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下丘脑核团的全脑磁共振成像与断层解剖对比

解剖学报作者：张锐邓雪飞等

下丘脑是间脑的一部分，位于下丘脑沟的腹侧，构成第三脑室侧壁的下份和底壁。下丘脑结构虽微小，却控制了极为重要的机体功能，包括血管系统调节、睡眠、代谢、应激、体温调节、水和电解质平衡、食欲、性行为、内分泌以及免疫反应等。下丘脑出现功能异常可导致一系列机体内环境及发育异常疾病，如生物节律紊乱、不孕不育、糖尿病和肥胖，以及偏头痛、抑郁症、嗜睡症和丛集性头痛等精神或神经性脑部疾病。目前，随着下丘脑功能立体定向的发展，神经外科可采用通过对下丘脑刺激的方法来治疗下丘脑功能异常疾病。然而，目前针对下丘脑内核团的影像学特征尚有待进一步研究，因此下丘脑内核团结构在医学影像学上的识别对新的神经外科治疗的发展至关重要。

1．邻近下丘脑区标志性结构穹隆在标本经垂体正中矢状面旁断层面显示其各部结构(图1A)，前连合结构通过横断面及冠状面断层标本均可得到明确显示(图2A)。对应同一标本同层面以上两结构在所用T1WI、T2WI上均可识别，且呈低信号，T1WI图像中显示更为清晰，可明确分辨其各部结构及穹隆分别投射至海马及乳头体的神经纤维形态(图1B，2B)。2．室旁核下丘脑室旁核在标本经大脑脚横断层面可见，呈第三脑室前侧方脑实质内一条形灰质带(图3A)。对应同一标本同层面，T1WI图像中可见此核团呈等信号，与周围白质结构分界清晰(图3B)；T2WI可见第三脑室旁相同区域脑实质内发现一等信号区(图3C)，其内侧为高信号的第三脑室内膜，前方可见低信号前连合，外侧面为低信号白质区。3．乳头体核乳头体核在标本经垂体正中矢状面旁及鞍上池横断面可清晰显示其结构形态(图1A，4A)。在MRI的T1WI图像中可清晰显示乳头体核呈卵圆形等信号区(图1B，4B)，矢状面乳头体核边缘隐约可见包绕的略低白质样信号；T2WI图像中乳头体信号略显混杂，显示不清。此外，在矢状面MRI的T1WI中可清晰显示低信号的穹隆纤维投射进入乳头体核内。4．视上核视上核在标本经鞍上池横断面及经前连合冠状面可见核团位于视交叉上方，骑跨于视束上(图2A)。通过标本经前连合冠状切面观察，可见视束上方下丘脑区一片状灰质，未见明显分界，在T1WI上可清晰显示此区呈等信号，与周围灰质结构未见明显分界。此区在T2WI图像上显示为与周围灰质相同的等信号区(图2B，2C，4B，4C)。讨论人类下丘脑大小仅约4cm3，占人类脑容积的0.3％。其内包括大量复杂的核团结构，且与人类代谢、生殖及内环境稳定有着极为密切的关系。下丘脑作为一个重要的脑功能整合及协调中心，很容易受常见脑部神经疾病的影响。而下丘脑核团结构在磁共振影像上的精确识别无疑对下丘脑解剖及功能的研究起到了巨大的促进作用。本研究旨在为临床神经外科患者的下丘脑核团结构定位提供解剖学基础，以研发新的治疗方法。下丘脑内的核团结构是下丘脑内重要的功能单位，此区的病变亦对人体有着深远的影响。建立于MRI基础的解剖学研究显示，精神分裂患者及其无精神病史的直系亲属的乳头体核所在区域体积均出现增大的现象。针对脑乳头体及丘脑乳头束的刺激治疗，目前正开发用于控制癫痫发作的潜在治疗方式。下丘脑室旁核参与内分泌及维持内环境稳定等功能。目前已有报道称Prader—Willi综合征、糖尿病尿崩症等疾病体液平衡调节紊乱患者存在室旁核病变。而乳头体的相关MRI研究则显示下丘脑室旁核在精神分裂患者中的异常增大与内分泌功能紊乱存在正性相关。本研究借助下丘脑周围的穹隆及前连合等易识别的标志性结构，以明确下丘脑内灰质核团的位置及形态，并最终确定下丘脑核团在MRI上的位置、形态及信号特点。本文中，下丘脑室旁核通过第三脑室结构及室旁核前的穹隆结构的定位，在T1WI、T2WI图像上可见，且与周围白质结构分界清晰；乳头体核在T1图像中呈卵圆形略高信号，其边缘可见发自穹隆的低信号白质纤维包绕及传入其中。下丘脑视上核骑跨于视束上方，且与周围下丘脑灰质结构分界不清。以上结构在常规全脑MRI序列中的显示，为下丘脑上述核团的准确定位及为临床神经外科的诊断及治疗提供了一个崭新的视角。然而，受限于头颅标本进行MRI扫描时较大的扫描范围，下丘脑内其他重要核团显示欠佳或与周围灰质结构分界不清。例如与性行为、食欲及代谢相关的下丘脑腹内侧核，与代谢及生殖相关的漏斗核等结构在本实验中未见明确显示。而以上核团与人类肥胖综合症的发病亦有着密切的关系。且鉴于磁共振成像的特殊原理，为达到清晰识别下丘脑内部结构的目的，要求能够妥善处理层厚和信噪比。高分辨率的T1WI、T2WI图像可通过减小层厚及图像视野来获得，从而保证在合理的检查时间内采集尽可能清晰的图像。同时，尸体湿性标本的磁共振信号与活体信号必然存在差异。以上不足之处有待于在未来实验或临床工作中对下丘脑区域的进一步研究和探讨中解决。

综上所述，下丘脑是人脑中重要且复杂的解剖结构，在丛集性头痛、肥胖症、内分泌紊乱及颞叶癫痫等疾病中扮演着重要的角色。采用常规的T1WI、T2WI磁共振检查能够准确借助邻近的穹隆、前连合结构识别室旁核、乳头体核及视上核结构，从而对相关疾病的诊断及脑神经外科的治疗起到重要作用。