Summary

Explorando o espaço profundo - descobrindo a anatomia das estruturas periventriculares para revelar os ventrículos laterais do cérebro humano

Published: October 22, 2017
doi:

Summary

Este documento demonstra o uso efetivo de um método de dissecação de fibra para revelar os panfletos superficial matéria branca e estruturas periventriculares do cérebro humano, no espaço tridimensional, para ajudar à compreensão do aluno de morfologia ventricular.

Abstract

Estudantes de anatomia são normalmente fornecidos com seções a bidimensional (2D) e imagens quando estudando anatomia ventricular cerebral e estudantes encontrar este desafiador. Porque os ventrículos são espaços negativos localizados profundamente dentro do cérebro, a única maneira de entender sua anatomia é por apreciando seus limites formados por estruturas relacionadas. Olhando para uma representação 2D destes espaços, em qualquer um dos planos cardinais, não permitirá a visualização de todas as estruturas que formam os limites dos ventrículos. Assim, usar seções 2D sozinhos exige que os alunos calcular a sua própria imagem mental dos espaços 3D ventriculares. O objetivo deste estudo foi desenvolver um método reprodutível para dissecar o cérebro humano para criar um recurso educacional para melhorar o estudante compreender as intricadas relações entre os ventrículos e estruturas periventriculares. Para conseguir isso, criamos um recurso de vídeo que apresenta um guia passo a passo usando um método de dissecação de fibra para revelar os ventrículos laterais e terceiros juntamente com as estruturas intimamente relacionadas do sistema límbico e os gânglios basais. Uma das vantagens deste método é que ele permite que a delimitação dos tratos de substância branca que são difíceis de distinguir usando outras técnicas de dissecação. Este vídeo é acompanhado por um protocolo escrito que fornece uma descrição sistemática do processo para ajudar na reprodução de dissecação do cérebro. Este pacote oferece uma anatomia valiosa recurso de ensino para educadores e estudantes iguais. Seguindo estas instruções educadores podem criar recursos de ensino e alunos podem ser guiados para produzir seu próprios dissecação cerebral como uma atividade prática hands-on. Recomendamos que este guia de vídeo seja incorporado na neuroanatomia, ensinando a realçar o aluno compreensão da morfologia e relevância clínica dos ventrículos.

Introduction

Muitos alunos se esforçam para compreender os espaços negativos do sistema ventricular, localizado profundamente dentro do cérebro humano1,2. Comumente utilizados recursos disponíveis para os alunos a estudar os ventrículos fornecem representações relativamente brutas das intrincadas relações 3D dessas estruturas cerebrais profundas. Compreender a anatomia 3D do sistema ventricular e estruturas relacionadas é particularmente importante em neurocirurgia, porque o acesso ao sistema ventricular é uma das técnicas mais utilizadas para medir a pressão intracraniana, descomprimir o ventricular sistema e administrar medicamentos3. Além disso, os rápidos avanços em imagens médicas implicaram o desenvolvimento de habilidades na interpretação da Anatomia 3D.

Seções a bidimensional (2D) do cérebro em diferentes planos são normalmente usadas para visualizar as estruturas cerebrais profundas que formam os limites dos espaços negativos ventricular4. No entanto, 2D fatias do cérebro sozinho são insuficientes para permitir que os alunos a compreender toda a extensão da arquitetura 3D dos ventrículos e os detalhes da região como feixes de fibras conectando o córtex e estruturas subcorticais5. Por conseguinte, educadores têm que confiar na capacidade dos alunos para calcular uma concepção 3D compreensível dos ventrículos4. Os estudantes que lutam com consciência espacial encontrá-lo extremamente difícil criar esta imagem 3D. Enquanto modelos de plástico e moldes ventriculares fornecem uma representação 3D do sistema ventricular, falham ao demonstrar as relações abrangentes que formam os limites dos ventrículos. Os alunos muitas vezes negligentemente remover partes do modelo plástico para acessar o sistema ventricular e entender suas interconexões. Neste processo, eles frequentemente negligenciam detalhadas sobre posições relativas de cada estrutura em perdem a compreensão de suas relações (por exemplo, a formação do telhado dos ventrículos laterais pelo corpo caloso).

O desenvolvimento de novas ferramentas de ensino informatizado abordou algumas destas limitações. No entanto, muitos destes modelos são limitados para imagens e texto estático e não em aproveitar a interatividade oferecida por estas novas tecnologias7,8. Enquanto tecnologias interativas permitem ao usuário rodar modelos de computador 3D para estudar múltiplos pontos de vista, isso pode confundir alguns usuários, especialmente os noviços que desafio para orientar estruturas6. Além disso, recursos de computador interativo foram mostrados para ser menos eficaz em ensinar mais complexas estruturas anatômicas6. Assim, um dos desafios no ensino de neuroanatomia é proporcionar aos alunos os recursos que lhes permitam adequadamente Visualizar os ventrículos e apreciar sua estrutura 3D e relações anatômicas, incluindo o delicado associativa, projeção, e os molhos de fibra commissural que formam relações complexas com o de estruturas periventriculares2.

Dissecação tem demonstrada ser um excelente método de ensino para o aprendizado de anatomia7,8. Um estudo recente fornece evidências dos benefícios da dissecação do estudante na aprendizagem de neuroanatomia. Em 2016, Rae et al encontraram melhorada de retenção de curto e longo prazo dos conhecimentos de neuroanatomia em alunos participando de dissecações9. Enquanto os avanços da tecnologia continuarem a melhorar a precisão e a interatividade dos modelos de computador 3D, os conhecimentos adquiridos através de dissecação hands-on não podem ser replicados digitalmente no presente tempo10.

Neste estudo, tivemos como objetivo produzir uma dissecação reprodutível de um cérebro humano. Escolhemos um método de dissecação de fibra, porque isso permite preservação dos pacotes fibra delicado e estruturas de matéria cinzenta periventricular para melhor definem o espaço negativo dos ventrículos.

Aqui nós apresentamos um guia passo a passo completo para a criação de um modelo prosection dos ventrículos e estruturas periventriculares juntamente com um vídeo de treinamento que acompanha para usam em neuroanatomia, ensino e aprendizagem. Estes recursos podem ser usados para ensinar e aprender a neuroanatomia do cérebro por educadores e estudantes.

Protocol

todos os métodos descritos aqui foram aprovados pelo Comitê de ética humana pesquisa da Universidade Nacional da Austrália. Para criar o modelo ventricular, usamos o Klingler fibra dissecação técnica 12 , 14. A técnica de Klingler é um método de dissecação tátil que envolve a remoção de pequenas porções de matéria cinzenta do córtex e descolar-se feixes de fibras nervosas, fornecendo assim um guia passo a passo através das camadas de tecido…

Representative Results

Esse método de dissecação expõe o sistema ventricular, separando o cérebro em uma anterior e uma parte posterior (Figura 7 e Figura 8). A parte posterior oferece uma vista interna para o trígono colateral do qual os cornos posteriores e inferiores podem ser vistos estendendo-se até o occipital e os lobos temporais, respectivamente (Figura 8). No corno inferior e temporal, o h…

Discussion

O objetivo deste trabalho foi a elaboração de um guia de dissecação para divulgação para professores e alunos que poderiam ser usados para melhorar o ensino e a aprendizagem do profundo ventricular e estruturas periventriculares do cérebro humano. Nós criaram um guia passo a passo com acompanhamento de imagens, juntamente com um recurso de vídeo, que pode ser usado para ajudar a compreensão da morfologia dos ventrículos e suas estruturas associadas. A técnica de dissecação em si não é nova. Dissecação d…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Os autores gostaria de agradecer os doadores e suas famílias para sua generosa oferta. Obrigado ao Sr. Xiao Xuan Li que gravou o vídeo e ajudou com edição de vídeo; Sra. Hannah Lewis e Sr. Louis Szabo para fornecimento de técnico suporte; e o Professor Jan Provis para rever o vídeo e fornecer dados para o conteúdo de vídeo.

Materials

Scalpel Blade No 15 Swann-Morton 0205 Scalpel blade
Scalpel Blade No 11 Swann-Morton 0203 Scalpel blade
Scalpel Blade No 24 Swann-Morton 0211 Scalpel blade
Long Scalpel handle No3L Swann-Morton 0913 Scalpel handle
Short Scalpel handle No4G Swann-Morton 0934 Scalpel handle
Scissors Scissors
Atraumatic Forceps Atraumatic forceps
Toothed Forceps Toothed forceps
Genelyn Arterial Enhanced GMS Inovations AE-475 Arterial embalming media

References

  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 (2010).
  3. Mortazavi, M. M., et al. The ventricular system of the brain: a comprehensive review of its history, anatomy, histology, embryology, and surgical considerations. Childs Nerv Syst. 30 (1), 19-35 (2014).
  4. Drapkin, Z. A., Lindgren, K. A., Lopez, M. J., Stabio, M. E. Development and assessment of a new 3D neuroanatomy teaching tool for MRI training. Anat Sci Educ. 8 (6), 502-509 (2015).
  5. Ruisoto Palomera, P., JuanesMéndez, J. A., Prats Galino, A. Enhancing neuroanatomy education using computer-based instructional material. Computers in Human Behavior. 31, 446-452 (2014).
  6. Chariker, J. H., Naaz, F., Pani, J. R. Item difficulty in the evaluation of computer-based instruction: an example from neuroanatomy. Anat Sci Educ. 5 (2), 63-75 (2012).
  7. Bouwer, H. E., Valter, K., Webb, A. L. Current integration of dissection in medical education in Australia and New Zealand: Challenges and successes. Anatomical sciences education. 9 (2), 161-170 (2016).
  8. Nwachukwu, C., Lachman, N., Pawlina, W. Evaluating dissection in the gross anatomy course: Correlation between quality of laboratory dissection and students outcomes. Anatomical Sciences Education. 8 (1), 45-52 (2015).
  9. Rae, G., Cork, R. J., Karpinski, A. C., Swartz, W. J. The integration of brain dissection within the medical neuroscience laboratory enhances learning. Anatomical Sciences Education. , (2016).
  10. Choi, C. Y., Han, S. R., Yee, G. T., Lee, C. H. Central core of the cerebrum. J Neurosurg. 114 (2), 463-469 (2011).
  11. Standring, S., Ellis, H., Healy, J., Williams, A. Anatomical Basis Of Clinical Practice. Grays Anatomy. 40, 415 (2008).
  12. Ojeda, J. L., Icardo, J. M. Teaching images in Neuroanatomy: Value of the Klinger method. Eur. J. Anat. 15, 136-139 (2011).
  13. Skadorwa, T., Kunicki, J., Nauman, P., Ciszek, B. Image-guided dissection of human white matter tracts as a new method of modern neuroanatomical training. Folia Morphol (Warsz). 68 (3), 135-139 (2009).
  14. Arnts, H., Kleinnijenhuis, M., Kooloos, J. G., Schepens-Franke, A. N., van Cappellen van Walsum, A. M. Combining fiber dissection, plastination, and tractography for neuroanatomical education: Revealing the cerebellar nuclei and their white matter connections. Anat Sci Educ. 7 (1), 47-55 (2014).
  15. Turney, B. W. Anatomy in a modern medical curriculum. Ann R Coll Surg Engl. 89 (2), 104-107 (2007).
  16. Chowdhury, F., Haque, M., Sarkar, M., Ara, S., Islam, M. White fiber dissection of brain; the internal capsule: a cadaveric study. Turk Neurosurg. 20 (3), 314-322 (2010).
  17. Riederer, B. M. Plastination and its importance in teaching anatomy. Critical points for long-term preservation of human tissue. J Anat. 224 (3), 309-315 (2014).
  18. McMenamin, P. G., Quayle, M. R., McHenry, C. R., Adams, J. W. The production of anatomical teaching resources using three-dimensional (3D) printing technology. Anat Sci Educ. , (2014).
  19. Ture, U., Yasargil, M. G., Friedman, A. H., Al-Mefty, O. Fiber dissection technique: lateral aspect of the brain. Neurosurgery. 47 (2), 417-426 (2000).
  20. Klingler, J., Gloor, P. The connections of the amygdala and of the anterior temporal cortex in the human brain. Journal of Comparative Neurology. 115 (3), 333-369 (1960).

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Cite This Article
Colibaba, A. S., Calma, A. D. B., Webb, A. L., Valter, K. Exploring Deep Space – Uncovering the Anatomy of Periventricular Structures to Reveal the Lateral Ventricles of the Human Brain. J. Vis. Exp. (128), e56246, doi:10.3791/56246 (2017).

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