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基于人体连接组的脑干连接和手术入路示踪图谱
背景：脑干是神经外科医生最具挑战性的领域之一，因为灰质核团和白质通路之间的空间有限。基于弥散张量成像的脑干成像已被用于脑干结构的研究，但先进的弥散磁共振成像(MRI)可以进一步提高角度和空间分辨率。
目的：构建一个高角度高空间分辨率、基于广泛人群的综合纤维束图谱，对脑干手术入路进行解剖学回顾。
方法：我们将先进的弥散磁共振纤维束成像技术应用于一个基于人群的图谱，该图谱由来自人类连接组项目-的总共名受试者的数据构建而成。研究人员对五个福尔马林固定的大脑进行了手术标志性研究。用Luxol快速蓝染色组织切片验证纤维束成像结果。
结果：我们获得了主要脑干通路的纤维束成像图像，并与组织学分析进行了验证。通路包括小脑脚、皮质脊髓束、桥脑皮质束、内侧丘系、外侧丘系、脊髓丘脑束、红核脊髓束、中央被盖束、内侧纵束和背侧纵束。然后，在经典手术入路(丘上入路、丘下入路、中脑外侧入路、动眼周围入路、三叉神经周围入路、延髓前外侧入路、橄榄后入路)下对重建的三维脑干结构进行切片。
结论：先进的弥散磁共振纤维不追踪技术是探讨脑干神经解剖学、加深对手术入路认识的有力工具。
缩写：CN，颅神经；CPT，桥脑皮质束；CST，皮质脊髓束；CTT，中央被盖束；DLF，背侧纵束；HCP，人类连接计划；ML，内侧丘系；MLF，内侧纵束；RST，红核脊髓束；STT，脊髓丘脑束
脑干是神经外科医生最具挑战性的领域之一。灰质核团和白质通路之间有限的空间缩小了被称为安全进入区的手术走廊1-3脑干手术需要详细了解其三维解剖结构，以避免严重的损伤，这可能导致毁灭性的术后并发症。弥散磁共振成像(MRI)纤维束成像是一项改变神经外科游戏规则的技术。这是一种非侵入性的成像方法，能够跟踪活体的白质纤维路径。4，5这是通过使用弥散敏化序列在显微分辨率下检测水弥散模式而实现的。通过对主要弥散方向的分析，可以在白质内分辨出纤维束的方向，并用于指导纤维跟踪算法。
弥散张量成像(DTI)的术前脑干成像(DTI)已被应用于海绵状血管瘤和胶质瘤等局灶性和弥漫性病变的主要脑干束的研究。6，7DTI是目前最常用的分析弥散MRI信号的方法。然而，DTI为每个体素假设了一个简单的单纤维模型，因此不能解析复杂的白质通路的交叉模式。因此，在脑干结构中的DTI研究在识别关键结构方面的分辨率有限。8-15高空间和角度分辨率弥散磁共振成像的最新进展带来了跟踪准确性方面的质量突破。16，17在这里，我们使用来自人类连接组计划(HCP)-的总共名受试者的高角度分辨率弥散磁共振数据。这些数据在标准空间中重建，并进行平均，以构建一个包含个对象的图谱，该图谱允许在一大群受试者中跟踪具有代表性的路径。18-20我们研究的目的是提供一个基于信息的脑干束的综合图谱，并显示安全进入区的外科解剖。具体地说，我们提供了我们的纤维束成像与组织切片的相关性，以进一步验证我们的结果，并讨论了这种成像技术在接近脑干病变的术前计划中的潜在益处。
方法
磁共振弥散成像采集与处理
共有名健康受试者的数据由国家卫生研究院资助和国际审查委员会批准的项目(HCP)在吴民联合体(年6月1-3季度)发布，其中名受试者(名女性，名男性受试者；平均年龄29.15岁；标准差3.47岁)进行了弥散扫描。弥散数据在西门子3TSkyra扫描仪上采集，使用二维自旋回波单激发多波段回波平面成像序列，多波段因子为3，单极梯度脉冲。21空间分辨率为1.25mm各向同性，重复时间为5毫秒，回波时间为89毫秒。采用多壳层弥散格式。B值分别为s/mm2、s/mm2和s/mm2。弥散采样方向总数为个。总扫描时间约为55分钟。使用Q空间微分同胚重建对弥散数据进行重建。18对名受试者的重建数据进行平均，以创建具有代表性的HCP-图谱(DSIStudio；可在
