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大脑中央核心区的显微解剖

2018-02-27 李信晓

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Ref: Ribas EC, et alJ Neurosurg. 2017 Dec 22:1-18. doi: 10.3171/2017.5.JNS162897. [Epub ahead of print]


大脑的解剖结构复杂,为了便于理解和识记,遂人为地将其划分为不同的脑叶、脑区和脑室。由于这些划分方式依照的标准不同,对应的概念不同,因此命名常有重叠交叉,但彼此之间是相辅相成的。每侧大脑半球中央核心区都有天然明确的解剖界限,对理解临床和指导手术具有重要意义。


中央核心区位于每侧大脑半球深部,是脑干和脑叶之间的分隔界,主要由岛叶表面、基底节和丘脑组成,同时,它还包含部分大脑前联合、杏仁核纤维和无名皮质区。中央核心区通过大脑峡部(cerebral isthmus),即内囊、外囊和最外囊纤维向脑叶的延续,与幕上其他结构相连。大脑中央核心区负责大脑的信息整合,在运动、感觉、情感和认知功能中有重要作用,因此了解中央核心区的概念对更好的理解该区域的手术有很大帮助。美国佛罗里达大学神经外科的Eduardo Carvalhal Ribas等对大脑中央核心区进行象限划分,详细描述其皮质和皮质下解剖结构,确定其界限,特别是丘脑、基底节、相关纤维束及血管的形态和毗邻关系,结果发表于2017年12月的《J Neurosurg》上。


作者首先对19侧成人大脑半球进行福尔马林浸泡处理,再用70%的酒精保存。尸头血管系统全部使用彩色硅胶灌注,标本冰冻至少1个月,以便于纤维束解剖分离。然后逐步解剖,定位中央核心区的灰质核团和不同深度的白质纤维,并注意白质纤维与岛界沟(环岛沟)之间的关系。结果显示,中央核心区位于脑干顶部,为幕上脑结构的形态学中心,从外到内依次由岛叶表面、最外囊、屏状核、外囊、壳核、苍白球、内囊、尾状核、终纹、隔区和丘脑组成,也包括前联合内侧部和前穿质区的上部和后部。向上通过大脑峡部与其他脑区相连,向下通过白质纤维与脑干相连(图1)。

 

图1. 大脑中央核心区。A.额中回水平轴位切面图,去掉岛叶表面的额叶岛盖,暴露中央核心区,其内侧面有尾状核和丘脑,外侧面为岛叶表面;B.通过中央核心区轴位切面图,可见其由基底节和纤维束组成,这些纤维束从中央核心区内部聚集,依据与基底节的位置关系分别形成最外囊、外囊和内囊;C.分离侧裂,牵开岛盖后暴露岛叶,岛叶表面是中央核心区的最浅表结构。岛叶呈三角锥形,以前、上和下环岛沟为界,其前下的顶点为岛阈,这些岛沟的汇合点有岛前点(前、上环岛沟交汇点)、岛后点(上、下环岛沟交汇点)、额阈点(岛阈和前环岛沟交汇点)和颞阈点(岛阈和下环岛沟交汇点);D.沿环岛沟在岛叶表面周围做深切口,切开大脑峡部,到达侧脑室,将中央核心区与大脑半球其他结构分离开来;E.脉络膜裂是穹隆与丘脑之间的天然裂隙,也将颞叶内侧大部分结构与中央核心区分离开来。颞极和杏仁核附着于中央核心区,可通过颈内动脉分叉处或M1段近心端至下脉络点连线(颈内动脉-脉络膜前动脉连线)紧贴视束外侧进行解剖分离;F.切除额叶、顶叶和枕叶,可见脉络膜裂位于侧脑室内,天然地将丘脑从海马结构(穹隆和海马)分开。脉络膜裂开口可达三脑室顶(中间帆池)、松果体区(四叠体池)和大脑脚旁脑池(环池)。


在大脑峡部,所有来自中央核心区纤维汇聚在一起再向各个脑叶投射。中央核心区主要由最外囊、外囊和内囊及向外侧延伸的前联合及腹侧杏仁核发出的纤维束组成。所有这些纤维束都位于中央核心区内部,向大脑凸面走行。大脑峡部在环岛沟下方和周围更明显,在此处白质纤维通过环岛沟和侧脑室腔之间的狭窄空隙,彼此毗邻更近从而形成单束的较厚纤维束结构。

 

分开侧裂,牵开额-顶-颞叶岛盖,暴露岛叶。岛叶表面是中央核心区最浅表的结构,以岛中央沟为界分为前、后两部分。大多数岛叶前部包括3个短回,后部由2个长回组成。68%标本的岛顶清晰可辨,所有标本均有岛横回。岛阈酷似钩状结构,位于岛叶前下顶点,与前、下环岛沟相连,是术中很好的标记。在此处岛阈汇入前环岛沟,在额叶,将其视为额阈点,作为前环岛沟的起始部。前环岛沟止于其与上环岛沟的交汇点,此点称为岛前点,也是上环岛沟的上、前边界。前环岛沟的平均长度为26.28±4.29mm,上环岛沟向后延续直到岛后点,与下环岛沟汇合。上环岛沟平均长度为51.73±6.50mm(表1)。


表1. 岛叶表面和环岛沟长度。


下环岛沟从岛后点延伸与岛阈交汇,此处称为“颞阈点”。前环岛沟和上环岛沟均为直行沟,但下环岛沟呈弯曲形,又分为前、后两部分。下环岛沟前部纤维在颞极平面内侧呈水平分布,而后部纤维在颞平面内侧呈垂直分布。下环岛沟前、后两部分之间的过渡点称为岛后下点,位于Heschl回前部内侧,对应丘脑外侧膝状体的外侧投射。下环岛沟的平均长度为44.03±4.52 mm,前部平均长度为29.22±4.04 mm。岛中央沟位于岛叶表面,将岛叶表面分为前、后两部分。绝大多数的岛中央沟从岛阈连续到上环岛沟,岛中央沟与上环岛沟交汇点至岛后点前部平均长度为11.55±7.23 mm。

 

剥离岛叶表面皮质,暴露最外囊和深部的屏状核,屏状核由一薄层灰质构成,位于最外囊和外囊之间,又可分为腹侧和背侧。腹侧屏状核位于岛叶表面前下深部,其灰质结构较为疏松,是连接最外囊和外囊的白质纤维,呈现为棕色。背侧屏状核位于岛叶表面上、后部,其灰质组成为一更薄的致密片状结构。壳核和苍白球共同构成豆状核,位于外囊和内囊之间。壳核更大,颜色更深,位于岛叶外侧面深部。苍白球位于壳核内侧,因其颜色苍白,很好识别,苍白球后、上部与前联合相连。壳核通过苍白球外髓板隔开,苍白球深部通过内髓板又分为内、外两部分。豆状核完全位于中央核心区边界内,在环岛沟深面。


内囊几乎位于所有环岛沟和岛叶最表面内侧,但不包括中央核心区的前下部。内囊将中央核心区分为内、外两部分,内侧主要是尾状核和丘脑,外侧结构如前所述。尾状核环绕丘脑,分为头、体、尾三部分。尾状核头位于丘脑前部呈圆形,为中央核心区的前内侧部。Monro孔标志尾状核头与体之间的过渡。随着尾状核体环绕丘脑,其逐渐减小变成尾状核尾,更靠近外侧。尾状核尾逐渐变小继续沿侧脑室颞角顶朝向位于颞角尖端的杏仁核走行。

 

大脑中央核心区主要通过广泛的白质纤维与其他脑结构相连通。短连合纤维连接临近脑沟;逐层分离皮质,暴露深部的长连合纤维,长连合纤维连接不同脑叶,其投射纤维将大脑皮质与基底节、丘脑及脑干沟通。最外囊位于岛叶表面下方,主要由短连合纤维组成,向岛盖延续。外囊由三条纤维束组成,按照前后位依次为钩束、下额枕束和屏状核皮质束(图2)。

 

图2. 中央核心区外侧纤维束解剖。A.去掉岛叶表面岛盖后的外侧面观。切除岛叶皮质及其表面灰质,显露最外囊,位于岛叶前部的短岛回和副岛回,将合并汇入岛顶,而长岛回不汇入;B.向深部解剖分离,去除岛回和最外囊。暴露屏状核并分辨重要纤维束:通过腹侧屏状核的钩束和下额枕束,起自背侧屏状核的屏状核-皮质纤维束;C.屏状核-皮质纤维起自背侧屏状核,去除后暴露位于下方的壳核。注意钩束和下额枕束汇入岛顶下方,岛顶可作为这两条纤维束的皮质标记物;D.去除钩束和下额枕束,显露前联合外侧;E.去除壳核,显露其内下方的苍白球。前联合穿过纵裂,向外延伸,通过Gratiollet管经苍白球下极沿下环岛沟深面走行到达颞极。腹侧纹状体位于前联合的前下方;F.去除苍白球,显露整个内囊。来源于内囊的纤维束离开中央核,成为辐射冠的一部分。在腹侧纹状体区没有内囊(白色星号),该区域疏松的灰质在水平位置继续沿基底前脑从外到内走行,直到隔区。

 

乳头体丘脑束是连接下丘脑与中央核心区的重要纤维束(图3)。其位于第三脑室外侧壁,投射纤维从乳头体投射至丘脑前核。终纹是另一小束纤维,主要连接边缘系统。它来源于杏仁核,在尾状核和丘脑之间的沟内向后走行,止于尾状核头。丘脑被内髓板分为内、外两部分。外髓板覆盖丘脑外侧和背侧,其外侧为丘脑网状核。大脑中央核心区和脑干之间无天然的分界,但可以中央核心区下界作为平面,此处视束包绕中脑顶部,达到外侧膝状体。丘脑底区位于背侧丘脑和下丘脑之间,在该平面下方,被认为是中央核心区的一部分(图3)。

 

图3. 中央核心区内侧面纤维束的解剖。A.大脑内侧面观,中央核心区在大脑内侧面不能直接呈现出来,但可见到中央核心区的部分边界结构。隔区、穹隆、第三脑室、侧脑室头和侧脑室体位于中央核心区内侧。胼胝体和前联合位于中央核心区周围,共同形成联合纤维束跨过中线连接两侧大脑半球;B.去除丘脑,分辨中央核心区内部的纤维束。缰核位于松果体前部和下部,通过丘脑髓纹接受来自边缘系统的冲动,再通过缰核脚间束输送至脚间核。乳头丘脑束位于丘脑前部,Forel区和丘脑束是其下界,内囊是其外侧缘。丘脑底区和红核在丘脑下方。

 

颈内动脉、脉络膜前动脉、大脑前动脉和大脑中动脉发出的分支大多数进入前穿质,供应基底节和内、外囊前部的血供(图4)。豆纹动脉向上,通过前联合前方和下方向外延伸,形成前后两个“动脉蒂”。前联合前的动脉蒂到达壳核,继续向内走行至内囊前部,而前联合后部的动脉蒂供应苍白球,继续向内走行至内囊后部。豆纹动脉大部分前、内侧的分支直接向上进入尾状核。大脑中动脉首先在前穿质下走行,发出豆纹动脉分支,达到岛阈,向后迂曲供应岛叶表面(图4)。

 

图4. 大脑中央核心区的血供。A.外侧面观,去除所有脑叶,显露脑干上方的中央核心区。大脑中动脉起自颈内动脉,首先穿过中央核心区下方(M1段),再弯曲走行至岛叶表面(M2段)。起自大脑中动脉M2段的分支供应中央核心区的最外侧结构,即岛叶表面、最外囊、屏状核和外囊;B.去除左侧中央核心区,显露相关动脉。豆纹动脉起自大脑中动脉M1段,丘脑穿支动脉起自基底动脉尖端和大脑后动脉近心段。外侧和内侧脉络膜后动脉叶起自大脑后动脉近心段,前者进入侧脑室,后者环绕中央核心区后、上部,供应此区域血供;C.中央核心区放大的下面观。前穿质区的豆纹动脉起自颈内动脉分叉与脉络膜前动脉和大脑中动脉近心段,后穿质区由丘脑穿支动脉供应;D.中央核心区外侧面观,去除岛叶表面、最外囊、屏状核和外囊。豆纹动脉通过前穿质区朝向豆状核的角度;E.豆纹动脉形成前后两个动脉蒂,前方动脉蒂继续走行至壳核,后方动脉蒂进入苍白球;F.中央核心区上面观,去除尾状核。豆纹动脉供应内囊,继续在内侧走行至尾状核。

 

大脑中央核心区的引流静脉分为脑池、深部和脑室三组。脑池组由岛静脉组成,引流岛叶表面静脉血,在岛阈汇入侧裂深部静脉或深部大脑中静脉,进而汇入Rosenthal基底静脉前部(图5)。偶见脑池组静脉止于蝶顶窦或海绵窦。丘脑后部和上丘脑静脉分别引流丘脑后下外侧部和后内侧部静脉血,而后沿中脑周围池汇入基底静脉后部。深组静脉主要引流前、后穿质区上方的中央核心区的静脉血域。纹状体下静脉引流来自壳核、尾状核、内囊的静脉血,通过前穿质区汇入深部大脑中静脉和基底静脉。丘脑下静脉引流丘脑前下部静脉血,通过后穿质进入后交通或大脑脚静脉,最终汇入基底静脉系统。脑室组静脉主要引流中央核心区上、内侧区域静脉血(图5)。这些静脉沿侧脑室内侧和外侧壁通过脉络膜裂汇入大脑内静脉、基底静脉和大脑大静脉(Galen静脉)。在侧脑室额角,丘脑前静脉和尾状核前静脉分别引流丘脑前部和尾状核头部静脉血;在侧脑室体部,丘脑纹状体静脉、丘脑尾状核静脉和尾状核后静脉引流尾状核体静脉血;在房部,房外侧静脉引流丘脑枕部和尾状核尾静脉血;在颞角,脑室下静脉引流丘脑下部和尾状核尾静脉血。

 

图5. 中央核心区的引流静脉。A.外侧面观,去除颞叶岛盖。可见侧裂浅静脉在蝶骨处引流入蝶顶窦。岛叶静脉引流入侧裂深静脉,进而汇入Rosenthal基底静脉前部,丘脑后静脉沿中脑周围池静脉汇入 Rosenthal基底静脉后部;B.脑室组静脉引流中央核心区上、内侧静脉血,通过脉络膜裂汇入大脑大静脉;C.上面观,大脑轴位切。脑室引流静脉主要汇入丘脑纹状体静脉,与隔前静脉形成大脑内静脉。切开双侧穹隆,显示位于中间帆池的大脑内静脉。

 

皮质延髓束和皮质脊髓束在中央核心区的解剖位置有重要意义,它们发生病变常导致运动功能障碍。这些纤维束大多起自中央前回,通过内囊膝部和后支进入大脑脚,再到达脑干和脊髓的运动核。将这些纤维束的分布和走行看成一个面,最前缘位于中央前沟最前方至内囊膝部至大脑脚前缘,通过室间孔的外侧投射在岛叶表面(图6)。此外,将来自中央核心区的前下方的内囊及其血管分布和走行看成另一个面,将中央核心区分为内、外两部分。外侧部由岛叶表面、最外囊、屏状核、外囊、壳核和苍白球组成,而内侧部包括尾状核和丘脑。该面是大脑的天然屏障,术中注意保护,不应跨越和损伤。在上述的水平和垂直面的基础上,将大脑中央核心区分为四个象限(图6、7)。

 

图6. 大脑中央核心区分区。A.外侧面观,解剖中央核。依照图中垂直线(绿色)和水平线(蓝色),将中央核心区细分为四个象限,两线交叉点为室间孔的外侧投射位点。垂直线为中央前沟最前方和大脑脚之间的连线,是锥体束的前缘,提示术者后象限深部有内囊的锥体束纤维走行。水平线为侧脑室前角底部至外侧膝状体的连线,提示术者在处理侧脑室前角与体部外侧病变时手术入路应高于此连线水平;三脑室外侧入路应选在后下象限,前穿质区入路应选择前下象限;B.中央核心区上面观。橙色线代表沿尾状核(上方)和豆纹动脉(深部)的连线。该连线代表矢状窦旁平面,术中不应跨越和损伤。如果病变位于平面外侧,应选择经岛叶外侧入路,如果病变位于内侧,选用经岛叶内侧入路。

 

作者按照象限划分法将中央核心区进一步分为前下、前下、后上和后下四个象限,并强调每个象限的重要性,建议针对每个象限部位的病变采用不同的手术入路(图7)。

 

图7. 环岛沟下方的主要纤维束通路示意图。外侧面观,分开侧裂,显露中央核心区。沿环岛沟呈环形切开,打开侧脑室,可见通过大脑峡部的主要纤维束通路。图中所示纤维束通路长度均为其平均测量值。

 

最后作者指出,该研究将中央核心区进行分区,对不同象限内的病变采用不同的入路,具有指导手术的重要价值。内囊及其血管分布和走行可以作为一个天然屏障,对选择手术入路有特殊的重要性。


(宁夏医科大学总医院李信晓编译,《神外资讯》常务编辑、海军军医大学附属长征医院徐涛审校,《神外资讯》主编、复旦大学附属华山医院陈衔城教授终审)


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