視輻射解剖研究進展及其在神經外科手術中的意義

孫崇璟， 徐 瑾， 朱 衛

復旦大學附屬中山醫院神經外科，上海 200032

視輻射是視覺傳導通路的重要部分，將視覺信息從外側膝狀體傳遞至枕葉視皮質。視輻射在大腦內途經顳葉、頂葉和枕葉，涉及范圍廣，在很多神經外科手術中都有涉及。然而，目前很多外科醫生對這一解剖結構認識不足，在術中缺乏對其保護的意識與方法。

1 解剖行徑

視輻射是視覺傳導通路的重要部分，自外側膝狀體發出，止于枕葉視覺皮質[1]，可分為前束、中束和后束三部分[1-3]。前束自外側膝狀體，在側腦室顳角頂向前、外側延伸，然后向后急轉形成Meyer袢(Meyer’s loop)，走行于側腦室顳角、房部和枕角外側壁，并跨過房部和枕角的底部向內側，到達距狀溝以下的視皮質，負責傳遞對側上方1/4視野的視覺信息[4]；中束向外側跨過側腦室顳角頂，向后走行于側腦室顳角、房部和枕角的外側壁，到達枕極，傳遞黃斑區的視覺信息，在三束中體積最大[5]；后束自外側膝狀體直接向后走行，經過側腦室三角部的外上方直接到達距狀溝以上的視皮質，傳遞對側下方1/4視野的視覺信息[2]。

2 視輻射損傷的常見原因

視輻射損傷造成的視野缺損，常出現在神經外科疾病和手術并發癥中[6-7]。所有涉及視輻射行徑的創傷性顱腦損傷，包括頂枕部硬膜外血腫、顳頂枕部挫裂傷、彌漫性軸索損傷等，會造成不同程度的同向偏盲[8-9]，新的影像學方法也用于揭示這一過程中視輻射的變化[10-11]。有研究[12]報道顳葉動靜脈畸形的手術病例，記錄了相關出血造成的視野缺損，以及這些視野缺損的恢復情況。側腦室房部占位亦可累及視輻射、造成視野缺損，經過顳葉上部、頂葉下部進行手術切除，也可以并發不同程度的視野缺損[2]。作為手術并發癥，視輻射損傷最常見于癲癇前顳葉切除術后[13-14]。

3 視輻射的解剖研究

視輻射的解剖研究，主要通過兩大類研究方法完成。一類是針對尸體標本的解剖學研究，另一類是針對活體受試者的影像學研究。其中，纖維束剝離技術和彌散張量成像(diffusion tensor imaging，DTI)技術對視輻射解剖研究最為適用。

3.1 一般影像解剖研究 在對顳葉手術切除范圍和術后對視野缺損情況的研究中[15]，神經外科醫生對視輻射的解剖有了最初的認識。Barton等[16]將術后MRI用于切除范圍的測量發現，視野缺損的程度與顳葉切除的范圍顯著相關。Burgel等[17]的視輻射解剖研究，則運用了白質纖維染色、斷層解剖、MRI、3D圖像重建等技術。Kier等[18]發現Meyer袢前方并沒有到達顳角的尖端，這與Barton等[16]的結論相矛盾。Schur的團隊[19]則基于特殊的MRI T1掃描數據，對視輻射的纖維束進行了滿意的重建。

3.2 纖維束剝離解剖研究 纖維束剝離技術在解剖學中的應用，可以追溯到17世紀。這一技術越來越多地被應用于視輻射的解剖研究中[20]。

3.2.1 解剖研究進展 有研究[4]分析視輻射與側腦室顳角、顳葉表面結構的相對位置關系發現，側腦室顳角的外側壁、頂部、尖部的外側部分均為視輻射所覆蓋，特定區域的顳角底則沒有視輻射纖維。Rubino等[3]發現，視輻射纖維與側腦室顳角頂之間僅僅有一層毯纖維隔開。Mahaney等[2]則發現，側腦室房部的內側壁沒有視輻射纖維覆蓋。Parraga等[21]也研究視輻射與側腦室的關系發現，前后方向上，Meyer袢的最前端始終在顳角尖端以前；上下方向上，視輻射在顳上回、顳中回的深部，向下不超過顳下溝。Atar等[22]則將3.0T MRI與纖維束剝離技術結合起來，顯示向枕葉走行的視輻射的解剖。

3.2.2 優勢與不足 纖維束剝離研究極大地豐富了人們對視輻射解剖的認識，但這項技術也存在一定的局限：(1)只能在尸體標本中進行；(2)無法將交叉、伴行的纖維束與視輻射分離；(3)在剝離出一組纖維束往往意味著破壞了鄰近結構；(4)標本處理過程中的冰凍和融解會造成一定程度的標本變形[23-28]。

3.3 彌散張量纖維束成像研究

3.3.1 成像原理 常見的MRI成像技術呈現出的白質，往往是是無法分辨、同質性的白質組織團，難以使某個具體的纖維束顯像。彌散MRI的原理，基于軸突中不同方向上，水分子彌散運動的活躍程度不同。DTI是彌散MRI中的一種，以DTI數據和現有的解剖學知識為基礎進行纖維束成像，從而將混為一體的白質結構顯示成行徑清晰的纖維束[29-30]。

3.3.2 解剖研究進展 Nilsson等[31]對前顳葉切除患者和正常人進行了Meyer袢的纖維束成像研究發現，Meyer袢前緣位于顳極后方34～51 mm(平均44 mm)，向前未到達側腦室顳角最前方，并具有相當程度的個體差異。研究人員探究了鉤束、前聯合、枕額下束、丘腦下腳和視輻射的空間關系，定義了“島葉后點”(Heschl顳橫回與下環島溝交界線的最前端)這一解剖標志，將其作為視輻射的后界。Wu的團隊[32]將重建的視輻射纖維與T1圖像重建的立體腦模型進行融合，發現視輻射走行于顳上回、顳中回和顳上溝深面，與下縱束、頂/枕/顳橋束關系密切。

3.3.3 成像與重建方法進展 Kuhnt等[23]發現，應用高角分辨率彌散成像(high angular resolution diffusion imaging)數據對膠質瘤患者的視輻射進行重建的效果，優于傳統DTI數據，但需要更長的掃描時間。Lim等[33]研究則發現，采用約束球面反褶積(constrained spherical deconvolution，CSD)技術進行纖維束成像，在縮短運算時間的同時，還可以獲得更好的重建效果。Chamberland的團隊[34]通過引入一種新的感興趣區域(region of interest，ROI)機制，使更多的Meyer袢纖維得以顯示，縮短了所能重建出的Meyer袢最前端與顳極的距離。

3.3.4 優勢與不足 纖維束成像的優勢在于能夠在活體、針對患者的視輻射解剖進行無創的、個體化的評價[25]，計算機技術的發展讓此技術變得更加自動化[23]。但是，纖維束成像存在以下一些問題：(1)彌散磁共振掃描時間一般偏長，在此過程中，患者移動、磁渦流、信號噪音等因素都可能給數據的準確性帶來影響[25]。(2)數據處理的方法可能存在注冊誤差和算法局限，有時重建效果與實際解剖不符[32]。(3)纖維束成像的“分辨率”存在局限，其體素(最小成像單位)的大小，比構成神經束的軸突直徑，存在數量級的差距[16]。從某種意義上講，此方法呈現出的是“大體結構”，而不是“顯微結構”，與實際解剖的效果尚無法比較[22]。對于相互混合、交叉、吻合的纖維束，造成同一體素內走行多個方向的纖維束[4]，或者對于比體素還要細的纖維束[35]，纖維束成像難以進行滿意的處理。(4)纖維束重建選擇ROI時，依賴重建者的主觀判斷，從而使重建存在一定的主觀性。

4 視輻射解剖研究的手術意義

對于神經外科醫生來說，保護視輻射最根本的方法，就是根據對自身解剖與毗鄰關系的理解，選擇甚至設計最佳的手術策略。

4.1 占位性疾病手術中的視輻射保護 側腦室房部與視輻射的密切關系，一系列手術入路，包括經頂上小葉入路、遠端外側裂入路、經顳下溝以下的皮質入路、經縱裂入路等，被開發出來避免相關手術中的視輻射損傷[28，36-37]。Faust等[38]總結了經手術治療的130例顳葉腫瘤病例，結合術前DTI成像和術后視野缺損情況，分別給出切除顳葉外側、顳極、顳葉內側、顳葉中央和梭狀回等部位病變，為了保護視輻射應選擇的最佳入路。

4.2 癲癇前顳葉切除術中的視輻射保護

4.2.1 安全切除范圍 視輻射前束，即Meyer袢，在顳葉所能達到的范圍，在視輻射解剖研究中最受關注。因為這直接關系到顳葉手術中可以“安全切除”的范圍。現在一般認為，Meyer袢最前端與顳極的距離在30～40 mm，其位置存在一定的個體差異性[24]。最常用的2種研究方法都存在其局限性。纖維束剝離研究：因為難以分辨視輻射與鄰近纖維束，得出的視輻射范圍往往偏大、位置往往偏前。纖維束成像研究：因無法保證所有Meyer袢纖維的成像效果，得出的范圍往往偏小、位置往往偏后[29]。因此，目前關于視輻射的范圍與最前端的位置、Meyer袢最前端與顳極和側腦室下角的位置關系，都還存在爭議[1,24]。

4.2.2 手術入路選擇 前顳葉切除可以選擇的手術入路，包括經外側裂入路、經外側皮質入路和顳下入路[3]。(1)經外側裂入路由Yasargil[1]最先應用，可很好地避免視輻射損傷引起的視野缺損，同時可以避免顳葉皮質及引流靜脈損傷[4]。Choi等[39]通過解剖研究，提出一個由外側裂進入側腦室下角的安全三角區。然而，Yeni等[40]則報道了與之相矛盾的手術結果，同樣的手術入路造成了高達36.6%的視野缺損。(2)在外側經皮質入路中，為了避開視輻射纖維，可選擇切開顳下溝以下的顳葉皮質[3]。(3)經顳下入路、由顳葉底面切開進入，可能同樣可以避免視輻射的損傷，因為有學者認為側腦室下角的底面沒有視輻射纖維的通過[3]。

5 預防視輻射損傷的技術方法

可預測、預防視輻射損傷的技術方法包括視覺誘發電位、神經導航、DTI纖維束成像等[41-43]。

5.1 影像學方法 Yogarajah等[29]通過對健康對照者和前顳葉切除病例進行纖維束成像研究，發現通過測量切除范圍和視輻射前緣的位置，可以很大程度上預測野缺損的發生和嚴重程度。Winston等[25，33]比較了視輻射纖維術成像的不同方法，并將纖維束成像的結果與術后T1序列的MRI影像融合比較，發現視輻射最前端和顳葉切緣之間的距離與視野缺損程度顯著相關。同一團隊在后續研究中同時應用了術中核磁共振[44]，并報道了一組通過術前的纖維束成像評估手術收益和風險、把握手術指征、選擇手術入路的病例[45]。

5.2 多模態神經導航 Kamada等[33，35]將視覺誘發電位和DTI纖維成像導航結合起來，監測后視路旁病變切除術中的視路功能，可較好地預測術后視野缺損，并一定程度上在術中為外科醫生提供重要的參考。Chen等[15]進行了術前和術中的磁共振掃描和纖維束成像，除對術后視野缺損的情況與纖維束成像結果的相關性進行研究，還著重對導航的術中漂移進行統計。Thudium等[25]報道一組通過顳下入路和經顳葉皮質入路手術治療的顳葉癲癇病例，將包括Meyer袢在內的重要結構重建后直接顯示在顯微鏡視野中，為外科醫生提供“直視下的導航”。近年來，又有一系列研究[22,34,42,46-49]表明，術前或術中的DTI纖維重建技術，能夠滿意地預測由視輻射損傷引起的術后視野缺損，并能有效預防視輻射損傷的發生。

綜上所述，長期以來，神經外科對視輻射這一結構的認識和保護都相對欠缺。一方面，其損傷帶來的視野缺損，尤其是輕度的視野缺損并不易被發現。另一方面，白質結構相互交叉、伴行，難以辨認，加之可能存在的病理性移位和個體差異，使外科醫生在術中難以判定視輻射的位置和行徑。視輻射的解剖研究，尤其是纖維束剝離和彌散張量纖維束成像的進一步發展，讓人們對視輻射這一結構的認識大大加深。

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