人丘脑断面解剖及磁共振图像三维重建

人丘脑断面解剖及磁共振图像三维重建

任 珂，金保哲，张新中

【摘 要】摘要： 目的 建立人丘脑的可视化三维模型，为大脑立体定向手术提供解剖学基础。方法 以6例成年男性头颅标本为研究对象，选取其中1 例进行磁共振扫描，将获得的图像导入计算机，利用交互式医学影像控制系统医学三维重建软件重建丘脑三维模型。然后制备6例研究对象的大脑标本，分为矢状位组、冠状位组、水平位组，每组2例，在-20 ℃ 低温下冷冻，分别制备矢状位、冠状位、水平位层厚0.5 mm连续切片并拍摄照片，将图片导入计算机，利用photoshopCS6软件对图像中丘脑轮廓边界进行识别、提取并测量断面上丘脑前后径、左右径、上下径及体积。结果 丘脑的前后径、左右经、上下径分别为(29.52±0.47)、(14.51±0.18)、(18.66±0.35)mm，左、右侧丘脑体积分别为(6 218.56±563.60)、(5 764.37±485.48)mm3，丘脑的三维重建清晰显示了丘脑的空间位置、立体形态。结论 通过丘脑的薄层断面定位解剖和三维重建，得到丘脑的空间结构及形态，为立体定向手术提供了数据及形态学参考依据。

【期刊名称】新乡医学院学报 【年(卷),期】2019(036)006 【总页数】4

【关键词】 丘脑；立体定向；三维重建

本文引用:任珂，金保哲，张新中． 人丘脑断面解剖及磁共振图像三维重建[J]． 新乡医学院学报，2019，36( 6) :536-539． DOI: 10． 7683 /xxyxyxb． 2019． 06． 009．

基金项目：河南省神经修复重点实验室基金资助项目(编号：HNSJXF-2018-001)。

丘脑是脑皮质下最大的中继站，其纤维联系广泛，可将身体内外刺激引起的冲动整合后传递到大脑皮层[1]。帕金森病被认为与丘脑病变有关[2]。目前，深部电刺激(deep brain stimulation，DBS)已经成为治疗顽固性帕金森病的主要手段[3]，但DBS的目标靶核位于脑组织深部，且体积较小，因此，准确的定位对手术成败至关重要。目前对丘脑形态的识别主要依赖于大体解剖或影像学解剖，但由于主观因素及图像分辨率等原因，影响到丘脑三维形态展示和术者对丘脑核团的有效识别。本研究通过测量丘脑体积及各断面数据，并利用交互式医学影像控制系统 (Materialise′s interactive medical image control system，Mimics)对丘脑形态进行三维重建，旨在获得丘脑的可视化立体模型，为临床立体定向手术提供参考数据。

1 材料与方法

1.1 头颅标本 无肉眼病变、无手术史的成年男性尸体头颅标本6例，由河南省神经修复重点实验室提供。本研究经新乡医学院第一附属医院伦理委员会审核批准。

1.2 丘脑三维模型重建 选取1 例尸体头颅标本，使用 3.0T signa HDxt磁共振成像(magnetic resonance imaging，MRI)仪(美国General Electric公司) 进行扫描，将获得的MRI图像导入计算机，利用Mimics 医学三维重建软件提取丘脑轮廓，重建丘脑三维模型。

1.3 大脑整体标本获取 将6例尸体头颅沿正中矢状位、眉弓和枕外隆突连线水平位依次切开皮肤及皮下组织，用手摇钻依次在皮肤切缘上方间隔 5 cm 打孔，

用线锯锯开颅骨，显示并切开硬脑膜，在天幕裂孔处断开脑干，完整取出大脑，去除表面软脑膜、血管及神经，然后将整大脑于-20 ℃下冷冻保存。

1.4 大脑切片标本制作 选用自制容器，在容器中提前埋设3 根互相平行的定标线，其垂直截面的连线呈直角三角形，将底部用碎冰块铺满至最下方定标线，放入-20 ℃冰箱冰冻2 h后取出，将6例冰冻的大脑标本放入其中，将容器加满冰水，放入 -20 ℃ 冰箱冷冻72 h，在预定时间将切片机的载物台和刀具预冻15 min，将冰冻的大脑标本用夹具固定于载物台上，将6例大脑标本随机分为矢状位、冠状位、水平位3组，每组2例，设定层厚为0.5 mm，进行连续切割。其中矢状位组大脑标本行矢状位切片，从大脑中线向颞叶方向做连续切片，出现丘脑间黏合层面定义为0，丘脑消失定义为最后1层；冠状位组大脑标本行冠状位切片，从额叶向枕叶方向做连续切片，将侧脑室前角最先出现的层面定义为0，丘脑枕消失定义为最后1层；水平位组大脑标本行水平位切片，从顶叶向大脑底部做连续切片，将胼胝体最先出现的层面定义为0，丘脑消失定义为最后1层。

1.5 大脑切片标本丘脑图像采集及数据测量 在每1份大脑切片标本旁放置刻度标尺，用Nikon D100高清数码相机(日本尼康公司)对切片中丘脑观测较好的层面进行拍摄照片，在相同自然光下进行拍摄，图片存入计算机，利用photoshopCS6软件逐层对图像中丘脑轮廓边界进行识别提取，以刻度标尺为依据测量单位长度所含像素值的大小，将以像素为单位的数据转换成以毫米为单位的数据，获得每毫米所含像素值，再结合手工测量，获得断面上丘脑的前后径、左右径、上下径、面积及像素值，所得结果除以像素值/长度值，即为实测值。单层面积与层厚相乘得出单层体积，逐层体积相加即丘脑总体积[4]。应