大脑中线结构的断层解剖影像研究

大脑中线结构的断层解剖影像研究
作者 : 麻雯熠
学位授予单位 : 天津医科大学
学位名称 : 硕士
导师姓名 : 李云生
学位年度 : 2016
关键词 : 火棉胶；断层切片；三维重建；第三脑室的体积；第三脑室肿瘤；经胼胝体入路手术
摘要 : 目的通过应用火棉胶包埋技术,制备大脑火棉胶连续切片,对大脑中线结构进行断层解剖与三维重建研究,真实直观的展示了大脑中线结构的形态与相互毗邻关系,利用Amira软件测量第三脑室体积和进行男女差异性分析,可掌握手术操作空间,为手术的实施提供了可供参考的量化指标,此外Amira软件还可选择单一结构或多个结构进行多方位,多角度的动态观察,为手术入路切除脑深部肿瘤提供形态学依据。同时将MRI大脑图像与Amria软件相结合,测量大脑中线结构各脑结构点之间的距离,为经胼胝体手术切除第三脑室肿瘤及术中对重要结构的保护提供了量化指标。材料方法1、选取无明显外伤及大脑病变的经福尔马林固定的成人头颅标本14例(男性7例,年龄范围52-82岁,平均为69.9岁;女性7例,年龄范围53-88岁,平均为72.4岁);标本均来自天津医科大学局部解剖教学实验后获得。将尸头固定去毛发,逐层分离头皮与颅骨外膜,沿外眦上方2.0 cm、外耳门上方3.5 cm与枕骨隆突之间的连线用电锯(KINZO25C708,Germany)开颅,开颅后逐层分离硬脑膜,暴露大脑沟回,离断大脑镰、小脑幕,分离神经血管、软脑膜,横断脑干,取出大脑。2、大脑标本冲洗24 h,经不同浓度梯度(70%,80%,95%,100%)的乙醇溶液逐级递增脱水,然后经不同浓度的火棉胶溶液(从低浓度5%逐级递增到15%)浸胶,最后用15%的火棉胶溶液包埋、挥发、固化、制块。应用德国浸酒型切片机(L-type;R.Jung AG,Germany)分别经水平位,冠状位和矢状位进行连续切片,片厚500μm,片间无损耗。分别按顶叶至脑底,额叶至枕叶,颞叶至大脑纵裂的顺序整理保存于60%乙醇溶液中,以备后续观测、统计及图像采集。3、应用OLYMPUS DIGITAL CAMERA SP-610UZ高清晰度数码相机采集图像,相机摄像头与切片位置保持高度固定,在相同条件的光源下连续拍摄,图像保存为4288×3216规格、JPG格式。用Amria软件对图像进行配准与分割,半自动勾勒目标结构进行三维重建并选取10例冠状位和水平位的标本用于第三脑室的重建及第三脑室体积测量。4、对24例男女性志愿者(男性13例,女性11例)进行颅脑MRI断层扫描,将IMA格式图像导入Syngo fastview影像处理系统中,将图片另存为JPG格式。用Amria软件对图片的关键点进行配准和重建,在Amria软件中整体展示重建的结构点,然后用Measure模块中的3D Length测量空间结构之间的距离。此时测出的距离为像素值,因此必须用在Syngo fastview影像处理系统中的距离测量工具与Amria软件中共同测出相同两点之间的距离,将Amira中的像素值转化为以毫米为单位的数值。结果1、大脑火棉胶切片观察冠状位观察:从额叶向枕叶方向做连续断层切片,在最先出现胼胝体和侧脑室前脚的层面定义为第1层,继续向枕叶方向观测,在35层面出现前连合,在54层面丘脑出现,丘脑的内侧壁构成了第三脑室的侧壁,内囊后肢分隔着豆状核与丘脑,在穹窿柱与丘脑前核间有室间孔沟通着第三脑室与侧脑室,丘脑间粘合连接两侧丘脑,在102层面背侧丘脑消失,胼胝体干逐渐移行为胼胝体压部。水平位观察:由顶叶向脑底部做连续断层切片,在最先出现胼胝体的层面定义为第1层,继续观察随即穹窿体出现,穹窿体下部为第三脑室的顶部。断层切片下移,可以清晰的看到垂直于背侧丘脑的Y形的内髓板,在穹窿柱与丘脑前核间有室间孔沟通着第三脑室与侧脑室。继续观察,在穹窿柱的前方第46层出现前连合,丘脑之间有丘脑间粘合存在。矢状位观察:由颞叶向大脑纵裂做连续断层切片,将壳核出现的层面定义为第1层,继续由外向内观察,在第10层面出现了苍白球,继续观察可以看到放射冠和丘脑枕,在21层面,尾状核出现,位于壳和苍白球的上方,尾状核的上方为侧脑室体部,内囊前肢位于尾状核与豆状核之间,豆状核与背侧丘脑之间为内囊后肢。随着豆状核与尾状核的消失,穹窿逐渐显现,侧脑室上方为胼胝体。2、三维重建和体积测量大脑中线结构的三维重建清晰的显示了大脑中线的各个结构相互毗邻,关系密切。利用软件SPSS 20对测量数据进行统计学分析,利用两独立样本t检验的方法比较男女第三脑室体积(P>0.05),男、女第三脑室体积无明显差异。3、各经线测量结果利用软件SPSS 20对测量数据进行统计学分析,利用两独立样本t检验的方法比较男女之间P5-FN、P7-FN、AC-OC、FN-AI和FB-AC的差异性,经分析P5-FN的P值大于0.05,男女之间不存在差异;P7-FN的P值大于0.05,男女之间不存在差异;AC-OC的P值大于0.05,男女之间不存在差异;FB-AC的P值大于0.05,男女之间不存在差异;FN-AI的P值小于0.05,男女之间存在差异。男性P5-FN的平均值为(47.12±7.25)mm,女性为(46.83±5.14)mm;男性P7-FN的平均值为(48.95±7.02)mm,女性为(48.73±5.70)mm;男性AC-OC的平均值为(10.78±1.15)mm,女性为(10.47±1.29)mm;男性FN-AI的平均值为(7.42±1.03)mm,女性为(6.32±1.31)mm;男性FB-AC的平均值为(4.51±0.85)mm,女性为(4.08±0.65)mm。P5-FN、P7-FN、AC-OC、和FB-AC总的平均值分别为(46.99±6.24)mm、(48.85±6.31)mm、(10.64±1.20)mm和(4.31±0.78)mm。结论:1、本文采用火棉胶大脑整体包埋技术,通过火棉胶断层切片与三维重建揭示了位于大脑深部的中线结构——胼胝体、穹窿、丘脑的空间位置毗邻,穹窿与前连合之间的相互关联与制约,以及第三脑室作为大脑最深部的腔隙性结构在手术过程中的重要作用。不仅为切除脑深部肿瘤提供了形态学依据,也为影像学的研究提供了重要的解剖学资料。2、第三脑室作为脑室内镜手术的一个重要操作空间,本文通过测量第三脑室体积及分析第三脑室男女体积的差异性,对第三脑室肿瘤切除术的手术操作空间范围进行了初步测量与分析,对术中操作及结构保护都具有重要的意义。3、本文在三维重建和经胼胝体手术入路基础上,将MRI图像与三维重建相结合,对手术入路相关结构P5-FN、P7-FN、AC-OC、FN-AI和FB-AC的经线进行了测量,并进行了男女之间的差异性对比,为手术治疗不仅提供了形态学支持还提供了量化指标,丰富了外科手术的解剖学资料。