基于三维测量的颞浅动脉干解剖学研究

廖晓霜，鲁辉，刘融，魏在荣，周健，陈伟，蒋海芳，聂开瑜

1.遵义医科大学附属医院烧伤整形外科，遵义医科大学组织损伤修复与再生医学省部共建协同创新中心，遵义 563000；2.武汉科技大学医学院，武汉科技大学附属普仁医院医学创新与转化研究所，武汉 430081

颞浅动脉（superficial temporal artery，STA）是颈外动脉的终末支，供应腮腺区、咬肌、颞肌等，颞浅动脉起始点至颞浅动脉额顶支分叉点之间为颞浅动脉干[1]。颞浅动脉干多走行迂曲，颧弓上缘弯曲明显，经典的“C”弯曲结构在CTA 上一直被视为颧弓上方的颞浅动脉识别标志[2,3]。

在临床上，颞浅动脉干解剖与头面游离血管组织重建受区血管吻合、头颈部肿瘤动脉化疗插管息息相关。颞浅动脉干是头面游离血管组织重建中受体血管的首选[4,,5]。研究发现不可切除的晚期头颈部鳞状细胞癌患者可通过颞浅动脉干安全、准确地进行超选择性动脉内化疗[6-8]。既往研究多针对颞浅动脉分支[9,10]，少有关注颞浅动脉干解剖变异。既往颞浅动脉干解剖学研究中，使用传统尸体解剖研究样本量较小，使用三维重建技术仅局限于颧弓周围的颞浅动脉干研究[2,11,12]。

因此,本研究选用医学三维重建软件（mimics19.0）对患者的颞浅动脉进行重建,并创新性地通过三维立体可视化模型测量分析颞浅动脉干的解剖参数,为精准地进行颞浅动脉干解剖学测量，为相关临床操作提供解剖学参考，为三维立体可视化模型测量分析提供技术参考。

1 材料与方法

1.1 临床资料

我们研究中使用的所有方法均按照赫尔辛基宣言进行，并得到遵义医科大学附属医院机构审查委员会人类伦理委员会的批准。书面知情同意书来自患者本人。通过回顾性选取2021 年1 月至2021 年6 月遵义医科大学附属医院70 例头面部动脉CTA 数据纳入研究，其中男性38 例,女性32 例，平均年龄为（60.02±10.9）岁（≤60 岁的中青年研究对象35 例，＞60岁的老年研究对象35 例）。患者临床特征见（表1）。

表1 70 名研究对象的基线特征Tab.1 Baseline characteristics of 70 subjects

纳入标准：(1)年满18 周岁；(2)曾于遵义医科大学附属医院行头颅CTA 检查患者；(3)取得患者授权同意。

排除标准：(1)未满18 岁、骨骼发育不完全者；(2)既往有影响动脉走向的头部创伤，开颅术后的状态，影响局部参数测量者；(3)影像学资料具有显著的影像伪影(如低质量或难以辨认的图像)、不完整的横截面等[13]。

所有患者检查前调整体位，保持听眦线（外耳孔与同侧眼外眦的连线）与床面垂直，采用西门子SOMATOM Definition Flash 光子双源CT（德国，西门子股份公司）进行头颅CTA 检查，扫描层厚0.625 mm，造影剂经肘正中静脉以4.0 ml/s 速度注射，原始影像数据由影像科主治医师整理，并经过影像科主任医师核查上传，CT 数据以512×512 像素的DICOM格式提取。

1.2 研究方法

1.2.1 CT 数据处理与骨骼、血管三维重建 将所有纳入研究患者的头面部CTA 数据导入至Mimics19.0(Materialise NV,Leuven,Belgium,2017)中。根据各组织结构灰度值进行阈值划分，建立不同部位的初步模型。将初步模型通过蒙版编辑、分割、布尔运算、神经绘制、平滑等操作对初步模型进行补充完善，效果满意后保存模型。保存的颅骨与颞浅动脉三维模型用于后续三维模式下解剖参数测量(图1)。

图1 颅骨与颞浅动脉三维模型建立A:颞浅动脉阈值提取B:颞浅动脉初步模型阅览C:生成颞浅动脉3D 模型D:颅骨阈值提取E:颅骨初步模型阅览F:生成颅骨3D模型G:颅骨与颞浅动脉三维模型生成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 测量参数与方法 数据导入完成后,整个Mimics 操作界面分为4 部分,左上方为冠状面图像,右上方为水平面图像,左下方为矢状面图像，右下方为对组织进行三维重建后显示的三维图像。使用mimics19.0“水平旋转”和“显示三维坐标系”选项调整重建后的颅骨、颞浅动脉复合模型为竖直状态。随后使用“分析”模块下的“中心线”导出颞浅动脉拟合中心线，便于后续测量血管弯曲度。使用“仿真”模块下的“测量分析”选项，根据待测量参数的解剖特点,对重建后的三维模型在立体空间中上逐个设置解剖参考点、参考线,在“冠状面”、“矢状面”或“水平面”上设置解剖参考面，建立解剖测量模板。随后对以上参考点、参考线、参考面之间的距离和角度进行测量,测量结果视为颞浅动脉干相关解剖参数。

（1）研究中主要观察参数如下：颞浅动脉干有无C 型弯曲、C 型弯曲上颞浅动脉分支发出情况。

（2）研究中主要测量参数如下: 利用mimics 医学三维重建软件进行三维重建图像处理，应用软件自带测量工具进行颞浅动脉干解剖参数值测量（如图2）[14,15]。颞浅动脉干长度对于皮瓣移植时受区血管吻合点选择具有重要指导意义，C 型弯曲的长度与曲度对于动脉内化疗时颞浅动脉插管操作具有临床指导意义，同时当受区血管吻合时出现颞浅动脉干长度不够情况，可适当术中松解C 型弯曲增加颞浅动脉干长度，术前超声探测颞浅动脉干通常选取外耳道前为起点向上探测颞浅动脉大致走行并进行术前设计。故本研究选取以下四个测量参数[2,3,16]。

颞浅动脉干长度：颞浅动脉干起点至额顶支分叉点的距离(如图3 AB 线段)；C 型弯曲的长度：颞浅动脉C 型弯曲的起点至颞浅动脉C 型弯曲的终点间距离（如图3 CD 线段）；C 型弯曲弯曲度:在颞浅动脉拟合中线中测量CD 之间的弯曲度（如图4 CD 线段）；水平测量的外耳道和颞浅动脉干之间的距离:外耳道前中点至颞浅动脉干的水平直线距离(如图3 EF 线段、图5 EF 线段)。

图3 颞浅动脉干解剖测量参数A.颞浅动脉干起点 B.颞浅动脉额顶支分叉点（颞浅动脉干止点）C.颞浅动脉C 型弯曲起点 D.颞浅动脉C 型弯曲止点 E.外耳道（耳屏前点）F.过外耳道前点做与坐标系X 轴平行水平线，该线与颞浅动脉干交点AB: 颞浅动脉干长度 CD: C 型弯曲长度 EF：水平测量的外耳道和颞浅动脉干之间的距离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

图4 弯曲度测量CD: 在颞浅动脉拟合中线中测量CD 之间的弯曲度Fig.4 Measurement of curvatureCD: The curvature between CD was measured in the fitting median line of the superficial temporal artery

图5 横断面水平直线距离测量EF：横断面外耳道前中点至颞浅动脉干的水平直线距离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 统计学分析

本研究采用Origin2018 对所得进行数据进行统计学意义分析,研究中的计量资料以表示,采用独立样本t检验进行比较。当P＜0.05 认为差异存在统计学意义。

2 结果

2.1 颞浅动脉干解剖参数观察结果

颧弓处颞浅动脉干有无C 型弯曲（如表2）、C 型弯曲上颞浅动脉分支发出情况（如表3、表4）。

表2 颧弓处颞浅动脉干C 型弯曲解剖研究情况（n=70）Tab.2 Anatomical study of C-type curvature of superficial temporal artery trunk at zygomatic arch (n=70)

表3 C 型弯曲上发出颞浅动脉分支解剖研究情况（n=46）Tab.3 Anatomical study of the branch of superficial temporal artery emanating from the C-type bend (n=46)

表4 C 型弯曲上颞浅动脉分支类型（n=41）Tab.4 Branch types of C-type bending superior superficial temporal artery (n=41)

2.2 颞浅动脉干解剖参数测量结果

男性与女性颞浅动脉干解剖参数颞浅动脉干长度（AB）、C 型弯曲的长度(CD)、水平测量的外耳道和颞浅动脉干之间的距离(EF)、C 型弯曲弯曲度测量结果如表5 所示。≤60 岁研究对象与＞60 岁研究对象颞浅动脉干解剖参数颞浅动脉干长度（AB）、C 型弯曲的长度(CD)、水平测量的外耳道和颞浅动脉干之间的距离(EF)、C 型弯曲弯曲度测量结果如表6 所示。

表5 男性与女性颞浅动脉干测量参数比较（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 男性与女性颞浅动脉干测量参数比较（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 不同年龄组颞浅动脉干测量参数比较（n=70），(±s)Tab.6 Comparison on the measurement of superficial temporal artery trunk in different age groups (n=70) (Mean±SD)

表6 不同年龄组颞浅动脉干测量参数比较（n=70），(±s)Tab.6 Comparison on the measurement of superficial temporal artery trunk in different age groups (n=70) (Mean±SD)

2.3 颞浅动脉干解剖参数测量结果对比

2.3.1 男性与女性颞浅动脉干解剖参数测量结果对比 统计学分析结果显示,男性与女性颞浅动脉干解剖参数颞浅动脉干长度、水平测量的外耳道和颞浅动脉干之间的距离、C 型弯曲的长度、C 型弯曲弯曲度之间无统计学差异,结果如表5 所示。

2.3.2 不同年龄组颞浅动脉干解剖参数测量结果对比 统计学分析结果显示,≤60 岁研究对象与＞60 岁研究对象颞浅动脉干解剖参数颞浅动脉干长度、水平测量的外耳道和颞浅动脉干之间的距离、C 型弯曲的长度、C 型弯曲弯曲度之间无统计学差异,结果如表6 所示。

2.4 颞浅动脉干C 型弯曲的长度与弯曲度解剖参数测量结果的关系

统计学分析结果显示,C 型弯曲的长度与弯曲度呈线性关系，结果如图6 所示。

图6 颞浅动脉干C 型弯曲长度与弯曲度相关性Fig.6 Correlation between length of C-type bending and curvature of superficial temporal artery trunk

3 讨论

颞浅动脉（STA）是颈外动脉的终末支，供应头皮和面部区域，最终分为顶支和额支[17]。颞浅动脉干起自颈外动脉，至颞浅动脉额顶支分叉点而止，沿途有面横动脉、颞中动脉、颧眶动脉等分支发出，颞浅动脉干在颧弓上走行时，有时会形成一个特征性的“C”型弯曲结构[18]。

颞浅动脉干解剖研究对临床操作有指导意义。在整形外科中，头颈部微血管组织移植在肿瘤切除、创伤和先天性缺陷后的重建中得到了广泛的应用[19,20]。游离皮瓣移植的成功取不仅决于微吻合的质量，还取决于受体血管的质量，对于头颈部重建，受体血管的常见选择是位于同侧颈部的血管,动脉吻合有多种选择，包括面总动脉、甲状腺上动脉和颈横动脉，自1989 年以来，400 多例面部显微手术中首选的受体血管是颞浅动脉[21,22]。此外，临床上治疗复杂颈内动脉瘤可采用颞浅动脉干-桡动脉-大脑中动脉（STATRA-MCA）搭桥联合颈内动脉球囊封堵[23]。因此,术前颞浅动脉干解剖知识的掌握，成为相关操作成功与否的关键。既往研究多侧重于探讨颞浅动脉分支的解剖研究，常忽视颞浅动脉干的解剖变异性[24～26]。所以加强颞浅动脉干解剖参数的测量对于相关临床操作指导具有重要意义。

本研究通过mimics（专业医学三维重建软件）对遵义医科大学附属医院70 例颞浅动脉主干及分支进行了重建,并在重建后的立体模型中创新性地采用了三维立体可视化的测量方法,测量了患者的解剖参数: 颞浅动脉干长度（AB）、C 型弯曲的长度(CD)、水平测量的外耳道和颞浅动脉干之间的距离(EF)、C 型弯曲弯曲度,并观察总结颧弓处颞浅动脉干有无C 型弯曲、C 型弯曲上颞浅动脉分支发出情况。具体研究结果如下，男性颞浅动脉干长度AB 为（58.7±14.7）mm，女性颞浅动脉干长度AB 为（58.9±11.0）mm；男性C 型弯曲长度CD 为（9.5±2.6）mm，女性C 型弯曲长度CD 为（8.7±3.0）mm；男性水平测量的外耳道和颞浅动脉干间距离EF 为（11.0±33）mm，女性水平测量的外耳道和颞浅动脉干间距离EF 为（11.6±2.8）mm；男性C 型弯曲弯曲度为（0.5±0.1）mm/m，女性C 型弯曲弯曲度为（0.6±0.1）mm/m。≤60 岁研究对象颞浅动脉干长度AB 为（58.1±14.0）mm，＞60 岁研究对象颞浅动脉干长度AB 为（59.5±12.3）mm；≤60 岁研究对象C 型弯曲长度CD 为（9.2±2.8）mm，＞60 岁研究对象C型弯曲长度CD 为（8.9±2.9）mm；≤60 岁研究对象水平测量的外耳道和颞浅动脉干间距离EF 为（10.7±2.9）mm，＞60 岁研究对象水平测量的外耳道和颞浅动脉干间距离EF 为（11.8±3.1）mm；≤60 岁研究对象C 型弯曲弯曲度为（0.6±0.1）mm/m，＞60 岁研究对象C 型弯曲弯曲度为（0.56±0.1）mm/m。男性与女性测量结果无统计学差异。不同年龄组测量结果无统计学差异。C 型弯曲长度与弯曲度呈线性相关y=0.82788 x-0.02919。66%颞浅动脉干颧弓处出现C 型弯曲；89%C 型弯曲处有分支血管发出；C 型弯曲处发出的分支7%为颞中动脉，64%为颧眶动脉，29%为颞中动脉和颧眶动脉。70 例数据中1 侧颞浅动脉顶支缺如，1 侧颞浅动脉额顶支分叉点位于颧弓处，分叉点处于C 型弯曲中点。

综上所诉，颞浅动脉干长度、C 型弯曲长度与弯曲度、颞浅动脉干距外耳道的水平距离均不会随年龄增长而改变，且与性别无关，C 型弯曲长度与曲度呈线性相关，可根据其长度推测出曲度。此外这些解剖参数对于临床上针对颞浅动脉干的操作前评估有着参考价值。

本研究采用三维立体可视化的测量方法,相对于传统X 线或CT 数据的二维平面测量来说更具备精准性与可靠性,实现对三维重建后的可视化三维模型创建测量模板直接测量,获得更大量、更精准、更接近实体标本的解剖数据,弥补了传统二维测量中解剖关键点难定位、断层关键面难把握、数据易丢失以及实体测量中标本难获得、难保存的弊端。综上所述,本研究的结果能够对未来颞浅动脉干的操作前评估提供良好的解剖学参考。当然,本研究也有不足之处:样本数量较少、患者来源单一，测量结果可能存在偏差。

采用三维立体可视化的测量方法进行颞浅动脉干的三维测量，不仅对相关操作前评估有着临床参考价值，而且未来可用于临床医学专业本科学习期间的影像学与解剖教学。