2022年12月29日发布 | 901阅读
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下丘脑显微结构和白质纤维解剖

张强

华中科技大学协和深圳医院 (南山医院)

李信晓

郑州大学第五附属医院

王知秋

复旦大学附属华山医院

达人收藏




































































































































土耳其安卡拉喀兹大学医学系神经外科的Pelin Kuzucu等应用纤维剥离技术联合纤维束成像技术,展示下丘脑显微结构和白质纤维解剖,结果发表在2021年9月的《Oper Neurosurg(Hagerstown)》杂志。


——摘自文章章节


Ref: Kuzucu P, et al. Oper Neurosurg (Hagerstown). 2021 Sep 15;21(4):E309-E320. doi: 10.1093/ons/opab242.


研究背景




下丘脑位于脑的基底部,和脑干及大脑都有白质纤维联系,是控制自主神经和内分泌功能以及情绪和行为状态的中枢,其功能涉及水盐平衡、体温调节、饥饿和食物摄入、清醒和睡眠节律、渴觉控制和性行为控制等等。脑深部刺激下丘脑已是治疗肥胖、行为障碍、头痛、运动障碍性疾病的靶点。然而下丘脑的白质纤维联系并没有完全为人所知,而且脑深部刺激下丘脑的靶点选择也未达成共识。土耳其安卡拉喀兹大学医学系神经外科的Pelin Kuzucu等应用纤维剥离技术联合纤维束成像技术,展示下丘脑显微结构和白质纤维解剖,结果发表在2021年9月的《Oper Neurosurg(Hagerstown)》杂志。


研究方法



研究者在手术显微镜下,采用Klingler纤维剥离技术解剖福尔马林固定的24例人脑半球。以前、后连合线和乳头丘脑束作为标志,将下丘脑分为前内侧、前外侧、后内侧、后外侧、上和下6个部分,并进行测量。由神经影像科医生进行纤维束成像。


研究结果



研究结果显示,下丘脑的前后径平均长为14mm±1.2mm,左右径平均长为23mm±1.3mm。Broca斜带、杏仁下丘脑腹侧纤维、终纹、穹隆与下丘脑的前内侧部相关;扣带束、视神经上连合、额顶束与下丘脑的前外侧部相关;内侧纵束、背侧纵束与下丘脑的后内侧部相关;乳头束、皮质脊髓束、颞顶枕桥脑束、内侧丘系、脊丘系、乳头被盖束、齿状核丘脑束与下丘脑的后外侧部相关(图1-9)。


图1. 利用AC-PC线和与乳头体前缘的垂直线划分下丘脑区域。AC-PC线将下丘脑分为上区和下区,而来自乳头体前缘的垂直线将下丘脑分为前区和后区。下丘脑上界为下丘脑沟,前界是乳头丘脑束,其将下丘脑分为内侧和外侧区域。


图2. 大脑的内侧面。

A. 左侧半球内侧面的脑沟和脑回。下丘脑的上界是下丘脑沟,前界是终板和视交叉,后界是乳头丘脑束,外侧界是丘脑和内囊,下界是漏斗和垂体柄,内侧界是第三脑室的外侧壁。B. 下丘脑区域的放大观。前界是视交叉和前连合,上界为前连合和后连合之间的假想连线,后界到乳头体,下界到漏斗。C. 下丘脑区域MRI-T1加权的矢状位。


图3. 由内向外剥离纤维。

A. 可见胼胝体上方一薄层灰色神经元,称作灰被层,汇入Broca斜角带。剥离皮质显露扣带束,其联系胼胝体下皮质和海马旁回的前部,并围绕胼胝体走行。可见穹窿位于大脑半球的内侧,从边缘内回走行至下丘脑,并围绕着丘脑走行至隔区。穹窿由四部分组成:穹窿脚、穹窿连合、穹窿体和穹窿柱。在前连合水平分为连合前穹窿和连合后穹窿。穹窿的后部纤维,称为连合后穹窿,经下丘脑的后部终止于乳头体的后内侧面。B. 与A图对应的矢状位纤维束成像。C. 背侧纵束位于下丘脑前内侧、同侧桥脑被盖和中脑的后部。内侧纵束位于导水管周围灰质的腹侧,并上升至间质核。乳头丘脑束起自乳头体的前外侧面,到达丘脑前核。D. 背侧纵束和内侧纵束的矢状位纤维束成像。


图4. 由内向外剥离纤维。

A. 内侧前脑束从腹侧被盖区到下丘脑内侧,然后是隔区、嗅区、伏隔核、杏仁核和无名质。B. 乳头丘脑束是Papez环路的一部分,起自乳头体的前外侧面,到达丘脑前核。乳头丘脑束纤维位于下丘脑的纵轴方向。C. 脑白质纤维束成像。D. 图4E、4F剥离前的放大观。E.向Broca斜角带的下面剥离,其联系终板旁回和杏仁核以及下丘脑区域和杏仁核下丘脑腹侧纤维。终纹沿丘脑纹状体沟在丘脑和尾状核之间呈C字走行,终止于联系杏仁核与视前区、隔区和下丘脑前内侧的终纹床核。Broca斜角带联系终板旁回和杏仁核,以及下丘脑前区,杏仁核下丘脑纤维毗邻Broca斜角带。脑脚袢由豆状核袢和丘脑下脚构成,联系丘脑内侧、丘脑底、下丘脑的后外侧与颞叶以及额叶。构成脑脚袢的杏仁核丘脑纤维和杏仁核下丘脑纤维统属于杏仁核腹侧通路。F.图E的矢状位观。内囊包括5个部分:内囊前肢、后肢、膝部,豆状核后部和豆状核下部。前肢由额桥束和额叶丘脑辐射的前上部构成,膝部包括皮质脊髓束的前部和额叶丘脑辐射的上后部,后肢包括皮质脊髓束的后部、顶叶丘脑辐射、内侧丘系和脊髓丘脑束的纤维。豆状核后部分包括颞顶枕桥脑束和枕叶丘脑辐射。


图5. A-C由外向内剥离纤维,D-E剥离脑干前表面的纤维。

A. 内囊是位于深部的皮质下投射纤维系统,包括额桥束、颞顶枕桥脑束、皮质脊髓束、内侧丘系以及脊髓丘脑束和丘脑辐射。B. 与A图对应的矢状位纤维束成像。C. 脊髓丘脑束对应的矢状位纤维束成像。D. 脊髓丘脑束腹侧组在延髓和桥脑汇入内侧丘系,外侧组则继续为脊丘系,一起终止于感觉皮质。E. 颞顶枕桥脑束起自小脑脚的外侧,走行至后肢内囊,联系颞叶、顶叶、枕叶和桥脑。F. E图对应的纤维束成像。


图6. 由外向内剥离纤维。

A. 继续向脑干剥离。脑干的白质纤维可分为3组:小脑脚的纤维、浅表纤维束(包括皮质脊髓束、颞顶枕桥脑束、额桥束、内侧丘系、外侧丘系和脊髓丘脑束)和深部纤维束(包括齿状红核丘脑束、乳头被盖束、内侧纵束和背侧纵束)。额桥束走行于内囊前肢和下丘脑的后部,将额叶与桥脑联系起来。B. 额桥束和皮质脊髓束的纤维束成像。C. 小脑上脚起自齿状核,到达对侧红核、丘脑和下丘脑的后外侧。内侧丘系(Reil带)是薄束核和楔束核的上行纤维,在延髓内部交叉,终止于丘脑的腹后核,将信息传递到大脑皮层的中央后回。外侧丘系将蜗神经核的信息传递到脑干各核和对侧的中脑下丘,位于桥脑延髓交界处和下丘。D. C图对应的矢状位纤维束成像。


图7. 由外向内剥离脑干纤维。

A. 额桥束进入内囊前肢和下丘脑的前外侧,联系额叶和中脑。皮质脊髓束从初级运动皮质、辅助运动皮质和顶叶向下经脑干进入脊髓,其纤维进入内囊的膝部、后肢和下丘脑的后外侧部分。B. A图对应的矢状位纤维束成像。C. 额桥束、皮质脊髓束、颞顶枕桥脑束、脊髓丘脑束的外侧面观。脊髓丘脑束分为两组:腹侧组和外侧组。腹侧组汇入延髓和桥脑的内侧丘系,外侧组继续为脊丘系,经感觉皮质到达丘脑。外侧丘系、内侧丘系、脊髓丘脑束并没有明显的分界。颞顶枕桥脑束起自小脑脚的外侧,进入内囊后肢,将颞叶、顶叶、枕叶与桥脑联系起来。D. MRI示纤维束成像。


图8. 间脑在不同水平的矢状断层解剖显示下丘脑和邻近结构的关系。

A. 出现前联合、视交叉、乳头体层面的下丘脑。B. A图的MRI-T2加权矢状位观。C. 显示脑干和大脑联系纤维束的矢状断层解剖。D. C图的MRI-T2矢状位观。E. 显示下丘脑核团的矢状断层解剖。F. 显示下丘脑和乳头被盖束的MRI-T2矢状位观。


图9. 从前到后剥离脑干纤维。

A. 脊髓丘脑束和齿状红核丘脑束的斜面观。B. 去除小脑小叶后显露小脑后面的齿状核和起自齿状核,经红核和下丘脑的后外侧到达对侧丘脑的齿状红核丘脑束。C. 对应B图的冠状位纤维束成像。D. 视神经上连合和脑干的前面观。E. 视神经上连合有3组纤维(Ganser’s,Meynert’s和Gudden’s纤维),联系下丘脑、无名质、丘脑底部、外侧膝状体和中脑顶盖,特别是背侧组纤维(Ganser’s)联系两侧下丘脑。F. 视神经上连合的纤维束成像。


研究结论



最后作者指出,下丘脑有着复杂的白质纤维联系。了解下丘脑的白质纤维束解剖,可为神经外科医生制定手术计划、DBS靶点的选择及术中定位提供指导。


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