视辐射解剖研究进展及其在神经外科手术中的意义

孙崇璟， 徐 瑾， 朱 卫

复旦大学附属中山医院神经外科，上海 200032

视辐射是视觉传导通路的重要部分，将视觉信息从外侧膝状体传递至枕叶视皮质。视辐射在大脑内途经颞叶、顶叶和枕叶，涉及范围广，在很多神经外科手术中都有涉及。然而，目前很多外科医生对这一解剖结构认识不足，在术中缺乏对其保护的意识与方法。

1 解剖行径

视辐射是视觉传导通路的重要部分，自外侧膝状体发出，止于枕叶视觉皮质[1]，可分为前束、中束和后束三部分[1-3]。前束自外侧膝状体，在侧脑室颞角顶向前、外侧延伸，然后向后急转形成Meyer袢(Meyer’s loop)，走行于侧脑室颞角、房部和枕角外侧壁，并跨过房部和枕角的底部向内侧，到达距状沟以下的视皮质，负责传递对侧上方1/4视野的视觉信息[4]；中束向外侧跨过侧脑室颞角顶，向后走行于侧脑室颞角、房部和枕角的外侧壁，到达枕极，传递黄斑区的视觉信息，在三束中体积最大[5]；后束自外侧膝状体直接向后走行，经过侧脑室三角部的外上方直接到达距状沟以上的视皮质，传递对侧下方1/4视野的视觉信息[2]。

2 视辐射损伤的常见原因

视辐射损伤造成的视野缺损，常出现在神经外科疾病和手术并发症中[6-7]。所有涉及视辐射行径的创伤性颅脑损伤，包括顶枕部硬膜外血肿、颞顶枕部挫裂伤、弥漫性轴索损伤等，会造成不同程度的同向偏盲[8-9]，新的影像学方法也用于揭示这一过程中视辐射的变化[10-11]。有研究[12]报道颞叶动静脉畸形的手术病例，记录了相关出血造成的视野缺损，以及这些视野缺损的恢复情况。侧脑室房部占位亦可累及视辐射、造成视野缺损，经过颞叶上部、顶叶下部进行手术切除，也可以并发不同程度的视野缺损[2]。作为手术并发症，视辐射损伤最常见于癫痫前颞叶切除术后[13-14]。

3 视辐射的解剖研究

视辐射的解剖研究，主要通过两大类研究方法完成。一类是针对尸体标本的解剖学研究，另一类是针对活体受试者的影像学研究。其中，纤维束剥离技术和弥散张量成像(diffusion tensor imaging，DTI)技术对视辐射解剖研究最为适用。

3.1 一般影像解剖研究 在对颞叶手术切除范围和术后对视野缺损情况的研究中[15]，神经外科医生对视辐射的解剖有了最初的认识。Barton等[16]将术后MRI用于切除范围的测量发现，视野缺损的程度与颞叶切除的范围显著相关。Burgel等[17]的视辐射解剖研究，则运用了白质纤维染色、断层解剖、MRI、3D图像重建等技术。Kier等[18]发现Meyer袢前方并没有到达颞角的尖端，这与Barton等[16]的结论相矛盾。Schur的团队[19]则基于特殊的MRI T1扫描数据，对视辐射的纤维束进行了满意的重建。

3.2 纤维束剥离解剖研究 纤维束剥离技术在解剖学中的应用，可以追溯到17世纪。这一技术越来越多地被应用于视辐射的解剖研究中[20]。

3.2.1 解剖研究进展 有研究[4]分析视辐射与侧脑室颞角、颞叶表面结构的相对位置关系发现，侧脑室颞角的外侧壁、顶部、尖部的外侧部分均为视辐射所覆盖，特定区域的颞角底则没有视辐射纤维。Rubino等[3]发现，视辐射纤维与侧脑室颞角顶之间仅仅有一层毯纤维隔开。Mahaney等[2]则发现，侧脑室房部的内侧壁没有视辐射纤维覆盖。Parraga等[21]也研究视辐射与侧脑室的关系发现，前后方向上，Meyer袢的最前端始终在颞角尖端以前；上下方向上，视辐射在颞上回、颞中回的深部，向下不超过颞下沟。Atar等[22]则将3.0T MRI与纤维束剥离技术结合起来，显示向枕叶走行的视辐射的解剖。

3.2.2 优势与不足 纤维束剥离研究极大地丰富了人们对视辐射解剖的认识，但这项技术也存在一定的局限：(1)只能在尸体标本中进行；(2)无法将交叉、伴行的纤维束与视辐射分离；(3)在剥离出一组纤维束往往意味着破坏了邻近结构；(4)标本处理过程中的冰冻和融解会造成一定程度的标本变形[23-28]。

3.3 弥散张量纤维束成像研究

3.3.1 成像原理 常见的MRI成像技术呈现出的白质，往往是是无法分辨、同质性的白质组织团，难以使某个具体的纤维束显像。弥散MRI的原理，基于轴突中不同方向上，水分子弥散运动的活跃程度不同。DTI是弥散MRI中的一种，以DTI数据和现有的解剖学知识为基础进行纤维束成像，从而将混为一体的白质结构显示成行径清晰的纤维束[29-30]。

3.3.2 解剖研究进展 Nilsson等[31]对前颞叶切除患者和正常人进行了Meyer袢的纤维束成像研究发现，Meyer袢前缘位于颞极后方34～51 mm(平均44 mm)，向前未到达侧脑室颞角最前方，并具有相当程度的个体差异。研究人员探究了钩束、前联合、枕额下束、丘脑下脚和视辐射的空间关系，定义了“岛叶后点”(Heschl颞横回与下环岛沟交界线的最前端)这一解剖标志，将其作为视辐射的后界。Wu的团队[32]将重建的视辐射纤维与T1图像重建的立体脑模型进行融合，发现视辐射走行于颞上回、颞中回和颞上沟深面，与下纵束、顶/枕/颞桥束关系密切。

3.3.3 成像与重建方法进展 Kuhnt等[23]发现，应用高角分辨率弥散成像(high angular resolution diffusion imaging)数据对胶质瘤患者的视辐射进行重建的效果，优于传统DTI数据，但需要更长的扫描时间。Lim等[33]研究则发现，采用约束球面反褶积(constrained spherical deconvolution，CSD)技术进行纤维束成像，在缩短运算时间的同时，还可以获得更好的重建效果。Chamberland的团队[34]通过引入一种新的感兴趣区域(region of interest，ROI)机制，使更多的Meyer袢纤维得以显示，缩短了所能重建出的Meyer袢最前端与颞极的距离。

3.3.4 优势与不足 纤维束成像的优势在于能够在活体、针对患者的视辐射解剖进行无创的、个体化的评价[25]，计算机技术的发展让此技术变得更加自动化[23]。但是，纤维束成像存在以下一些问题：(1)弥散磁共振扫描时间一般偏长，在此过程中，患者移动、磁涡流、信号噪音等因素都可能给数据的准确性带来影响[25]。(2)数据处理的方法可能存在注册误差和算法局限，有时重建效果与实际解剖不符[32]。(3)纤维束成像的“分辨率”存在局限，其体素(最小成像单位)的大小，比构成神经束的轴突直径，存在数量级的差距[16]。从某种意义上讲，此方法呈现出的是“大体结构”，而不是“显微结构”，与实际解剖的效果尚无法比较[22]。对于相互混合、交叉、吻合的纤维束，造成同一体素内走行多个方向的纤维束[4]，或者对于比体素还要细的纤维束[35]，纤维束成像难以进行满意的处理。(4)纤维束重建选择ROI时，依赖重建者的主观判断，从而使重建存在一定的主观性。

4 视辐射解剖研究的手术意义

对于神经外科医生来说，保护视辐射最根本的方法，就是根据对自身解剖与毗邻关系的理解，选择甚至设计最佳的手术策略。

4.1 占位性疾病手术中的视辐射保护 侧脑室房部与视辐射的密切关系，一系列手术入路，包括经顶上小叶入路、远端外侧裂入路、经颞下沟以下的皮质入路、经纵裂入路等，被开发出来避免相关手术中的视辐射损伤[28，36-37]。Faust等[38]总结了经手术治疗的130例颞叶肿瘤病例，结合术前DTI成像和术后视野缺损情况，分别给出切除颞叶外侧、颞极、颞叶内侧、颞叶中央和梭状回等部位病变，为了保护视辐射应选择的最佳入路。

4.2 癫痫前颞叶切除术中的视辐射保护

4.2.1 安全切除范围 视辐射前束，即Meyer袢，在颞叶所能达到的范围，在视辐射解剖研究中最受关注。因为这直接关系到颞叶手术中可以“安全切除”的范围。现在一般认为，Meyer袢最前端与颞极的距离在30～40 mm，其位置存在一定的个体差异性[24]。最常用的2种研究方法都存在其局限性。纤维束剥离研究：因为难以分辨视辐射与邻近纤维束，得出的视辐射范围往往偏大、位置往往偏前。纤维束成像研究：因无法保证所有Meyer袢纤维的成像效果，得出的范围往往偏小、位置往往偏后[29]。因此，目前关于视辐射的范围与最前端的位置、Meyer袢最前端与颞极和侧脑室下角的位置关系，都还存在争议[1,24]。

4.2.2 手术入路选择 前颞叶切除可以选择的手术入路，包括经外侧裂入路、经外侧皮质入路和颞下入路[3]。(1)经外侧裂入路由Yasargil[1]最先应用，可很好地避免视辐射损伤引起的视野缺损，同时可以避免颞叶皮质及引流静脉损伤[4]。Choi等[39]通过解剖研究，提出一个由外侧裂进入侧脑室下角的安全三角区。然而，Yeni等[40]则报道了与之相矛盾的手术结果，同样的手术入路造成了高达36.6%的视野缺损。(2)在外侧经皮质入路中，为了避开视辐射纤维，可选择切开颞下沟以下的颞叶皮质[3]。(3)经颞下入路、由颞叶底面切开进入，可能同样可以避免视辐射的损伤，因为有学者认为侧脑室下角的底面没有视辐射纤维的通过[3]。

5 预防视辐射损伤的技术方法

可预测、预防视辐射损伤的技术方法包括视觉诱发电位、神经导航、DTI纤维束成像等[41-43]。

5.1 影像学方法 Yogarajah等[29]通过对健康对照者和前颞叶切除病例进行纤维束成像研究，发现通过测量切除范围和视辐射前缘的位置，可以很大程度上预测野缺损的发生和严重程度。Winston等[25，33]比较了视辐射纤维术成像的不同方法，并将纤维束成像的结果与术后T1序列的MRI影像融合比较，发现视辐射最前端和颞叶切缘之间的距离与视野缺损程度显著相关。同一团队在后续研究中同时应用了术中核磁共振[44]，并报道了一组通过术前的纤维束成像评估手术收益和风险、把握手术指征、选择手术入路的病例[45]。

5.2 多模态神经导航 Kamada等[33，35]将视觉诱发电位和DTI纤维成像导航结合起来，监测后视路旁病变切除术中的视路功能，可较好地预测术后视野缺损，并一定程度上在术中为外科医生提供重要的参考。Chen等[15]进行了术前和术中的磁共振扫描和纤维束成像，除对术后视野缺损的情况与纤维束成像结果的相关性进行研究，还着重对导航的术中漂移进行统计。Thudium等[25]报道一组通过颞下入路和经颞叶皮质入路手术治疗的颞叶癫痫病例，将包括Meyer袢在内的重要结构重建后直接显示在显微镜视野中，为外科医生提供“直视下的导航”。近年来，又有一系列研究[22,34,42,46-49]表明，术前或术中的DTI纤维重建技术，能够满意地预测由视辐射损伤引起的术后视野缺损，并能有效预防视辐射损伤的发生。

综上所述，长期以来，神经外科对视辐射这一结构的认识和保护都相对欠缺。一方面，其损伤带来的视野缺损，尤其是轻度的视野缺损并不易被发现。另一方面，白质结构相互交叉、伴行，难以辨认，加之可能存在的病理性移位和个体差异，使外科医生在术中难以判定视辐射的位置和行径。视辐射的解剖研究，尤其是纤维束剥离和弥散张量纤维束成像的进一步发展，让人们对视辐射这一结构的认识大大加深。

利益冲突：所有作者声明不存在利益冲突。