導語
大腦中央核心區(qū)概念最早由巴西圣保羅大學解剖大師Ribas GC提出,但該區(qū)域由于位置深在,實施手術操作難度極大,而且對該區(qū)域的顯微解剖及功能并不十分清楚。既往研究顯示,大腦中央核由相關腦區(qū)的皮層下灰質和高度復雜的白質纖維組成。在運動、感覺、情感、內分泌和認知功能中具有重要作用,但對于大腦中央核心區(qū)的精細分區(qū)和手術方式了解甚少,這為臨床手術操作帶來一定挑戰(zhàn)。
為了解大腦中央核心區(qū)的顯微解剖和功能,韓國仁濟大學醫(yī)學院神經(jīng)外科的Choi CY教授團隊和美國佛羅里達大學神經(jīng)外科Rhoton教授團隊在已有組織學、解剖學和影像學基礎上,結合2D、3D及纖維束成像技術,清晰展現(xiàn)大腦的這些深在復雜結構,對理解臨床和指導手術意義重大。
本期神外專題,我們將主要介紹這兩個團隊對大腦中央核心區(qū)的概念、顯微解剖、精細分區(qū)和手術入路等研究進行總結,也為更好理解這一區(qū)域的復雜結構和功能提供參考。
神外資訊主編:陳銜城
本期責任編輯:李信曉、徐濤
大腦核心區(qū)纖維束解剖視頻
Ⅰ 大腦中央核心區(qū)概念及顯微解剖
【REF:Choi CY, Han SR, Yee GT, Lee CH.Central?core?of the?cerebrum. J Neurosurg. 2011 Feb;114(2):463-9. doi: 10.3171/2010.9.JNS10530. Epub 2010 Oct 29.】
大腦深部核心區(qū)域由許多皮層下灰質和高度復雜的白質纖維束構成,該區(qū)域在運動、感覺、情感等方面具有重要作用,因此了解中央核心區(qū)的概念對更好的理解該區(qū)域的手術有很大幫助。韓國仁濟大學醫(yī)學院神經(jīng)外科的Choi CY教授團隊通過對四側人腦半球進行顯微解剖,其研究結果發(fā)表于2011年2月的《J Neurosurg》上。
1、大腦中央核心區(qū)概念
Choi CY教授團隊指出,大腦半球中央核心區(qū)是指位于島葉和中線之間的腦深部結構,包括最外囊、屏狀核、外囊、殼核、蒼白球、內囊、尾狀核、杏仁核、間腦、無名質區(qū)、穹隆、前連合、乳頭丘腦束、韁核腳間束(后屈束)、丘腦腳、腦腳袢、丘腦束和豆核束。通過尾狀核背外側和島葉環(huán)島溝之間的大腦峽部與大腦半球的余部連接,胼胝體嘴部的白質纖維構成大腦峽額部的一部分。
2、大腦中央核心區(qū)顯微解剖
大腦核心區(qū)纖維束解剖視頻
(1)外側面解剖
分離左側半球額葉、頂葉及側裂周圍的顳蓋,可見島葉背側部和環(huán)島溝由上縱束環(huán)繞,這與深部的額-頂-顳蓋皮層有關。額葉和顳葉止于近島閾處的環(huán)島溝,二者互不相連(圖1A)。也可見到與深部島葉皮層有關的最外囊、屏狀核和外囊(圖1B)。
分離上縱束、最外囊、屏狀核、外囊、下額枕束、鉤束和前連合。切除前連合向外側延伸部分暴露殼核和視輻射的隱匿部分??梢姷轿挥跉ず酥車姆派涔冢ㄇ鹉X腳。Meyer袢位于近顳角尖處,呈弧形(圖1C)。分離殼核和丘腦腳暴露毯部、尾狀核、杏仁核、終紋、蒼白球、丘腦和內囊。內囊將豆狀核從尾狀核和丘腦分開,終紋起自杏仁核,在丘腦和尾狀核之間走行(圖1D)。切除蒼白球,可見腦腳袢,穿過無名質區(qū)到達隔區(qū),呈弧形位于內囊外側。腦腳袢位于前連合和蒼白球下方,前穿質上方。尾狀核頭穿插于無名質區(qū)(圖1E)。
圖1. 左側大腦半球大腦中央核心區(qū)外側面的連續(xù)解剖,紅、藍曲線分別表示島葉的上、下環(huán)島溝。大腦上、下峽部分別與島葉上、下環(huán)島溝有關。A:去除長、短弓狀纖維,額、頂和顳蓋皮層,可見上縱束環(huán)繞于島周。額葉和顳葉止于近島閾處的環(huán)島溝,二者互不相連;B:切除島葉皮層,可見最外囊腹側部、屏狀核和外囊背側部;C:去除上縱束、最外囊、屏狀核、外囊、下縱束、鉤束和前連合,前連合剛好通過殼核基底的中下部,切除向外延展部??梢姎ず酥車姆派錉罾w維(放射冠),Meyer袢呈弧形,構成視放射的前束纖維;D:去除殼核和丘腦腳,暴露側腦室壁,可見毯部、尾狀核、杏仁核、終紋、蒼白球、丘腦和內囊。內囊將豆狀核通過尾狀核和丘腦分開,終紋走行于丘腦和尾狀核之間;E:切除蒼白球和前連合,腦腳袢穿過無名質區(qū)到達隔區(qū),呈弧形位于內囊外側。腦腳袢位于前連合和蒼白球下方,前穿質上方。尾狀核頭腹側部穿插于無名質區(qū)。
(2) 內側面解剖
分離胼胝體和透明隔,切除顳內側包括海馬和海馬旁回,打開顳角和側腦室房部。通過切除透明隔的視窗可見尾狀核頭部和尾狀核體部。脈絡膜帶延續(xù)為脈絡組織,形成三腦室頂。脈絡組織聯(lián)合脈絡叢通過脈絡裂從中間帆進入側腦室。丘腦髓紋是沿室間孔走行入韁核的一小橫行纖維,為間腦背側面和內側面的分界。下丘腦溝是室間孔到三腦室表面外側裂導水管的一淺橫溝,為背側丘腦和下丘腦腹側部的分界(圖2A)。切除胼胝體、脈絡叢組織和海馬聯(lián)合,顯露中央核心區(qū)內側面。尾狀核沿側腦室外上壁弧向下走行,間腦內側面由丘腦髓紋、室間孔、前連合、終板、視交叉、韁連合、松果體、后連合、導水管、中腦被蓋、乳頭體和漏斗包繞。前、后連合之間的平均距離為25mm(圖2B)。
上面觀,間腦背側面由穹隆分為外側區(qū)(側腦室底)和內側區(qū)(側腦室頂),分別被室管膜和脈絡組織覆蓋。在外側區(qū),終紋連接隔區(qū)至杏仁核纖維,走行于丘腦和尾狀核之間形成的溝(圖2C)。下面觀,尾狀核的延伸部、終紋和穹隆呈弧形向下彎向顳角上壁。海馬發(fā)出的纖維集中于海馬的內側,組成海馬傘,然后海馬傘行向背后方,逐漸與海馬分開進而移行為穹隆腳,貼于胼胝體下方行向前并相互靠攏,其中一部分纖維越過對側連接兩側海馬,形成海馬連合(穹隆連合),構成側腦室內側壁。過了海馬連合后,兩側穹隆腳的纖維并行向前,構成穹窿體,再行向前下并分開形成穹窿柱,止于下丘腦乳頭體。此外,尾狀核頭繼續(xù)走行至尾狀核尾,延續(xù)為杏仁核。注意鑒別丘腦枕、韁核和松果體。上、下丘分別向外延續(xù)為外側和內側膝狀體(圖2D)。
去除側腦室和三腦室的室管膜層,可見間腦內側面有橫向的細纖維束構成。毯部環(huán)繞于側腦室,通過外側區(qū)到尾狀核頭,可見到近丘腦前極的丘腦前腳。前連合穹隆位于前連合到隔區(qū)的前部,下丘腦溝上方的終紋比下方的更突出,它們于下丘腦背側部、丘腦腹內側部和中腦被蓋走行。下丘腦溝下方的終紋稀疏,于下丘腦腹側和中腦被蓋走行。下丘腦灰質核群之間無明顯的界限(圖2E)。
分離下丘腦外側核群、后連合穹隆和乳頭丘腦束,這些纖維束是該區(qū)域的主要纖維束。在前連合上方,將穹隆分為較細長的前連合穹隆和較厚的后連合穹隆束。后連合穹隆延續(xù)至乳頭體,通過髓紋連接丘腦前核、下丘腦和韁核。乳頭體丘腦束是乳頭體和丘腦前核之間的連接纖維(圖2F)。后連合穹隆外側,可見橫行紋位于內囊縱行紋外側。在大腦半球外側面解剖中,可見到這些橫行紋穿過無名質區(qū)延續(xù)至腦腳袢(圖2G)。
去除丘腦核群和乳頭丘腦束,丘腦束縱行紋沿紅核外側走行。分離紅核內側,可見韁核腳間束連接韁核和腳間核(圖2H)。去除丘腦束灰質明亮區(qū)后,可見位于內囊內側的未定帶,是一薄層的灰質結構(圖2I)。未定帶下方,豆核束斜紋從蒼白球穿過內囊,到達紅核前區(qū),與豆狀核袢匯合,構成腦腳袢的一部分(圖2J)。在豆核束后下方,底丘腦核呈雙凸形位于內囊內側和黑質上方(圖2K)。
圖2. 右側大腦半球大腦中央核心區(qū)內側面連續(xù)解剖。A:分離胼胝體,切除透明隔和顳葉,可見位于側腦室內的尾狀核頭部和體部。脈絡組織與脈絡叢通過脈絡裂從中間帆進入側腦室。髓紋連接隔區(qū)和韁核,間腦背側面和內側面的分界。間腦內側面由下丘腦溝(虛線)分為丘腦上面和下丘腦下面,其位于室間孔和導水管之間,由髓紋、前連合、終板、韁連合、松果體、后連合、導水管、中腦被蓋和乳頭體包繞;B:切除胼胝體、脈絡組織、脈絡叢和海馬聯(lián)合,暴露中央核核心區(qū)內側面,包括尾狀核、穹隆和間腦;C:中央核心區(qū)上面觀顯示間腦背側面由穹隆分為內、外兩區(qū),分別構成三腦室頂和底。在外側區(qū),終紋沿丘腦和尾狀核之間形成的溝走行;D:中央核心區(qū)后面觀顯示終紋的延續(xù)部、尾狀核和穹隆呈弧形向下彎向顳角上壁。穹隆腳、海馬傘部和尾狀核尾部延續(xù)為杏仁核。切除海馬連合,可見到穹隆內側的丘腦枕、韁核、松果體和內、外膝狀體。上、下丘分別延伸為外、內側膝狀體;E:去除外側室管膜層和三腦室,可見到間腦內側面的細條紋形纖維,側腦室外側壁由毯部包繞。通過尾狀核頭部外側可見到位于丘腦前極的丘腦前腳。前連合穹隆位于前連合入隔區(qū)的前部,下丘腦灰質核群之間無明顯的界限;F:分離下丘腦核群外側、后連合穹隆和乳頭丘腦束,在前連合上方,將穹隆分為較細長的前連合和較厚的后連合穹隆束。形成室間孔后,后連合穹窿延續(xù)至乳頭體。乳頭丘腦束是連接乳頭體和丘腦前部的纖維束;G:在后連合穹隆外側、視束上方和前連合下方,可見橫行紋位于內囊縱行紋外側并延續(xù)為腦腳袢;H:去除丘腦核和乳頭丘腦束,可見丘腦束縱行紋走行于紅核外側。分離紅核內側,可見韁核腳間束連接韁核和腳間束;I:去除丘腦束,可見到位于位于內囊內側的一薄層灰質結構,稱為未定帶;L:去除未定帶,可見豆核束斜紋從蒼白球穿過內囊,到達紅核前區(qū)匯入豆狀核袢;K:豆核束后下方,底丘腦核呈雙凸形位于內囊內側和黑質上方。
為了便于討論和更好理解,將大腦中央核心區(qū)內側面解剖分為內側面觀、上面觀和后面觀三部分。
內側面觀
腦室周圍白質纖維系統(tǒng)包括背側縱束、丘腦-下丘腦纖維、內側前腦束、乳頭-被蓋纖維和乳頭腳。視上垂體束和結節(jié)垂體束難以分辨,髓紋連接隔區(qū)和韁核,接收來自杏仁核的纖維。前連合由中線周圍的膠質腔包裹。后連合穹隆延續(xù)至乳頭體,分別通過髓紋和三腦室壁的細小纖維與丘腦前部、下丘腦、韁核和中腦被蓋連接。
腦腳袢由杏仁核腹側傳出纖維、丘腦下腳和豆狀袢三種不同的纖維組成。杏仁核腹側傳出纖維起源于杏仁核基底外側核和梨狀皮層,最終達到下丘腦和腦干。丘腦下腳接受來自杏仁核、前顳皮層和無名質區(qū)的纖維,于內囊外側急轉到達下丘腦和丘腦內側。豆狀袢起自蒼白球,于內囊外側匯入豆狀核。在紅核后外側,中央被蓋束、中腦網(wǎng)狀結構、下丘臂和丘系的薄層纖維很難鑒別。未定帶與丘腦的網(wǎng)狀核群相連續(xù)。在其下方,可見位于紅核外側的縱紋纖維束。
上面觀
需鑒別尾狀核、隔區(qū)的小島樣灰質、終紋、穹窿和丘腦。位于間腦背側面的丘腦前部凸出于丘腦前極,該區(qū)域的后外側部到達室間孔。終紋起自杏仁核的皮層內側核,發(fā)出的某些纖維到下丘腦和髓紋。
后面觀
需鑒別韁核、松果體、丘腦枕、延穹窿、終紋、尾狀核、內側和外側膝狀體。頂蓋前區(qū)通過上丘接受來自枕葉皮層和視束的纖維,構成外側膝狀體的視覺傳導通路。
Ⅱ 大腦中央核心區(qū)血供、精細分區(qū)和手術入路
【REF:Ribas EC, Ya?murlu K, de Oliveira E,et al. Microsurgical anatomy of the central core of the brain. J Neurosurg. 2017 Dec 22:1-18.】
美國佛羅里達大學神經(jīng)外科的Eduardo Carvalhal Ribas等對大腦中央核心區(qū)進行象限劃分,詳細描述其皮質和皮質下解剖結構,確定其界限,特別是丘腦、基底節(jié)、相關纖維束及血管的形態(tài)和毗鄰關系,結果發(fā)表于2017年12月的《J Neurosurg》上。
1、動脈
頸內動脈、脈絡膜前動脈、大腦前動脈和大腦中動脈發(fā)出的分支大多數(shù)進入前穿質,供應基底節(jié)和內、外囊前部的血供(圖3)。豆紋動脈向上,通過前連合前方和下方向外延伸,形成前后兩個“動脈蒂”。前連合前的動脈蒂到達殼核,繼續(xù)向內走行至內囊前部,而前連合后部的動脈蒂供應蒼白球,繼續(xù)向內走行至內囊后部。豆紋動脈大部分前、內側的分支直接向上進入尾狀核。大腦中動脈首先在前穿質下走行,發(fā)出豆紋動脈分支,達到島閾,向后迂曲供應島葉表面(圖3)。
在島閾或近島閾處,大腦中動脈分叉部為血管主干,大腦中動脈下干常沿下環(huán)島溝走行,而上干則直接在上環(huán)島溝的后上方走行。這些血管干同其他血管分支一樣,發(fā)出的動脈進入島葉表面供應皮層。這些小穿支血管并沒有進入島葉深部的皮層下白質,大多數(shù)止于屏狀核。丘腦穿支小動脈起自基底尖和大腦后動脈近段,位于視束后方,沿腳間窩頂走行,這些動脈直接進入丘腦和內囊后部。其他分支血管起自后交通動脈和大腦后動脈,沿中腦外側走行,大多數(shù)分支前部血管供應下丘腦,后部血管則供應丘腦。脈絡膜后內動脈包繞中腦,向后上進入帆池,供給丘腦下外側和內側區(qū)(圖3)。
圖3. 大腦中央核心區(qū)的血供。A.外側面觀,去除所有腦葉,顯露腦干上方的中央核心區(qū)。大腦中動脈起自頸內動脈,首先穿過中央核心區(qū)下方(M1段),再彎曲走行至島葉表面(M2段)。起自大腦中動脈M2段的分支供應中央核心區(qū)的最外側結構,即島葉表面、最外囊、屏狀核和外囊;B.去除左側中央核心區(qū),顯露相關動脈。豆紋動脈起自大腦中動脈M1段,丘腦穿支動脈起自基底動脈尖端和大腦后動脈近心段。外側和內側脈絡膜后動脈葉起自大腦后動脈近心段,前者進入側腦室,后者環(huán)繞中央核心區(qū)后、上部,供應此區(qū)域血供;C.中央核心區(qū)放大的下面觀。前穿質區(qū)的豆紋動脈起自頸內動脈分叉與脈絡膜前動脈和大腦中動脈近心段,后穿質區(qū)由丘腦穿支動脈供應;D.中央核心區(qū)外側面觀,去除島葉表面、最外囊、屏狀核和外囊。豆紋動脈通過前穿質區(qū)朝向豆狀核的角度;E.豆紋動脈形成前后兩個動脈蒂,前方動脈蒂繼續(xù)走行至殼核,后方動脈蒂進入蒼白球;F.中央核心區(qū)上面觀,去除尾狀核。豆紋動脈供應內囊,繼續(xù)在內側走行至尾狀核。
2、靜脈
大腦中央核心區(qū)的引流靜脈分為腦池、深部和腦室三組。
腦池組由島靜脈組成,引流島葉表面靜脈血,在島閾匯入側裂深部靜脈或深部大腦中靜脈,進而匯入Rosenthal基底靜脈前部(圖4)。偶見腦池組靜脈止于蝶頂竇或海綿竇。丘腦后部和上丘腦靜脈分別引流丘腦后下外側部和后內側部靜脈血,而后沿中腦周圍池匯入基底靜脈后部。
深組靜脈主要引流前、后穿質區(qū)上方的中央核心區(qū)的靜脈血域。紋狀體下靜脈引流來自殼核、尾狀核、內囊的靜脈血,通過前穿質區(qū)匯入深部大腦中靜脈和基底靜脈。丘腦下靜脈引流丘腦前下部靜脈血,通過后穿質進入后交通或大腦腳靜脈,最終匯入基底靜脈系統(tǒng)。
腦室組靜脈主要引流中央核心區(qū)上、內側區(qū)域靜脈血(圖4)。這些靜脈沿側腦室內側和外側壁通過脈絡膜裂匯入大腦內靜脈、基底靜脈和大腦大靜脈(Galen靜脈)。在側腦室額角,丘腦前靜脈和尾狀核前靜脈分別引流丘腦前部和尾狀核頭部靜脈血;在側腦室體部,丘腦紋狀體靜脈、丘腦尾狀核靜脈和尾狀核后靜脈引流尾狀核體靜脈血;在房部,房外側靜脈引流丘腦枕部和尾狀核尾靜脈血;在顳角,腦室下靜脈引流丘腦下部和尾狀核尾靜脈血。
圖4. 中央核心區(qū)的引流靜脈。A.外側面觀,去除顳葉島蓋??梢妭攘褱\靜脈在蝶骨處引流入蝶頂竇。島葉靜脈引流入側裂深靜脈,進而匯入Rosenthal基底靜脈前部,丘腦后靜脈沿中腦周圍池靜脈匯入 Rosenthal基底靜脈后部;B.腦室組靜脈引流中央核心區(qū)上、內側靜脈血,通過脈絡膜裂匯入大腦大靜脈;C.上面觀,大腦軸位切。腦室引流靜脈主要匯入丘腦紋狀體靜脈,與隔前靜脈形成大腦內靜脈。切開雙側穹隆,顯示位于中間帆池的大腦內靜脈。
3、大腦中央核心區(qū)的分區(qū)
皮質延髓束和皮質脊髓束在中央核心區(qū)的解剖位置有重要意義,它們發(fā)生病變常導致運動功能障礙。這些纖維束大多起自中央前回,通過內囊膝部和后支進入大腦腳,再到達腦干和脊髓的運動核。將這些纖維束的分布和走行看成一個面,最前緣位于中央前溝最前方至內囊膝部至大腦腳前緣,通過室間孔的外側投射在島葉表面(圖5)。
此外,將來自中央核心區(qū)的前下方的內囊及其血管分布和走行看成另一個面,將中央核心區(qū)分為內、外兩部分。外側部由島葉表面、最外囊、屏狀核、外囊、殼核和蒼白球組成,而內側部包括尾狀核和丘腦。該面是大腦的天然屏障,術中注意保護,不應跨越和損傷。在上述的水平和垂直平面的基礎上,將大腦中央核心區(qū)分為四個象限(圖5、6)。
圖5. 大腦中央核心區(qū)分區(qū)。A.外側面觀,解剖中央核。依照圖中垂直線(綠色)和水平線(藍色),將中央核心區(qū)細分為四個象限,兩線交叉點為室間孔的外側投射位點。垂直線為中央前溝最前方和大腦腳之間的連線,是錐體束的前緣,提示術者后象限深部有內囊的錐體束纖維走行。水平線為側腦室前角底部至外側膝狀體的連線,提示術者在處理側腦室前角與體部外側病變時手術入路應高于此連線水平;三腦室外側入路應選在后下象限,前穿質區(qū)入路應選擇前下象限;B.中央核心區(qū)上面觀。橙色線代表沿尾狀核(上方)和豆紋動脈(深部)的連線。該連線代表矢狀竇旁平面,術中不應跨越和損傷。如果病變位于平面外側,應選擇經(jīng)島葉外側入路,如果病變位于內側,選用經(jīng)島葉內側入路。
按照象限劃分法可將中央核心區(qū)進一步分為前上、前下、后上和后下四個象限,并強調每個象限的重要性,建議針對每個象限部位的病變采用不同的手術入路(圖6)。
(1)前上象限:下額枕束位于前上象限和后下象限。屏狀核皮層纖維也位于前上象限垂直平面的前部。由于垂直平面對應于內囊前肢和內囊后半部之間的劃分,因此該象限的深度與錐體束無關。深部結構可見內囊、尾狀核頭和額角。
(2)前下象限:鉤束完全位于該象限,由于前連合位于室間孔稍前方和下方,前穿質區(qū)也位于前下象限。前下象限幾乎與內囊無關,僅可觀察到內囊前肢的最下部從前下象限向上移行的部分。而大多數(shù)內囊的血管和基底節(jié)走行于前下象限,這對嘗試進入該區(qū)域的入路有極大風險。前下象限內側面延續(xù)進入隔區(qū),意味著從前下象限外側面的垂直纖維束不會導致前額角的開放。
(3)后上象限:本區(qū)域深部結構包括內囊膝部、內囊后肢、內囊晶狀體后部和內囊豆狀核后部。這些纖維束中,視輻射纖維指向距狀裂上唇,起自于外側膝狀體后稍向上走行。水平面連接室間孔至外側膝狀體,尾狀核體和丘腦包括其深部幾乎完全位于該象限內。側腦室體部和房部分別位于這些結構內側和后方。
(4)后下象限:下額枕束和錐體束位于內囊膝部和后支內,后下象限島葉表面的下方。視輻射纖維束指向距狀裂下唇,枕極也位于后下象限。后下象限內側部位于三腦室。
圖6. 環(huán)島溝下方的主要纖維束通路示意圖。外側面觀,分開側裂,顯露中央核心區(qū)。沿環(huán)島溝呈環(huán)形切開,打開側腦室,可見通過大腦峽部的主要纖維束通路。圖中所示纖維束通路長度均為其平均測量值。
4、相關手術入路
(1)中央核心區(qū)內側入路:達尾狀核、丘腦和前穿質內側。
(2)經(jīng)島葉前部入路:處理豆紋動脈外側的病變。
(3)經(jīng)島葉后部入路:適用于后象限外側病變,但不能保護內囊后肢。
(4)經(jīng)后縱裂或經(jīng)胼胝體入路:適用于與丘腦相關的后上象限內側病變。
5、臨床意義
將中央核心區(qū)進行分區(qū),對不同象限內的病變采用不同的入路,具有指導手術的重要價值。內囊及其血管分布和走行可以作為一個天然屏障,對選擇手術入路有特殊的重要性。
致 謝
特別感謝上海交通大學附屬新華醫(yī)院神經(jīng)外科唐寅達醫(yī)師聽譯的The Rhoton Collection系列解剖視頻《大腦纖維傳導通路》章節(jié)作品。