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方法文章

探索深部空间——揭示脑室周围结构的解剖以展现人脑侧脑室

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DOI:

10.3791/56246

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2017年10月22日

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* These authors contributed equally

本文内容

摘要

本文展示了如何有效利用纤维解剖方法,在三维空间中揭示人脑的浅层白质纤维束和脑室周围结构,以帮助学生理解脑室的形态学特征。

摘要

解剖学学生在学习脑室系统解剖结构时,通常仅被提供二维(2D)切面和图像,而这往往使学生感到困难。由于脑室是位于大脑深部的负性空间,理解其解剖结构的唯一方法是认识构成其边界的邻近结构。在任何标准解剖平面观察这些空间的二维图像,均无法完整呈现所有构成脑室边界的结构。因此,仅依赖二维切面要求学生自行构建脑室三维空间结构的心理图像。本研究旨在建立一种可重复的人脑解剖方法,以创建一种教学资源,增强学生对脑室与周围室周结构之间复杂关系的理解。为实现这一目标,我们制作了一段视频资源,采用纤维束解剖法,逐步展示侧脑室和第三脑室,以及与之密切相关的边缘系统和基底神经节结构。该方法的优势之一在于能够清晰显示白质纤维束,而这些结构在其他解剖技术中难以分辨。本视频配套一份书面操作规程,系统描述了解剖流程,以帮助使用者重复该脑解剖过程。该教学资源包对教育工作者和学生均具有重要价值。教育工作者可依据本指南制作教学材料,学生也可在指导下亲手完成脑解剖,作为一项实践性操作活动。我们建议将本视频指南纳入神经解剖学教学中,以增强学生对脑室形态及其临床意义的理解。

引言

许多学生难以理解位于人脑深部的脑室系统中的负空间1,2。目前学生用于学习脑室的常见资源所提供的图像,往往只能粗略地呈现这些深部脑结构之间复杂的三维关系。掌握脑室系统及其相关结构的三维解剖结构在神经外科中尤为重要,因为进入脑室系统是测量颅内压、减压脑室系统以及给药最常用的技术之一3。此外,医学影像技术的快速发展也迫切需要培养解读三维解剖结构的能力。

不同平面的脑部二维(2D)切片通常用于可视化构成脑室负空间边界的深部脑结构4。然而,仅靠脑部的二维切片不足以帮助学生理解脑室三维结构的完整形态以及该区域的精细细节,例如连接大脑皮层与皮层下结构的纤维束5。因此,教育者不得不依赖学生自身能力来构建出易于理解的脑室三维概念4。对于空间感知能力较弱的学生而言,建立这种三维图像极为困难。尽管塑料模型和脑室铸型能够提供脑室系统的三维表征,但它们无法展示构成脑室边界的完整结构关系。学生常常机械地拆卸塑料模型的各个部分,以观察脑室系统并理解其相互连接。在此过程中,他们往往忽略了每个结构之间精细的相对位置关系,从而丧失了对这些结构关联性的理解(例如 胼胝体构成侧脑室顶....

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方案

本文所述所有方法均经澳大利亚国立大学人类研究伦理委员会批准。为构建脑室模型,我们采用了克林格纤维解剖技术12,14。克林格技术是一种触觉解剖方法,通过去除皮层部分灰质并逐层剥离神经纤维束,从而由表及里逐步展示脑组织从表面至深部结构的解剖层次。

注意:在配套视频和图像中用于演示本方案的脑标本,系小心取自澳大利亚国立大学医学院遗体捐赠项目获得的经福尔马林灌注保存的人类尸体。捐赠者无已知神经系统疾病的病史。去除硬脑膜后,脑组织在室温下保存于10%乙醇溶液中达三年之久。

1. 准备

  1. 从经防腐处理的人体尸体中获取完整脑组织,去除硬脑膜,并将脑组织置于室温下的10%乙醇中保存,以备解剖使用。
    注意:操作时应在通风良好的房间内,根据当地规定佩戴个人防护装备。在开始解剖操作前,确保所有参与者均熟悉机构规定的手术刀及其他锐器的安全操作与处置流程。
  2. 准备以下器械:剪刀、镊子、刀片(No. 15 和 No. 22)、金属探针以及金属手术刀柄的钝端(图1)。使用手术刀柄的钝端以尽量减少对精细神经纤维的损伤,并保护主要的白质纤维束(图2)

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结果

该解剖方法通过将脑部分为前部和后部,暴露脑室系统图7 和 图8)。后部提供了侧脑室三角区的内部观,由此可看到后角和下角分别延伸至枕叶和颞叶。图8在下角/颞角处,作为其内侧壁的海马清晰可见,同时亦可见到海马伞及穹窿脚。

大脑前部的解剖切面(图7)可观察到构成侧脑室前角边界以及向前突出的结构。在吻端,尾状核的头部清晰可见,构成前角的外侧边界。侧脑室的内侧壁和顶壁大部分已被去除,但在该标本的吻端,内侧仍可见透明隔的残余部分,上方仍可见胼胝体。向背侧移动,丘脑的庞大结构逐渐显现,构成脑室体部底壁的大部分;而尾状核的狭长体部则位于丘脑的背外侧,构成脑室底壁外侧的一小部分。脉络丛可见其绕行于丘脑.......

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讨论

本文的目的是制定一份解剖指南,供教师和学生传播使用,以增强对人类大脑深部脑室及脑室周围结构的教学与学习效果。我们制定了一份配有图像的分步指南,并辅以视频资源,可用于帮助理解脑室及其相关结构的形态学特征。该解剖技术本身并非全新方法,纤维解剖法此前已被用于小脑解剖学的研究14。然而,本研究的创新之处在于将传统解剖方法与现代带注释的视频制作相结合。这表明,尽管解剖学在解剖学教育中的应用已减少,但仍可审慎用于促进学生学习,尤其适用于那些无法接触人体解剖或更倾向于使用电子资源进行学习的学生。纤维解剖技术为学习侧脑室的三维解剖结构提供了塑料模型和计算机模型之外的补充资源。与塑料模型、脑横断面切片及脑室铸型相比,我们的解剖方法更清晰地展示了脑室的三维结构及其与构成脑室边界的结构之间的空间关系。

为学习人类大脑深层结构提供有效的教学资源,是解剖学教育工作者面临的一项挑战。目前常用的教学资源存在一定的局限性。尽管解剖历来是解剖学教育的核心手段,但由于其他学科带来的时间压力、安全顾虑以及遗体捐献者数量减少,其可及性已显著降低

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披露

作者声明不存在利益冲突。

致谢

作者谨向捐献者及其家属致以诚挚谢意,感谢他们慷慨的馈赠。感谢李晓轩先生负责视频录制并协助完成视频剪辑工作;感谢汉娜·刘易斯女士和路易斯·萨博先生提供技术支持;同时感谢简·普罗维斯教授对视频的审阅以及对视频内容提出的宝贵意见。

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材料

本文使用的材料清单
姓名公司目录编号评论
15号手术刀片Swann-Morton0205手术刀片
11号手术刀片Swann-Morton0203手术刀片
24号手术刀片Swann-Morton0211手术刀片
长型手术刀柄 No3LSwann-Morton0913手术刀柄
短型手术刀柄 No4GSwann-Morton0934手术刀柄
剪刀剪刀
无创镊无创镊
有齿镊有齿镊
Genelyn 动脉增强型固定液GMS InovationsAE-475动脉灌注固定液

参考文献

  1. Smith, D. M., et al. A virtual reality atlas of craniofacial anatomy. Plast Reconstr Surg. 120 (6), 1641-1646 (2007).
  2. Estevez, M. E., Lindgren, K. A., Bergethon, P. R. A novel three-dimensional tool for teaching human neuroanatomy. Anat Sci Educ. 3 (6), 309-317....

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