Et forslag til et nyt referencesystem for standard aksiale, sagittale og koronale planer af hjernen baseret på de serielt snittede billeder | Savage Rose

DISCUSSION

For at foreslå hjernens referencesystem forsøgte vi at udføre som følger.

Vi forsøgte at fremskaffe et normalt emne. Kadaveret i denne undersøgelse var en 67 år gammel mand, som var en kendt patient med myasthenia gravis. Myasthenia gravis er en neurotransmittersygdom på niveauet af myoneural junction; det er grundlæggende en sygdom i perifere nerve og muskler. Der er ingen rapport om, at myasthenia gravis har abnormitet i centralnervesystemet. Derfor mente vi, at dette emne var egnet til vores undersøgelse.

Vi tog post mortem-MRI’er og justerede hovedblokken inde i indlejringsboksen for at erhverve et aksialt seriedelt snitbillede, der viser både AC og PC (fig. 5A). Dette var meget kritisk, fordi der uden hjælp af MRI’er ikke var nogen mulighed for at styre snitretningen (Fig. 1) (9) (9).

Vi mener, at vi anvendte en fornuftig teknik, der involverer nedfrysning, snitning og fotografering, til at erhverve serielle snitbilleder med god kvalitet (Fig. 1). Intervallerne på 0,1 mm og pixelstørrelsen på 0,1 mm bidrog til den bedre kvalitet af billederne (Fig. 2, ,3,3, ,55–7)7) end dem, der er opnået i de tidligere undersøgelser (4-8). Det var heldigt, at der kunne opnås i alt 2 343 serielt snittede billeder fra en hovedblok uden fejl.

World Congress of Anthropologists etablerede Reids basislinje (RBL) i 1884 og dekreterede RBL som den anatomiske position for det menneskelige kranium. RBL, også kaldet Frankfurtplanet, er den linje, der går gennem den nedre grænse af orbita og den øvre grænse af den ydre akustiske meatus, og er blevet anvendt til at definere den menneskelige kranies orientering i fysisk antropologi og diagnostisk radiologi (fig. 8A). Efter indførelsen af CT udviklede radiologerne den canthomeatale linje (CML), som er linjen mellem kantus og midtpunktet af den ydre akustiske meatus. Denne linje er ca. 10 grader næse op til RBL (fig. 8B). Det er ikke muligt at tegne RBL og CML på hjernen, især ikke når hjernen er adskilt fra kraniet (10). Derfor har vi brug for interne landemærker, der kan bruges til orientering af hjernen.

(A) Tredimensionelt billede af hjerne og kranie lavet af serielle snitbilleder for at vise anterior og posterior commissure (AC-PC)-linjen og Reids basislinje (RBL); (B) et andet billede af hjerne og hud for at vise AC-PC-linjen og canthomeatallinjen (CML).

Neurokirurger, der er interesserede i stereotaktisk kirurgi, og også specialister i funktionelle MRI’er brugte nogle interne landemærker: Interventrikulær foramen-PC-linjen og AC-PC-linjen er blevet brugt til at lokalisere de specifikke dybe kerner i thalamus. For AC-PC-linjen definerede stereotaktiske atlas den linje, der går gennem den øverste kant af AC og den nederste kant af PC (11, 12). Formen af både AC og PC varierer imidlertid fra rund, oval til elliptisk og varierer også i størrelse hos forskellige individer. Derfor vil vinklen på den tangentielle AC-PC-linje være forskellig afhængig af formen og størrelsen af AC og PC. I mellemtiden er den centrale AC-PC-linje, der går gennem AC-centret og PC-centret, ret ensartet hos alle individer, uanset hvor store disse strukturer er (fig. 5, ,6A)6A) (10).

For at bestemme forholdet mellem AC-PC-linjen og RBL og CML har vi lavet 3D-billeder af det samlede hoved på MRIcro-programmet ud fra de serielle snitbilleder fra denne undersøgelse. På 3D-billedet blev kraniet vist, hvor RBL kunne tegnes, og en del af kraniet og hjernen blev skåret ud for at vise den centrale AC-PC-linje i medianplanet. På et andet 3D-billede blev huden også vist, hvor CML kunne tegnes, og en del af hovedet blev skåret ud for at vise den centrale AC-PC-linje i medianplanet. Resultatet var, at AC-PC-linjen var næsten parallel med CML og viste en forskel på ca. 15 grader fra RBL (fig. 8). De tidligere data fra Visible Korean (4) viste et lignende resultat. For at teste dette har vi brug for flere data, herunder MRT’er i tilstrækkeligt antal. Den efterfølgende forskning, der omhandler tilstrækkeligt mange forsøgspersoner, ville også bekræfte den strukturelle deference af referenceplanerne mellem AC-PC-linjen, RBL og CML.

Det er let at tegne den centrale AC-PC-linje, fordi både AC og PC let kan identificeres i serielle snitbilleder (Fig. 5). AC og PC er særligt godt visualiseret på MRB’er. Det har været kendt, at AC og PC, der kan identificeres på MR-billeder, er meget konsistente strukturer, der kan anvendes til stereotaktisk tilgang af dybe indre strukturer i hjernen. Schaltenbrand et al. og Dimitrova et al. (9, 11) anvendte den intercommissurale linje og det midcommissurale plan som referenceguider for dybe kerne strukturer som f.eks. basalganglier og thalamus. De nævner dog ikke, om den intercommissurale linje er central eller tangentiel. Desuden foreligger der ikke nogen detaljeret beskrivelse af de centrale strukturer (9, 11). Nowinski foreslog Talairach-Nowinski-modifikation for at korrigere den vinkel, som den tangentielle intercommissurale linje danner med den centrale intercommissurale linje (13).

Det er logisk at bestemme centrum af et bestemt organ som referencepunkt. Efter at vi havde fastsat midtpunktet for AC-PC-forbindelsen, målte vi hjernens anterior-posterior-, biparietal- og superior-inferior-afstand med udgangspunkt i dette punkt. Det var interessant, at dette var placeret virkelig i centrum af alle tre dimensioner af hjernen (fig. 6). Hjernen betyder her encephalon inklusive myelencephalon.

En anden fordel ved dette referencesystem er, at de aksiale, sagittale og koronale referenceplaner, der passerer midtpunktet af AC og PC, ledsager de mest repræsentative hjernestrukturer. Især de aksiale og koronale referenceplaner viser næsten alle hjernelapper og gyri, hvor den centrale sulcus er placeret i midten af snittene. Der kunne findes vigtige motoriske, sensoriske og limbiske cortexer og dybe kerner (fig. 7). Derfor ville det i neuroanatomiundervisningen være ønskeligt at starte med at studere hjernens aksiale referenceplan; derefter skal man studere hjernens overlegne (+) og underordnede (-) aksiale planer, som gradvist ændrer sig fra det aksiale referenceplan. Det anbefales også at studere det koronale referenceplan først og derefter udvide anterior (+) og posterior (-).

I neuroanatomisk dissektionslokale foreslås følgende hjerneudskæringsprocedure i henhold til vores referencesystem. Først opdeles en hjerne i to halvkugler; AC og PC identificeres på halvkuglernes mediale overflader. For det andet skæres den ene hjernehalvdel, fortrinsvis den venstre på grund af cerebral dominans og identifikation af planum temporale, langs det aksiale referenceplan, der passerer centrumene for både AC og PC. For det tredje skæres den anden halvkugle langs det koronale referenceplan, der passerer midtpunktet mellem AC og PC. For det fjerde foretages der serielle udskæringer parallelt med henholdsvis det aksiale og det koronale referenceplan. Ved at anvende denne standardiserede metode kan hjernens strukturer let identificeres og læres i alle de udsnit, der foretages.

De serielt udsnit af hjernen kan være kilde til realistiske hjerneatlas og 3D-hjernemodeller. Hidtil har 2D-billeder af hjerneatlasser hverken været standardiseret aksialplan eller reel kropsfarve (1, 2, 11, 12). Hvis det nye hjerneatlas, der er baseret på serielt snittede billeder, offentliggøres, kan disse mangler blive løst. Desuden kan det nye hjerneatlas på grundlag af et nyt referencesystem være en ressource for den klinisk-patologiske kortlægning af den menneskelige hjerne. Indtil nu har medicinstuderende og læger, der har brugt software til virtuel dissektion eller virtuel kirurgi, heller ikke kunnet være tilfredse med 3D-modellernes opløsning og farver. Hvis der etableres 3D-modeller baseret på de serielt snittede billeder, ville disse mangler også blive løst.

Sammenfattende mener forfatterne, at den sektionelle anatomi skal være baseret på et strengt og reproducerbart aksialt, sagittalt og koronalt referenceplan. Vores foreslåede standard består af to supplerende referencepunkter, som er AC-centret og PC-centret, og et hovedreferencepunkt, som er midtpunktet af AC og PC (fig. 5). Ud fra dette oprindelige hovedreferencepunkt (0-punkt), som er hjernens midtpunkt, kan man gøre over-under-under-planer (aksialbilleder), anterior-posterior-planer (koronale billeder) og højre-venstre-planer (sagittalbilleder) til standardplaner (fig. 6).