大腦中央前回計算神經影像解剖學及三維可視化.pdf

1、背景：隨著顯微神經外科的提高和神經影像技術的發(fā)展，當代神經外科由傳統(tǒng)開顱方式向以病灶為中心的個體化微創(chuàng)手術入路發(fā)展，而微創(chuàng)手術的基礎是術前對病灶的精確定位。近年來，由于立體定向技術的功能神經外科、微創(chuàng)神經外科以及放射神經外科的快速發(fā)展，計算機輔助的腦、神經影像學引導下立體定向和介入放射技術為大腦皮層病變的微侵襲治療提供了現(xiàn)實途徑。
　　中央前回是分裂于大腦半球兩側，從半球間裂處，即后內上方走向前外下方的額葉腦回，止于外側窩池上方，

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窩池處相連。
　　中央前回的一部分向后反折，突入中央溝內，形成一個明顯的結區(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，但都不如在這個區(qū)域反折的幅度大，形成獨特的半個花結形狀。中央溝的一個小側枝進入反折的腦回中，使結中間有一個小裂隙，呈ω形，也可不很明顯。在矢狀

3、面上呈“典型的構型”，表現(xiàn)出一個清晰的島形區(qū)，稱之為“構型征”,或者呈“刺刀形”、“階梯狀”或“彎彎曲曲形”。中央前回這個特定區(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志，具有非常重要的臨床價值。
　　本研究對中央前回手運動區(qū)分型進行補充，將之更細分為七種形態(tài)。在基于連合間徑的笛卡爾三維坐標系中測量中央前回的立體定位數(shù)據(jù)集，求得其在坐標系中的平面回歸方程；構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、立體定向外科、介入放射及微創(chuàng)神經外科等提供量化影像解剖學資料。
　　第一部分、大腦中央前回手運動區(qū)的MRI形態(tài)學研究
　　目的：通過研究以AC-PC線為掃描基線的活體薄層MR圖像，定位及分析手運動區(qū)域的形態(tài)學規(guī)律。
　　方法：選取48名右手利健康成人志愿者頭顱進行薄層MRI掃描，獲得48名志愿者96個大腦半球的MRI橫斷位、矢狀位及冠狀位圖像，對手運動區(qū)進行識別、定位，并觀察分析其形態(tài)學規(guī)律。
　

5、　結果：手運動區(qū)域分7種類型：倒Ω，ω，ω內不對稱，ω外不對稱，曲線，三葉草，波浪型。對男女、男性和女性左右側大腦半球各型進行秩和檢驗發(fā)現(xiàn)差異均無有統(tǒng)計學意義（P>0.05）。對男女倒Ω型的高和寬進行統(tǒng)計學分析，男女性倒Ω型的高度無統(tǒng)計學差異（P>0.05），而男女性基底寬有統(tǒng)計學差異,即男性基底寬大于女性（P<0.05）。
　　結論：完善中央前回手運動區(qū)在橫斷面的形態(tài)學分類，為臨床及實驗研究識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)集的構建及回歸分析
　　1．中央前回前壁和后壁最內、外側緣的立體定位數(shù)據(jù)集的構建
　　目的：求得中央前回前壁和后壁最內、外側緣在笛卡爾三維坐標系中的立體定位數(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。在微型計算機上將掃描數(shù)據(jù)以Dicom3.0格式導入eFi

7、lm3.4工作站。將顱腦橫斷層面 MRI數(shù)據(jù)經格式轉化導入Photoshop軟件，以連合間經中點為原點，使連合間徑與Y軸重疊建立笛卡爾三維坐標系，測量每個層面上中央前回前壁和后壁最內、外側點，讀取、記錄各取樣點的x、y坐標值，z值為所在層面距離零層面的數(shù)目與層距的乘積。
　　結果：得到正常成年男女中央前回前壁和后壁最內、外側點在大腦中的三維空間立體定位數(shù)據(jù)集。
　　結論：男女中央前回前壁和后壁最內、外側點立體定位數(shù)據(jù)集的構建

8、為立體定向神經外科、介入放射治療及微創(chuàng)神經外科等有較大的臨床應用價值；同時為神經生理功能、人類學等方面的研究提供形態(tài)學基礎。
　　2．中央前回前壁和后壁最內、外側點的投影圖及擬合曲線方程分析
　　目的：計算中央前回前壁和后壁最內、外側點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、外側點的大腦空間坐標系的坐標值（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。
　　結果：中央前回前壁和后壁最內、外側點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、外側點在冠狀面及橫斷面投影方向上的擬合曲線方程。
　　結論：中央前回前壁和后壁，最內側點相關系數(shù)較高，最外側點相關系數(shù)較低，中央前回后壁較前壁相關系數(shù)較高，即中央前回中下內側部分分布有顯著匯聚趨勢，即在大腦內側面近大腦中部穩(wěn)定性較高，外側面大腦結

10、構變異較高，這在腦的人類學、發(fā)育學、體質測量學等方面具有一定的科學意義。
　　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)神經外科手術、介入放射治療及影像解剖學教學提供可視化模型。
　　方法：在微型計算機上，將1例正常成人（無神經、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格式導入3D-Doctor軟件，人工分割中央前回、中央后回、側腦室及大腦表面