Name: 补充电机区的光纤连接重新审视:光纤解剖，DTI和三维文档的方法 (视频) | JoVE Journal
Uploaded: 2017-05-23T14:00:00.000+00:00
Duration: 16 min 23 s
Description: 探索补充电机区白质纤维连接的综合方法，结合尸体纤维解剖与先进磁共振纤维束成像技术。该方法利用广义Q采样成像和Human Connectome Project数据，为神经外科手术规划提供精确的解剖学依据，有助于减少术后运动功能缺损风险。

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

部分数据由人类连接组计划（Human Connectome Project）、华盛顿大学-明尼苏达大学联盟（主要研究人员：David Van Essen 和 Kamil Ugurbil；资助号：1U54MH091657）提供，该项目由支持 NIH 神经科学研究蓝图的 16 个 NIH 研究所和中心资助；同时由华盛顿大学麦克唐奈系统神经科学中心提供支持。图 2A 和图 2D 经授权转载自 Rhoton 收藏集57（http://rhoton.ineurodb.org/?page=21899）。

此处将逝者纳入作为一个群体，尽管从技术上讲逝者不属于人类受试者；根据45 CFR 46的规定，人类受试者是指&#34;活着的人类个体15,16&#34;。
1. 样品制备
<ol>
	<li>检查5个福尔马林固定的脑标本（10个半球）和2个完整的人头标本。</li>
	<li>根据Klingler方法，将标本固定在10%福尔马林溶液中至少2个月17。</li>
	<li>按照Klinger方法，将所有标本在-16 ˚C下冷冻2周17。</li>
	<li>在自来水下解冻标本。</li>
	<li>对尸体头部进行扩展的额颞部开颅术以暴露脑组织。
	<ol>
		<li>将尸体头部置于三针式头架中（材料表）。</li>
		<li>使用手术刀做额颞部皮肤切口。</li>
		<li>使用手术刀、镊子和剪刀去除皮肤和肌肉组织。</li>
		<li>在颅骨上钻一个或多个骨孔，直至达到硬脑膜；使用配备紧凑型减速器和14 mm颅骨穿孔附件的电钻，转速为79,000 rpm（材料表）。</li>
		<li>使用带2.1 mm针形磨头附件的2 mm × 15.6 mm带槽铣刀，在80,000 rpm的钻速下切割骨瓣并打开颅骨（材料表）。</li>
	</ol>
	</li>
	<li>在显微镜下以6倍至40倍放大倍数，使用显微解剖器械剥离硬脑膜、蛛网膜和软脑膜，并进行解剖5,18（材料表）。</li>
</ol>
2. 纤维解剖技术
注意：所有解剖操作均需在手术显微镜下以6倍至40倍放大倍数进行。
<ol>
	<li>在每个半球上逐步进行纤维束解剖，从外侧到内侧以及从内侧到外侧。
	<ol>
		<li>使用Panfield解剖器（材料表）剥离大脑皮层，去除所有额叶皮层组织，以暴露短联合纤维束，即U形纤维或跨回纤维，它们连接相邻的脑回5,13。</li>
		<li>在显微镜下使用Panfield解剖器和手术显微钩轻轻修剪，去除短联合纤维（材料表），以到达并暴露长联合纤维，后者连接同侧半球内的远距离区域。</li>
		<li>深入长联合纤维层，使用手术显微钩和Panfield解剖器去除表层联合纤维；在显微镜下逐束清除纤维束（材料表），以暴露投射性连合纤维。</li>
		<li>根据文献中先前定义的拓扑解剖结构2,8,18,19,20,21，观察SMA复合体的每一条连接。</li>
	</ol>
	</li>
	<li>在解剖间隔期间，将解剖过程中使用的所有标本（完整头部和脑组织）保存于10%甲醛溶液中（材料表）。</li>
</ol>
3. 三维摄影技术
<ol>
	<li>拍摄标本时使用黑色平台。</li>
	<li>采用3D摄影技术22。
	<ol>
		<li>将每个标本放置在设计好的黑色平台上。</li>
		<li>选择一个正对标本的拍摄场景，将相机对焦于标本上靠近相机屏幕（仪器台）中心点的任意位置，并拍摄一张照片。使用18至55 mm f/3.5-5.6单反镜头或100 mm f/2.8L微距镜头，将光圈设置为F29，ISO设为100。</li>
		<li>将相机轻微向左旋转，直到相机屏幕最右侧的点与上述对焦点重合。然后将相机向右平移，直到屏幕中心点与标本上原来的对焦点重叠。将相机对焦于该点并拍摄另一张照片。</li>
		<li>保持相机与被摄标本之间的距离和轴线恒定不变。</li>
	</ol>
	</li>
	<li>使用3D图像生成程序（Material Table）创建3D图像。
	<ol>
		<li>打开3D软件程序。</li>
		<li>选择 &#34;从文件中打开立体图像&#34;。</li>
		<li>选择两张图像（左图和右图），并确保左图位于左侧插槽，右图位于右侧插槽。</li>
		<li>选择 &#34;半彩红蓝/2（Half color anaglyph RL/2）&#34; 选项，并以jpeg格式生成立体图像。</li>
	</ol>
	</li>
</ol>
4. DTI 技术
<ol>
	<li>利用人类连接组计划扩散数据获取预处理的扩散数据23 通过从引用的网站下载。 
	注意：数据为预处理后下载，包含以下步骤：使用改良的3 T MRI设备（仪器表）对正常志愿者进行扩散数据采集，采用自旋回波平面成像（EPI）序列，并结合多波段图像加速技术。24,25,26,27,28相关序列参数包括：TR = 5,520 ms；TE = 89.5 ms；FOV = 210 × 180 mm；矩阵 = 168 × 144；层厚 = 1.25 mm（体素尺寸 1.25 × 1.25 × 1.25 mm）；多波段因子 = 3；b值 = 1,000 s/mm²2（95 个方向），2,000 s/mm2（96 个方向）和 3,000 s/mm2（97 个方向）。然后使用 FreeSurfer 对数据进行处理29和 FSL30；该过程包括涡流校正、运动校正、b0强度归一化、磁化率失真校正和梯度非线性校正28,31,32,33相应的T1加权MP-RAGE图像也包含在下载包中。相关操作流程详见人类连接组计划操作手册。23.</li>
	<li>使用 DSI Studio 对扩散数据进行后处理34采用广义q采样成像（GQI）算法生成体素水平的扩散取向分布函数（ODF）估计值35.
	<ol>
		<li>通过选择将下载的数据集加载到软件中 &#34;步骤1：打开源图像&#34; 并选择 data.nii.gz 文件。</li>
		<li>选择 &#34;步骤2：重建&#34; 按钮。确认脑部掩膜后，继续进行 &#34;步骤 2&#34; 并选择 &#34;GQI&#34; 作为重建方法。选择 &#34;r² 加权&#34; 与一个 &#34;长度比&#34; 的 &#34;1.0.&#34; 保留其余选项的默认设置。</li>
		<li>选择 &#34;运行重建。&#34;</li>
	</ol>
	</li>
	<li>为感兴趣区域放置适当的种子，以简化纤维追踪。
	<ol>
		<li>在 &#34;区域窗口，&#34; 点击 &#34;图谱&#34; 按钮以放置用于上纵束（SLF）I 的种子。选择 &#34;布罗德曼&#34; 并添加 &#34;区域 6&#34; 和 &#34;区域 7&#34; 在区域窗口中，设置 &#34;区域6&#34; 输入以 &#34;种子&#34; 以及 &#34;区域 7&#34; 输入以 &#34;包涵体区域&#34; （感兴趣区域）。
		<ol>
			<li>选择 &#34;新区域&#34; 在区域窗口中，于冠状面的上额回最尾侧部分手动绘制一个感兴趣区域（ROI）。按照步骤4.4所述进行纤维追踪。</li>
		</ol>
		</li>
		<li>以类似方式放置SLF II的种子 &#34;新区域&#34; 在区域窗口中绘制 &#34;种子&#34; 冠状面中额中回白质后部区域。使用以下方法选择一个ROI &#34;图谱&#34; （如步骤4.3.1所述）及布罗德曼9、10、46、39和19区。按照步骤4.4所述进行纤维追踪。</li>
		<li>将SLF III的种子放置于 &#34;种子&#34; 区域，使用 &#34;图谱&#34; （如步骤 4.3.1 所述）在区域窗口中选择 &#34;区域40&#34; 布罗德曼图谱和来自感兴趣区域的 &#34;图谱…" 在 &#34;区域40&#34; 和 &#34;区域44&#34; 按照第4.4步所述进行纤维追踪。</li>
		<li>使用种子点追踪胼胝体纤维 &#34;新区域&#34; 在区域窗口中绘制一个 &#34;种子&#34; 在包含胼胝体的矢状面内进行纤维束追踪，操作步骤如4.4所述。</li>
		<li>使用种子点定位扣带纤维 &#34;新区域&#34; 在区域窗口中绘制一个 &#34;种子&#34; 冠状面中扣带中回区域。使用 &#34;新区域&#34; 在冠状面视图下，于前部扣带回和后部扣带回分别绘制两个感兴趣区（ROI）。按照步骤4.4所述进行纤维追踪。</li>
		<li>使用种子点追踪皮质-屏状核纤维 &#34;新区域&#34; 在区域窗口中绘制一个 &#34;种子&#34; 在放射冠使用感兴趣区域分析扣带区 &#34;图谱…”功能。选择图谱为 &#34;JHU-白质-标签-1mm&#34;
		<ol>
			<li>选择并添加 &#34;前放射冠&#34;, &#34;后冠放射区，&#34; 和 &#34;上放射冠&#34;在轴向平面上，针对所有穿过壳核水平以下平面的纤维，绘制一个避让区域。 &#34;新区域&#34; 在区域窗口中，按照第 4.4 步所述进行纤维追踪。</li>
		</ol>
		</li>
		<li>使用种子点定位皮质脊髓束 &#34;种子&#34; 从 &#34;图谱...&#34; 区域窗口中的功能；选择 &#34;JHU-白质标记-1mm&#34; 并加入 &#34;皮质脊髓束&#34; 区域。按照步骤4.4所述进行纤维追踪。</li>
		<li>使用种子点定位额斜束（frontal aslant tract, FAT） &#34;种子&#34; 区域从 &#34;图谱...&#34; 在区域窗口中选择布罗德曼图谱并选择功能 &#34;区域6&#34; 感兴趣区域在 &#34;区域44&#34; 和 &#34;区域45&#34; 按照第4.4步所述进行纤维追踪。</li>
		<li>在额纹状体束（FST）的种子点放置 &#34;种子&#34; 在 &#34;区域6&#34; 使用 &#34;图谱...&#34; 功能。插入新区域到 &#34;尾状核，&#34; &#34;壳核，&#34; 和 &#34;苍白球&#34; 来自 &#34;HarvardOxfordSub&#34; 图谱并在区域窗口中设置类型为 &#34;结束。&#34; 
		&#8203;注意：FST 的纤维追踪将通过选择第 6 区作为种子区域，并在每次追踪过程中仅选择一个皮层下种子区域来完成。即， 6区与尾状核，其次为6区与壳核，最后为6区与苍白球。
		<ol>
			<li>针对每种组合，按照第4.4步所述进行纤维追踪。</li>
		</ol>
		</li>
	</ol>
	</li>
	<li>对上述每种组合进行纤维追踪。
	<ol>
		<li>在 &#34;选项&#34; 窗口中，将追踪参数设置为：qa终止指数0.08，角度阈值75，步长0.675，平滑度0.2，最小长度20 mm，最大长度200 mm。选择种子方向为 &#34;全部&#34; 种子位置 &#34;亚体素&#34; 并随机化接种 &#34;开启。&#34; 使用三线性方向插值结合流线（Euler）追踪算法。针对上述每一对脑区组合，选择 &#34;运行追踪&#34; 在 &#34;纤维束&#34; 窗口 
		注意：由于追踪具有随机性，因此结果清晰 &#34;假纤维&#34; 被识别并选择性移除，避让区域由人工手动绘制 &#34;新区域。&#34;</li>
	</ol>
	</li>
	<li>使用以下方法将人类连接组计划数据集中提供的、已提取脑组织的T1加权3D MP-RAGE扫描图像与扩散数据进行仿射配准 &#34;切片 -&#62; 插入 T1/T2 图像&#34; DSI-Studio 的功能。通过选择生成大脑的表面渲染图像 &#34;切片 -&#62; 添加等值面。&#34; 使用一个 &#34;阈值&#34; 665分之</li>
</ol>

作者声明不存在竞争性财务利益，且无任何资金与支持来源，包括设备和药品方面的资助。

白质通路的重要性及其研究技术
大脑皮层被认为是与人类250万年生命演化相关的主要神经结构。大约200亿个神经元根据形态学和细胞特征被划分为不同的区域40。这些皮层区域的结构已按功能进一步细分为若干亚组，例如感觉运动感知与运动、情绪体验以及复杂推理。研究表明，灵长类动物的所有行为均由独特的解剖-功能连接以及在神经系统皮层和皮层下区域拓扑分布的特定脑区共同形成。尽管大脑皮层已被广泛深入研究，但关于连接不同脑区的神经系统的白质通路，目前仍缺乏系统认知。诸如半卵圆中心和放射冠等区域此前已在宏观解剖视角下被研究过。在19世纪，研究人员利用髓鞘染色材料以及借助氨基酸标记的放射自显影技术对猴子脑组织进行大体解剖，以探索白质纤维系统。通过这些研究，一些主要的联合纤维，如扣带和钩束，已被识别并命名。然而，其他一些白质通路，例如弓状束/上纵束和下纵束，在现有文献中的界定仍存在争议41,42,<sup class="xref...

在布罗德曼划分的14个额叶区域中，位于中央前回运动皮层前方的前运动区和前额叶区域长期以来被认为是一个“静默模块”，尽管额叶在认知、行为、学习和语言处理中起着重要作用。除了向内侧延伸的辅助运动区（SMA）复合体（包括SMA前区和SMA本部，即布罗德曼6区；BA 6）之外，前运动/额叶模块还包括背外侧前额叶皮层（BA 46、8和9）、额极皮层（BA 10）、腹外侧前额叶皮层（BA 47），以及位于大脑外侧表面的部分眶额皮层（BA 11）1，2。
辅助运动区（SMA）复合体是一个重要的解剖区域，其定义基于功能和连接特性。该区域的切除或损伤会导致显著的临床功能缺损，称为SMA综合征。SMA综合征是一种重要的临床病症，尤其在累及SMA复合体的额叶胶质瘤病例中常见3。SMA复合体通过纤维束与边缘系统、基底节、小脑、丘脑、对侧SMA、顶上小叶以及额叶的部分区域相连接。这些白质连接受损所产生的临床影响可能比皮层损伤更为严重，因为皮层损伤的后果可能随着时间推移，由于皮层具有较高的可塑性而得到一定程度的代偿4,5,6,7,8,9,10,11,12,。因此，尤其在胶质瘤手术中，必须深入理解SMA区域的解剖结构及其白质通路。
深入了解白质通路的解剖结构对于神经外科病变的广泛治疗具有重要意义。近期研究利用显微手术获得的解剖结果进行三维记录，以更好地理解脑白质通路的拓扑解剖及其相互关系13,14。因此，本研究旨在结合尸体标本的纤维解剖技术与磁共振成像（MRI）示踪技术，系统研究辅助运动区复合体（pre-SMA 和 SMA proper）的白质连接，并详细阐述这两种技术的全部方法、原理及其精确记录过程。
研究的规划与策略
在开展实验之前，对纤维解剖的基本原理、解剖前及解剖过程中标本所需采用的处理步骤，以及通过解剖和弥散张量成像（DTI）所揭示的辅助运动区（SMA）各区域之间的所有连接进行了文献检索。同时回顾了既往关于辅助前运动区（pre-SMA）与辅助运动区本体（SMA-proper）的解剖定位与分离，及其连接拓扑解剖学的研究。

<table><tbody><tr><td>4% 多聚甲醛溶液</td><td>AFFYMETRIX, Inc.</td><td>2046C208</td><td>用于固定</td></tr><tr><td>冷冻柜</td><td>INSIGNA</td><td>NS-CZ70WH6</td><td>用于冷冻</td></tr><tr><td>潘菲尔德解剖器</td><td>AESCULAP</td><td>FD305</td><td>用于解剖</td></tr><tr><td>外科显微剪刀</td><td>W. Lorenz</td><td>04-4238</td><td>用于显微解剖</td></tr><tr><td>外科显微钩</td><td>V. Mueller</td><td>NL3785-009</td><td>用于显微解剖</td></tr><tr><td>微血管牵开器/扩张器</td><td>W. Lorenz</td><td>04-4324</td><td>用于显微解剖</td></tr><tr><td>Emax2 SC 2000 电动控制台</td><td>Anspach Companies</td><td>SC2102</td><td>用于颅骨切开术</td></tr><tr><td>钻孔套装</td><td>Anspach Companies</td><td>NS-CZ70WH6</td><td>用于颅骨切开术</td></tr><tr><td>20-1000 倍手术显微镜</td><td>Moeller-Wedel, Germany</td><td>FS 4-20</td><td>用于显微解剖</td></tr><tr><td>佳能 EOS 550D 1800万像素 CMOS APS-C 数码单反相机</td><td>Canon Inc.</td><td>DS126271</td><td>用于拍照</td></tr><tr><td>EF 100 mm f/2.8L IS USM 微距镜头</td><td>Canon Inc.</td><td>4657A006</td><td>用于拍照</td></tr><tr><td>MR-14EX II 微距环形灯（闪光灯）</td><td>Canon Inc.</td><td>9389B002</td><td>用于拍照</td></tr><tr><td>三脚架</td><td>Lino Manfrotto</td><td>322RC2</td><td>用于拍照</td></tr><tr><td>MAYFIELD Infinity 头部固定钳</td><td>Integra Inc.</td><td>A0077</td><td>用于固定头部</td></tr><tr><td>改良 Skrya 3T &quot;Connectome&quot; 扫描仪</td><td>西门子公司（Siemens Company, Inc.）</td><td>A911IM-MR-15773-P1-4A00</td><td>用于扫描 DTI</td></tr><tr><td>XstereO Player</td><td>Yury Golubinsky</td><td>版本 3.6(22)</td><td>用于生成立体图像</td></tr><tr><td>EF-S 18-55mm f/3.5-5.6 IS II 单反镜头</td><td>Canon Inc.</td><td>2042B002</td><td>用于拍照</td></tr><tr><td>手术刀</td><td>6B INVENT</td><td>7-104-L</td><td>用于切口</td></tr><tr><td>紧凑型减速器</td><td>Anspach Companies</td><td>CSR60</td><td>用于制作骨窗</td></tr><tr><td>14 mm 颅骨穿孔器</td><td>Anspach Companies</td><td>CPERF-14-11-3F</td><td>用于制作骨窗</td></tr><tr><td>2 mm × 15.6 mm 带槽铣刀</td><td>Anspach Companies</td><td>A-CRN-M</td><td>用于颅骨切开术</td></tr><tr><td>2.1 mm 针状钻头</td><td>Anspach Companies</td><td>03.000.130S</td><td>用于颅骨切开术</td></tr></tbody></table>

重新审视辅助运动区的纤维连接：纤维解剖、弥散张量成像与三维记录的方法学

Fiber Connections of the Supplementary Motor Area Revisited: Methodology of Fiber Dissection, DTI, and Three Dimensional Documentation

本研究旨在展示利用尸体标本的纤维解剖技术与磁共振（MR）示踪成像相结合的方法，来检查辅助运动区（SMA）复合体（包括前SMA和真正的SMA）的白质连接。该方案还将描述人脑白质解剖、扩散张量示踪成像以及三维记录的操作流程。人脑的纤维解剖和三维记录工作均在美国明尼苏达大学神经外科系显微外科与神经解剖学实验室完成。共采用五例死后人脑标本和两个完整头部，按照Klingler方法进行制备。在手术显微镜下，从外侧至内侧及内侧至外侧逐步解剖脑半球，并在每个阶段采集三维图像。所有解剖结果均得到扩散张量成像的支持。研究还依据Meynert纤维束分类体系，对相关连接进行了考察，包括联合纤维（短联合纤维、上纵束I和额斜束）、投射纤维（皮质脊髓束、屏状皮质束、扣带和额纹状体束）以及连合纤维（胼胝体纤维）。

辅助运动区（SMA）复合体位于额上回的后部。其后界为中央前沟，下外侧界为额上沟，下内侧界为扣带沟18。SMA复合体由两部分组成：前部为前SMA，后部为真正的SMA18。这两部分在白质连接和功能方面存在差异18（图1A 和 B）。我们采用纤维束解剖和弥散张量成像（DTI）技术研究了这两部分的皮层及皮层下连接，并在三维图像中予以展示。
SMA复合体的联合纤维
去除额叶皮层后，暴露出连接相邻脑回的短联合纤维，即所谓的U形纤维18（图1C）。辅助运动区（SM...

本研究旨在展示在人尸体脑上进行纤维解剖技术的每一步骤、这些解剖结构的三维记录，以及对解剖学上分离出的纤维通路进行弥散张量成像。

本研究旨在展示检查辅助运动区（SMA）复合体白质连接的方法学……

本项目的主要目标是结合活体磁共振纤维追踪技术与尸体标本的纤维显微解剖技术，系统研究人类辅助运动复合体的纤维连接。该方法有助于回答当前领域内关于人脑白质解剖学的关键问题，例如显微解剖与DTI技术的具体操作方法，以及这些研究的三维摄影与记录方式。该技术的主要优势在于能够全面深入地理解辅助运动区白质通路的解剖结构。该技术在治疗和脑肿瘤手术方面具有重要意义，因为体内纤维追踪技术可用于术前评估，以尽量减少术后并发症。该方法不仅可揭示辅助运动区的纤维连接，还可应用于几乎所有其他脑区，以评估纤维束的连接情况。通常，刚接触磁共振扩散纤维追踪的人员会遇到困难，因为目前更为广泛应用的扩散张量成像在建模交叉纤维等方面存在显著局限性。因此，我们采用了广义Q采样建模方法，以实现更精确的纤维追踪。我将与本实验室的神经解剖学研究员Cevik博士共同演示该操作流程。首先，按照Klingler法准备福尔马林固定的脑组织。将尸体头部置于三针头夹中，并使用手术刀行额颞部皮肤切口。然后，使用手术刀、镊子和剪刀去除头部的皮肤和肌肉组织。接着，使用配备紧凑型减速器和14毫米颅骨钻孔附件的钻头在颅骨上钻出一个或多个骨孔，直至暴露硬脑膜。然后，使用配备磨头的铣刀切割骨瓣。打开颅骨并暴露脑组织。暴露后，去除硬脑膜、蛛网膜和软脑膜，将组织置于显微镜下，放大6至40倍进行观察。使用Penfield剥离器剥离大脑皮层，去除所有额叶皮层组织，以暴露短联合纤维束。这些纤维可被识别为U形纤维，或称连接相邻脑回的脑回间纤维。在显微钩的辅助下，轻柔地去除短联合纤维，以到达并暴露长联合纤维，后者连接同侧大脑半球内较远区域。白质通路由有髓纤维组成，主要分为三大类。联合纤维是同一半球内不同皮质区域之间的广泛连接；连合纤维连接两侧半球；投射纤维则连接大脑皮层与脑的深部结构以及脊髓。随后，使用手术显微钩和Penfield剥离器深入长联合纤维，并去除表层的联合纤维。移除每束纤维以暴露投射性联合纤维。首先将标本置于特制的黑色平台上，选择一个能完整显示标本正面的视野。将相机对准屏幕中心点附近的样本任意位置，拍摄一张照片。然后将相机轻微向左旋转，直到屏幕最右侧的点与之前对焦的点重合。接着将相机向右平移，直到屏幕中央的点与样本上最初的对焦点重叠。将相机对准此点并拍摄另一张照片。在3D软件程序中，打开立体图像，使左图像位于左槽，右图像位于右槽。然后选择“Half Color Anaglyph RL2”选项，并以JPEG格式生成立体图像。首先从人类连接组计划（Human Connectome Project）网站下载预处理的弥散数据，然后使用弥散谱成像工作室（Diffusion Spectrum Imaging Studio）进行后处理。为此，首先选择“Step1 Open Source Images”，然后选择数据 nii 文件，将数据集加载到软件中。gz 文件。接下来，选择“步骤2 重建”按钮。验证脑图后，选择广义Q采样成像作为重建方法。同时，选择 r 平方加权，长度比为 1.0。其余选项保持默认设置，然后选择运行重建。在区域窗口中使用图谱功能的种子，放置皮质脊髓束的种子。选择 JHU 白质标签 1 毫米以及皮质脊髓束区域。然后，进入“选项”窗口并按此处所示设置追踪参数，以执行纤维追踪。将种子方向设为“全部”，种子位置设为“亚体素”，并开启随机化种子。同时，使用三线性方向插值和流线追踪算法，并在纤维束窗口中选择“运行追踪”。由于追踪具有随机性，您可能会发现所谓的伪纤维，即不感兴趣的纤维。可通过手动绘制新的区域来创建避让区域，从而清除这些伪纤维。在“区域”窗口中，单击“图谱”按钮，为上纵束1放置种子点。选择 FreeSurferDKT、left_superior_frontal 和 left_precuneus。然后在“Region”窗口中，将 left_precuneus 的类型设置为 Seed，将 left_superior_frontal 的类型设置为 ROI。接下来，在“Region”窗口中选择“New Region”，并在冠状面上手动绘制一个包含区域，位于额上回最尾侧的部分。然后，按照先前所述方法进行纤维追踪。接着，对上纵束二进行相同的操作。首先，在“区域”窗口中使用“新建区域”功能，并在冠状面上的中额回白质后部绘制种子区域。然后，使用 Atlas 的 FreeSurferDKT 分区，选择包含区域：left_rostral_middle_frontal 和 left_caudal_middle_frontal，以及 FreeSurferSeg Atlas 分区 ctx_lh_G_pariet_inf-Angular。按照此前所述方法进行纤维追踪，完成此过程。对于上纵束3的纤维追踪，使用图谱中的种子区域放置种子。选择FreeSurferSeg图谱中的ctx_lh_G_pariet_inf-Supermar区域作为种子区域。然后，从FreeSurferSeg图谱中选择ctx_lh_G_front_inf-Opercular区域作为包含区域。通过执行先前所述的纤维追踪步骤完成此过程。对于胼胝体纤维，使用新区域放置种子，并在矢状面上绘制一个包含胼胝体的种子区域。将“终止条件”设置为900条纤维束后，按照先前所述方法完成纤维追踪过程。对于扣带纤维，在冠状面使用新区域放置种子，并在中扣带回绘制种子区域。在冠状面下，使用“新区域”工具在后扣带回绘制一个包含区域。按照之前所述方法进行纤维追踪，完成此过程。接下来，使用图谱功能在Talairach图谱的屏状核（Claustrum）区域放置闭合皮层纤维的种子。然后，选择图谱并从FreeSurferDKT图谱中添加left_superior_parietal和left_superior_frontal区域。在区域窗口中，将Claustrum设置为终点（End），其余两个区域设置为种子（Seed）。根据配准的准确性，某些区域的位置可能需要进行调整，尤其是由于屏状核结构较小，更需精细校正。可通过在“区域”窗口中右键单击该区域，并从“移动区域”选项中选择相应的位置调整来实现。随后按照之前的步骤进行纤维追踪。首先选择图谱功能，并在 FreeSurferDKT 图谱中选择 left_pars_opercularis，然后再次使用图谱功能并在 aal 图谱中选择 Supp_Motor_Area_L，以此为额斜束的种子区域进行放置。接下来，在区域窗口中将 left_pars_opercularis 设置为终止区域，将 Supp_Motor_Area_L 设置为种子区域。对于额纹状体束，再次选择图谱功能，然后在 aal 图谱中选择 Supp_Motor_Area_L。接下来，选择图谱功能，然后从 ATAG_basal_ganglia 图谱中选择 Striatum_L。在区域窗口中，将 Striatum_L 设置为终点，将 Supp_Motor_Area_L 设置为种子点。随后，通过选择切片并添加等值面来生成脑部的表面渲染图像。阈值可能因数据集的不同而有所变化，需进行调整直至结果满意为止。为了预防永久性损伤，必须更好地理解解剖拓扑结构，特别是通过三维解剖学研究，并利用这些连接的临床特征来规划手术。辅助运动区复合体由两部分组成：前部为前辅助运动区（Pre-SMA），此处以紫色显示；后部为辅助运动区本体（SMA-Proper），以绿色显示。这里展示了这两个部分的皮层及皮层下连接，采用的是纤维解剖和弥散张量成像（DTI）技术。去皮质后，暴露出短联络纤维，即U型纤维。U型纤维连接相邻的脑回，例如辅助运动区前部（pre-SMA）与辅助运动区（SMA-Proper）之间，以及辅助运动区（SMA-Proper）与运动皮层之间的连接。在此侧视图中，可见上纵束1、2和3区的连接。在冠状层面去除部分上纵束2后，暴露出额顶颞束（FAT）。FAT纤维从辅助运动区（SMA）斜向延伸至额下回，并在额下回盖部走行至表浅位置。此处可见屏状皮层纤维分布区在皮层区域的暴露边界，位于辅助运动区前部与顶叶后部之间。弥散张量成像（DTI）技术在可视化全脑纤维位置方面具有强大优势。此处显示的图像重点展示了上纵束纤维的位置，并描述了额顶枕颞束（FAT）与额顶枕束（FST）之间的关系。此外，该技术还可用于显示胼胝体纤维、扣带纤维以及屏状皮层纤维的位置。在进行MRI示踪操作时，需牢记数据质量对成功至关重要。在本项目中，我们利用人类连接组计划数据库中的高质量数据。我们通常会在自己的3D临床扫描仪上重复获得类似结果，但需要牢记的是，获取此类高质量数据可能需要较长的磁共振成像（MRI）扫描时间，具体取决于所使用的MRI扫描仪。了解辅助运动区复合体的纤维束连接对于规划额叶手术至关重要。观看本视频后，您应能充分理解与辅助运动区复合体解剖结构相关的显微外科手术技术。

fiber-connections-supplementary-motor-area-revisited-methodology

Research

科研

JoVE Journal

Neuroscience

神经科学

补充电机区的光纤连接重新审视：光纤解剖，DTI和三维文档的方法

我们介绍了一种利用磁共振成像（MRI）同时分析大脑功能与结构的新方法。我们采用高分辨率扩散加权成像及白质纤维束示踪技术来评估大脑结构。与标准的结构性MRI不同，这些技术使我们能够直接将解剖连接性与脑网络的功能特性关联起来。...

联合分析脑结构与功能：采用fMRI与扩散加权成像

弥散张量成像（DTI）基本上是一种基于磁共振成像（MRI）的技术，用于识别 体内...

神经退行性疾病分析中的弥散张量磁共振成像

采用弥散张量成像（DTI）技术以尝试显示视觉通路的主要部分。目标是使用经美国食品药品监督管理局（FDA）批准的标准商用工作站，该工作站可用于日常常规操作，以期减少患者术后对视觉通路的损伤。...

视觉通路的弥散张量成像——白质纤维束与脑部病变

为了研究病理条件下大脑的重组，我们使用微型渗透泵将蛋白质直接递送至大脑，从而绕过血脑屏障。随后注射示踪剂，以研究在该蛋白质影响下大脑连接性的改变。...

在病理生理条件下研究大脑重组的微型渗透泵植入与示踪剂递送

本文描述了用于重建白质（WM）的确定性与概率性算法，旨在研究白化病患者与对照组之间视辐射（OR）连接性的差异。尽管概率性纤维追踪技术能更接近神经纤维的真实走行路径，但仍采用了确定性纤维追踪以比较两种技术的可靠性与可重复性。...

利用弥散张量成像与纤维束示踪技术测量人类白化病初级视觉通路的连通性

本项目的目标是开发一个交互式、针对患者个体的建模流程，以近实时地模拟深部脑刺激的效果，并提供有意义的反馈，说明这些设备如何影响大脑中的神经活动。...

利用交互式患者特异性模型为深部脑刺激疗法定位神经纤维束

本文介绍了一种应用扩散张量成像参数评估脊髓受压的实验方案。...

慢性脊髓受压中的弥散张量磁共振成像

本文介绍了一种使用重复经颅磁刺激（nTMS）结合基于扩散张量成像（DTI）的皮质脊髓束（CST）重建进行运动区定位的标准化操作流程。该方案具有可重复性，临床可行性高，可轻松整合到常规临床工作流程中，为运动通路评估、神经可塑性研究以及康复方案制定提供了可靠且有价值的技术框架。...

使用导航经颅磁刺激进行功能性运动定位的标准化方案

巨大纤维系统是成年黑腹果蝇（Drosophila...

从巨大纤维通路进行的电生理记录 D. melanogaster

本文演示了一种对成年 Drosophila 腹神经索（VNC）进行 体内 解剖的方法。该特定解剖技术对 VNC...

成年个体整体装片制备 黑腹果蝇 腹神经索用于巨纤维染料注射

探索补充电机区白质纤维连接的综合方法，结合尸体纤维解剖与先进磁共振纤维束成像技术。该方法利用广义Q采样成像和Human Connectome Project数据，为神经外科手术规划提供精确的解剖学依据，有助于减少术后运动功能缺损风险。

重新审视辅助运动区的纤维连接：纤维解剖、弥散张量成像与三维记录的方法学

探索更多视频