大脑颞平面的计算断层影像解剖学及三维可视化

发布时间：2020-06-05 00:09

【摘要】：研究背景:随着影像检查技术的不断进步,尤其是MRI技术的发展,使人们能够在活体状态下对大脑结构及功能的研究成为现实,同时结合飞速发展的计算机技术的辅助,医生可以对脑内病变精确立体定位,微创治疗,如显微神经外科、立体定向神经外科等,从以往的“脑叶范围手术”过渡到“病灶性手术”水平。大脑颞平面(The Planum Temporale,PT)是位于外侧裂底部,颞上回后部一个底边向外,顶点向内的近似三角形的皮质区。之前对于颞平面的边界定义一直存在争议,直到1975年,加拿大医学博士Juhn A.Wada等通过对100例成人和100例婴儿尸脑的研究,首次对颞平面的边界提出准确定义:它位于外侧裂底部,前界为颞横回(Heschl transverse gyrus,HG),后界为同侧外侧裂后升支的转折处,外侧界为外侧裂的外侧缘的近似三角形的皮质区,它是听觉型语言认知的重要联系区,同时也是脑内偏侧化优势的代表结构之一;20世纪70年代,Yasarisl提出利用颅内自然的解剖间隙和经脑外到达病灶部位,处理病变,降低手术创伤,加大了对脑和神经的功能保护,而外侧裂作为大脑外侧面最显著的恒定不变的大脑自然裂隙,是脑深部及邻近结构手术的首选入路,因此对周边结构的识别及保护是尤为重要的。本实验通过30例正常成年人大脑进行以AC-PC为基线的MRI扫描,获得横、冠、矢状面的扫描,对活体大脑颞平面的位置及形态学研究,建立三维坐标数据集,构建基于断层影像的颞平面在整脑中的三维可视化模型,为涉及颞平面及其周边的立体定向外科、介入放射及微创神经外科提供解剖学参考,同时为临床解剖教学提供一个全新的教学途径。目的:通过研究以AC-PC线为扫描基线的活体大脑的MR图像,探讨大脑颞平面在横断面,冠状面及矢状面上识别的形态学规律。方法:将30例健康常人志愿者颅脑,以大脑连合间径为扫描基线(AC-PC线),层厚为2mm分别获得横、冠及矢状面MR图像。在微型计算机上将扫描数据以Dicom3.0格式导入e Film 2.1工作站,用“3D-Cursor”技术以易识别的矢状面为对照,观察颞平面在连续横断层面冠状面上的形态及位置。结果:能够在薄层MR图像连续层面上准确识别颞平面,得出颞平面的形态及位置规律:1、大脑颞平面在横断面影像解剖由于颞平面走形相对水平,横断面出现的层面较少。鉴于颞平面的解剖位置,首先在横断面识别颞横回(Helchl’回),本研究发现颞横回可有两种形态即:Y型及单指型;其后方间隔少量脑脊液的灰质皮层即为——颞平面;2、大脑颞平面在冠状断面影像解剖颞平面在冠状断面上相比于在横断面上易于识别,首先仍然是颞横回——在外侧裂水平部下方的第一个脑回即为颞上回,在颞上回外侧裂面凸起的脑回即为颞横回;颞横回的冠状断面呈“Ω型”,或者不完整的“心形”。颞平面在颞横回的外侧颞上回外侧裂面的延伸至大脑外侧面的皮质。3、大脑颞平面在矢状断面影像解剖颞平面在矢状断面上同样比横断面上更易于识别,颞平面位于颞横回后方的颞上回外侧裂面的皮质,起点为颞横回后缘最下点终至同侧外侧裂后升支起点处。结论:1、对于颞平面的识别,利用“3D-Cursor”技术联合“连续追踪”技术首先要借助周边结构间接识别周边颞横回及外侧裂。2、颞平面在横断面上呈为由前外向后内的不规则窄条型皮质,并由上到下逐渐向前外侧变短消失;颞平面矢状面及冠状面上分别为后高前低的窄条装皮质,并由外向内随同侧颞横回逐渐向后内侧消失。3、矢状面及冠状面较横断面易于识别。目的:构建颞平面内侧缘在笛卡尔三维坐标系中的立体定位数据集,形态特征及侧别差异。方法:上述男、女各15例健康成人颅脑冠状面MRI数据经格式转化导入Photoshop软件,坐标原点平移,使得设定的大脑空间坐标系X、Z轴在该层面上的映射线分别与软件操作界面的坐标轴X、Y完全重合,测量每个层面上颞平面最内侧缘的坐标,读取并记录各取样点的X、Z坐标值,Y值为所在层面距离零层的数目与层距的乘积。最后将所有取样点坐标值转化为大脑空间坐标系的坐标值。结果:1、成功构建正常国人成年男女颞平面内侧缘在大脑中的三维空间立体定位数据集见。2、求得颞平面最内侧缘分别在横、冠及矢状面的映射。3、求得颞平面最内侧缘空间拟合方程。结论:1、颞平面内侧缘存在明显不对称现象;2、颞平面内侧缘由头侧向枕侧逐渐向大脑中心靠拢,并且向枕侧集中的趋势;在冠状面及矢状面并未发现有明显的集中趋势;3、X、Y、Z之间的相关关系较为密切但是三维坐标之间的回归关系并不显著。目的:建立健康成人活体MR图像的大脑颞平面三维可视化模型,探究颞平面的解剖结构特点及脑立体定向手术应用。方法:将一例正常成人的头颅MRI冠状面T1WI数据直接以Dicom3.0格式导入3D-Doctor软件中。手工分割、边界提取大脑颞平面、大脑纵裂、侧脑室人工分割中央沟、侧脑室、正中裂及大脑,并以不同颜色标识;用面重建方法对颞平面及整脑同时行三维重建。结果:成功重建颞平面在整脑中的三维可视化模型,构建出的颞平面双侧形态基本相似,呈底为颞上回顶部外侧缘后部,尖端指向脑深部的类三角形的皮质结构,外高内低中部稍凹陷,表面凹凸不平。其整体与水平面成一锐角。结论:应用MRI数据建立颞平面三维模型,从不同角度观察颞平面三维立体及其与周围重要结构毗邻关系,在模型上进行三维解剖学的测量,立体定向放射外科等有重要的应用价值。
【图文】：

影像,层数,断面,软件

图 1 Efilm 软件中影像断面所在层数的确定Fig 1 Determination of layer number of image section in Efilm software4.3.3 颞平面坐标的获取上述所得坐标为原点建立 X-Z 二维坐标系，，在状态栏中选择“视图” “新建参考线” 在“取向”中点选“水平”并在“位

平面图,平面,点坐标,实线

图 2 Photoshop 中颞平面各点坐标的读取（白实线示颞平面）Fig. 2 reading of the coordinates of the planum temporale in Photoshop
【学位授予单位】：蚌埠医学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：R445.2;R322.8

【参考文献】