人脑深部核团结构和功能复杂,但与周围结构分界较为清楚,尤其是基底核团,影像识别、立体定位及三维重建的形态基础较好。目前临床上对脑表面沟回及其病灶的识别和定位,主要依靠 MRI或神经功能成像,但由于脑沟回的自身特点以及现有影像图片分辨率较低、容积效应等影响,对脑沟回的精确定位诊断仍十分困难。大脑外侧裂是大脑表面最显著的界标,上与额叶、顶叶,下与颞叶,深部与岛叶相邻,是脑深部手术入路的一条重要通道。在临床上医生常经此通路行基底核区血肿清除、岛叶肿瘤摘除及大脑中动脉瘤夹闭等手术,可达到彻底清除病变、对脑组织损伤小及后遗症少的效果。
本研究对大脑外侧裂活体薄层 MRI 图像进行研究,以期为外侧裂及其相邻区域的识别和定位、经外侧裂手术入路的部位选择提供解剖学资料。
1、 资料与方法
1. 1 数据来源 30 名成年志愿者,男 15 名,女 15名,年龄 25 ~ 62 岁。临床门诊体检及 MRI 颅脑检查无神经系统疾病。扫描获取横、矢和冠状断层 T1加权 MRI 图像,Dicom 3. 0 格式,层厚 1. 5 mm,层间隔 0. 5 mm。
1. 2 主要仪器、设备及软件系统 Signa 1. 5T 超导磁共振扫描仪及头颅正交线圈( 美国 GE 公司) ; 微型计算机( A8S,华硕公司) ; Microsoft Windows XPProfessional( 美国微软公司 ) ; 图形图像工作站:e-film Workstation 2. 1. 2. 352 ( 美 国 Mergee Med公司) 。
1. 3 方法
1. 3. 1 MRI 扫描方位及技术参数 30 名成人 MRI扫描,扫描基线为前连合后缘中点到后连合前缘中点的连线,即连合间线( AC-PC 线) ,扫描野 24. 0 cm× 24. 0 cm,分辨率为 512 mm × 512 mm,横断位层厚为 2. 5 mm,层距 0. 5 mm,矢状位层厚为 6 mm,扫描过程中严格保持头颅固定。
1. 3. 2 外侧裂的识别 30 例颅脑连续 MRI 断层扫描数据,在微型计算机上以 Dicom 3. 0 格式导入 e-film 2. 1 工作站。利用“3D-Cursor”技术和连续追踪法,当在横断面上将鼠标箭头指向外侧裂时,矢状面上的“十”字指针随箭头联动,提示此两点为对应点,用此法能准确在横断面上识别外侧裂。
1. 3. 3 图像处理 将 Dicom 3. 0 格式 MRI 数据转换成 JEPG 格式的图片后,再将其信息无损地导入Adobe Photoshop 8. 0 软件包内,根据预置的定标点对图像进行对位、旋转等处理,以大脑原点( AC-PC中点) 为坐标原点建立笛卡尔三维坐标系,以经 AC-PC 的层面为零层面( Z = 0 mm) 。找出外侧裂所在层面的 Z 值范围,对外侧裂的各段及弯曲折叠区段进行分析。
1. 4 统计学方法 采用 t 检验。
2、 结果
2. 1 大脑外侧裂在横断面上的形态学规律 MRI横断层面从下向上逐层观测,从外侧裂出现层面到外侧裂消失层面,外侧裂的形态变化依次为“一”字型、“Y”型、“T”型、“L”型和“一”字型。从脑表面深入脑内即上下岛盖之间的部分,在断面上呈内外方向水平走形称为水平部; 位于岛盖内侧面与岛叶表面之间的部分,在横断面上呈前后走形与水平部相交称为垂直部。
2. 1. 1 经鞍上池横断层面( Z = - 21 mm,即 AC-PC下方第 7 层面) 外侧裂从前外侧向后内侧走行,呈“一”字型,达到鞍上池的外侧角。额叶底面的眶回、直回开始出现,外侧裂位于额叶底面、颞极和岛叶前方之间,岛叶尚未出现。在此层面上可见视神经和视交叉( 见图 2A) 。
2. 1. 2 经前连合横断层面( Z = - 6 mm,即 AC-PC下方第 2 层面) 随着层面的不断上移,岛叶已出现,外侧裂位于前方额叶、后方颞叶和内侧岛叶之间,此层为岛叶曲度最大部位,表现为垂直部最弯曲,外侧裂呈“Y”型。较上一层面外侧裂整体位置后移,中脑四叠体、四叠体池及侧脑室下角出现( 见图 2B) 。
2. 1. 3 经基底核下部横断层面( Z = 3 mm,即 AC-PC 上方第 1 层面) 该层面外侧裂位置较上一层面继续后移,部分以达到 Y =0 层面的后方,位于额叶、颞叶和岛叶之间,垂直部走形较平直,外侧裂呈“T”
型。在外侧裂水平部的前方有与之接近平行的一条沟,利用“3D-Cursor”技术确认为外侧裂前升支,其前、后方分别为额下回的三角部和岛盖部。岛叶内侧为基底核区,可见豆状核、内囊、背侧丘脑和尾状核,中线附近见侧脑室前角和三角区,透明隔及穹窿柱位于两侧脑室前角之间( 见图 2C) 。
2. 1. 4 经基底核上部横断层面( Z = 9 mm,即 AC-PC 上方第 3 层面) 该层面较上一层面变化不明显,前升支消失,水平部后移,外侧裂呈“L”型,达到岛叶上部层面,外侧裂的垂直部前后径逐渐缩短,岛叶即将消失,侧脑室、基底核及透明隔清晰可见( 见图 2D) 。
2. 1. 5 经侧脑室中央部横断层面( Z = 24 mm,即AC-PC 上方第 8 层面) 岛叶及外侧裂垂直部消失,外侧裂仅剩水平部呈“一”字型,此部为外侧裂的后支,深度较浅,其前、后方的脑回为缘上回,中线附近可见侧脑室中央部及胼胝体干( 见图 2E) 。
2. 2 左右两侧大脑半球横断面外侧裂比较2. 2. 1 外侧裂在横断面上的分段 在横断面上将外侧裂从出现到消失的层面分成三段。第一段,从外侧裂的出现到岛叶出现之间的层面,为脑底部外侧裂的起点与岛叶之间的部分; 第二段,从岛叶出现到岛叶消失的层面之间,为外侧裂位于岛叶表面的部分,此部层数最多; 第三段,从岛叶消失到外侧裂消失的层面之间,为外侧裂的后支部分,位置较为表浅。左右半球三段垂直深度差异均无统计学意义( P >0. 05) ( 见表 1) 。
2. 2. 2 外侧裂折叠程度比较 由于外侧裂走形弯曲、折叠,在横断面上常会表现为前后平行的多条沟。右侧半球与左侧半球多沟层面出现的部位、层数均存在不同( 见表 2) 。
3、 讨论
外侧裂的大体解剖学研究国内外已有报道。依据外侧裂的走行特点,Tamraz 等将外侧裂分为三段: 第一段,由前穿质的外侧缘开始,穿过岛阈,沿后凹的通路终止于镰状沟,它将眶外侧面与颞极分隔,称之为隐匿段或主干段; 第二段,又称水平段,是大脑半球外侧面最长且最深的一段; 第三段,以分隔颞横回与颞平面的颞上横沟作为前界,延伸到后支的末端,这一段是复杂而不对称的,且与半球的优势有关。此种分段法只从形态学角度,未能与临床手术入路紧密结合起来。Tanriover 等用 3 ~40 倍放大镜观测 43 例尸体大脑半球的外侧裂和岛叶,详细描述了外侧裂的走行、分部及各部的毗邻情况,发现外侧裂分隔额叶、颞叶和岛叶,认为外侧裂分为蝶骨室和岛盖室两大部分,岛盖室又分为岛裂和盖裂,这在解剖学及临床应用的描述中都略显复杂。本研究将外侧裂分为水平部和垂直部两部分,方便于临床应用、影像诊断、解剖学教学中对外侧裂进行描述。国内外也有不少学者对外侧裂在横、矢、冠状断面上的形态特征进行研究,发现外侧裂在各断面上的识别规律及与其他脑沟回间的关系。但以往的研究主要是标本研究,形态规律主要靠肉眼观察得到,容易出现误差。本实验利用活体 MRI 数据,通过计算机 e-film 2. 1 工作站中的“3D-Cursor”技术,能容易而精确地识别外侧裂,同时避免标本研究中由于脑脊液流失、标本固定、标本锯制等因素对外侧裂识别的影响。通过对外侧裂在断面上的形态规律的观测,找到外侧裂的识别规律,可为外侧裂及其周围脑区的定位诊断提供依据。
外侧裂是脑表面的自然间隙,经此可对鞍区、颅前窝、颅后窝及上斜坡等颅底部位进行探查。另外,基底核区血肿清除、岛叶肿瘤切除、海绵窦区肿瘤切除、颅内外血管搭桥、前循环动脉瘤夹闭等手术都可由此入路进行。Yasargil 等对此裂及其潜在池的显微解剖以及开放技术进行了详细的描述,并提出经外侧裂手术入路的重要性。Yamahata等发现自外侧裂前缘下 15 mm 处打开外侧裂较传统的从外侧裂水平支和前升支交汇处入路更容易。胡福广等经外侧裂入路手术相关解剖学,对外侧裂的各分支及大脑中动脉分支情况进行观测,提出了入路时需注意的解剖结构。目前,经外侧裂入路手术,由于不破坏脑本身结构,损伤小,后遗症少,术后患者恢复好,现已被临床医生接受和广泛采用。但针对病变部位如何选择更精确的入路部位,尚鲜见详细报道。本研究采取不同于 Tamraz 等对外侧裂的分段方式,在 MRI 横断面图像上对外侧裂的分段进行研究,依据经外侧裂入路手术时,经外侧裂的不同部位可达深部不同区域将外侧裂分为三段,分别求出外侧裂每段的 Z 值和垂直深度。我们设想在经外侧裂入路手术时,经第一段入路可经岛叶的前方达到颅前窝和颅中窝,入路上下范围右侧为( 3. 8 ± 1. 3) mm,左侧为( 4. 1 ± 1. 2) mm; 经第二段入路达整个岛叶区及深部的基底节核,可对岛叶胶质瘤、基底核出血等临床常见病进行治疗,入路上下范围右侧为( 25. 7 ± 2. 4) mm,左侧为( 24. 8 ±2. 3) mm; 经第三段入路可经岛叶的后方达脑组织深部,入路上下范围右侧为( 12. 2 ± 2. 5) mm,左侧为( 11. 4 ±2. 7) mm,两侧脑半球各段垂直深度无明显差异,可以为经外侧裂行脑内不同部位病变手术入路的选择提供解剖学参考。
在对外侧裂各层观测中,发现在外侧裂中部层面表现为前后平行的多条脑沟,且集中在 Z =0 mm平面以上,左侧半球的 Z 值范围和2 条、3 条、4 条脑沟的层数均大于右侧,说明左侧大脑半球 AC-PC 平面以上外侧裂的弯曲折叠程度更大,受周边脑回的挤压更明显,故在经外侧裂入路进行脑深部手术时,经左半球外侧裂入路时要更加注意 AC-PC 平面以上外侧裂的走形,避免相关脑结构的损伤。两侧半球的这种差异推测可能与脑的发生、发育及半球的优势有关,有待进一步研究。
本研究采用活体脑薄层 MRI 图像,以 AC-PC 为扫描基线,利用 e-film 2. 1 工作站中的“3D-Cursor”技术探讨大脑外侧裂在横断层面的形态学特征,显示了 MRI 连续横断层面上外侧裂的形态变化特点,为外侧裂区的定位诊断提供依据; 并对外侧裂进行了分段研究,并计算出每段的 Z 值范围和垂直深度,对外侧裂中上段在横断面上表现为多条前后接近平行脑沟的现象作了统计分析,为经外侧裂手术及脑的发生发育学研究提供解剖学资料。
参考文献：
[1] 李七渝,张绍祥,林支付,等. 中国数字化可视人脑基底核团的三维立体解剖与可视化[J]. 解剖学杂志,2008,31( 6) :845 - 847.
[2] 荣晶晶,彭霞,谭立文,等. 人脑深部核团三维模型的构建与数据测量[J]. 第三军医大学学报,2013,35( 8) : 722 -726.
[3] 张方成,陈俊瑜,王孟阳. 岛叶胶质瘤的手术治疗[J]. 华中科技大学学报: 医学版,2013,42( 1) : 103 -105.
[4] 张清平,邱建东,冯文峰,等. 高血压性基底节区脑出血的显微手术治疗[J]. 中国微创外科杂志,2013,13( 6) : 540 -542.
[5] 丁璇,王志刚,李新钢,等. 大脑中动脉瘤的治疗策略[J]. 山东大学学报: 医学版,2012,50( 4) : 96 -100.
[6] 沈龙山,王震寰,张磊,等. 计算机辅助连续结构追踪技术对大脑中央沟精确定位的方法学研究[J]. 蚌埠医学院学报,2008,33( 6) : 712 - 715.
[7] 沈龙山,王震寰,张磊,等. 计算机辅助三维定标法在冠、矢状位 MRI 脑结构定位的研究[J]. 蚌埠医学院学报,2008,33( 6) : 716 - 719.
