本文介绍了一种通过钻除法从尸体颞骨中提取人耳蜗的可靠方法，该方法遵循明确的解剖学标志进行操作。
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本文内容
摘要
摘要
在对内耳进行不同研究时，可能需要从尸体的颞骨中提取耳蜗。对于组织学评估，必须将内耳从颞骨中取出，以方便组织学处理；同样，某些显微计算机断层扫描设备体积过小，无法容纳完整的颞骨；此外，当耳蜗被分离后，图像质量可得到提升。
内耳位于颞骨的岩部。内耳可分为骨迷路（又称耳囊）以及位于耳囊内部的膜迷路。此外，内耳还可分为前庭系统（包括半规管和前庭）和耳蜗。由于耳蜗深埋于骨性结构之中，无法直接观察，因此理解其在颞骨内的位置和方位较为困难。然而，存在一些明确的解剖结构可作为解剖标志，有助于可靠地进行耳蜗的钻开操作。耳蜗后部的解剖标志包括面神经、半规管和前庭。在中部，耳蜗的下界可通过圆窗和耳蜗的基回来识别。在前界，可见颈内动脉；上界的标志则是面神经的膝状神经节（GG）。内侧结构的位置则由内听道、上半规管以及颈内动脉管的走行所决定。
本文介绍了一种通过钻除法并结合多个解剖标志，从颞骨中可靠地分离耳蜗的方法。
引言
内耳是一个精细的器官，为我们提供听觉和平衡感。内耳位于颅底颞骨（TB）的岩部。TB 内包裹着多个在骨内蜿蜒盘绕的重要解剖结构，因此，TB 构成了一个难以理解的解剖学实体1。Rask-Andersen 等人在其综述中2，探讨了耳蜗研究的历史及其显微结构的认识发展过程。
内耳包括半规管、前庭和耳蜗。三个半规管与前庭共同构成前庭系统，平衡感受器即位于此处3,4。耳蜗是一种类似贝壳的结构，与前庭相连。耳蜗将机械性声波转化为神经信号。正常的耳蜗绕轴两圈半，终止于耳蜗顶。耳蜗导管的平均长度为37.6 mm；然而，个体之间存在显著差异5。此外，内耳可分为骨迷路（耳囊），即由内耳骨性边界构成的部分，以及位于耳囊内部的膜迷路。来自内耳的神经经内听道（IAC）走行，并分为前庭神经纤维和耳蜗神经。耳蜗神经由位于耳蜗轴内的螺旋神经节神经元的轴突组成3。面神经（FN）也经由内听道走行；它沿耳蜗上方前行，在接近耳蜗基转水平处形成一个紧密的、约110°的转折，向后下方经中耳行进，最终通过颅底茎乳孔自乳突腔穿出颞骨（TB）1,4。耳蜗周围还存在多个其他重要结构，例如中耳内的听小骨（锤骨、砧骨和镫骨）、颈内动脉（ICA）（起自耳蜗下方，在耳蜗基转水平向内侧转折）、颅中窝板（鼓室盖）以及位于中耳下方的颈静脉球。手术中对耳蜗的入路通常经乳突气房进行。乳突腔中最大的气房称为鼓窦，通过鼓窦入口与中耳相通。这些乳突气房的大小和结构存在显著差异，即使在"正常解剖"范围内亦如此。外侧半规管隆起通常位于鼓窦底部。包含多个解剖标志的颞骨解剖结构见图1和图2。从中颅窝视角观察的颞骨影像解剖见图3。
从人类颞骨中取出耳蜗可能在内耳的多种研究中是必需的。在组织学研究中，通常需要将内耳从颞骨中分离出来，以方便其组织学处理；同样，某些微型计算机断层扫描（micro-CT）设备的样品容纳空间相对有限，可能无法容纳完整的颞骨；此外，当耳蜗被分离后，图像质量可得到提升6,7,8,9。尤其是在开发和测试新型人工耳蜗电极阵列时，常需进行组织学处理和/或micro-CT扫描，以确定电极在耳蜗内的位置9,10,11,12。此外，当样本较小时，组织学处理可减少试剂的消耗量。
然而，耳蜗的提取需要对周围结构有深入的理解，尤其是在需要避免样本中带有过多骨组织的情况下。初看时，颞骨的解剖结构可能较难理解。但事实上，颞骨内部的解剖结构构成了耳蜗周围的边界，这些结构可在提取过程中加以利用。若不慎打开耳蜗，可能导致其内部精细结构受到创伤性损伤，从而获得有缺陷的样本，最终不得不弃用该耳蜗。
本文介绍了一种通过钻取法可靠地从颞骨中完整取出耳蜗的方法，并在操作过程中需注意观察以下解剖标志。
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方案
本研究使用了从人类尸体受试者死后采集的颞骨（TB）。该研究已获得机构批准，并符合赫尔辛基宣言中关于人体组织伦理使用的规定。芬兰社会事务与健康监督局（NRO：9202/06.01.03.01/2013）已授权库奥皮奥大学医院使用尸体颞骨，研究严格遵循芬兰的相关法规和法律进行。所有骨骼均在医学解剖过程中匿名采集。
1. 去除结核病灶表面的软组织
- 使用手术刀和刮匙从颞骨表面去除软组织。
- 在手术显微镜下，使用带灌注系统的高速手术钻完成后续操作。解剖时使用耳科器械，如显微剥离器。
注意：所需磨头包括5 mm切割钻头、3 mm粗金刚砂钻头和2 mm细金刚砂钻头。虽然可使用更小的金刚砂钻头打开关键且细小的结构，但通常2 mm细金刚砂钻头已足以满足本操作需求。
2. 乳突切除术（图4）
- 使用高速外科钻头（例如，5 mm 切割钻）打开皮层，并辨认鼓室盖（tegmen）。
- 沿鼓室盖以及外耳道（EEC）的上方和后侧，使用 5 mm 切割钻向乳突腔（antrum）方向进行操作。
- 打开乳突腔，通过乳突腔开口进入中耳，辨认锤骨体。根据解剖结构，使用 5 mm 切割钻或 3 mm 粗磨钻石钻完成此步骤。
- 辨认外侧半规管（LSC）的隆起部分。
- 以锤骨短突作为解剖标志，识别位于外耳道（EEC）后方的面神经（FN）。
- 沿面神经（FN）向乳突尖方向钻磨，直至在外耳道（EEC）下方开辟出空间。
- 在乳突腔后部磨开窦脑膜角（sinodural angle）及乙状窦，以创造更大的空间以便取出耳蜗。解剖标志和切割线见图5。
3. 鼓室后壁切开术、切除外耳道后部组织及暴露中耳
- 使用2 mm金刚石磨头在面神经与外耳道之间开放面神经隐窝。辨认位于面神经（FN）与外耳道（EEC）之间的鼓索神经。如需取出耳蜗，应去除鼓索神经。
- 开放后方鼓室切口后，辨认砧镫关节并打开该关节。
- 使用显微刀片或显微剪刀切断镫骨肌腱，以避免在后续取出过程的下方切割阶段（步骤6.3，此时镫骨肌将被磨除并分离）中发生镫骨脱位。
- 磨除支撑骨结构并移除砧骨。打开砧镫关节，防止镫骨底板脱位，并通过卵圆窗开放前庭（见步骤3.2）。
- 将外耳道骨性后壁连同锤骨、鼓膜及外耳道皮肤一并去除，以创造更大操作空间。使用吸引器和显微解剖器械清除软组织。
注意：在移除锤骨前应先切断鼓膜张肌腱，以利于操作。
4. 移除耳蜗后方的组织（图 5A-C 和 图 6）
- 沿面神经（FN）鼓部后侧，根据上半规管（LSC）的后脚和后半规管（PSC）的走向进行后方钻孔。半规管通向前庭，前庭即为去除耳蜗后部结构时钻孔操作的前界。
- 继续向内耳道（IAC）的外口方向钻进。
- 以中颅窝内的上半规管（SSC）作为解剖标志，在中颅窝形成切线，并沿此线穿过鼓室盖（tegmen）。通过中颅窝自上方入路开放上半规管，因上半规管的隆起常可在中颅窝表面辨识。使用金刚石钻头暴露面神经的膝状神经节（GG），作为从中颅窝识别上半规管的解剖标志（参见步骤6.2）。
- 从前庭开始，垂直向下朝乳突尖端方向继续钻孔。圆窗是中耳内识别耳蜗基转的重要标志，亦作为钻孔操作的前界限制。
- 向下延伸后方切口，直至低于耳蜗基转的水平位置。
5. 去除颞骨的外侧和下部结构（图5E）
- 辨认圆窗、耳蜗的基底回，以及位于耳蜗基底回前方的颈内动脉（ICA）管。观察位于中耳前部、咽鼓管开口内侧的 ICA。
- 平行于基底回方向磨除中耳底壁，打通 ICA 与前庭下方面神经（FN）后方切口之间的骨质。
- 使用剪刀或显微刀片切断面神经（FN），以避免过度磨除；因 FN 在耳蜗切除过程中及切除后均为重要的定位标志。
注意：镫骨肌随 FN 一并被切断，因其已在下方切开时暴露。 - 继续磨除操作，在基底回下方形成空间，以便于进行下方的切割。
注意：根据颞骨（TB）个体解剖结构的不同，磨除中耳底壁时可能开放颈静脉球。 - 向 ICA 的前外侧方向磨除，以开放下颌关节。
- 当下颌关节被打开后，重新辨认 ICA 和基底回，随后可安全地去除颞骨（TB）的外侧部分，而无损伤耳蜗的风险。
- 通过从中耳水平向上磨开鼓室盖至乙状窦，切断中耳顶壁的上部结构。
注意：通常在上半规管（SSC）水平较易形成开口。
6. 切除结核的前部和下部（图5D、E）
- 通过中耳钻开颈内动脉（ICA）。颈内动脉在耳蜗前方转向内侧；因此，该转折处可作为耳蜗的前界。
- 从颈内动脉的转折处开始，沿颈内动脉走行方向继续向上方钻磨，并保持沿颈内动脉路径向内侧延伸，同时去除颈内动脉上方和下方多余的骨质。
注意：为避免损伤耳蜗，切勿将钻磨范围向颈内动脉后方扩展。 - 沿耳蜗基底转下方进行钻磨，在后部区域的切口深度约为1-1.5 cm。
- 进行下方切口时，应在基底转与钻磨区域之间保留适当的安全边缘，以确保耳蜗的完整性。
注意：如有需要，在移除耳蜗后可小心修整此处残留的多余骨质。
7. 去除TB的内侧部分（图5F）
- 沿面神经向中耳顶壁的膝神经节（GG）方向分离。
- 使用直径3 mm的粗钻头暴露膝神经节（GG），并继续磨除鼓室盖（tegmen），直至进入颅中窝。
- 从颅中窝侧打开膝神经节（GG），并沿面神经（FN）在GG近端走行的方向追踪至内听道（IAC）。
- 以内听道（IAC）、膝神经节（GG）和上半规管（SSC）作为解剖标志，于耳蜗内侧形成切线。内听道（IAC）与耳蜗基转之间夹角约为70°。磨除范围从内听道（IAC）近端延伸至颈内动脉（ICA）水平段的近端部分。
- 首先暴露内听道（IAC）至下方切线处，连接内侧切线线。
8. 完成提取
- 如有需要缩小样本，可使用细金刚砂钻头（例如 3-5 mm 钻头）小心修整耳蜗周围的多余骨质。
- 修整过程中应仔细观察骨质颜色；若骨质开始变为半透明，则应停止钻磨。
- 此时应保留一个包含完整耳蜗的 1.5 cm × 1.5 cm 骨块。通过前庭神经（FN）、镫骨和圆窗（RW）维持样本的方向定位。
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结果
若操作成功，耳蜗可从颞骨中完整取出，且无需打开耳蜗的外淋巴腔室。若操作失败，则会导致耳蜗内部结构破裂，并损伤组织的膜迷路。
在人工耳蜗电极研究过程中，该提取方法已应用于36例尸体颞骨（表1）。在33例颞骨中，提取成功且未对耳蜗造成任何损伤。在36例中的2例，由于提取过程中人工耳蜗电极阵列发生明显移位，样本不得不被弃用，但耳蜗结构仍保持完整。在1例颞骨中，提取过程中不慎在前庭后方打开了耳蜗。其中一项研究已发表9；其余研究仍在进行中。
主要局限性在于，该方法尚无对比数据。此外，本文所呈现的先前研究样本量较小，可能无法反映该方法的真实有效性。
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讨论
去除耳蜗时需遵循多个解剖标志，因此若颞骨（TB）解剖结构正常（无TB畸形），该操作可系统性地进行。去除过程中最关键的部位是内听道（IAC）与颈内动脉（ICA）之间的下缘和内侧部分。我们建议保留稍大的安全边缘，必要时可在取出骨块后精确修整多余的骨质。应避免打开耳蜗，因其可能损伤其内部精细结构，导致样本获取失败。
对于后续分析（例如组织学），可通过前庭神经残余、镫骨和圆窗来确定耳蜗的方向。通过打开圆窗膜并移除镫骨，可为组织学溶液的进入提供额外通路，从而使固定液更均匀地进入耳蜗内部，获得更优质的组织学分析样本。此外，若前庭器官已被移除，前庭腔可作为进入耳蜗的开口。新鲜冷冻的颞骨（TBs）可用于人工耳蜗电极研究，此类研究的主要目的通常是评估新型电极或植入技术的微创特性6,7。若需开展更深入的研究，例如内耳细胞水平的研究，应尽快采集样本，以避免死后组织损伤，尤其是细胞层面的损伤。多种因素可能影响样本状态（如死亡原因、死亡前耳蜗状况以及可能存在的头部外伤）。然而，由于时间是其中...
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披露
作者声明无利益冲突。
致谢
Matti Iso-Mustajärvi 获得芬兰政府研究资金（VTR）、Instrumentsarium 科学基金会、北萨沃地区资助以及芬兰耳科手术学会的研究资助。Aarno Dietz 获得芬兰科学院（资助号：333525）和北萨沃地区资助的研究资助。
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材料
| 姓名 | 公司 | 目录编号 | 评论 |
|---|---|---|---|
| 钻头（适用于钻机） | N/A | 见下文。钻头应与您的钻机系统匹配 | |
| 高速外科钻机 | Medtronic | https://www.medtronic.com/us-en/healthcare-professionals/products/neurological/powered-surgical-instruments/midas-rex-mr8.html | 市场上有多种来自不同厂商的外科钻机。推荐使用带灌注系统的型号（例如 Stryker、Bbraun、Medtronic 等） |
| 手术显微镜 | Zeiss | https://www.leica-microsystems.com/products/surgical-microscopes/ | 用于颞骨显微外科操作的显微镜。推荐型号包括 Zeiss、Leica 等 |
| 颞骨固定架 | Stortz | N/A | 用于在钻孔过程中固定颞骨的杯状装置 |
参考文献
- Francis, H. W., Niparko, J. K. Temporal Bone Dissection Guide. , Thieme Medical Publishers, Inc., New York. (2016).
- Rask-Andersen, H., et al. Human cochlea: anatomical characteristics and their relevance for cochlear implantation. The Anatomical Record: Advances in Integrative Anatomy and Evolutionary Biology. 295 (11), 1791-1811 (2012).
- Yost, W. A. Fundamentals of Hearing, An Introduction. , 5th edition, Emerald Group Publishing Limited. Bingley, WA, UK. (2006).
- Putz, R., Pabst, R. Sobotta-Atlas of Human Anatomy: Head, Neck, Upper Limb, Thorax, Abdomen, Pelvis, Lower Limb. , Elsevier Health Sciences. (2006).
- Wurfel, W., Lanfermann, H., Lenarz, T., Lenarz, T., Majdani, O. Cochlear length determination using cone beam computed tomography in a clinical setting. Hearing Research. 316, 65-72 (2014).
- Avci, E., Nauwelaers, T., Lenarz, T., Hamacher, V., Kral, A. Variations in microanatomy of the human cochlea. The Journal of Comparative Neurology. 522 (14), 3245-3261 (2014).
- Biedron, S., Prescher, A., Ilgner, J., Westhofen, M. The internal dimensions of the cochlear scalae with special reference to cochlear electrode insertion trauma. Otology & Neurotology. 31 (5), 731-737 (2010).
- Lane, J., Witte, R., Driscoll, C., Camp, J., Richard, A. Imaging microscopy of the middle and inner ear: Part I: CT microscopy. Clinical Anatomy. 17 (8), 607-612 (2004).
- Sipari, S., et al. Cochlear implantation with a novel long straight electrode: The Insertion results evaluated by imaging and histology in human temporal bones. Otology & Neurotology. 39 (9), e784-e793 (2018).
- Iso-Mustajärvi, M., et al. A new slim modiolar electrode array for cochlear implantation: A radiological and histological study. Otology & Neurotology. 38 (9), e327-e334 (2017).
- Teymouri, J., Hullar, T., Holden, T., Chole, R. Verification of computed tomographic estimates of cochlear implant array position: a micro-CT and histologic analysis. Otology & Neurotology. 32 (6), 980-986 (2011).
- Postnov, A., et al. High resolution micro-CT scanning as an innovative tool for evaluation of the surgical positioning of cochlear implant electrodes. Acta Otolaryngologica. 126 (5), 467-474 (2006).
- Escudé, B., et al. The size of the cochlea and predictions of insertion depth angles for cochlear implant electrodes. Audiology & Neurootology. 11 (suppl 1), 27-33 (2006).
- Vaisbuch, Y., et al. Surgical approach for rapid and minimally traumatic recovery of human inner ear tissues from deceased organ donors. Otology & Neurotology. 43 (4), e519-e525 (2022).
- Pinhasi, R., Fernandes, D., Sirak, K., Cheronet, O. Isolating the human cochlea to generate bone powder for ancient DNA analysis. Nature Protocols. 14 (4), 1194-1205 (2019).
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重印与许可
