因的面肌痉挛患者，由于压迫血管粗大甚至血管壁硬化，面神经根的完全减压非常复杂，术后效果不佳［4-5］。因此，本文通过回顾性分析湖北医药学院附属太和医院神经外科2019 年9 月至2021 年4 月入院的35 例椎基底动脉相关的面肌痉挛患者，术前均行三维时间飞跃法磁共振血管成像（3D-TOP-MRA）和三维循环相位稳态采集快速成像（3D-FIESTA）检查，之后利用inlook3D 精准手术规划系统进行三维图像重建，通过手术录像对三维图像的准确性进行验证，现报道如下。

1 资料与方法

1.1 临床资料

回顾性分析2019 年9 月至2021 年4 月35 例进行MVD 的椎基底动脉相关性面肌痉挛患者，其中男14 例，女21 例，年龄31～66 岁，平均（50.8±7.3）岁。所有患者均符合原发性HFS 的诊断标准。排除标准：①继发性面神经受压；②面神经炎；③精神病史者；④受过MVD 治疗；⑤MRI检查禁忌；⑥拒绝行显微血管减压术的患者。

1.2 影像学资料

所有病人术前均行3.0T 磁共振颅神经序列检查（包括：3D-TOP,3D-FIESTA 序列），之后利用inlook3D 精准手术规划系统进行三维图像重建。见图1、图2。

图1 椎动脉推挤小脑前下动脉压迫面神经图像

图2 椎动脉推挤小脑后下动脉压迫面神经图像

1.3 手术方法

所有患者均采用经乙状窦后入路显微血管减压术。取侧卧位，头架固定，床头抬高15°～20°，头前屈至下颏距胸骨柄约2 横指，肩带向尾端牵拉，同侧肩部维持头部过伸位，避免过度牵拉损伤臂丛神经，最终使得乳突根部位于最高点。选择旁正中、8 cm 长直切口，位于乳突切迹内侧3～5 mm，2/3 切口位于切迹上方1/3 切口位于切迹下方。在二腹肌沟前方钻孔颅骨，扩大骨窗至2.5 cm×2.5 cm，若乳突气房开放，应用骨蜡彻底封闭。充分暴露横窦和乙状窦交界处的硬脑膜，“Y”型剪开硬膜，悬吊硬脑膜，显微镜下剪开蛛网膜释放脑脊液，颅压下降后，锐性分离蛛网膜，沿着小脑的上外侧缘到达桥小脑角区。大多数患者可以看到血管襻压迫面神经的根出口区（REZ）区。将血管襻完全从神经REZ 区分离，从而使血管搏动远离神经。在血管与神经之间垫上丝状的Teflon 棉絮以使血管远离神经。术中在电生理检测下，确定责任血管，当侧方扩散消失，说明该血管即为责任血管。解压充分后，水密缝合硬膜，逐层缝合伤口。

1.4 三维图像分析

分别由两名高年资影像科医师和两名高年资神经外科医师对三维融合影像和手术录像进行分析，观察是否有责任血管、责任血管类型、责任血管对面神经的压迫方式以及记录影像科医生观察椎动脉的弯曲方向。若意见不统一，则通过讨论后确定结果。①是否有责任血管及压迫方式：影像科医师通过审阅三维融合影像，从不同角度进行观察血管与面神经关系。神经外科医师通过术中录像评估是否有血管压迫面神经及压迫方式。神经与血管压迫方式分为4 类：1 类，神经血管无接触；2 类，神经与血管接近但无接触，有临床症状；3 类，神经与血管有明显接触，但无压痕；4 类，神经血管接触紧密，且神经根部有明显压痕。②责任血管判断：责任血管分为小脑后下动脉、小脑前下动脉、小脑上动脉、椎动脉、基底动脉及静脉。③椎动脉方向：通过三维融合影像直观看到椎动脉弯曲方向，后通过了解患者症状侧从而得出结论。

1.5 统计学方法

采用SPSS 21.0 软件进行统计分析，计量资料以均数±标准差（）表示，计量资料组间比较采用t检验；计数资料以百分率（%）表示，计数资料组间比较采用χ2检验。用Kappa 检验判断三维融合影像与术中录像中责任血管的类型、压迫方式的一致性，及椎动脉弯曲侧是否与症状侧相关。P＜0.05 为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 责任血管压迫方式

术中发现29 例有明显血管压迫，其中接触但神经根无压迹的20 例，有明显压迹的9 例。另外4 例发现有责任血管接近面神经，但无接触。2 例未见责任血管。三维影像中发现未存在责任血管的有5 例，有血管接近面神经但无接触的有16例，明显接触但面神经未出现压迹的有8 例，有6 例神经与血管关系密切且压迹明显。三维图像融合判断责任血管压迫种类的准确性为57.14%（20/35）。通过SPSS 中Kappa 检验发现，在判断责任血管压迫方式方面，术中录像与三维图像融合一致性较差，Kappa 系数为0.216,P=0.008。差异有统计学意义，即在显示责任血管压迫方式方面，三维图像融合与术中所示神经血管解剖关系差异较大。

2.2 责任血管种类

手术录像中，单纯椎动脉压迫3 例，椎动脉与小脑前下动脉压迫18 例，椎动脉与小脑后下动脉压迫11 例，椎动脉牵拉小脑上动脉，使小脑上动脉接触面神经2 例，基底动脉与小脑前下动脉压迫1 例。在三维图像融合中，35 例均发现有责任血管，其中单纯椎动脉压迫5 例，椎动脉与小脑前下动脉压迫17 例，椎动脉与小脑后下动脉压迫10 例，小脑上动脉压迫2 例，基底动脉与小脑前下动脉压迫1 例（如表1）。三维图像融合判断责任血管准确率为91.43%（31/35）。通过SPSS 中Kappa 检验发现，在判断责任血管方面，术中录像与三维图像融合具有高度一致性，Kappa 系数为0.867,P＜0.001。差异有统计学意义，即三维图像融合能精确判断责任血管种类。

2.3 椎动脉方向与HFS 症状侧关系

通过三维图像融合，可观察到35 例病例中椎动脉向左侧弯曲的有25 例，向右侧弯曲的有10例。大多数患者发病侧与椎动脉弯曲侧有关。通过患者症状侧做对比，发现椎动脉方向与HFS 发病侧有高度一致性，准确率为88.57%（31/35），Kappa 系数为0.720,P＜0.001。差异有统计学意义，即椎动脉弯曲方向很大程度上决定了患者的发病侧。

3 讨论

面肌痉挛的发生主要是由于面神经根出脑干区受到一根或多个血管压迫，使面神经发生脱髓鞘病变，传入与传出神经纤维之间冲动发生短路所致，责任血管大多是小脑前下动脉或小脑后下动脉。而椎基底动脉延长扩张是导致面肌痉挛的一种非常少见的病因，大约占所有面肌痉挛患者中的15.5%左右，粗大的椎动脉或基底动脉直接压迫面神经或推动其他小血管导致面神经受压，从而产生相应症状［6］。虽然椎基底动脉延长扩张导致的面肌痉挛发病率低，但其手术难度大，术后复发率较高的特点，需要多加关注。

笔者术前通过3D-TOF、3D-FIESTA 序列可以清楚地看到面神经、三叉神经的形态特征，神经根出脑干区是否受压或形变，也能观察后循环系统如椎动脉、基底动脉走行方式。通过脑干周围小血管与面神经和三叉神经的位置关系，判断责任血管。但二维图像缺乏空间性，只能从平面去观察面神经周围是否有血管的接触，若一个平面中，面神经上方重叠一支分支血管，只能怀疑这支血管可能是需要找的责任血管，但是不清楚其与面神经的关系，是接触，或是靠近，还是毫无关系，仅仅是视觉上的“接触”。使得术中不能找到主要责任血管或次要责任血管减压不充分，导致术后复发。通过三维图像融合技术，将3D-TOFMRA 和3D-FIESTA 序列进行三维图像重建。3DTOF-MRA 序列重建流速快的血管，3D-FIESTA 序列重建其他血管及面神经［7-9］。通过三位融合影像在一个立体空间里多角度的观察神经与血管的关系，从而解决二维图像无法在同一平面观察神经周围血管与其关系的问题［10-14］。从本次研究中可以看到，三维融合图像与术中录像所示神经与血管的关系高度一致。

本研究中虽然三维融合图像在血管压迫神经方式的方面一致性较低（Kappa=0.216），但是在责任血管鉴别及神经血管空间关系方面，与术中录像有很高的一致性。分析原因可能是打开蛛网膜释放脑脊液后，后颅窝的压力骤减，血管移位，导致责任血管与面神经的相邻关系发生了变化，若椎动脉较粗大，推移的血管可能在后颅窝压力减低后移位不明显，术中录像与三维融合图像一致性较高，当椎动脉弯曲但增粗不明显，血流速度较慢，次要责任血管为小脑前下动脉（AICA）或PICA 时，脑脊液释放后血管位移程度相对较大，导致术中所见神经与血管的压迫关系与三维融合影像一致性较低。本研究中间接由AICA、PICA 压迫面神经的比例较高为85.7%（30/35），因此导致在血管压迫神经方式的方面一致性偏低。

还发现了患者症状侧与椎动脉弯曲的方向一致性较高（Kappa=0.72）。根据SATOH 等［15］、WANG 等［16］研究表明，椎基底动脉的解剖变异可能与血管弯曲处血管内壁的壁剪应力强度差有关，在没有椎动脉弯曲的血管中，椎动脉壁两侧的血管壁剪应力强度没有明显差异，而在弯曲的椎动脉管壁两侧，壁剪应力强度的差别，随着血管弯曲程度的加大而增加。血管弯曲导致血管两侧的壁剪应力强度不同，而血管壁的壁剪应力存在差异，导致血管进一步弯曲，进而加大血管两侧壁剪应力的差。因此，血管的严重屈曲，是这两个因素相互作用的结果。弯曲的椎动脉在弯曲处有更大的血管壁剪应力，从而推动周围的分支血管，导致面神经受压，从而在相应方向产生面抽症状。

本次研究中，有以下不足之处：①样本量不足。本次椎基底动脉延长扩张患者的数据偏少，对实验结果可能有一定影响。②在三维影像重建的过程中，只能从MRI 中可以见到的血管进行勾勒，若存在比切割层面更细的血管，同侧不能观察到，导致重建结果与实际情况有些许差异，从而影响三维融合图像的准确度。③三维图像融合进行的是术前影像的重建，若在围术期间患者血压发生变化，导致椎动脉血流动力学受影响，或是在全麻情况下血压下降后进行手术，是否会导致术中所见与术前三维影像融合有很大差异，笔者未分析。

综上所述，本研究发现三维图像融合技术在面神经显微血管减压术前评估椎基底动脉相关性面肌痉挛中面神经与周围血管关系有重要价值，在责任血管判断准确性方面与术中有较高一致性，并且椎动脉弯曲侧往往就是症状发生的一侧，虽然在血管压迫神经方式上一致性较差，但是随着影像学的发展，三维图像融合会越来越精准，为微血管减压手术提供可靠的影像依据。