大腦中央后回的計(jì)算神經(jīng)影像解剖學(xué)及三維可視化.pdf

1、研究背景：計(jì)算機(jī)輔助神經(jīng)影像學(xué)和腦立體定位技術(shù)及介入放射技術(shù)的快速發(fā)展使解剖學(xué)家們對(duì)人腦結(jié)構(gòu)的形態(tài)、定位、相互關(guān)系以及各種變異進(jìn)行了大量深入的研究，并得到了一系列有價(jià)值的成果。近20年來，腦科學(xué)吸納、融匯了大量來自不同學(xué)科的知識(shí)、技術(shù)力量，得到了快速的發(fā)展。尤其是計(jì)算科學(xué)和數(shù)學(xué)領(lǐng)域的新方法、新技術(shù)的加入，使腦科學(xué)的研究進(jìn)入了活體定量分析、數(shù)學(xué)建模、虛擬現(xiàn)實(shí)與可視化的時(shí)期。
　　中央后回又被稱為中央后升回，位于中央溝和中央后溝之間，

2、其前界為走形連續(xù)且恒定的中央溝，其尾側(cè)界為中央后下溝和中央后上溝，中央后回的下端與中央前下回相連接，并可被中央下后溝所橫越。中央后溝常分為上下兩部分，其上端多達(dá)半球上緣，內(nèi)側(cè)端多呈分叉狀[5]，分叉的中央后溝包繞邊緣支外側(cè)端的征象稱分叉中央后溝征，左半球占88％，右半球占72%[6]，下端約半數(shù)抵達(dá)外側(cè)溝，頂內(nèi)溝通常起始于其中點(diǎn)或其上端。中央下后溝起于外側(cè)裂，終止于島蓋頂部，在其上形成小切跡。
　　腦功能研究基礎(chǔ)是精確的腦解剖分區(qū)

3、、定位，及其關(guān)聯(lián)。臨床診療的微創(chuàng)化也對(duì)腦結(jié)構(gòu)精確分區(qū)和定位提出了更高的要求。本課題擬采用MRI成像技術(shù),以大腦前聯(lián)合、后聯(lián)合連線的中點(diǎn)作為原點(diǎn)，前后聯(lián)合線的延長線作為Y軸，過原點(diǎn)作X軸和Z軸，建立三維坐標(biāo)系，在42位活體腦的中央后回進(jìn)行立體定位研究，建立大腦中央后回三維立體定位數(shù)據(jù)集，在所測(cè)得數(shù)據(jù)集中計(jì)算出中央后回的曲線回歸方程，在3D-DOCTOR軟件中重建中央后回和整腦的三維可視化模型，為揭示其形態(tài)學(xué)規(guī)律、空間定位規(guī)律、性別和側(cè)別差

4、異性的規(guī)律提供解剖學(xué)資料。
　　第一部分大腦中央后回的MRI形態(tài)學(xué)研究
　　目的：通過基于AC-PC連線為掃描基線的活體薄層MR圖像，探討大腦中央后回在橫斷面上的形態(tài)特征及走行規(guī)律；
　　方法：男20例，女22例健康成人志愿者顱腦，以大腦間徑（AC-PC線）為掃描基線，行橫斷層2mmT1MR掃描。在微型計(jì)算機(jī)上將圖像數(shù)據(jù)以Dicom3.0格式導(dǎo)入 eFilm3.4工作站。應(yīng)用“3D-Cursor”技術(shù)識(shí)別大腦中央后回在

5、連續(xù)橫斷面上的形態(tài)及位置。觀察、統(tǒng)計(jì)中央后回形態(tài)特征；
　　結(jié)果：通過 eFilm軟件中的連續(xù)追蹤和三維定標(biāo)技術(shù)可以方便、準(zhǔn)確的在 MRI中定位中央后回在橫斷面、矢狀面和冠狀面的位置。
　　結(jié)論：連續(xù)追蹤法、三維定標(biāo)法輔以形態(tài)特征識(shí)別法可用于大腦中央后回?cái)鄬佑绊懡馄蕦W(xué)研究，為中央后回在 MRI上進(jìn)一步立體定位研究提供了形態(tài)學(xué)的識(shí)別依據(jù)，為中央后回區(qū)的病灶定位提供方法依據(jù)。
　　第二部分：中央后回立體定位數(shù)據(jù)集的構(gòu)建及擬

6、合曲線方程
　　目的：構(gòu)建中央后回前壁和后壁起、止點(diǎn)在基于前、后聯(lián)合間徑坐標(biāo)系中測(cè)得的立體數(shù)據(jù)集；在SPSS統(tǒng)計(jì)軟件中計(jì)算出中央后回在橫斷面和冠狀面起點(diǎn)和終點(diǎn)投影圖；計(jì)算出中央后回起、止點(diǎn)的回歸曲線和回歸方程。
　　方法：將42例健康成人志愿者顱腦橫斷面MRI圖像數(shù)據(jù)以JPG格式導(dǎo)出，再將其導(dǎo)入 Photoshop，應(yīng)用 Photoshop圖片處理功能，使系統(tǒng)坐標(biāo)原點(diǎn)與前后聯(lián)合中線中點(diǎn)重合系統(tǒng) Y軸與大腦前后聯(lián)合間線重合，建

7、立標(biāo)準(zhǔn)笛卡爾坐標(biāo)系，通過Photoshop軟件坐標(biāo)直接讀取功能，獲得斷層中央后回前后壁起、至點(diǎn)的上（X、Y）值，Z值由所在層面距離大腦原點(diǎn)層面間層數(shù)與層厚積，所測(cè)得的坐標(biāo)值即中央后回前后壁起、止點(diǎn)在三維坐標(biāo)系中的立體定位數(shù)據(jù)集，將這些數(shù)據(jù)在SPSS17統(tǒng)計(jì)軟件中計(jì)算出橫斷面和冠狀面的投影圖及回歸方程和回歸曲線。
　　結(jié)果：測(cè)量得出中央后回前后壁起、止點(diǎn)的立體數(shù)據(jù)集，統(tǒng)計(jì)繪制了中央后回在橫斷面的投影圖像；計(jì)算出中央后回的回歸曲線和回

8、歸方程。
　　結(jié)論：（1）男性右側(cè)中央后回前壁終點(diǎn)相對(duì)更遠(yuǎn)離正中線；（2）女性左側(cè)中央后回起點(diǎn)相對(duì)更接近中線；（3）男性左側(cè)中央后回前壁相對(duì)靠前。側(cè)別上的差異可能由于左側(cè)半球頂后部視覺性語言中樞（Wernicke區(qū)）和左側(cè)額下回運(yùn)動(dòng)性語言中樞（Broca’s區(qū)）不對(duì)稱有關(guān)，性別上的差異可能與男性的頂葉相對(duì)比女性的大有一定關(guān)系。
　　第三部分大腦中央后回的三維立體重建與可視化模型
　　目的：大腦中央后回的三維可視化模型的

9、建立，為大腦中央后區(qū)立體定位、介入放射及微創(chuàng)神經(jīng)外科導(dǎo)航等提供立體定向基礎(chǔ)。
　　方法：在圖像處理計(jì)算機(jī)上，應(yīng)用1例正常成人腦橫斷面MRI數(shù)據(jù)以Dicom格式導(dǎo)入3D-DOCTOR重建軟件，人工手動(dòng)分割出中央后回、中央前回、側(cè)腦室、大腦縱裂及腦表面，不同組織分別標(biāo)不同顏色，用面重建方法對(duì)所分割出的結(jié)構(gòu)進(jìn)行三維重建。
　　結(jié)果：中央后回的三維重建可視化模型，可見中央后回位于大腦后外1/3，上部略向后傾斜、呈冠狀位的新月形腦回，