顳骨組織切片三維重建的方法及意義資料

1、顳骨組織切片三維重建的方法及意義計算機技術(shù)的不斷開展和切片技術(shù)的提高，使三維重建像形態(tài)逼真、 立體感強，各種重建的結(jié)構(gòu)空間毗鄰及定位準確， 且已從定性研究向定量研究 方向開展。該技術(shù)在顳骨內(nèi)部結(jié)構(gòu)中的研究， 極大地促進了耳科及相關(guān)學(xué)科的 開展。本文對顳骨組織切片三維重建在方法學(xué)和應(yīng)用范圍等方面的資料加以綜 述。1方法學(xué)意義1.1火棉膠包埋特征 組織學(xué)包埋切片的方法較多，包括石蠟、明膠、碳蠟和 火棉膠包埋等1，2。火棉膠作為一種古老的包埋方法現(xiàn)應(yīng)用較少，但其適用于大塊組織的包埋 與切片3。它有不使纖維組織及肌肉過度硬化的特性，對于神經(jīng)、眼球角質(zhì) 及 某些中空的組織能減少收縮，使其真實地保存細胞和

2、組織間的形態(tài)特征， 并能 切削較薄的切片，來解決神經(jīng)組織和胚胎學(xué)方面的特殊需要，這些特點 非常適合三維重建要求4，5。1.2 三維重建的方法 由于三維重建技術(shù)工序復(fù)雜，要求條件高，在火棉膠顳 骨切片標本制備 中，每一步驟均要仔細認真，才能確保重建結(jié)構(gòu)的質(zhì)量。 組織塊的選擇，選 無疾患的新鮮顳骨，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)保存較好，便于精細結(jié)構(gòu) 的觀察。脫鈣，將 標本置于3.6%鹽酸溶液中2周，酸的濃度過高、時間 過長易造成軟組織結(jié)構(gòu)的 破壞。一般用細針能比擬容易地刺入骨組織，觸之 如額頭的硬度為宜。脫 水，組織塊較大，脫水時間應(yīng)相應(yīng)的延長，組織塊 脫水不充分，可以使火棉膠 包埋失敗。透化，為浸膠之前重要的步驟

3、，使 組織塊更好的適應(yīng)火棉膠溶 劑。浸膠，為保證大塊組織浸膠徹底，每個梯 度的浸膠時間應(yīng)延長為4周以上。浸膠不徹底往往造成切片失敗和切片過程 中結(jié)構(gòu)的喪失。同時在長達半年 的浸膠過程中應(yīng)嚴格密封，防止空氣中的水 分進入。火棉膠遇水分變白并呈膠 凍樣，此時應(yīng)將標本脫水后從最低濃度重 新浸膠6。包埋，包埋塊的底托用 硬質(zhì)木板并用5%2aC03溶液煮沸數(shù)小 時。將硬紙圍起，10%火棉膠包埋，其內(nèi)部 不宜產(chǎn)生氣泡，包埋后的組織塊 質(zhì)地均勻，包埋后將盛有氯仿的燒杯一起放入密閉的容器中，這樣火棉膠遇氯仿氣體后外表凝固，2030 min后將包埋塊 倒置于氯仿溶液中1224h , 取出保存于75%酒精溶液中。

4、定位，用鉆頭在組 織塊的四周垂直鉆四個孔， 用4%明膠溶液加等量的墨水輕輕地注入孔內(nèi)，便于掃描時準確定位。所打的孔不在組織上，應(yīng)對組織結(jié)構(gòu)無破壞，使重建的結(jié)構(gòu)不受影響。切片，玻片經(jīng)常規(guī)處理后，以4%鉻磯明膠溶液做粘合劑為宜，因 蛋白甘油遇酒精 時其蛋白凝固而失去粘附作用，使標本在染色過程中易脫片。另外在切片過程中，為防止切片卷曲，可用與組織塊切面同樣大小的一紙片貼在切面上，切片與紙片一起切下放入 75%酒精后二者別離79。掃描及結(jié)構(gòu) 重建，采 用透射掃描直接對玻片結(jié)構(gòu)進行掃描，可以獲得較為清晰的像?？傊M織學(xué)切片三維重建技術(shù)要求：要有熟練的切片技術(shù)，切片平整、 等距、連續(xù)、參照點準確、結(jié)構(gòu)對位

5、一致。熟悉并熟練應(yīng)用三維重建及測量 的軟件，應(yīng)用簡單的描記方法，便于控制及調(diào)整結(jié)構(gòu)。對位準確、序號嚴 格 所以在重建過程中應(yīng)嚴格把握每一個環(huán)節(jié)。2 顳骨及內(nèi)部結(jié)構(gòu)三維重建的意義2.1 形態(tài)學(xué)顯示Morik 10首先應(yīng)用顳骨組織切片三維重建技術(shù)， 通過顳骨咽鼓管連續(xù)切 片， 對咽鼓管腔、軟骨、腭帆張肌進行重建，從不同的角度對附著肌肉組織的 觀 察來進一步說明咽鼓管系統(tǒng)的功能。Harada 11對顳骨進行三維重建研究， 提出顳骨三維重建不僅可以了解內(nèi)部的形態(tài)學(xué)特征和顳骨內(nèi)部結(jié)構(gòu)的立體空間 關(guān) 系，同時還可以在三維像上進行手術(shù)模擬。Takagi 12做了更為精細的研究，其 應(yīng)用三維重建技術(shù)對前庭器的

6、橢圓囊和球囊斑進行精細的測量，并認 為：橢 圓囊的大局部和外半規(guī)管在一個平面上；球囊斑的現(xiàn)狀似一個半 球形；兩 個斑之間比right angle少，以其來估測二者之間的相互合作關(guān)系。 以后有學(xué) 者對耳蝸的長度 13、圓窗龕的尺寸 14、半規(guī)管和壺腹嵴之間的 角度 15以及前 庭神經(jīng)節(jié)的空間關(guān)系 16等進行了研究。2.2 結(jié)構(gòu)的測量 在對顳骨及其內(nèi)部形態(tài)結(jié)構(gòu)進行三維顯示的研究后，許多學(xué) 者利用三維重 建特殊的優(yōu)勢，根據(jù)臨床手術(shù)中特殊情況對顳骨內(nèi)部結(jié)構(gòu)進行 相應(yīng)的測量。 Takahashi 17 針對單管神經(jīng)切除術(shù)而相應(yīng)地對單管神經(jīng)的長度 和手術(shù)進路等方 面進行測量，該學(xué)者對蹬骨及其相關(guān)的結(jié)構(gòu)進行

7、重建，結(jié)果 說明：砧骨長突下 方到卵圓窗的中心平均距離為 3.8 mm ，認為外科入路假設(shè)從 圓窗中后上進路是非 常危險的，因為它非?？拷鼨E圓囊，從圓窗的后下進路 比擬平安，并建議在卵 圓窗下緣鉆洞以抬高受壓的蹬骨底板時，孔的直徑不 應(yīng)大于 0.5 mm 。 Yasumura 18針對不同年齡段未成年的顳骨應(yīng)用三維重建技 術(shù)觀察面神經(jīng)的發(fā)育過程中變 化，面神經(jīng)管與鼓環(huán)和外耳道的關(guān)系，為該區(qū) 域未成年人不同年齡組的手術(shù)提 供了必要的形態(tài)學(xué)根底。同時該學(xué)者又對面 神經(jīng)管在中耳腔內(nèi)的裸露情況進行 了研究，結(jié)果顯示，面神經(jīng)骨管缺乏 面 神經(jīng)暴露 最常見的部位在卵圓窗區(qū)占 70%，缺損的形狀似圓形多見，

8、而在 其它部位那么形態(tài)大多不規(guī)那么，裸露的長度0.42.6 mm，寬度0.11.6 mm，面積為 0.031.87 mm2,這些骨質(zhì)缺損的 近 端常是耳科手術(shù)要涉及的部位 19，20。2.3 臨床應(yīng)用Pickett 21應(yīng)用三維重建技術(shù)了解面神經(jīng)后進路鼓室的研究，并認為當鼓 室發(fā)育好時有足夠的空間可以進入鼓竇和圓窗龕。 而當乙狀竇前位、 高頸靜脈 球位時，鼓室向后擴展減少，上述的部位就是后半規(guī)管和相鄰的面， 明確這個 間隙包括側(cè)方的面神經(jīng)管和蹬骨肌、 上方的外半規(guī)管、 前方的后半規(guī)管和前方 的前庭，下方的頸靜脈球。 Harada T 等22對 1 例 E 三聯(lián)染色體綜合癥的顳 骨 間隙連續(xù)切片

9、，并進行結(jié)構(gòu)重建，研究顯示，該疾病中內(nèi)耳有明顯的結(jié)構(gòu) 不正 常，包括橢圓囊擴大、 后半規(guī)管缺如、 耳蝸發(fā)育不全， 蹬骨形態(tài)不規(guī)那么， 面神 經(jīng)走形異常和鼓膜平坦。3 優(yōu)勢及局限性生物組織三維結(jié)構(gòu)重建像提供了三維立體視覺， 顯示復(fù)雜的空間結(jié)構(gòu)， 對 研究疾病的隱藏、組織器官的發(fā)育過程及其規(guī)律性以及輔助設(shè)計手術(shù)徑路和模 擬手術(shù)等有較好作用， 特別是應(yīng)用三維重建像建立教學(xué)模型， 測量三維形態(tài)學(xué) 參數(shù)，輔助解剖訓(xùn)練促進教學(xué)等多方面優(yōu)勢明顯 13。隨著高分辨率 CT 和 MRI 的開展，應(yīng)用影像學(xué)進行三維重建優(yōu)勢非常明顯， 在較為精細結(jié)構(gòu)上，它們的 分辨率還達不到，特別是超微結(jié)構(gòu)的三維重建， CT 和

10、MRI 那么無法實施。但 是生 物組織三維重建存在有較大的局限性，要求切片質(zhì)量高、連續(xù)性好、制 作過程 復(fù)雜、費工費時，并且不能從臨床上做前瞻性的研究，僅適合于根底 方面的研 究。作者單位：陳合新 ( 510515 廣州市 第一軍醫(yī)大學(xué)南方醫(yī)院耳鼻咽喉科 ) 鐘世 鎮(zhèn)( 第一軍醫(yī)大學(xué)臨床解剖學(xué)研究所 ) 許庚( 中山醫(yī)科大學(xué)第三附屬醫(yī)院耳鼻 咽喉科 )參考文獻1 戰(zhàn)雅.火棉膠石蠟整塊染色耳蝸的制作 .解剖科學(xué)進展， 1998 ，4(3) ： 2822 李玉霞，孫本善，郭憲生 . 膠雙重浸泡包埋法制作皮膚與瘢痕組織切片 . 臨 床 與實驗病理雜志， 1998 ， 14(2) ：1193 周立國，

11、何進，程靈 . 彈性火棉膠的藥效學(xué)研究 . 實用醫(yī)藥雜志 .1997 ， 10(1) ：484 Shan-Rong. 用一種新的抗原恢復(fù)技術(shù)進行常規(guī)處理、火棉膠包埋的人顳骨 切 片的居間纖維蛋白的免疫組化研究 . 國外醫(yī)學(xué) *耳鼻咽喉科學(xué)分冊， 1993 ， 113(1) ： 485 陳懷芳，汪德文 . 利用火棉膠改良出血組織的制片方法 . 中國醫(yī)科大學(xué)學(xué) 報， 1995， 24(4) ：3486 耿惠，丁大連 . 豚鼠顳骨火棉膠制作技術(shù) . 中華耳鼻咽喉雜志， 1996 ，31(5) ： 2627 陳秀麗 . 眼球組織石蠟切片制作法 . 上海第二醫(yī)科大學(xué)學(xué)報， 1996 ，16(1) ： 5

12、48 關(guān)超，于靖寰 . 頸部大塊組織火棉膠包埋連續(xù)切片法 . 中國醫(yī)科大學(xué)學(xué)報， 1999 ，28(1) ：589 馬吉獻，張廷鉞 . 用石蠟切片制作火棉膠全眼球切片 . 第四軍醫(yī)大學(xué)學(xué)報， 1995 ，16(5) ：39110 Mori K,Naito Y,Hirono Y,et al.Three-dimensional computer graphicsof the eustachian tube.Am J Otolaryngol,1987,8(4):21111 Harada T,Ishii S,Tayama N.Three-dimensional reconstruction of th

13、e temporal bone from histologic sections.Arch Otolaryngol Head Neck Surg ，1988 ， 114(10):113912 Takagi A,Sando I.Computer-aided three dimensional reconstruction and measurement of the vestibular end-organs.Otolaryngol Head Neck Surg，1988 ，98(3) ： 19513 Takagi A,Sando I.Computer-aided three dimension

14、al reconstruction:a method of measuring temporal bone structures including the length of the cochlea.Ann Otol Rhinol Laryngol,1989,98(7ptl):51514 Takahashi H,Sando I,Takagi A.Computer-aided three-dimensional reconstruction and measurement of the round window niche.Laryngoscope ， 1989,99(5):50515 Tak

15、agi A,Sando I,Takahashi H.Computer-aided three-dimensional reconstruction and measurement of semicircular canal and their cristac in man.Acat Otolaryngol Stockh,1989,107(5-6):36216 Sato H,Sa ndo l,Takahashi H.Three-dime nsi onal an atomy of huma n Scarp ' s Ganglion.Laryngoscope,1 992,102(9):105

16、617 Tahashi H,Sando l.Three-dimensional computer-aided reconstruction and measurment of the temporal bone for singular neurectomy.Eur ArchOtorhinolaryngol,1992,249(2) ：7418 Yasumura S,Takahoshi H,Sando l,et al.Facial nerve near the external auditory meatus in men:computer reconstruction studyprelimi

17、nary report.Laryngoscope,1993,103(9):104319 Takashi H,Sando l.Computer-aided three-dimensional reconstruction and measurment of facial canal dehiscence.Acta Otolaryngol Stochh 1993,113(3):37620 Fujita S,Nakashima S,Sando l,et al.Postnatal developmental changes in facial nerve morphology:Computer-aided 3-D reconstruction and measurment.Eur Arch Otorhinolaryngol,1994,251(7):43421 Pickett BP,Cail WS,Lambert PR.Sinus tympani:anatomic consider