大腦外側(cè)裂計算斷層影像解剖學及三維可視化.pdf

1、研究背景：隨著現(xiàn)代腦立體定向技術(shù)、X-刀、γ-刀技術(shù)的發(fā)展和普及以及微創(chuàng)外科的技術(shù)進步，大腦內(nèi)微小占位性病變的顯微切除對大腦皮質(zhì)的定位要求不斷提高。為適應基于立體定向技術(shù)的功能神經(jīng)外科、微創(chuàng)神經(jīng)外科等的快速發(fā)展，在大腦薄層MRI圖像上對各腦溝的形態(tài)學、三維空間定位及三維可視化進行深入細致的研究，以期對腦內(nèi)微小占位性病灶進行精確定位，為術(shù)前準確擬定手術(shù)方案、術(shù)中手術(shù)實施提供重要幫助。
　　大腦外側(cè)裂（溝），又稱Sylvius裂，首先

2、由Franciscus Sylvius de le B?e提出，是大腦外側(cè)面最顯著的界標，也是主要而且恒定不變的腦溝，上方與額葉、頂葉毗鄰，下方與顳葉毗鄰，與中央前溝、中央溝、中央后溝均有相交。大腦外側(cè)裂是容納大腦中動、靜脈及其分支和到達島葉、腦底面的重要通道，是微創(chuàng)神經(jīng)外科中對島葉、基底節(jié)區(qū)、鞍區(qū)等部位選擇手術(shù)入路的重要部位。同時大腦外側(cè)裂在CT和MRI診斷中，具有重要的臨床意義。
　　國內(nèi)外學者多在整體標本上對大腦外側(cè)裂的形態(tài)

3、、分段、分型進行了研究，但目前研究結(jié)果尚不統(tǒng)一。斷面研究主要集中在其分支上，包括前水平支、前升支和后支，且多將其作為識別額下回島蓋部、三角部、眶部、中央前溝、緣上回等的標志，而對外側(cè)溝主溝的研究較少。因此，對外側(cè)裂在斷面上的形態(tài)、分段、分型進行詳細的描述；研究外側(cè)裂在斷面上的準確識別方法；構(gòu)建外側(cè)裂的三維立體定位數(shù)據(jù)集和三維可視化模型，將為微創(chuàng)外科學、影像學提供解剖學資料。
　　本研究以大腦連合間徑中點為原點、前后連合間徑與Y軸重

4、疊建立笛卡爾三維坐標系。通過對30例中國健康成人大腦外側(cè)裂薄層MR圖像的研究，找到外側(cè)裂在橫斷面上的形態(tài)特征規(guī)律；建立大腦外側(cè)裂水平部立體定位數(shù)據(jù)集，求得大腦外側(cè)裂水平部在該坐標系中的回歸方程；重建大腦外側(cè)裂在此坐標系下的三維可視化模型。為外側(cè)裂及島葉區(qū)疾病的立體定位、介入放射和微創(chuàng)神經(jīng)外科手術(shù)提供解剖學基礎(chǔ)。
　　第一部分：基于連合間徑定位體系的大腦外側(cè)裂斷層影像解剖學
　　目的：通過研究以AC-PC線為掃描基線的活體MR

5、圖像，探討大腦外側(cè)裂在橫斷面上的形態(tài)特征；
　　方法：30例健康成人志愿者顱腦，以大腦連合間徑為掃描基線行橫斷層3mm薄層MRI掃描。微型計算機上將掃描數(shù)據(jù)以Dicom3.0格式導入eFilm2.1工作站。利用“3D-Cursor”技術(shù)以易識別的矢狀面為對照，觀察外側(cè)裂在連續(xù)層面上的形態(tài)及位置；對外側(cè)裂在斷面上進行分段；對外側(cè)裂在斷面上表現(xiàn)為多條平行溝的層面進行統(tǒng)計分析。
　　結(jié)果：能夠在橫斷薄層MRI圖像連續(xù)層面上準確識別

6、外側(cè)裂，并且得出外側(cè)裂的形態(tài)及位置規(guī)律。
　　結(jié)論：利用“3D-Cursor”技術(shù)以易識別的矢狀面為對照，可以在橫斷薄層MRI圖像連續(xù)層面上準確識別外側(cè)裂，為島葉區(qū)、基底節(jié)區(qū)、鞍區(qū)病灶的定位和外科手術(shù)入路方案的制定提供了解剖學依據(jù)。外側(cè)裂的分段及多條溝層面的分析為經(jīng)外側(cè)裂手術(shù)入路和腦的發(fā)生發(fā)育學提供參考。
　　第二部分：大腦外側(cè)裂水平部立體定位數(shù)據(jù)集的構(gòu)建及回歸分析
　　目的：構(gòu)建外側(cè)裂水平部在基于連合間徑定位體系中的

7、立體定位數(shù)據(jù)集；得出外側(cè)裂在矢狀和冠狀面的投影圖；求出外側(cè)裂水平部外側(cè)緣的回歸直線和曲線方程。
　　方法：將30例健康成人顱腦橫斷層MRI數(shù)據(jù)以JPG格式導出并保存，然后導入Photoshop軟件，經(jīng)過圖像的嚴格配準，使以基于連合間徑的笛卡爾三維坐標系的原點、X軸、Y軸與軟件自身的坐標體系重合。以外側(cè)裂的最外側(cè)點為起始點，沿外側(cè)裂水平部的走向向內(nèi)每3mm為一取樣點，測量、記錄該點坐標的X、Y值，Z值為所在層面距零層面數(shù)與層距的乘積

8、，所有取樣點坐標值組成外側(cè)裂在三維坐標系中的立體定位數(shù)據(jù)集；利用30例外側(cè)裂外側(cè)緣的數(shù)據(jù)，在EXCEL表格內(nèi)完成矢狀和冠狀面的投影圖；采用spass15.0軟件求出外側(cè)裂水平部外側(cè)緣在各投影方向的回歸線性方程；
　　結(jié)果：構(gòu)建了外側(cè)裂水平部在三維坐標系中的立體定位數(shù)據(jù)集；矢狀和冠狀面的投影圖能夠反映外側(cè)裂的特征；求出了外側(cè)裂水平部外側(cè)緣在各投影平面上的直線和曲線回歸方程。
　　結(jié)論：外側(cè)裂水平部外側(cè)緣回歸方程的相關(guān)系數(shù)較高，

9、說明其與設(shè)定的大腦空間坐標系有相對穩(wěn)定的定位相關(guān)性，基于連合間徑定位體系的立體定位數(shù)據(jù)集的構(gòu)建，矢狀和冠狀面的投影圖及回歸方程的分析，對于立體定向外科、介入放射和顯微外科制定治療計劃有一定的應用價值，對于顱腦的發(fā)生、發(fā)育學也有一定的參考價值。
　　第三部分：大腦外側(cè)裂的三維重建與可視化
　　目的：為大腦外側(cè)裂及臨近區(qū)域立體定向、介入放射、顯微外科以及解剖學教學等提供三維可視化模型；
　　方法：在微型計算機上，1例正常健

10、康成人顱腦冠狀位2mm薄層MRI掃描數(shù)據(jù)以Dicom3.0格式導入3D-Doctor軟件,人工分割外側(cè)裂、側(cè)腦室、大腦表面，分別以不同顏色標識，用面重建方法對以上結(jié)構(gòu)同時行三維重建。
　　結(jié)果：成功重建大腦外側(cè)裂在整腦中的三維可視化模型，展現(xiàn)了外側(cè)裂的在活體腦中的形態(tài)、位置及毗鄰關(guān)系。模型可以任意方位旋轉(zhuǎn)，便于從各個方向觀察。
　　結(jié)論：大腦外側(cè)裂的三維可視化模型展現(xiàn)了外側(cè)裂在活體腦中的三維空間結(jié)構(gòu)及毗鄰關(guān)系，為腦內(nèi)占位性病