大腦中央前回計(jì)算神經(jīng)影像解剖學(xué)及三維可視化.pdf

1、背景：隨著顯微神經(jīng)外科的提高和神經(jīng)影像技術(shù)的發(fā)展，當(dāng)代神經(jīng)外科由傳統(tǒng)開(kāi)顱方式向以病灶為中心的個(gè)體化微創(chuàng)手術(shù)入路發(fā)展，而微創(chuàng)手術(shù)的基礎(chǔ)是術(shù)前對(duì)病灶的精確定位。近年來(lái)，由于立體定向技術(shù)的功能神經(jīng)外科、微創(chuàng)神經(jīng)外科以及放射神經(jīng)外科的快速發(fā)展，計(jì)算機(jī)輔助的腦、神經(jīng)影像學(xué)引導(dǎo)下立體定向和介入放射技術(shù)為大腦皮層病變的微侵襲治療提供了現(xiàn)實(shí)途徑。
　　中央前回是分裂于大腦半球兩側(cè)，從半球間裂處，即后內(nèi)上方走向前外下方的額葉腦回，止于外側(cè)窩池上方，

2、位于中央前溝與中央溝之間。中央前回是屬于額葉的腦回，研究發(fā)現(xiàn)它在橫斷面上與額上回、額中回、額下回廣泛相連，而與中央后回在靠近外側(cè)窩池處相連。
　　中央前回的一部分向后反折，突入中央溝內(nèi)，形成一個(gè)明顯的結(jié)區(qū)。中央溝、中央后回在此部位也向后稍有移位。而在大腦半球其他部位，雖然腦回存在彎曲和反折，但都不如在這個(gè)區(qū)域反折的幅度大，形成獨(dú)特的半個(gè)花結(jié)形狀。中央溝的一個(gè)小側(cè)枝進(jìn)入反折的腦回中，使結(jié)中間有一個(gè)小裂隙，呈ω形，也可不很明顯。在矢狀

3、面上呈“典型的構(gòu)型”，表現(xiàn)出一個(gè)清晰的島形區(qū)，稱之為“構(gòu)型征”,或者呈“刺刀形”、“階梯狀”或“彎彎曲曲形”。中央前回這個(gè)特定區(qū)域涉及一部分特定腦部功能，又可作為中央前回的定位標(biāo)志，具有非常重要的臨床價(jià)值。
　　本研究對(duì)中央前回手運(yùn)動(dòng)區(qū)分型進(jìn)行補(bǔ)充，將之更細(xì)分為七種形態(tài)。在基于連合間徑的笛卡爾三維坐標(biāo)系中測(cè)量中央前回的立體定位數(shù)據(jù)集，求得其在坐標(biāo)系中的平面回歸方程；構(gòu)建基于斷層影像的中央前回在整腦中的三維可視化模型，為研究中前回區(qū)

4、域的臨床影像學(xué)、立體定向外科、介入放射及微創(chuàng)神經(jīng)外科等提供量化影像解剖學(xué)資料。
　　第一部分、大腦中央前回手運(yùn)動(dòng)區(qū)的MRI形態(tài)學(xué)研究
　　目的：通過(guò)研究以AC-PC線為掃描基線的活體薄層MR圖像，定位及分析手運(yùn)動(dòng)區(qū)域的形態(tài)學(xué)規(guī)律。
　　方法：選取48名右手利健康成人志愿者頭顱進(jìn)行薄層MRI掃描，獲得48名志愿者96個(gè)大腦半球的MRI橫斷位、矢狀位及冠狀位圖像，對(duì)手運(yùn)動(dòng)區(qū)進(jìn)行識(shí)別、定位，并觀察分析其形態(tài)學(xué)規(guī)律。
　

5、　結(jié)果：手運(yùn)動(dòng)區(qū)域分7種類型：倒Ω，ω，ω內(nèi)不對(duì)稱，ω外不對(duì)稱，曲線，三葉草，波浪型。對(duì)男女、男性和女性左右側(cè)大腦半球各型進(jìn)行秩和檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)差異均無(wú)有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P>0.05）。對(duì)男女倒Ω型的高和寬進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，男女性倒Ω型的高度無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P>0.05），而男女性基底寬有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異,即男性基底寬大于女性（P<0.05）。
　　結(jié)論：完善中央前回手運(yùn)動(dòng)區(qū)在橫斷面的形態(tài)學(xué)分類，為臨床及實(shí)驗(yàn)研究識(shí)別中央前回提供便利條件。
　　

6、第二部分、大腦中央前回立體定位數(shù)據(jù)集的構(gòu)建及回歸分析
　　1．中央前回前壁和后壁最內(nèi)、外側(cè)緣的立體定位數(shù)據(jù)集的構(gòu)建
　　目的：求得中央前回前壁和后壁最內(nèi)、外側(cè)緣在笛卡爾三維坐標(biāo)系中的立體定位數(shù)據(jù)集
　　方法：男女各20例健康成人志愿者顱腦，以大腦間徑（AC-PC線）為掃描基線（冠狀面為垂直于 AC-PC線），行橫斷層2mm、矢狀面2mm和冠狀面2mmT1MR掃描。在微型計(jì)算機(jī)上將掃描數(shù)據(jù)以Dicom3.0格式導(dǎo)入eFi

7、lm3.4工作站。將顱腦橫斷層面 MRI數(shù)據(jù)經(jīng)格式轉(zhuǎn)化導(dǎo)入Photoshop軟件，以連合間經(jīng)中點(diǎn)為原點(diǎn)，使連合間徑與Y軸重疊建立笛卡爾三維坐標(biāo)系，測(cè)量每個(gè)層面上中央前回前壁和后壁最內(nèi)、外側(cè)點(diǎn)，讀取、記錄各取樣點(diǎn)的x、y坐標(biāo)值，z值為所在層面距離零層面的數(shù)目與層距的乘積。
　　結(jié)果：得到正常成年男女中央前回前壁和后壁最內(nèi)、外側(cè)點(diǎn)在大腦中的三維空間立體定位數(shù)據(jù)集。
　　結(jié)論：男女中央前回前壁和后壁最內(nèi)、外側(cè)點(diǎn)立體定位數(shù)據(jù)集的構(gòu)建

8、為立體定向神經(jīng)外科、介入放射治療及微創(chuàng)神經(jīng)外科等有較大的臨床應(yīng)用價(jià)值；同時(shí)為神經(jīng)生理功能、人類學(xué)等方面的研究提供形態(tài)學(xué)基礎(chǔ)。
　　2．中央前回前壁和后壁最內(nèi)、外側(cè)點(diǎn)的投影圖及擬合曲線方程分析
　　目的：計(jì)算中央前回前壁和后壁最內(nèi)、外側(cè)點(diǎn)在冠狀面上的投影圖及在冠狀面、橫斷面上的擬合曲線方程。
　　方法：將上述大腦中央前回前壁和后壁最內(nèi)、外側(cè)點(diǎn)的大腦空間坐標(biāo)系的坐標(biāo)值（X，Y，Z），利用excel求其在冠狀面上的投影圖，并

9、利用SPSS17.0軟件求解其在冠狀面、橫斷面上的擬合曲線方程。
　　結(jié)果：中央前回前壁和后壁最內(nèi)、外側(cè)點(diǎn)在冠狀面上的投影圖能夠反映中央前回的形態(tài)特征，求出了中央前回前壁和后壁最內(nèi)、外側(cè)點(diǎn)在冠狀面及橫斷面投影方向上的擬合曲線方程。
　　結(jié)論：中央前回前壁和后壁，最內(nèi)側(cè)點(diǎn)相關(guān)系數(shù)較高，最外側(cè)點(diǎn)相關(guān)系數(shù)較低，中央前回后壁較前壁相關(guān)系數(shù)較高，即中央前回中下內(nèi)側(cè)部分分布有顯著匯聚趨勢(shì)，即在大腦內(nèi)側(cè)面近大腦中部穩(wěn)定性較高，外側(cè)面大腦結(jié)

10、構(gòu)變異較高，這在腦的人類學(xué)、發(fā)育學(xué)、體質(zhì)測(cè)量學(xué)等方面具有一定的科學(xué)意義。
　　第三部分、大腦中央前回的三維重建及可視化
　　目的：重建中央前回的三維可視化模型，為微創(chuàng)神經(jīng)外科手術(shù)、介入放射治療及影像解剖學(xué)教學(xué)提供可視化模型。
　　方法：在微型計(jì)算機(jī)上，將1例正常成人（無(wú)神經(jīng)、精神病史及家族史）顱腦橫斷面2mm薄層MRI掃描數(shù)據(jù)以Dicom3.0格式導(dǎo)入3D-Doctor軟件，人工分割中央前回、中央后回、側(cè)腦室及大腦表面