宫颈癌是常见的女性恶性肿瘤之一,我国是宫颈癌高发地区,新发病达9.89万/年,死亡病例达3.05万/年。广泛性子宫切除术（Radical hysterectomy,RH）+盆腔淋巴结切除术是治疗早期宫颈癌的标准术式,具有较好的临床疗效,但由于术中损伤了走行于宫颈周围韧带（子宫骶韧带、主韧带、阴道旁组织等）内支配膀胱、直肠、外阴阴道等的盆腔自主神经（pelvic autonomic nerves,PAN）,患者术后出现严重的膀胱、直肠和性功能的障碍。系统保留神经的广泛性全子宫切除术（Systematic nerve-sparing radical hysterectomy,SNSRH）可减少上述并发症的发生,但SNSRH手术难度大、开展较少、保留神经失败率较高,其关键在于如何辨识走行于宫颈周围韧带内的PAN。宫颈周围韧带内PAN分布研究是促进宫颈周围韧带内神经辨识的主要方法之一,但既往研究多是基于尸体标本或者宫颈癌患者术后病理标本,虽可提供共性的规律,但PAN解剖复杂、变异多,无法达到个体化指导SNSRH手术实施的目的。本团队前期利用数字医学技术重建腹盆腔组织结构三维模型,进行相应的在体空间解剖学研究和个体化手术操作指导,为SNSRH术中神经辨识研究提供了新的思路。我们能否将数字医学技术应用于PAN在体空间解剖学研究和SNSRH手术指导,实现个体化评估神经走行和术中神经辨识?而达到此目的前提和关键是利用患者术前影像数据重建出在体PAN数字化三维模型。MRI对于软组织分辨率高,能清楚地显示盆腔脏器、肌肉、宫颈周围韧带和血管等,为腹盆腔组织结构的精细三维重建提供了优质的数据集来源,但目前国内外对PAN的在体成像研究几乎是空白。我们前期对多种磁共振周围神经成像（Magnetic Resonance Neurography,MRN）序列进行了对比,成功应用MRN序列（专门用来成像周围神经）中的3D-STIR-SPACE序列构建了在体PAN数字化三维模型,该模型能清楚地显示PAN的走行及形态,但该序列不是腹盆腔MRI检查常规或常用序列,并非所有MRI机器都常规配置的,也不能同时显影宫颈周围韧带等结构,限制了其使用价值,我们希望寻找一种MRI机器常规配置的、简单方便、不增加患者扫描时间和费用、同时成像PAN和其他腹盆腔结构的MRI序列,我们进一步研究发现T2WFS序列能将神经周围脂肪信号抑制,实现神经“裸化”,达到较好地显示神经的目的,该序列为临床上腹盆腔MRI检查常规扫描的压脂序列。因国内外尚无MRI重建在体PAN的相关研究,基于MRI数据集重建的PAN三维模型是否正确?重建的PAN是否是真正的神经?我们还需对重建的模型进行组织学验证。综上,为实现SNSRH术前明确PAN走行及神经与周围组织结构的空间解剖学关系,简化SNSRH术中神经辨识,本研究拟基于患者术前MRI数据集构建在体女性PAN数字化三维模型并对其进行组织学验证。以同一患者磁共振周围神经序列重建的PAN数字化三维模型为参照,指导常规MRI压脂序列的神经重建,实现基于常规MRI序列在体PAN数字化三维模型的快速、准确重建。开展与SNSRH手术相关的在体PAN空间解剖学研究,将三维模型初步应用于SNSRH手术的术前规划和手术导航。第一章 基于不同MRI序列在体女性盆腔自主神经数字化三维重建及组织学验证[目的]分别基于同一宫颈癌患者术前磁共振周围神经成像序列（3D-STIR-SPACE）和常规MRI序列（T2W FS）数据集构建在体女性PAN数字化三维模型,并以患者术后宫颈周围韧带内连续组织切片染色后重建的三维模型为组织学“金标准”,验证基于MRI重建在体PAN模型的可行性及正确性。[材料与方法]1.资料来源:选取2016年4月因“阴道异常流血1周”就诊于南方医科大学南方医院,经宫颈活检病理证实为宫颈鳞状细胞癌,临床分期为IIA1期。术前行MRI检查,分别扫描并采集3D-STIR-SPACE和T2WFS序列图像,用于在体PAN三维重建;扫描并采集CE-MRA和T2 TSE序列图像,用于在体动脉、静脉、主韧带和子宫骶韧带三维重建。该患者于我院行经腹Q-M C2型子宫切除术+盆腔淋巴结切除术,术后采集癌灶对侧宫颈及宫颈周围韧带整体标本（包含部分宫颈组织、主韧带、子宫骶韧带及阴道旁复合体）,标本外侧缘经病理送检,检查有无癌细胞浸润。2.在体PAN及其毗邻结构三维重建:利用Mimics软件,分别基于3D-STIR-SPACE序列（MRN序列）和T2W FS序列（常规MRI序列）数据集重建在体PAN数字化三维模型。基于CE-MRA序列和T2 TSE序列图像重建在体动脉、静脉、主韧带和子宫骶韧带数字化三维模型。3.连续组织切片染色数据集PAN重建:将宫颈周围韧带整体取材后,经包埋、连续切片、制片、染色、图像采集、融合与配准后获得连续组织切片染色数据集。使用Mimics软件分别完成韧带、动脉、静脉、交感神经、副交感神经的三维重建。根据在体宫颈周围韧带测量数据,将离体韧带的三维模型调整到相同的尺寸。以基于MRI数据集构建的在体宫颈周围韧带三维模型中主韧带和子宫骶韧带的空间走行作为依据,对离体模型进行空间配准。4.一致性分析:从组织学验证、形态学观察和定量分析三个方面,比较基于三个数据集重建模型中PAN的一致性。[结果]1.本研究分别基于3D-STIR-SPACE序列、T2W FS序列、术后标本连续组织切片染色图像数据集重建出女性PAN数字化三维模型。2.基于3D-STIR-SPACE序列、T2W FS序列、术后标本连续组织切片染色图像数据集重建的PAN三维模型在形态上基本一致,子宫骶韧带外侧的腹下神经有2条,主韧带下半部盆腔内脏神经有2条。3.通过重复测量方差分析对基于三个数据集重建的三维模型统计分析发现:在韧带的不同段,神经距离子宫骶韧带上缘、神经距离主韧带上缘、神经距离子宫深静脉下缘的距离差异无统计学意义（P=0.719）。[结论]本研究以同一患者术后标本连续组织切片染色图像数据集重建的PAN数字化三维模型为组织学“金标准”,对基于术前3D-STIR-SPACE序列和T2W FS序列图像数据集构建的PAN模型进行了验证,证实了基于MRI序列重建在体PAN数字化三维模型是可行的。这为后续研究提供了PAN三维模型重建方法学支持。第二章 基于T2W FS序列和3D-STIR-SPACE序列重建盆腔自主神经一致性比较[目的]以同一患者3D-STIR-SPACE序列（MRN序列）重建的PAN数字化三维模型为参照,指导T2W FS序列（常规MRI压脂序列）的神经重建,并比较两种MRI序列重建PAN模型的一致性,以实现基于常规MRI序列在体PAN数字化三维模型的快速、准确重建,为后续基于常规MRI序列的PAN三维重建提供方法学基础。[材料与方法]纳入30例在我院就诊,因宫颈癌、子宫内膜癌、子宫肌瘤等行MRI检查的患者30例。术前行MRI检查,同一患者分别扫描并采集3D-STIR-SPACE序列和T2WFS序列数据集,以基于3D-STIR-SPACE序列数据集重建的PAN数字化三维模型为参照,进行基于T2W FS序列数据集的PAN数字化三维重建。测量分析同一患者两种MRI序列数据集构建PAN三维模型的一致性。[结果]1.本研究分别基于3D-STIR-SPACE序列和T2W FS序列数据集构建了 30例患者的在体PAN数字化三维模型,直观地呈现了 PAN的三维立体走行,下腹上丛发出左右腹下神经,与发自S2-4的盆腔内脏神经汇合成下腹下丛。3D-STIR-SPACE序列的下腹上丛、腹下神经、盆腔内脏神经、下腹下丛重建率分别为100%、96.7%、98.3%、93.3%。T2WFS序列的下腹上丛、腹下神经、盆腔内脏神经、下腹下丛重建率分别为96.7%、95.0%、90.0%、93.3%。2.基于同一患者3D-STIR-SPACE序列和T2W FS序列数据集重建的PAN数字化三维模型的一致性较好。对基于两种序列数据集所重建的PAN模型中的下腹上丛与骶岬中点的关系、下腹上丛分叉点对应骶骨的位置、左侧腹下神经条数、右侧腹下神经条数、左侧盆腔内脏神经条数、右侧盆腔内脏神经条数、左侧盆腔内脏神经起源、右侧盆腔内神经起源进行kappa一致性检验,kappa值分别为 0.731、1、0.886、0.942、0.69、0.722、0.632、0.657,P 值均＜0.001,具有较好的一致性。两种模型中下腹上丛与骶岬交点至骶正中线的距离、下腹上丛与骶岬交点至下腹上丛分叉点距离相比差异无统计学意义,p值分别为0.096、0.228。[结论]本研究分别基于同一患者3D-STIR-SPACE序列和T2W FS序列数据集构建了 30例在体女性PAN数字化三维模型,通过测量分析证实了基于两种MRI序列数据集重建的PAN模型是一致的,说明基于常规MRI压脂序列可以实现PAN重建。这为后续研究提供了稳定的模型重建方法学支持。第三章 女性盆腔自主神经在体空间解剖学研究[目的]利用基于常规MRI序列构建的在体PAN及其毗邻机构数字化三维模型,从PAN形态学、神经与宫颈周围韧带的关系、神经与宫颈周围韧带内血管的关系等方面进行女性PAN在体空间解剖学研究,为SNSRH手术实施提供共性的空间解剖学依据。[材料与方法]纳入100例在我院就诊,因宫颈癌、子宫内膜癌、子宫肌瘤等行MRI检查的患者,术前行常规MRI检查,扫描序列含常规T2WTSE,T2WFS和CE-MRA序列。基于常规T2WTSE和CE-MRA序列数据集重建骨盆、子宫、主韧带、子宫骶韧带、动脉、静脉、输尿管等盆腔结构,利用T2WFS序列数据集重建PAN。分析测量与SNSRH手术相关的空间解剖结构:1.下腹上丛解剖:下腹上丛的解剖学形态、下腹上丛在骶骨前的长度、下腹上丛分叉位置、下腹上丛分叉距腹主动脉分叉距离。2.腹下神经解剖:腹下神经解剖学形态、长度、神经与子宫骶韧带的相对位置关系、在子宫骶韧带中段神经距韧带上缘距离,神经距输尿管的距离。3.盆腔内脏神经解剖:盆腔内脏神经解剖学形态及起源、神经距主韧带上缘距离、神经距离子宫深静脉下缘的距离。4.下腹下丛及其分支解剖:下腹下丛的解剖学形态、神经与主韧带的位置关系、下腹下丛分支的分布、膀胱支与膀胱静脉的关系等。[结果]1、下腹上丛的解剖关于下腹上丛的形态,66.0%的下腹上丛呈“网状”,34.0%的下腹上丛呈“条状”。下腹上丛在骶岬中点左侧占60.0%,在骶岬中点右侧占23.0%,骶岬中点双侧均有占17.0%。下腹上丛在骶骨前的长度（即下腹上丛与骶岬交点至下腹上丛分叉点距离）为（39.35±19.54）mm。下腹上丛分叉点对应位置为第一骶孔水平、第二骶孔水平、第三骶孔水平分别占11.0%、65.0%、24.0%。下腹上丛分叉距腹主动脉分叉距离为（98.69±18.12）mm。2、腹下神经的解剖关于腹下神经的形态,左侧腹下神经为1条、2条、3条及以上的分别占48.0%、21.0%、31.0%,右侧腹下神经为1条、2条、3条及以上的分别占43.0%、47.0%、10.0%。左侧腹下神经长度为（91.2±9.24）mm,右侧腹下神经长度为（101.3±10.41）mm。以子宫骶韧带与直肠相交处作为子宫骶韧带中段的参考,左侧腹下神经在子宫骶韧带的宫颈侧、中段、盆壁侧三点距输尿管的距离分别为（18.4±5.57）mm、（21.4±5.61）mm 和（36.8±8.87）mm,右侧腹下神经在子宫骶韧带的宫颈侧、中段、盆壁侧三点距输尿管的距离分别为（19.1±5.74）mm、（21.8±5.98）mm和（38.1±9.13）mm。37.0%的左侧腹下神经在子宫骶韧带盆壁侧与子宫骶韧带相交,63.0%的腹下神经在子宫骶韧带后半段与子宫骶韧带相交;在子宫骶韧带中段,神经距离韧带上缘距离为（13.2±4.25）mm。41.0%的右侧腹下神经在子宫骶韧带盆壁侧与子宫骶韧带相交,59.0%的腹下神经在子宫骶韧带后半段与子宫骶韧带相交;在子宫骶韧带中段,神经距离韧带上缘距离为（14.5±3.28）mm。3、盆腔内脏神经的解剖关于盆腔内脏神经形态,左侧盆腔内脏神经为1条、2条、3条的分别占18.6%、53.6%、27.8%,右侧盆腔内脏神经为1条、2条、3条的分别占10.3%、65.0%、24.7%。盆腔内脏神经为1条的起源于S3,盆腔内脏神经为2条的起源于S2与S3、S3与S4,盆腔内脏神经为3条的起源于S2、S3和S4。以子宫动脉跨输尿管位置的输尿管下方为主韧带上缘和中段的参考,左侧盆腔内脏神经在主韧带宫颈侧、中段、盆壁侧三点距主韧带上缘距离分别为（37.9±8.92）mm、（23.83±6.87）mm、（13.6±3.57）mm,右侧盆腔内脏神经在主韧带宫颈侧、中段、盆壁侧三点距主韧带上缘距离分别为（41.3±6.58）mm、（25.12±5.41）mm、（11.2±3.99）mmi。左侧盆腔内脏神经在主韧带宫颈侧、中段、盆壁侧三点距子宫深静脉下缘的距离分别为（11.2±2.11）mm、（4.8±1.32）mm、（2.1±0.98）mm,右侧盆腔内脏神经在主韧带宫颈侧、中段、盆壁侧三点距子宫深静脉下缘的距离分别为（12.4±-2.38）mm、（4.5±1.26）mm、（2.0±0.88）mm。4、下腹下丛的解剖下腹下丛形状多为不规则“菱形”,呈致密“神经网”或“神经板”,长径为（52±5.68）mm,短径为（38±4.41）mm。89.0%的下腹下丛在主韧带下半部,11.0%的下腹下丛距离主韧带血管部较远,可能在主韧带下方。5、下腹下丛的分支解剖下腹下丛发出膀胱支、子宫阴道支、直肠支等分支。膀胱支分布在膀胱底部和侧面,直肠支从下腹下丛后外侧发出分布于直肠侧面,子宫阴道支从下腹下丛内侧发出分布于宫体和阴道。71.0%的膀胱支在膀胱静脉中间,与膀胱静脉交织,20.0%则位于膀胱静脉的背侧,有9.0%的膀胱支位于膀胱静脉的外侧。[结论]本研究利用在体PAN数字化三维模型对SNSRH手术相关解剖进行了在体空间解剖学研究,为保留神经手术实施提供共性的空间解剖学依据。SNSRH术中可先在骶岬中点左侧辨识下腹上丛,在腹主动脉分叉尾侧10cm或者骶岬尾侧4cm辨识下腹下丛分叉（腹下神经的起点）;在子宫骶韧带中段距韧带上缘1.5cm或在输尿管背侧2-4cm的位置辨识腹下神经;在子宫动脉跨输尿管位置的输尿管下方点背侧2.5cm或者在子宫深静脉中段背侧0.5cm的位置辨识盆腔内脏神经;下腹下丛多位于主韧带下半部,少部分患者的下腹下丛在主韧带下方,这部分患者保留神经手术可能是比较容易实施的,不必刻意保留盆腔内脏神经和下腹下丛;下腹下丛膀胱支多与膀胱静脉交织,也有部分患者下腹下丛在膀胱静脉背侧或者外侧。第四章 在体女性盆腔自主神经及毗邻结构数字化三维导航模型的初步应用[目的]SNSRH手术前建立在体PAN及其毗邻结构数字化三维导航模型,测量分析与该术式相关的空间解剖结构,评估PAN走行及神经与周围结构的关系,个体化规划保留神经路径,术中指导手术操作,并评价其应用价值。[材料与方法]纳入在我院妇科行SNSRH手术的宫颈癌患者8例,于术前行常规MRI检查,采集其术前MRI数据集后构建在体PAN、骨盆、子宫、主韧带、子宫骶韧带、动脉、静脉、输尿管等盆腔结构的数字化三维模型,建立在体女性PAN及其毗邻结构数字化三维导航模型。对与SNSRH术式相关的解剖结构进行观察和测量:1.腹下神经形态及其空间解剖学:腹下神经形态,腹下神经在近、中、远三点神经距输尿管的距离,腹下神经距子宫骶韧带上缘的距离。2.盆腔内脏神经形态及其空间解剖学:盆腔内脏神经形态,盆腔内脏神经在宫颈侧、中段、盆壁侧三点距主韧带上缘的距离,盆腔内脏神经在宫颈侧、中段、盆壁侧三点距子宫深静脉下缘的距离。3.下腹下丛形态及其空间解剖学:下腹下丛形态,下腹下丛与主韧带关系。4.下腹下丛分支及其空间解剖学:下腹下丛膀胱支、子宫阴道支、直肠支形态,下腹下丛膀胱支与膀胱静脉关系。根据上述信息,术前个体化规划保留神经路径,于术中实时指导手术操作,采集术中照片予以对照,记录手术时间,术中出血量,保留神经是否成功等。[结果]1、本研究成功建立了 8例患者的在体女性PAN及毗邻结构数字化三维导航模型,根据模型实施术中实时导航,术中所见与三维重建模型一致。2、8例患者术中均成功保留双侧盆腔自主神经,腹下神经、盆腔内脏神经、下腹下丛及下腹下丛膀胱支、阴道支、直肠支等分支。平均手术时间（210.5±64.9）min,平均出血量（385±98.4）ml,平均停留尿管时间（9.2±3.1）天。无术中及术后严重并发症。3、从在体女性PAN及毗邻结构数字化三维导航模型和SNSRH术中观察发现,保留神经手术并非保留全部的PAN,而是保留了神经的主干,特别是下腹下丛及其分支,术中仅保留了下腹下丛的膀胱支主要分支、直肠支、阴道支。[结论]在体女性PAN及其毗邻结构数字化三维导航模型的应用价值就在于术前明确盆腔自主神经走行及其与宫颈周围韧带、韧带内血管、输尿管等结构的空间位置关系,以规划保留神经手术路径,实时指导手术实施,提高手术成功率。