Ett förslag till nytt referenssystem för de standardiserade axial-, sagittal- och koronala planerna i hjärnan baserat på de seriellt sektionerade bilderna | Savage Rose

DISKUSSION

För att föreslå ett referenssystem för hjärnan försökte vi utföra följande.

Vi försökte med en normal person. Kadaveret i denna studie var en 67-årig man som var en känd patient med myasthenia gravis. Myasthenia gravis är en neurotransmittorsjukdom på nivån myoneural junction; det är i grunden en sjukdom som drabbar perifera nerver och muskler. Det finns ingen rapport om att myasthenia gravis har avvikelser i det centrala nervsystemet. Därför tyckte vi att detta ämne var lämpligt för vår studie.

Vi tog postmortala MRT-bilder och justerade huvudblocket inne i inbäddningslådan för att förvärva en axiell bild med seriellt snitt som visar både AC och PC (fig. 5A). Detta var mycket kritiskt eftersom det utan hjälp av MRT inte fanns något sätt att styra snittriktningen (fig. 1) (9).

Vi anser att vi tillämpade en rimlig teknik som innefattar frysning, sektionering och fotografering för att förvärva seriella snittbilder med god kvalitet (fig. 1). Intervallen på 0,1 mm och pixelstorleken på 0,1 mm bidrog till en bättre kvalitet på bilderna (Fig. 2, ,3,3, ,55–7)7) än de som erhållits i tidigare studier (4-8). Det var lyckosamt att sammanlagt 2 343 bilder med seriellt snitt kunde erhållas från ett huvudblock utan misslyckande.

Världskongressen för antropologer fastställde Reids baslinje (RBL) år 1884 och dekreterade RBL som den anatomiska positionen för den mänskliga skallen. RBL, även kallad Frankfurtplanet, är den linje som går genom den nedre gränsen av orbita och den övre gränsen av den yttre hörselgången, och har använts för att definiera den mänskliga skallens orientering inom fysisk antropologi och diagnostisk radiologi (fig. 8A). Efter införandet av datortomografi utvecklade röntgenläkaren canthomeatalinjen (CML) som är linjen mellan cantus och mittpunkten av den yttre hörselgången. Denna linje är ungefär 10 graders nos upp till RBL (fig. 8B). Det är inte möjligt att rita RBL och CML på hjärnan, särskilt inte när hjärnan är separerad från skallen (10). Därför behöver vi inre landmärken som kan användas för att orientera hjärnan.

(A) Tredimensionell bild av hjärna och skalle gjord av bilder med seriella snitt för att visa anterior och posterior commissure (AC-PC)-linjen och Reids baslinje (RBL); (B) en annan bild av hjärna och skalle för att visa AC-PC-linjen och canthomeatallinjen (CML).

Neurokirurger som är intresserade av stereotaktisk kirurgi och även specialister på funktionell MRT använde några interna landmärken: Interventricular foramen-PC-linjen och AC-PC-linjen har använts för att lokalisera de specifika djupa kärnorna i thalamus. För AC-PC-linjen definierade stereotaktiska atlaser den linje som går genom AC:s övre kant och PC:s nedre kant (11, 12). Formen på både AC och PC varierar dock från rund, oval till elliptisk och varierar också i storlek hos olika individer. Därför skulle vinkeln på den tangentiella linjen mellan AC och PC vara annorlunda beroende på AC:s och PC:s form och storlek. Samtidigt är AC-PC-centrallinjen som går genom AC-centralen och PC-centralen ganska konsekvent hos varje individ oavsett hur stora dessa strukturer är (Fig. 5, ,6A)6A) (10).

För att fastställa förhållandet mellan AC-PC-linjen och RBL och CML har vi gjort en 3D-bild av totalhuvudet i MRIcro-programmet från de seriella sektionsbilderna i denna undersökning. I 3D-bilden visades skallen, där RBL kunde ritas in, och en del av skallen och hjärnan klipptes ut för att visa den centrala AC-PC-linjen i medianplanet. I en annan 3D-bild visades huden, där CML kunde ritas, och en del av huvudet klipptes ut för att visa den centrala AC-PC-linjen i medianplanet. Resultatet blev att AC-PC-linjen var nästan parallell med CML och uppvisade ungefär 15 graders skillnad från RBL (fig. 8). Från tidigare uppgifter från synliga koreanska (4) kunde vi finna ett liknande resultat. För att testa detta behöver vi fler data inklusive MRTs i tillräckligt antal. Den successiva forskningen som behandlar tillräckligt många försökspersoner skulle också bekräfta den strukturella deferensen av referensplanerna mellan AC-PC-linjen, RBL och CML.

Det är lätt att dra en central AC-PC-linje eftersom både AC och PC lätt kan identifieras på bilder med seriellt snitt (fig. 5). AC och PC visualiseras särskilt väl i MRT. Det har varit känt att AC och PC, som kan identifieras i MRT, är mycket konsekventa strukturer som kan användas för stereotaktiskt tillvägagångssätt för djupa inre strukturer i hjärnan. Schaltenbrand et al. och Dimitrova et al. (9, 11) använde intercommissural linje och midcommissural plan som referensguider för djupa kärnstrukturer som basala ganglier och thalamus. De nämner dock inte om den interkommissurala linjen är central eller tangentiell. Dessutom finns det ingen detaljerad beskrivning av de centrala strukturerna (9, 11). Nowinski föreslog Talairach-Nowinski-modifiering för att korrigera den vinkel som den tangentiella interkommissurala linjen gör från den centrala interkommissurala linjen (13).

Det är logiskt att bestämma centrum för ett visst organ som referenspunkt. Efter att vi fastställt mittpunkten för AC-PC-förbindelsen mätte vi hjärnans anterior-posterior-, biparietal- och superior-inferior-avstånd med utgångspunkt från denna punkt. Det var intressant att denna låg verkligen i mitten av hjärnans alla tre dimensioner (fig. 6). Hjärnan betyder här encephalon inklusive myelencephalon.

En annan fördel med detta referenssystem är att de axiella, sagittala och koronala referensplanen som passerar mittpunkten för AC och PC följeslagare mest representativa hjärnstrukturer. Axiala och koronala referensplan i synnerhet visar nästan alla hjärnlober och gyri, där den centrala sulcus är placerad i mitten av sektionerna. Viktiga motoriska, sensoriska och limbiska cortex och djupa kärnor kunde hittas (fig. 7). I neuroanatomiundervisningen vore det därför önskvärt att börja studera hjärnans axiella referensplan och sedan studera hjärnans övre (+) och undre (-) axialplan, som gradvis förändras från det axiella referensplanet. Det rekommenderas också att man först studerar det koronala referensplanet och sedan expanderar framåt (+) och bakåt (-).

I neuroanatomiska dissektionsrummet föreslås följande förfarande för skärning av hjärnan i enlighet med vårt referenssystem. Först delas en hjärna in i två hemisfärer; AC och PC identifieras på hemisfärernas mediala ytor. För det andra skärs den ena hemisfären, företrädesvis den vänstra på grund av cerebral dominans och identifiering av planum temporale, längs det axiella referensplanet genom centrumen för både AC och PC. För det tredje skärs den andra halvklotet längs det koronala referensplanet och passerar mittpunkten mellan AC och PC. För det fjärde görs serieutklipp parallellt med det axiella respektive koronala referensplanet. Genom att använda denna standardiserade metod kan hjärnans strukturer lätt identifieras och läras in i alla snitt som görs.

De seriella snittbilderna av hjärnan kan vara källan till realistiska hjärnatlas och 3D-hjärnmodeller. Hittills har 2D-bilder av hjärnatlaser varken varit standardiserade axialplan eller riktiga kroppsfärger (1, 2, 11, 12). Om den nya hjärnatlasen baserad på bilder med seriellt snitt publiceras kan dessa brister lösas. Dessutom kan den nya hjärnatlasen på ett nytt referenssystem bli en resurs för klinisk-patologiskt kartläggning av den mänskliga hjärnan. Hittills har också medicinstudenter och läkare som använt programvara för virtuell dissektion eller virtuell kirurgi inte kunnat vara nöjda med 3D-modellernas upplösning och färg. Om 3D-modeller baserade på seriella sektionsbilder upprättas skulle även dessa brister lösas.

Sammanfattningsvis anser författarna att sektionsanatomi måste baseras på ett strikt och reproducerbart axialt, sagittalt och koronalt referensplan. Vår föreslagna standard består av två kompletterande referenspunkter, som är AC-centrum och PC-centrum, och en huvudreferenspunkt, som är mittpunkten mellan AC och PC (fig. 5). Från denna ursprungliga huvudreferenspunkt (0-punkten), som är hjärnans mittpunkt, kan över- och underliggande plan (axiella bilder), främre- och bakre plan (koronala bilder) och höger-vänster-plan (sagittala bilder) göras till standardplan (fig. 6).