岛叶的空间解剖结构
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【Ref: Faillenot I, et al. Neuroimage. 2017 Apr 15;150:88-98. doi: 10.1016/j.neuroimage.2017.01.073. Epub 2017 Feb 4.】
岛叶与痛觉感知、自控能力、情绪处理等神经功能密切相关。其解剖结构以岛中央沟为界分为前、后岛叶。目前了解的解剖结构通常以显微解剖标志为基础,包括蒙特利尔神经病学研究所(MNI)在很大程度上根据大脑的整体形态确定的空间构型模板,以及依据局部功能活动的解剖标志。对于岛叶皮质大小、功能、岛回和相应功能之间的对应关系目前了解甚少,针对岛回还没有详细的分区和精确的描述。法国圣埃蒂安城北医院神经内科的Isabelle Faillenot 等通过对健康人群岛叶MRI影像学研究,构建岛叶图谱,规范岛叶分区;其结果发表于2017年4月的《Neuroimage》上。
作者对30例健康成人受试者进行MRI- T1成像扫描;男、女性各15例;右利手25例;男、女的中位年龄分别为30岁和31岁。在MRI图像上手动勾绘出岛叶的六个区域:三个短回、前下皮质和两个长回(图1)以及岛叶边界(图2)。30例受试者的MRI图像上共绘出83个选定区域;对原始图像空间和将原始图像参照MNI模板处理后的MNI标准空间进行分析,并按照Türe等对岛叶的英文命名法,作解剖标记。
图1. 30例受试者左侧岛叶MRI成像上的主要结构。A.主要岛沟(箭头所示);B.岛沟和岛回。CS:岛中央沟;PostCS:岛中央后沟;PreCS:岛中央前沟;SIS:短岛沟;TS:岛横沟;ASG:短前回;TTG:颞横回;MSG:短中回;OFC:眶额皮质;PIS:环岛沟;PLG:长后回;PSG:短后回;TG:横回。
图2. 岛叶边界图,图中左下数字表示从正中矢状面至岛叶距离(mm)。A.矢状位,岛沟位置;B.岛沟将岛叶划分为多个区域;C.未定义的岛沟边界(白线)。红色:岛中央沟;绿色:岛中央前沟;黄色:短岛沟;蓝色:岛横沟;粉红色:岛中央后沟;橙色:环岛沟。
结果显示,部分短岛回区可能会出现副岛回,其后缘边界为短岛沟,下缘边界为从短岛沟最深点至岛横沟最深点的连线,另一边界为岛叶外缘。如果岛横沟缺失或不明确(图3 A1L),或者有两个岛横沟(图3 A4L)时,定义短岛回下边界应遵循以下原则:眶后回常呈弯曲状进入岛叶,最陡曲线的点位于岛横沟前方;岛横沟常位于前岛叶中间与下1/3之间;前下皮质常与眶后回毗邻;横回呈水平位,而副岛回和短前回常呈垂直位。短中回前缘边界为短岛沟,后缘为岛中央前沟,下缘为岛中央前沟最深点至短岛沟最深点之间的连线,其他边界为岛叶外侧缘。如果短中回缺失(图3 A1L),则临近突出的脑回为短中回。如果前岛叶处有两个以上脑沟(图3 A5L),则岛中央前沟一般与岛中央沟平行。如果岛中央前沟横越岛叶至环岛沟下方(图3 A29L),则其下缘边界为从短岛沟终点至岛中央前沟的垂直连线。短后回前缘边界为岛中央沟,下缘边界为中央沟最深点至岛中央前沟最深点之间的连线。当中央沟延伸至环岛沟时,则下缘边界为从岛中央前沟终点至岛中央沟之间的垂直连线。其他边缘为岛叶外侧缘。如果岛中央前沟也横越岛叶上方至环岛沟下方时(图3 A29L),则岛中央前沟最深点由岛中央前沟与短中回下缘之间的交叉点代替。前下皮质包括岛顶、岛阈和横回。其上缘边界为短前回、短中回和短后回下缘,但在岛中央沟处是不连续的。后缘为岛中央沟,其他边缘为岛叶外侧缘。长前回前缘边界为岛中央沟,下缘边界为中央后沟或中央沟最深点至中央后沟最深点之间的连线,其他边缘为岛叶外侧缘。长前回可以分为两个裂,而长后回则不会,但在岛后叶出现两个裂时考虑长前回(图3 A3L)。其余岛叶灰质后下方至长前回的部分即为长后回。
图3. 岛叶分段和变异。粉红色:长后回;橙色:长前回;绿色:短后回;蓝色:短中回;紫色:短前回;黄色:前下皮质。
通过对岛叶左右两侧图像处理,呈现岛叶分区的概率图(图4);白色像素点区域提示在MNI152标准空间岛叶分区可以100%出现,黑色像素点区域出现率为6.7%。
图4. 在MNI152空间,30例受试者岛叶左右两侧亚区概率图。颜色代表在同一位置亚区变异出现频率,也可视作该亚区所占百分比。
岛叶亚区概率图在图像叠加过程中的50%阈值图谱如图5所示。
图5. 岛叶左侧分区50%阈值的概率图。粉红色:长后回;橙色:长前回;绿色:短后回;蓝色:短中回;紫色:短前回;黄色:前下皮质。
所有受试者的岛中央沟结构高度一致。五个重要的岛回结构中,短中回形态最小,其位置和大小有高度的变异性。既往研究显示,副岛回和岛横回的出现率超过82%和86%,而该研究显示两者出现率为50%和57%(图6)。
图6. 岛前回的不一致性。A-B.岛叶左侧MRI矢状位和冠状位影像(3mm);C.岛叶三维图像外侧面观。
在原始图像和MNI152标准空间中,岛叶灰质体积分别为7.7±0.9cm3和9.9±0.6cm3。同侧灰质体积所占总体积的百分比在女性为2.7±0.2%,男性为2.6±0.2%。在MNI152标准化后,通过融合多种标记方法形成岛叶分区图集,结果显示该方法得到的岛叶分区具有很高的空间重叠性,平均体积误差为2.6%。
作者通过这种岛叶划分方法,在MNI152标准空间创建岛叶图谱,为岛叶亚区定位提供规范性原则。
(宁夏医科大学总医院李信晓编译,复旦大学附属华山医院花玮博士审校,《神外资讯》主编、复旦大学附属华山医院陈衔城教授终审)
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