扣带沟缘支立体定位数据集的构建及意义

隋东莉，李　成，赵学影，陈刘成，王震寰



扣带沟缘支立体定位数据集的构建及意义

隋东莉1，李成1，赵学影1，陈刘成2，王震寰1

[摘要]目的：求得扣带沟缘支在笛卡尔三维坐标系中的立体定位数据集。方法：在笛卡尔坐标系中以扣带沟缘支的最内侧端点为起点，向外X值每隔3 mm取点，读取、记录各取样点的X、Y坐标值，Z值为所在层面距离零层面的数目与层距(3 mm)的乘积。结果：构建出扣带沟缘支在三维坐标系中的立体定位数据集。结论：扣带沟缘支与笛卡尔三维坐标系有相对稳定的位置关系。

[关键词]扣带回；颅脑外科；中央旁小叶；楔前叶

扣带沟缘支是大脑半球内表面一单独恒定的解剖标志，它形成了扣带沟连续不间断的后部，向上弯曲直达半球内面上缘，将中央旁小叶与楔前叶分开，是中央旁小叶的后界，楔前叶的前界[1]。BERGER等[2]认为在手术切除脑内运动皮质内或邻近运动皮质的肿瘤之前，多维MRI可以提供有效的术前诊断帮助。鉴于此，以期为大脑内侧面中央旁小叶和楔前叶区域病灶的立体定向外科、微侵袭神经外科及介入放射治疗等提供三维立体定位解剖学基础。

1材料与方法

1.1主要仪器与设备Signa1.5T超导磁共振(1.5TMRI Echospeed)扫描仪及头颅正交线圈，General Electric.Co.，美国；Leno计算机，启天M268E，联想公司 (北京)。

1.2主要软件系统Microsoft Windows XP Professional，2002 Service Pack2，微软中国；eFilm Workstation，版本2.1.2.352，Merge eMed Co.；Adobe Photoshop CS，版本8.0.1.0，Adobe Systems,Incorporated3；SPSS 14.0统计软件。

1.3样本数据选择30名成年志愿者 (均知情同意)，其中男15名，女15名，平均年龄42.7岁。临床门诊体检及MRI颅脑检查无神经、精神病史及家族史。以AC-PC线为基线，获取7 mm层间距的矢状断层和3 mm层间距的横断层T1MRI图像，Dicom3.0格式。

1.4方法

1.4.1横断层面上扣带沟缘支的准确识别在eFilm1.5读图软件中打开Dicom3.0格式的图像，利用其三维定标法(3D-Cursor)功能，以矢状断层容易识别的扣带沟为依据，识别横断层上的扣带沟缘支。

1.4.2扣带沟缘支数据的测量以扣带沟开始向背部走行的最低点作为扣带沟缘支的起始处进行测量。30例头颅连续MRI断层扫描数据，在微型计算机上以Dicom 3.0格式导入eFilm 1.5工作站，选中横断层T1MRI图像，导出保存为JPEG格式；在eFilm1.5读图软件中打开Dicom3.0格式的图像，利用3D-Cursor功能，以矢状断层容易识别的扣带沟缘支为依据，对横断层上的扣带沟缘支进行识别，并对转换过后的相应图像的进行标记。

1.4.3笛卡儿坐标系中扣带沟MRI数据的读取与测量在Photoshop中打开转换过后的已标记图像，选择“图像”“图像大小”，打开“图像大小”对话框，将“文档大小”的宽度和高度均调整为240 mm，使其与图像实际大小相符，此时用Photoshop测量工具在图像上测出的数值与efilm的测得值相一致；以大脑连合间径即AC-PC线作为基准线将画布进行旋转(与此同时读出AC-PC的距离D)，测出前连合后缘中点坐标值(X1，Y1)及后连合后缘中点坐标值(X2，Y2)，计算出AC-PC中点及大脑原点的坐标值(X0，Y0)[(X0=X1=X2，Y0=(Y1+Y2)/2]，然后以该坐标为原点建立X-Y二维坐标系，将Photoshop中默认的参考线拖至与新参考线重合；在每个层面上自缘支内侧缘开始，向外沿X轴每隔3 mm取一个取样点。然后利用Photoshop软件直接读取并记录每个横断面上扣带沟取样点的坐标值(X，Y)，Z值为所在层面与AC-PC平面相隔层数与层厚(3 mm)的乘积。

1.5统计学方法采用t检验。

2结果

表1　经扣带沟缘支中上部层面(Z=51mm)(mm)

表2　经扣带沟缘支中下部层面(Z=42 mm)(mm)

表3　经扣带沟缘支中上部层面(Z=54 mm)(mm)

表4　经扣带沟缘支中下部层面(Z=45 mm)(mm)

3讨论

脑、神经成像技术与立体定向仪的结合，使立体定向技术在神经外科有了更加广泛、深入的应用[3]。扣带沟缘支是大脑半球内表面恒定的解剖学标志之一，它形成了扣带沟连续不间断的后部，向上弯曲直达半球内侧面上缘，将中央旁小叶与楔前叶分开，是中央旁小叶的后界，同时亦是楔前叶的前界。楔前叶与大脑两侧半球的其他脑区均有广泛联系，在视觉信息及其他感觉系统信息整合中起重要作用[4]，也是静息态默认脑网络的关键节点，在癫痫的发作中起重要作用。而对于难治性癫痫患者来说，外科手术是其另一治疗途径，致痫灶的准确定位是手术成败的关键[5]。目前医学界已经公认神经导航等相关影像技术的应用有助于手术入路的确定和手术的准确定位[6-7]。早在20世纪90年代BERGER等[2]就认为在手术切除脑内运动皮质内或邻近运动皮质的肿瘤之前，多维MRI可以提供有效的术前诊断帮助。因此，本文所构建的扣带沟缘支立体定位数据集将有助于准确的诊断、定位颅内中央旁小叶和楔前叶区域的病变，进行较为精确的术前定位，确定合理的手术入路以及放疗等治疗靶点的位置，以便在治疗过程中最大限度地保护周围功能区的正常组织。

表5　经扣带沟缘支中上部层面(Z=57 mm)(mm)

表6　经扣带沟缘支中下部层面(Z=48 mm)(mm)

LIGHTSTONE等[8]报道在立体定向放射治疗前使用颅内立体定向定位仪系统对脑内结构进行定位有助于手术的精准实施。其作用主要体现在：(1)建立立体定位坐标系，使得定向导航系统得以顺利实施；(2)提供一个使该坐标系统与患者对应的、坐标值与病变解剖位置一致的定向、定位仪。因此，颅内病灶及重要参照结构三维空间坐标值的精确测定是关键一环。而对于中央旁小叶、楔前叶等区域病变的外科治疗，扣带沟缘支是重要的参照结构之一。其在周围相关区域立体定向外科中将会具有一定的应用价值。

本研究显示：(1)在中上部层面，三种类型的扣带沟缘支左右两侧均不存在统计学差异(P>0.05)；(2)在中下部层面，仅左侧出现副扣带沟(PCS)和左右两侧均出现PCS两种类型左右两侧都存在统计学差异，即左侧扣带沟缘支中下部较右侧后移。据此本文认为，左侧PCS的出现对同侧中下部层面扣带沟缘支在Y轴的位置有影响，使之较右侧后移，而对中上部层面无影响。相对先前的研究结果[9]——左侧出现PCS时，左右两侧前扣带沟在Y轴上的位置存在差异，左侧较右侧偏后。因此我们初步推断，左侧PCS的出现影响了扣带沟全长大部分的解剖位置，使之较右侧后移，仅对中上部层面扣带沟缘支(末端)未产生明显影响。已有研究[10]认为，PCS的出现影响了前扣带皮质的体积，而对后扣带回皮质体积的影响未见文献报道，有待后续研究得出。

大脑扣带沟缘支立体定位数据集的构建，为研究扣带沟缘支与其他脑区的关系、大脑的发生、发育规律及对大脑功能区和治疗靶点的立体定位等提供了解剖学基础，具有一定的科学价值。

[参考文献]

[1]ALLISON T,MCCARTHY G,LUBY M,etal.Localization of functional regions of human mesial cortex by somatosensory evoked potential recording and by cortical stimulation[J].Electroencephalogr Clin Neurophysiol,1996,100(2):126.

[2]BERGER M,COHEN W,OJEMANN G,etal.Correlation of motor cortex brain mapping data with magnetic resonance imaging[J].Neurosurg,1990,72(3):383.

[3]刘宗惠.实用立体定向及功能神经外科学[M].北京:人民军医出版社,2006;112.

[4]宋建太,陶玲,钱志余,等.基于静息态fMRI和DTI的大脑性别差异性研究[J].生物医学工程,2014,33(4):211.

[5]陈英.静息态功能磁共振成像在癫痫领域的研究进展[J].医学综述,2014,20(3):518.

[6]NAYAR VV,DEMONTE F,YOSHOR D,etal.Surgical approaches to meningiomas of the lateral ventricles [J].Clin Neurol Neurosurg,2010,112(5):400.

[7]JURETSCHKE FR,GURESIR E,MARQUARDT G,etal.Trigonal and peritrigonal lesions of the lateral ventricle-surgical considerations and outcome analysis of 20 patients[J].Neurosurg Rev,2010,33(4):457.

[8]LIGHTSTONE AW,BENEDICT SH,BOVA FJ,etal.Intracranial stereotactic positioning systems:Report of the American Association of Physicists in Medicine Radiation Therapy Committee Task Group no.68[J].Med Phys,2005,32(7):2380.

[9]隋东莉,李成,陈刘成,等.大脑前扣带皮质边界的解剖学定位分析[J].解剖学研究,2015,37(2):131.

[10]FORNITO A，WOOD SJ，WHITTLE S，etal.Variability of the paracingulate sulcus and morphometry of the medial frontal cortex:associations with cortical thickness，surface area，volume，and sulcal depth[J].Hum Brain Mapp，2008，29(2):222．

(本文编辑刘畅)

Construction of the stereotactic anatomy data set of the marginal ramus in cingulate sulcus and its significance

SUI Dong-li1,LI Cheng1,ZHAO Xue-ying1,CHEN Liu-cheng2,WANG Zhen-huan1

(1.DepartmentofAnatomy,BengbuMedicalCollege,BengbuAnhui233030; 2.DepartmentofRadiology,TheFirstAffiliatedHospitalofBengbuMedicalCollege,BengbuAnhui233004,China)

[Abstract]Objective:To obtain the stereotactic anatomy data set of the marginal ramus in cingulate sulcus.Methods:The most medial end of marginal ramus of the cingulate sulcus was set as a starting point in Descartes coordinate system,the each point at interval of 3 mm was identified,the X and Y coordinate values of which was recorded.The multiplication of the number of plane distancing from zero plane and plane distance was set as the Z value.Results:The three-dimensional anatomy data set of the marginal ramus in cingulate sulcus was constructed in the three-dimensional coordinates.Conclusions:The positional relationship between marginal ramus of the cingulate sulcus and Descartes three-dimensional coordinate is stable.

[Key words]cingulate sulcus;brain surgery;paracentral gyrus;precuneus

[文章编号]1000-2200(2016)03-0292-04·基础医学·

[收稿日期]2015-04-30

[基金项目]安徽省高等学校自然科学研究一般项目(KJ2015B063by)；安徽省重点实验室、工程中心(蚌埠医学院)开放课题计划基金资助项目(BYKL1403)

[作者简介]隋东莉(1981-)，女，硕士，讲师.

[中图法分类号]R 322.81

[文献标志码]A

DOI:10.13898/j.cnki.issn.1000-2200.2016.03.004

[作者单位] 1.蚌埠医学院 人体解剖学教研室，安徽 蚌埠 233030;2.蚌埠医学院第一附属医院 放射科，安徽 蚌埠 233004