Типовая изменчивость стереотопометрических параметров отверстий наружного основания черепа

Введение. Стереотопометрический метод исследования черепа, предложенный еще во второй половине XX в. D. Bunn и R. Turner, доработан и распространен в советской России профессором, заслуженным работником науки Валентином Сергеевичем Сперанским [1]. Метод, основанный на принципах аналитической геометрии, позволяет с высокой точностью определить пространственное расположение стандартных и нестандартных краниометрических точек (ориентиров) по отношению к координатным плоскостям и осям, что чрезвычайно важно для понимания конструкционных закономерностей черепа в целом, позволяет получить объективные метрические сведения о трехмерной организации анатомических структур черепа, без которых невозможно 3D-моделирование и картирование объектов. Моделирование помогает разработать оптимальные хирургические доступы и системы пространственного ориентирования в нейрохирургии и применяется в челюстно-лицевой хирургии, стоматологии и ортодонтии, оториноларингологии, антропологии, судебной медицине, при диагностике врожденных и приобретенных деформаций, последствий травм, интерпретации данных методов визуализации [2]. Расширение диагностических и технологических возможностей в современной нейрохирургии ставит новые задачи перед краниологами. Для реализации потребностей клинической краниологии необходимо создание региональных краниологических баз данных размерных характеристик анатомических структур черепа не только в зависимости от пола и возраста, но и их пространственной ориентации (стереотопометрии) в системе координатных плоскостей [3]. Данная работа является продуктом коллективного исследования научной краниологической коллекции сотрудниками кафедры анатомии человека ФГБОУ ВО «Саратовский государственный медицинский университет им. В.И. Разумовского» Минздрава России (далее – Саратовский ГМУ имени В.И. Разумовского) и приурочена к 100-летию со дня рождения основателя краниологического направления – профессора Валентина Сергеевича Сперанского. Цель – выявить закономерности изменчивости пространственного расположения отверстий наружного основания черепа при разных формах его основания. Материал и методы. Определение координат отверстий наружного основания черепа проводили на 182 черепах из научной краниологической коллекции кафедры (начало формирования собрания краниумов – с 1909 г.) с известным возрастом и полом взрослых людей (22–60 лет) с использованием сконструированного прибора – краниостереобазиометра [4]. По базилярному указателю (процентное отношение ширины основания черепа – расстояние между 2 аурионами, aurion – au, к его длине – расстояние от назиона, nasion – n, до опистиона, opistion – o) методом сигмальных отклонений (отклонение от среднего арифметического значения указателя в обе стороны на величину стандартного отклонения) выделены 3 формы основания черепа: ДБ – долихобазилярная (<М-SD, узкое длинное основание) при базилярном указателе менее 89,0% (n=34; 18,7%); МБ – мезобазилярная (M±SD, среднее основание) при указателе от 89,0 до 98,0% (n=118; 64,8%) и ББ – брахибазилярная форма (>M+SD, короткое широкое основание) при индексе более 98,0% (n=30; 16,5%). Расположение отверстий наружного основания черепа изучали в системе прямоугольных декартовых координат с применением стереотопометрического метода [1, 5]. Срединную сагиттальную плоскость (СП) проводили через стандартные краниометрические точки: назион, nasion – n, базион, basion – ba, инион, inion – i; франкфуртскую (ФФП) (ушно-глазничная горизонталь) – через оба пориона, porion – po (верхний край наружного слухового прохода) и нижний край левой глазницы; фронтальную (ФП) – через оба пориона, ориентированную перпендикулярно к СП и ФФП. При пересечении плоскостей формируются оси: сагиттальная ось при пересечении СП и ФФП (ось абсцисс – X), фронтальная – ФП и ФФП (ось ординат – Y), франкфуртская – СП и ФФП (ось аппликат – Z). Положительными считаются координаты объекта, если он расположен справа от СП, кпереди от ФП и кверху от ФФП, отрицательными – слева от СП, кзади от ФП и книзу от ФФП. Выбор анатомических структур заднего отдела наружного основания черепа, расположенного позади от условной линии, проходящей через передний край большого отверстия (БО) и вершины сосцевидных отростков, обусловлен тем, что по отношению к ФП все эти образования чаще имеют отрицательные ординаты, тогда как отверстия переднего отдела ориентированы кпереди, кзади от данной плоскости или на ней. Определяли координаты переднего (ba) и заднего (o) полюсов БО, foramen magnum; переднего и заднего полюсов яремного отверстия (ЯО), foramen jugulare; медиального края шилососцевидного отверстия (ШСО), foramen stylomastoideum; переднего и заднего полюсов наружного отверстия (ПО) канала подъязычного нерва, canalis nervi hypoglossi. Статистический анализ проведен на платформе программы Statistica 11.0 (StatSoft, США). Распределение признаков в вариационных рядах подтверждали по критерию Шапиро – Уилка, распределение соответствовало нормальному (р>0,05). В связи с этим для обработки данных использовали параметрические методы: определяли среднее арифметическое значение (М) и его ошибку (m). Значимость различий оценивали по t-критерию Стьюдента. Различия считали статистически значимыми при р<0,05. Результаты. В связи с незначительной диссимметрией правосторонней направленности (р>0,05), расстояния краниометрических точек заднего отдела наружного основания черепа до координатных плоскостей при различных формах основания черепа определяли без учета билатеральности (таблица). Изменчивость положения отверстий наружного основания черепа по отношению к координатным плоскостям при разных формах основания черепа (М±m), мм Ось Параметр Форма основания черепа p1 p2 p3 ДБ МБ ББ ДБ-МБ МБ-ББ ДБ-ББ X ПП БО 0 – ЗП БО ПП ЯО 22,7±0,5 24,1±0,3 24,4±0,6 0,038 >0,05 0,040 ЗП ЯО 36,7±0,9 39,2±0,3 39,4±0,8 0,039 0,041 МК ШСО 40,1±1,2 43,5±0,4 43,9±0,6 0,037 0,035 ПП ПО 18,4±0,4 19,3±0,2 19,1±0,4 0,048 >0,05 ЗП ПО 22,2±0,5 23,8±0,3 23,6±0,4 0,047 0,048 Y ПП БО -5,2±0,5 -4,6±0,8 -4,1±0,7 >0,05 >0,05 >0,05 ЗП БО -45,1±0,9 -37,6±0,9 -34,5±0,7 0,031 0,039 0,028 ЗП ЯО -6,5±0,4 -6,1±0,3 -5,1±0,4 >0,05 0,039 0,037 МК ШСО -7,1±0,4 -7,3±0,2 -7,0±0,4 >0,05 >0,05 ЗП ПО -5,3±0,5 -6,1±0,3 -5,6±0,6 >0,05 Z ПП БО -18,2±0,5 -22,4±0,7 -16,9±0,7 0,036 0,034 >0,05 ЗП БО -25,6±0,5 -27,3±0,5 -24,2±0,5 0,041 >0,05 0,046 ПП ЯО -7,0±1,0 -7,5±0,5 -6,1±0,7 >0,05 >0,05 >0,05 ЗП ЯО -17,2±0,9 -18,4±0,4 -16,7±0,6 0,048 МК ШСО -13,4±0,6 -14,4±0,3 -13,9±0,5 >0,05 ПП ПО -12,8±1,0 -13,1±0,4 -10,8±0,8 0,047 ЗП ПО -15,6±1,0 -16,8±0,9 -14,8±1,1 >0,05 Примечание. Представлены правые ориентиры изученных отверстий, где ПП БО – передний полюс большого отверстия; ЗП БО – задний полюс большого отверстия; ПП ЯО – передний полюс яремного отверстия; ЗП ЯО – задний полюс яремного отверстия; МК ШCО – медиальный край шилососцевидного отверстия; ПП ПО – передний полюс наружного отверстия канала подъязычного нерва; ЗП ПО – задний полюс наружного отверстия канала подъязычного нерва. На наружном основании черепа БО ориентировано таким образом, что его передний и задний полюса имеют нулевые абсциссы, т.е. располагаются в срединной СП. Ординаты переднего и заднего полюсов БО уменьшаются при увеличении базилярного указателя. При долихобазилярной форме передний полюс удален от ФП на расстояние -5,2±0,5 мм, при мезо- и брахибазилярной формах данный полюс лежит ближе к этой плоскости (-4,6±0,8 мм и -4,1±0,7 мм соответственно), однако различия не достигают уровня статистической значимости (р>0,05). Задний полюс БО при долихобазилярной форме черепа занимает наибольшее расстояние от ФП: -45,1±0,9 мм, тогда как при мезобазилярной форме он лежит ближе на 7,5 мм (-37,6±0,9 мм; р=0,031) и 10,6 мм (-34,5±0,9 мм; р=0,039) – при брахибазилярной форме. Расстояние между передними и задними полюсами БО относительно друг друга наибольшее при долихобазилярной форме черепа и в среднем составляет 39,9±1,2 мм, наименьшее при брахибазилярной форме – 30,4±1,1 мм. Передний и задний полюса БО имеют отрицательные аппликаты, поэтому плоскость БО располагается ниже ФФП, причем задний полюс располагается ниже по сравнению с передним, т.е. плоскость БО образует с ФФП угол, открытый кзади, который выражен больше на мезо- и долихобазилярных черепах по сравнению с брахибазилярным. Расстояния от ФФП до переднего и заднего полюсов БО при мезобазилярной форме черепа максимальны и составляют соответственно -22,4±0,7 мм и -27,3±0,5 мм (р=0,025). При долихобазилярной форме эти расстояния уменьшаются до -18,2±0,5 мм (р=0,036) и -25,6±0,5 мм (р=0,041) по сравнению с предыдущей формой соответственно; наименьшее расстояние до ФФП занимают полюса при брахибазилярной форме (-16,9±0,7 и -24,2±0,5 мм). По мере увеличения базилярного указателя (от долихо- к брахибазилярной форме) передний полюс ЯО удаляется на 22,7±0,5 мм при долихобазилярной форме, на 24,1±0,3 мм при мезобазилярной форме и на 24,4±0,6 мм – при брахибазилярной форме. Задний полюс ЯО ближе всего к СП расположен при долихобазилярной форме (на расстоянии 36,7±0,9 мм), при мезобазилярной форме он лежит на расстоянии 39,2±0,3 мм (р=0,039), при брахибазилярной форме – на расстоянии 39,4±0,8 мм. На мезо- и брахибазилярных черепах абсциссы переднего и заднего полюсов ЯО имеют одинаковые средние величины и статистически значимо преобладают над абсциссами долихобазилярных черепов (р<0,05). Передний полюс ЯО располагается значительно ближе к оси абсцисс, чем его задний полюс на долихобазилярных черепах по сравнению с мезо- и брахибазилярными черепами. Передний полюс ЯО при долихобазилярной форме черепа располагается на 1,7 мм ближе к оси абсцисс, чем его задний полюс по сравнению с брахибазилярными черепами, у которых эта разница между полюсами составляет 2,7 мм (р<0,05). Передний полюс ЯО в 67,7% случаев располагается позади от фронтальной оси (М=-5,2±0,4 мм), в 24,1 % – кпереди от нее (М=2,3±0,3 мм) и в 8,2% на оси ординат. Задний полюс ЯО, по нашим данным, всегда находится позади фронтальной оси. Ординаты заднего полюса ЯО при увеличении базилярного указателя, напротив, уменьшаются от -6,5±0,4 мм при долихобазилярной форме и -6,1±0,3 мм – при мезобазилярной до -5,1±0,4 мм – при брахибазилярной форме. При увеличении ширины основания черепа задний полюс ЯО приближается к ФП, имея максимальное значение на черепах долихобазилярной формы, минимальное – брахибазилярной формы. При этом разница между средними величинами крайних форм составляет 1,4 мм (р=0,037). По отношению к ФФП передний и задний полюса ЯО всегда лежат ниже франкфуртской горизонтали. Средние значения аппликат переднего полюса ЯО на долихо- и мезобазилярных черепах (-7,0±0,4 мм и -7,5±0,5 мм соответственно) несколько уменьшаются при брахибазилярной форме (-6,1±0,7 мм), однако описанные изменения положения статистически незначимы. При мезобазилярной форме задний полюс ЯО располагается книзу от нее на -18,4±0,4 мм, при уменьшении и увеличении базилярного указателя аппликаты незначительно уменьшаются до -17,2±0,9 мм при долихобазилярной форме (р>0,05) и до -16,7±0,6 мм при брахибазилярной форме (р=0,048). Медиальный край ШСО имеет наибольшие абсциссы по сравнению с другими изучаемыми отверстиями. При долихобазилярной форме отверстие находится на расстоянии 40,1±1,2 мм от СП, при мезобазилярной – на 43,5±0,4 мм, при брахибазилярной – на 43,9±0,6 мм, т.е. при увеличении базилярного указателя отверстие удаляется от СП на 3,6–3,8 мм (р<0,05). При увеличении базилярного указателя расстояние от ФП до ШСО у краниотипов имеют одинаковые средние значения: при долихобазилярной форме черепа ординаты составляют -7,1±0,4 мм, при мезобазилярной – -7,3±0,2 мм и брахибазилярной – -7,0±0,4 мм (р>0,05). По отношению к ФФП ШСО располагается на -13,4±0,6 мм при долихобазилярой форме, при мезобазилярной форме аппликаты увеличиваются на 1,0 мм (-14,4±0,3 мм; р>0,05), тогда как при брахибазилярной форме несколько уменьшаются (-13,9±0,5 мм; р>0,05), соответствуя расстоянию при долихобазилярной форме. Передний полюс ПО при долихобазилярной форме находится на расстоянии 18,4±0,4 мм от СП, которое увеличивается на 0,9 мм при мезобазилярной форме (19,3±0,2 мм; р=0,048) и на 0,6 мм при брахибазилярной формам (19,1±0,4 мм; р>0,05), что соответствует увеличению базилярного указателя. Задний полюс ПО лежит дальше от СП по сравнению с передним полюсом – на расстоянии 22,2±0,5 мм при долихобазилярной форме и занимает более удаленное положение при мезобазилярной (23,8±0,3 мм; р=0,047) и брахибазилярной форме (23,6±0,4 мм; р=0,048). Расстояние между передним и задним полюсами ПО при долихобазилярной форме черепа в среднем составляет 3,8±0,7 мм, тогда как при брахибазилярной формы полюса удалены друг от друга в среднем на 4,5±0,5 мм (р=0,035). Передний полюс ПО может располагаться кпереди, позади от оси ординат или на уровне этой оси. Чаще всего этот полюс лежит позади фронтальной оси, частота такой локализации отверстия составляет 71,1% случаев (М=-4,1±0,5 мм), в 9,8% он расположен кпереди от нее (М=2,4±0,3 мм) и в 13,1% передний полюс лежит на оси ординат. Задний полюс ПО всегда располагается позади ФП на расстоянии от -6,1±0,3 мм при мезобазилярной форме черепа, на -5,3±0,5 мм – при долихобазилярной и -5,6±0,3 мм – при брахибазилярной формах (р>0,05). По отношению к ФФП передний и задний полюса ПО всегда лежат ниже франкфуртской горизонтали. Наиболее высокое положение относительно ФФП занимают передний и задний полюса ПО при брахибазилярной форме (-10,8±0,8 мм; -14,8±1,1 мм соответственно), несколько ниже лежат полюса при долихобазилярной форме (-12,8±1,0 мм; -15,6±1,0 мм соответственно) и наиболее удалены от данной оси они при мезобазилярной форме черепа (-13,1±0,4 мм; -16,8±0,9 мм соответственно). Однако у каждого краниотипа передний и задний полюса ПО имеют не только различное проекционное расстояние до ФФП, но и между собой: при долихобазилярной форме оно в среднем составляет 2,8±0,03 мм, при мезобазилярной – 3,7±0,04 мм и наибольшее расстояние между полюсами при брахибазилярной форме черепа – 4,5±0,05 (р<0,05). Положение отверстий заднего отдела наружного основания черепа в зависимости от формы основания черепа представлено на рис. 1–3. Рис. 1. Отношение отверстий заднего отдела наружного основания черепа при долихобазилярной форме черепа Рис. 2. Отношение отверстий заднего отдела наружного основания черепа при мезобазилярной форме черепа Рис. 3. Отношение отверстий заднего отдела наружного основания черепа при брахибазилярной форме черепа Обсуждение. Краниология является самым главным и наиболее разработанным научным направлением кафедры анатомии человека имени В.С. Сперанского Саратовского ГМУ имени В.И. Разумовского, в соответствии с которым написано большое количество фундаментальных работ, в том числе многочисленные диссертационные исследования и монографии [4–7]. Изменение положения отверстий наружного основания черепа относительно горизонтальной плоскости связано с вращением черепа в онтогенезе вокруг фронтальной вестибулярной оси таким образом, что его задний по отношению к этой оси отдел опускается, а передний отдел соответственно перемещается вверх [8]. В ходе настоящего исследования с учетом значения базилярного указателя, т.е. формы основания черепа, выявлены закономерности изменчивости координат отверстий его заднего отдела. Так, при увеличении базилярного указателя черепа (от долихо- к брахибазилярной форме) наиболее близкое положение относительно оси абсцисс занимают передний и задний полюса ПО, несколько дальше от нее лежат полюса ЯО и наиболее удалены от СП медиальный край ШСО. На черепах долихобазилярной формы расстояние от задних полюсов БО и ЯО до фронтальной оси больше, чем у мезо- и брахибазилярной форм. Однако изменчивость ординат переднего полюса БО, заднего полюса ПО и медиального край ШСО не зависит от формы основания черепа. Определено различие аппликат полюсов изученных отверстий на черепах с разной формой его основания. Так, на брахибазилярных черепах они находятся ближе к франкфуртской оси, а на мезобазилярных имеют самое низкое расположение (за исключением заднего полюса БО), хотя разница статистически значима только в отношении переднего полюса БО, задних полюсов ЯО и ПО. На долихобазилярных черепах наиболее удален от франкфуртской оси задний полюс БО. Схожие закономерности выявлены в работах О.Ю. Алешкиной и соавт. и Е.А. Анисимовой и соавт. [9–18] для других объектов наружного основания черепа: наружного отверстия сонного канала, внутреннего ПО и мыщелкового канала. Выводы: 1. Форма основания черепа, соответствующая величине базилярного указателя, детерминирует изменчивость пространственного положения отверстий наружного основания черепа. 2. При увеличении базилярного указателя от долихо- к брахибазилярной форме черепа увеличиваются абсциссы ЯО, ШСО, а также наружного ПО. 3. Ординаты задних полюсов БО и ЯО уменьшаются от долихо- к брахибазилярной форме. 4. Расстояния от переднего полюса БО, медиального края ШСО и заднего полюса наружного ПО до ФП не зависят от формы основания черепа. 5. Изученные отверстия наружного основания черепа лежат ниже ФФП. При мезобазилярной форме черепа максимальные значения аппликат имеют передние полюса большого отверстия, наружное ПО и оба полюса ЯО; при долихобазилярной – задний полюс БО.

Литература:
1. Сперанский В.С. Стереотопометрия как метод изучения пространственных отношений в черепе. Труды Сарат. мед. ин-та. 1971;75(32):5-20. 2. Gibelli D, Cellina M, Gibelli S, et al. Relationship between sphenoid sinus volume and accessory septations: A 3D assessment of risky anatomical variants for endoscopic surgery. Anat Rec (Hoboken). 2020;303(5):1300-4. DOI:10.1002/ar.24245 3. Гайворонский И.В., Щербук Ю.А., Щербук А.Ю., Гайворонский А.И. Анатомическое обоснование малоинвазивных внутричерепных нейровидеоэндоскопических вмешательств. Медицина XXI век. 2006;3:61-6. EDN:QNWWYH 4. Алешкина О.Ю. Морфология и топометрия отверстий наружного основания черепа в связи с полом, возрастом и формой основания: автореф. дис. … канд. мед. наук. Харьков, 1991; 20 с. 5. Сперанский В.С. Основы медицинской краниологии. М.: Медицина, 1988; 284 с. 6. Сперанский В.С., Зайченко А.И. Форма и конструкция черепа. М.: Медицина, 1980; 280 с. 7. Анисимова Е.А. Морфология и топометрия структур затылочно-позвоночной области: автореф. дис. … канд. мед. наук. Волгоград, 1996; 20 с. 8. Delattre A, Fenart R. Note sur l`etude du crane, en projection vestibulaire horisontales et frontales. Bull Mem Soc An-thropol. 1962;3:439-43. 9. Зайченко А.А., Алешкина О.Ю., Николенко В.Н. и др. Морфология мозгового черепа человека с позиций фило- и онтогенеза. Морфология. 2002;121(2-3):55-6. EDN:QDQLOT 10. Зайченко А.А., Анисимова Е.А. Определение типа конструкционной устойчивости мозгового черепа человека. Судебно-медицинская экспертиза. 1998;41(1):8-10. 11. Анисимов Д.И., Анисимова Е.А., Селиванов Е.С. Сопряженность морфотопометрических параметров большого отверстия с формой основания черепа. В кн.: Сборник научных трудов. Научно-исследовательский институт травматологии, ортопедии и нейрохирургии Саратовского государственного медицинского университета им. В.И. Разумовского Минздрава России; под ред. д.м.н., проф. И.А. Норкина. Саратов: НИИТОН СГМУ, 2017; с. 18-22. 12. Алешкина О.Ю., Сперанский В.С., Музурова Л.В. и др. Изменчивость угла изгиба основания черепа и ориентации плоскости большого отверстия. Российские морфологические ведомости. 1999;(1-2):140. EDN:CVENUE 13. Анисимова Е.А., Островский В.В., Чомартов А.Ю. Зависимость формы и размеров костных структур затылочно-атлан-то-аксиальной области от формы основания черепа. Вестник Российской военно-медицинской академии. 2009;(1):285. 14. Алешкина О.Ю. Крайние типы формы основания черепа. Морфологические ведомости. 2003;(1-2):8-9. 15. Алешкина О.Ю., Алешкина И.А. Половой диморфизм сочетания форм лицевого черепа и основания черепа. Морфология. 2004;126(4):7-8. 16. Сперанский В.С., Зайченко А.А., Алешкина О.Ю., Анисимова Е.А. Стереотопометрия трабекулярного и парахордального отделов мозгового черепа человека. Морфология. 1997;112(5):81-2. 17. Алешкина О.Ю., Полковова И.А., Бикбаева Т.С. Возрастная и половая изменчивость размерных характеристик отверстий наружного основания черепа. Морфология. 2018;153(3):15-6. EDN:UZFRZC 18. Алешкина О.Ю., Сперанский В.С. Форма основания черепа и ее соотношение с формой свода. Архив анатомии, гистологии и эмбриологии. 1989;96(5):32-4. EDN:CHYXGO