《人体主要硬脑膜静脉窦的血管内镜研究:对神经介入手术的启示》
本研究的通讯作者为 Luis Savastano 博士,其单位是美国加州大学旧金山分校(University of California San Francisco, UCSF)的神经外科与放射生物医学影像科。研究团队主要成员包括第一作者 Yigit Can Senol 及其他来自加州大学旧金山分校和洛杉矶分校(UCLA)的研究人员。这项原创性研究成果已发表于《神经介入外科杂志》(Journal of NeuroInterventional Surgery),于2026年在线先行发表。
一、 学术背景与研究目的
本研究属于神经介入外科与神经血管解剖学的交叉领域。随着神经介入手术的快速发展,经静脉途径的治疗(如静脉窦支架植入术、静脉血栓切除术等)日益增多。然而,目前临床使用的血管内装置和技术大多是为动脉系统开发和优化的。与动脉截然不同的是,主要的硬脑膜静脉窦(如上矢状窦、横窦)具有非圆形(常为三角形)的横截面几何形状,并且其管腔内存在多种突起或横跨的结构,如隔膜(septations)、假性通道、引流静脉(皮质和硬脑膜静脉通道)的开口(ostia)、腔内纤维带(intraluminal bands)以及蛛网膜颗粒(arachnoid granulations)。这些独特的解剖结构可能对导管、导丝、支架和取栓装置的操作产生直接影响,例如阻碍器械通过、导致支架扩张不全或影响血栓清除效果,进而影响手术的安全性和有效性。尽管既往研究有所描述,但对于这些腔内结构的详细形态、分布规律及其在生理状态下的表现,仍缺乏系统性的原位观察数据。因此,本研究旨在利用先前开发并验证的“活体”尸体模型,结合血管造影和高分辨率血管内镜技术,系统地描绘和界定主要硬脑膜静脉窦内的解剖结构表型,以填补这一知识空白,为专门针对静脉系统的血管内器械设计和手术策略提供关键的解剖学依据。
二、 详细研究流程
本研究采用了多步骤、多模态的解剖学研究方法,核心是利用经过特殊处理的尸体标本模拟生理流动状态进行观察。
1. 标本准备与预处理: - 研究对象与样本量: 研究使用了六例新鲜的头部及颈部人类尸体标本,均来自加州大学旧金山分校的遗体捐赠项目。捐赠者平均年龄为75.3岁(范围66-90岁),男女各半。排除标准包括有颅脑外伤史、手术史或既往血管内/开放血管手术史。 - 处理流程: 首先,使用0.9%生理盐水手动冲洗脑动脉和静脉系统,直至静脉流出液清澈,以清除血凝块,每例标本约使用3-4升盐水。接着,采用轻度灌注固定法,用4%福尔马林对标本进行轻微防腐处理,以保持组织形态的同时允许后续的流体灌注。 - 血管通路建立: 使用9F或10F鞘管(根据血管尺寸选择)对颈总动脉、椎动脉和颈内静脉(Internal Jugular Veins, IJVs)进行插管并固定,为后续的灌注和成像建立通道。
2. 血管造影评估: - 方法: 使用西门子Artis Q血管造影系统进行二维和三维锥形束CT静脉造影(Cone Beam CT Venogram, CBCT)。通过颈静脉通路,将导管置于主要静脉窦汇合处,手动注射稀释至50%的碘对比剂(总量100毫升)以充盈静脉系统。 - 成像与分析: 执行CBCT扫描(19秒协议,约200°旋转),获取覆盖上矢状窦、横窦-乙状窦交界处及颈静脉球区域的容积数据集。数据在512×512矩阵上重建,各向同性体素大小为0.09毫米。使用多平面重建、最大密度投影和容积渲染等后处理技术,评估与隔膜、纤维带和蛛网膜颗粒相对应的腔内充盈缺损。后处理使用了Radiant软件。
3. 血管内镜评估与数据分析: - 创新性模型与灌注系统: 本研究的关键在于使用了先前开发的“活体”尸体模型。该模型通过颈静脉插入的鞘管,使用蠕动泵以约700毫升/分钟的流速灌注生理盐水,模拟脑静脉流出,并在上矢状窦内维持14-16 cm H2O的开放压力,生成搏动性血流以模拟生理条件。 - 内镜入路: 为了直接观察,采用了两种入路:(1) 逆行入路: 通过颈静脉鞘管将柔性内窥镜相机(中国深圳VSNDT)推进,从乙状窦导航至上矢状窦;(2) 顺行入路: 为了克服横窦弯曲导致的内镜观察角度限制,在颅骨上钻孔(位于上矢状窦前部和窦汇处),使用微穿刺技术将8F鞘管直接置入上矢状窦前壁和窦汇,然后从这些部位直接进行内镜观察。 - 观察与分类: 对内镜下观察到的腔内和表面结构进行分析、分类、计数和定位记录。将横窦分为近段(靠近上矢状窦)、中段和远段(靠近颈静脉窦)三个部分。记录的结构包括:静脉开口(静脉孔)、蛛网膜颗粒、纤维带和隔膜。研究团队对每种结构进行了明确的解剖学定义(参见原文表1)。 - 数据分析: 主要进行描述性统计,以评估各解剖结构的出现频率和分布模式。由具有超过100例静脉神经介入手术经验的神经介入专家对血管造影和血管内镜视频进行评估。
三、 主要研究结果
研究对六例标本共12侧横窦和6个上矢状窦进行了详细的血管内镜观察,获得了关于硬脑膜静脉窦腔内解剖的定量和定性数据。
1. 腔内纤维带(Intraluminal Bands): - 发现: 在所有标本的横窦中均识别出纤维带。每侧横窦平均有3.0 ± 0.9条纤维带,分布大致对称(右侧3.0 ± 0.8;左侧2.8 ± 0.8)。在部分标本(如5号和6号)中,纤维带横跨所有分段。 - 特征: 纤维带被定义为薄而坚韧的纤维束,通常垂直于静脉窦管腔横跨。它们在横窦三角形管腔的棱角处尤为密集,常跨越汇聚的硬脑膜壁之间。这些结构在传统血管造影上通常不可见,但通过仔细分析CBCT影像可以部分识别。
2. 隔膜(Septations): - 发现: 在6例标本中的5例(83.3%)上矢状窦内发现了隔膜。每个存在隔膜的上矢状窦内含有两个或更多的隔。隔膜最常出现在上矢状窦的中段并向后延伸。 - 特征: 隔膜定义为硬脑膜静脉窦内部的硬脑膜皱褶或桥接结构,通常沿着管腔的主轴方向延伸。它们可以是单发或多发,短或长(导致局灶性或节段性的静脉窦分隔),厚度从薄膜状到厚纤维带不等。隔膜可以位于中央或偏心位置,导致对称或不对称的管腔形态。图3清晰地展示了不同类型(多发、对称、偏心)的隔膜如何将管腔分割成多个平行通道。
3. 蛛网膜颗粒(Arachnoid Granulations): - 横窦: 在12侧横窦中的10侧(83.3%)发现了蛛网膜颗粒。最常见于近段和中段(8/12,66.7%),较少出现在远段(2/12,16.7%)。左侧横窦(6/6,100%)比右侧(4/6,66.7%)更常见。 - 上矢状窦: 在5例标本(83.3%)的上矢状窦内观察到蛛网膜颗粒,通常成簇分布在中段至后三分之一处。 - 特征: 蛛网膜颗粒定义为蛛网膜膜结节状突起进入硬脑膜静脉窦的管腔或表面。它们表现为光滑、苍白的隆起,表面呈颗粒状,可单个或多个出现,有时明显凸入管腔(图4)。
4. 静脉开口(Venous Ostia): - 发现: 静脉开口(包括皮质桥静脉、硬脑膜静脉通道、板障静脉和导静脉的入口)在上矢状窦和横窦的壁上大量存在。它们呈圆形、椭圆形或裂隙状形态,主要沿上矢状窦三角形横截面的侧方顶点分布。 - 分类挑战: 研究指出,仅凭血管内镜无法可靠地区分流入口属于桥静脉(Bridging Veins,短而直接连接皮质与静脉窦)还是硬脑膜静脉通道(Dural Venous Channels,在硬脑膜层内走行后再汇入窦腔)。因此,研究中将所有开口统称为“静脉孔”。然而,研究援引既往文献指出,桥静脉通常通过较大、圆形或椭圆形的开口直接汇入,而硬脑膜静脉通道则通过较小的裂隙状开口进入。
这些结果之间存在逻辑关联:隔膜和纤维带构成了管腔内的主要分隔和支撑结构,可能直接影响器械的路径选择和支架的贴壁。蛛网膜颗粒作为凸起物,可能阻碍器械通过或成为血栓形成的潜在锚定点。大量的静脉开口则提示在经静脉操作时,导管或导丝有误入分支的风险,尤其是那些角度陡峭或逆向汇入的开口,可能增加血管损伤或影响引流效率。这些观察结果共同构建了一幅复杂且充满潜在挑战的硬脑膜静脉窦腔内解剖图景。
四、 研究结论与价值
本研究得出结论:主要硬脑膜静脉窦的腔内解剖结构与脑动脉有根本性区别。交叉的隔膜和纤维带、突出的蛛网膜颗粒以及独特的静脉入口通路是普遍存在的特征,其中许多在常规血管造影上无法清晰显示。这些结构会与血管内装置发生相互作用,并直接影响静脉介入手术的安全性和有效性。
科学价值与应用价值: 1. 提供详尽的解剖学图谱: 本研究首次在模拟生理流动的条件下,系统性地、原位地描绘和量化了硬脑膜静脉窦(特别是上矢状窦和横窦)的腔内复杂结构及其分布规律,填补了该领域的知识空白。 2. 指导手术策略与器械设计: 研究结果对神经介入医生具有直接的实践指导意义。例如,意识到隔膜的存在可以帮助解释静脉窦支架扩张不全的原因;了解纤维带和蛛网膜颗粒的常见位置,可以预判导管导航可能遇到的阻力点;认识到静脉开口的多样性和大量性,强调了操作中避免误入分支的重要性。研究还特别提到,使用J形微导丝构型有助于选择主导管腔,降低进入由隔膜形成的小腔室的风险。 3. 推动学科发展: 研究强调了开发专门针对静脉系统解剖特点的血管内器械和技术的必要性,而不是简单套用动脉器械。这些解剖数据可用于优化现有手术方案、开发新的静脉介入技术(如取栓装置、支架),并创建更真实的计算模型和培训模型,用于未来的神经静脉介入研究和临床培训。 4. 为新兴技术奠定基础: 理解静脉解剖对于未来应用如血管内脑机接口(其需要精确、安全的静脉通路)也至关重要。
五、 研究亮点
六、 其他有价值内容
研究也坦诚地讨论了其局限性:样本量小(n=6)且捐赠者年龄偏大,限制了发现的普遍性;死后组织变化和灌注模型无法完全复现活体的生理压力梯度和搏动性;对比剂注射方式(窦汇处注射)可能无法完全显示所有引流静脉;血管内镜无法可靠区分桥静脉和硬脑膜静脉通道,需要结合其他影像模态(如高分辨率MR静脉造影)进行术前规划。此外,研究指出目前文献中对静脉腔内结构的命名缺乏一致性,呼吁未来进行标准化。这些讨论增强了研究的严谨性,并指明了未来进一步研究的方向。研究还包含丰富的在线补充视频材料,生动展示了血管内镜下的动态解剖视图,是宝贵的教学资源。