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大脑中央核心区的显微解剖

2018-05-09 李信晓 徐涛

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导语

大脑中央核心区概念最早由巴西圣保罗大学解剖大师Ribas GC提出,但该区域由于位置深在,实施手术操作难度极大,而且对该区域的显微解剖及功能并不十分清楚。既往研究显示,大脑中央核由相关脑区的皮层下灰质和高度复杂的白质纤维组成。在运动、感觉、情感、内分泌和认知功能中具有重要作用,但对于大脑中央核心区的精细分区和手术方式了解甚少,这为临床手术操作带来一定挑战。


为了解大脑中央核心区的显微解剖和功能,韩国仁济大学医学院神经外科的Choi CY教授团队和美国佛罗里达大学神经外科Rhoton教授团队在已有组织学、解剖学和影像学基础上,结合2D、3D及纤维束成像技术,清晰展现大脑的这些深在复杂结构,对理解临床和指导手术意义重大。


本期神外专题,我们将主要介绍这两个团队对大脑中央核心区的概念、显微解剖、精细分区和手术入路等研究进行总结,也为更好理解这一区域的复杂结构和功能提供参考。


神外资讯主编:陈衔城

本期责任编辑:李信晓、徐涛


往期回顾


大脑核心区纤维束解剖视频


Ⅰ 大脑中央核心区概念及显微解剖

【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.】


大脑深部核心区域由许多皮层下灰质和高度复杂的白质纤维束构成,该区域在运动、感觉、情感等方面具有重要作用,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。韩国仁济大学医学院神经外科的Choi CY教授团队通过对四侧人脑半球进行显微解剖,其研究结果发表于2011年2月的《J Neurosurg》上。


1、大脑中央核心区概念


Choi CY教授团队指出,大脑半球中央核心区是指位于岛叶和中线之间的脑深部结构,包括最外囊、屏状核、外囊、壳核、苍白球、内囊、尾状核、杏仁核、间脑、无名质区、穹隆、前连合、乳头丘脑束、缰核脚间束(后屈束)、丘脑脚、脑脚袢、丘脑束和豆核束。通过尾状核背外侧和岛叶环岛沟之间的大脑峡部与大脑半球的余部连接,胼胝体嘴部的白质纤维构成大脑峡额部的一部分。


2、大脑中央核心区显微解剖


大脑核心区纤维束解剖视频


(1)外侧面解剖

分离左侧半球额叶、顶叶及侧裂周围的颞盖,可见岛叶背侧部和环岛沟由上纵束环绕,这与深部的额-顶-颞盖皮层有关。额叶和颞叶止于近岛阈处的环岛沟,二者互不相连(图1A)。也可见到与深部岛叶皮层有关的最外囊、屏状核和外囊(图1B)。


分离上纵束、最外囊、屏状核、外囊、下额枕束、钩束和前连合。切除前连合向外侧延伸部分暴露壳核和视辐射的隐匿部分。可见到位于壳核周围的放射冠,包括丘脑脚。Meyer袢位于近颞角尖处,呈弧形(图1C)。分离壳核和丘脑脚暴露毯部、尾状核、杏仁核、终纹、苍白球、丘脑和内囊。内囊将豆状核从尾状核和丘脑分开,终纹起自杏仁核,在丘脑和尾状核之间走行(图1D)。切除苍白球,可见脑脚袢,穿过无名质区到达隔区,呈弧形位于内囊外侧。脑脚袢位于前连合和苍白球下方,前穿质上方。尾状核头穿插于无名质区(图1E)。


图1. 左侧大脑半球大脑中央核心区外侧面的连续解剖,红、蓝曲线分别表示岛叶的上、下环岛沟。大脑上、下峡部分别与岛叶上、下环岛沟有关。A:去除长、短弓状纤维,额、顶和颞盖皮层,可见上纵束环绕于岛周。额叶和颞叶止于近岛阈处的环岛沟,二者互不相连;B:切除岛叶皮层,可见最外囊腹侧部、屏状核和外囊背侧部;C:去除上纵束、最外囊、屏状核、外囊、下纵束、钩束和前连合,前连合刚好通过壳核基底的中下部,切除向外延展部。可见壳核周围的放射状纤维(放射冠),Meyer袢呈弧形,构成视放射的前束纤维;D:去除壳核和丘脑脚,暴露侧脑室壁,可见毯部、尾状核、杏仁核、终纹、苍白球、丘脑和内囊。内囊将豆状核通过尾状核和丘脑分开,终纹走行于丘脑和尾状核之间;E:切除苍白球和前连合,脑脚袢穿过无名质区到达隔区,呈弧形位于内囊外侧。脑脚袢位于前连合和苍白球下方,前穿质上方。尾状核头腹侧部穿插于无名质区。


(2) 内侧面解剖

分离胼胝体和透明隔,切除颞内侧包括海马和海马旁回,打开颞角和侧脑室房部。通过切除透明隔的视窗可见尾状核头部和尾状核体部。脉络膜带延续为脉络组织,形成三脑室顶。脉络组织联合脉络丛通过脉络裂从中间帆进入侧脑室。丘脑髓纹是沿室间孔走行入缰核的一小横行纤维,为间脑背侧面和内侧面的分界。下丘脑沟是室间孔到三脑室表面外侧裂导水管的一浅横沟,为背侧丘脑和下丘脑腹侧部的分界(图2A)。切除胼胝体、脉络丛组织和海马联合,显露中央核心区内侧面。尾状核沿侧脑室外上壁弧向下走行,间脑内侧面由丘脑髓纹、室间孔、前连合、终板、视交叉、缰连合、松果体、后连合、导水管、中脑被盖、乳头体和漏斗包绕。前、后连合之间的平均距离为25mm(图2B)。


上面观,间脑背侧面由穹隆分为外侧区(侧脑室底)和内侧区(侧脑室顶),分别被室管膜和脉络组织覆盖。在外侧区,终纹连接隔区至杏仁核纤维,走行于丘脑和尾状核之间形成的沟(图2C)。下面观,尾状核的延伸部、终纹和穹隆呈弧形向下弯向颞角上壁。海马发出的纤维集中于海马的内侧,组成海马伞,然后海马伞行向背后方,逐渐与海马分开进而移行为穹隆脚,贴于胼胝体下方行向前并相互靠拢,其中一部分纤维越过对侧连接两侧海马,形成海马连合(穹隆连合),构成侧脑室内侧壁。过了海马连合后,两侧穹隆脚的纤维并行向前,构成穹窿体,再行向前下并分开形成穹窿柱,止于下丘脑乳头体。此外,尾状核头继续走行至尾状核尾,延续为杏仁核。注意鉴别丘脑枕、缰核和松果体。上、下丘分别向外延续为外侧和内侧膝状体(图2D)。


去除侧脑室和三脑室的室管膜层,可见间脑内侧面有横向的细纤维束构成。毯部环绕于侧脑室,通过外侧区到尾状核头,可见到近丘脑前极的丘脑前脚。前连合穹隆位于前连合到隔区的前部,下丘脑沟上方的终纹比下方的更突出,它们于下丘脑背侧部、丘脑腹内侧部和中脑被盖走行。下丘脑沟下方的终纹稀疏,于下丘脑腹侧和中脑被盖走行。下丘脑灰质核群之间无明显的界限(图2E)。


分离下丘脑外侧核群、后连合穹隆和乳头丘脑束,这些纤维束是该区域的主要纤维束。在前连合上方,将穹隆分为较细长的前连合穹隆和较厚的后连合穹隆束。后连合穹隆延续至乳头体,通过髓纹连接丘脑前核、下丘脑和缰核。乳头体丘脑束是乳头体和丘脑前核之间的连接纤维(图2F)。后连合穹隆外侧,可见横行纹位于内囊纵行纹外侧。在大脑半球外侧面解剖中,可见到这些横行纹穿过无名质区延续至脑脚袢(图2G)。


去除丘脑核群和乳头丘脑束,丘脑束纵行纹沿红核外侧走行。分离红核内侧,可见缰核脚间束连接缰核和脚间核(图2H)。去除丘脑束灰质明亮区后,可见位于内囊内侧的未定带,是一薄层的灰质结构(图2I)。未定带下方,豆核束斜纹从苍白球穿过内囊,到达红核前区,与豆状核袢汇合,构成脑脚袢的一部分(图2J)。在豆核束后下方,底丘脑核呈双凸形位于内囊内侧和黑质上方(图2K)。


图2. 右侧大脑半球大脑中央核心区内侧面连续解剖。A:分离胼胝体,切除透明隔和颞叶,可见位于侧脑室内的尾状核头部和体部。脉络组织与脉络丛通过脉络裂从中间帆进入侧脑室。髓纹连接隔区和缰核,间脑背侧面和内侧面的分界。间脑内侧面由下丘脑沟(虚线)分为丘脑上面和下丘脑下面,其位于室间孔和导水管之间,由髓纹、前连合、终板、缰连合、松果体、后连合、导水管、中脑被盖和乳头体包绕;B:切除胼胝体、脉络组织、脉络丛和海马联合,暴露中央核核心区内侧面,包括尾状核、穹隆和间脑;C:中央核心区上面观显示间脑背侧面由穹隆分为内、外两区,分别构成三脑室顶和底。在外侧区,终纹沿丘脑和尾状核之间形成的沟走行;D:中央核心区后面观显示终纹的延续部、尾状核和穹隆呈弧形向下弯向颞角上壁。穹隆脚、海马伞部和尾状核尾部延续为杏仁核。切除海马连合,可见到穹隆内侧的丘脑枕、缰核、松果体和内、外膝状体。上、下丘分别延伸为外、内侧膝状体;E:去除外侧室管膜层和三脑室,可见到间脑内侧面的细条纹形纤维,侧脑室外侧壁由毯部包绕。通过尾状核头部外侧可见到位于丘脑前极的丘脑前脚。前连合穹隆位于前连合入隔区的前部,下丘脑灰质核群之间无明显的界限;F:分离下丘脑核群外侧、后连合穹隆和乳头丘脑束,在前连合上方,将穹隆分为较细长的前连合和较厚的后连合穹隆束。形成室间孔后,后连合穹窿延续至乳头体。乳头丘脑束是连接乳头体和丘脑前部的纤维束;G:在后连合穹隆外侧、视束上方和前连合下方,可见横行纹位于内囊纵行纹外侧并延续为脑脚袢;H:去除丘脑核和乳头丘脑束,可见丘脑束纵行纹走行于红核外侧。分离红核内侧,可见缰核脚间束连接缰核和脚间束;I:去除丘脑束,可见到位于位于内囊内侧的一薄层灰质结构,称为未定带;L:去除未定带,可见豆核束斜纹从苍白球穿过内囊,到达红核前区汇入豆状核袢;K:豆核束后下方,底丘脑核呈双凸形位于内囊内侧和黑质上方。


为了便于讨论和更好理解,将大脑中央核心区内侧面解剖分为内侧面观、上面观和后面观三部分。


内侧面观

脑室周围白质纤维系统包括背侧纵束、丘脑-下丘脑纤维、内侧前脑束、乳头-被盖纤维和乳头脚。视上垂体束和结节垂体束难以分辨,髓纹连接隔区和缰核,接收来自杏仁核的纤维。前连合由中线周围的胶质腔包裹。后连合穹隆延续至乳头体,分别通过髓纹和三脑室壁的细小纤维与丘脑前部、下丘脑、缰核和中脑被盖连接。


脑脚袢由杏仁核腹侧传出纤维、丘脑下脚和豆状袢三种不同的纤维组成。杏仁核腹侧传出纤维起源于杏仁核基底外侧核和梨状皮层,最终达到下丘脑和脑干。丘脑下脚接受来自杏仁核、前颞皮层和无名质区的纤维,于内囊外侧急转到达下丘脑和丘脑内侧。豆状袢起自苍白球,于内囊外侧汇入豆状核。在红核后外侧,中央被盖束、中脑网状结构、下丘臂和丘系的薄层纤维很难鉴别。未定带与丘脑的网状核群相连续。在其下方,可见位于红核外侧的纵纹纤维束。


上面观

需鉴别尾状核、隔区的小岛样灰质、终纹、穹窿和丘脑。位于间脑背侧面的丘脑前部凸出于丘脑前极,该区域的后外侧部到达室间孔。终纹起自杏仁核的皮层内侧核,发出的某些纤维到下丘脑和髓纹。


后面观

需鉴别缰核、松果体、丘脑枕、延穹窿、终纹、尾状核、内侧和外侧膝状体。顶盖前区通过上丘接受来自枕叶皮层和视束的纤维,构成外侧膝状体的视觉传导通路。


Ⅱ 大脑中央核心区血供、精细分区和手术入路


【REF:Ribas EC, Yağmurlu K, de Oliveira E,et al. Microsurgical anatomy of the central core of the brain. J Neurosurg. 2017 Dec 22:1-18.


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。


1、动脉


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3)。豆纹动脉向上,通过前连合前方和下方向外延伸,形成前后两个“动脉蒂”。前连合前的动脉蒂到达壳核,继续向内走行至内囊前部,而前连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3)。


在岛阈或近岛阈处,大脑中动脉分叉部为血管主干,大脑中动脉下干常沿下环岛沟走行,而上干则直接在上环岛沟的后上方走行。这些血管干同其他血管分支一样,发出的动脉进入岛叶表面供应皮层。这些小穿支血管并没有进入岛叶深部的皮层下白质,大多数止于屏状核。丘脑穿支小动脉起自基底尖和大脑后动脉近段,位于视束后方,沿脚间窝顶走行,这些动脉直接进入丘脑和内囊后部。其他分支血管起自后交通动脉和大脑后动脉,沿中脑外侧走行,大多数分支前部血管供应下丘脑,后部血管则供应丘脑。脉络膜后内动脉包绕中脑,向后上进入帆池,供给丘脑下外侧和内侧区(图3)。


图3. 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。


2、静脉

大脑中央核心区的引流静脉分为脑池深部脑室三组。


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4)。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4)。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4. 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。


3、大脑中央核心区的分区

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5)。


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平面的基础上,将大脑中央核心区分为四个象限(图5、6)。


图5. 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。


按照象限划分法可将中央核心区进一步分为前上、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6)。


(1)前上象限:下额枕束位于前上象限和后下象限。屏状核皮层纤维也位于前上象限垂直平面的前部。由于垂直平面对应于内囊前肢和内囊后半部之间的划分,因此该象限的深度与锥体束无关。深部结构可见内囊、尾状核头和额角。


(2)前下象限:钩束完全位于该象限,由于前连合位于室间孔稍前方和下方,前穿质区也位于前下象限。前下象限几乎与内囊无关,仅可观察到内囊前肢的最下部从前下象限向上移行的部分。而大多数内囊的血管和基底节走行于前下象限,这对尝试进入该区域的入路有极大风险。前下象限内侧面延续进入隔区,意味着从前下象限外侧面的垂直纤维束不会导致前额角的开放。


(3)后上象限:本区域深部结构包括内囊膝部、内囊后肢、内囊晶状体后部和内囊豆状核后部。这些纤维束中,视辐射纤维指向距状裂上唇,起自于外侧膝状体后稍向上走行。水平面连接室间孔至外侧膝状体,尾状核体和丘脑包括其深部几乎完全位于该象限内。侧脑室体部和房部分别位于这些结构内侧和后方。


(4)后下象限:下额枕束和锥体束位于内囊膝部和后支内,后下象限岛叶表面的下方。视辐射纤维束指向距状裂下唇,枕极也位于后下象限。后下象限内侧部位于三脑室。


图6. 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。


4、相关手术入路

(1)中央核心区内侧入路:达尾状核、丘脑和前穿质内侧。


(2)经岛叶前部入路:处理豆纹动脉外侧的病变。


(3)经岛叶后部入路:适用于后象限外侧病变,但不能保护内囊后肢。


(4)经后纵裂或经胼胝体入路:适用于与丘脑相关的后上象限内侧病变。


5、临床意义

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。


致 谢


特别感谢上海交通大学附属新华医院神经外科唐寅达医师听译的The Rhoton Collection系列解剖视频《大脑纤维传导通路》章节作品。