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《复旦大学》 2003年
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人体臂丛神经连续组织切片计算机辅助三维重建研究

陈增淦  
【摘要】: 背 景: 神经损伤后的修复与再生一直是国内外学者重点研究的课题,但迄今仍未找到令人满意的提高功能恢复率的方法。其主要原因就是周围神经损伤后,同一神经束的远近端往往不能准确对接导致的运动或感觉神经纤维之间的错向吻合。臂丛神经损伤是骨科临床常见疾病,它往往导致肢体的残疾,严重地影响了患者的生活质量。在臂丛神经损伤修复术中,最理想的是能做到相同功能性质的神经束进行准确对接。这就对臂丛神经内各神经束的定性和定位研究提出了更高的要求。由于神经干内部各神经束的组成在功能性质上互相交叉混合,因此如何精确地显示臂丛神经内部神经束和神经纤维的错综复杂的立体结构已成为该领域的当务之急。而现有的臂丛神经断面二维图谱仅提供了臂丛神经在某一平面的二维图像信息,因此根本不能反映此神经在其全程中神经束交叉重组的错综复杂变化过程。目前国内外还未见人体周围神经内部显微结构重建的报道。数字化虚拟人计划具有重大意义,目前尚未能完成神经系统的构建工作,迫切需要一种提取神经信息的有效方法。 目 的: 重建人体臂丛神经的三维立体结构,包括臂丛神经的外轮廓及其内部神经束的立体行径,同时探索一种臂丛神经计算机三维重建的实用方法。 方 法: 本研究采用直径0.08mm的头发为定位线,通过对一根成人新鲜尸体左侧臂丛神经的全长进行连续的冰冻组织切片(切片厚度为15μ),切片间隔为0.2mm,并对切片进行Karnovsky-Roots铁氰化铜法胆碱酯酶组织化学染色,区别出臂丛神经各断面内部神经功能束的性质、组成和分布等详细信息,在高倍显微镜下用高分辨率扫描仪记录神经断面的数字信息,输入计算机后分析臂丛神经在该断面的内部结构信息,然后将此神经全长的连续切片的断面数码信息按顺序输入计 WP=6 算机,来进行立体地、精确地三维重建。 结 果: 1、重建结果真实地再现臂丛神经的三维立体结构及其内部各神经束的三维立体行径,精确地显示臂丛神经中每一神经束的各个断面及其全长的解剖结构及其相互关系,各神经束中任意断面的感觉与运动纤维的准确定位资料,形象地展示臂丛神经中神经束的交叉穿插、混合重组的束型变化规律。既能单独显示臂丛外轮廓或内部神经束立体行径,又能二者一起混合显示,还能显示出臂丛内部神经束中任意一束的立体行径。重建结构均能在空间位置上绕任意轴旋转任意角度,或者以不同的速度连续旋转。同时还能对整个臂丛神经作任意剖割显示,能精确地显示出任意断面的各神经束内感觉和运动纤维的准确分布情况。 2、臂丛神经内部神经束结构相当复杂,它们相互间不断交叉重组,形成独特的神经束网络结构。而臂丛各段(根、干、股、束)神经束内部感觉和运动纤维等不同纤维之间大多混合在一起,即混合束,极少有单独的感觉束和运动束,从而形成了极为错综复杂的臂丛神经网络。 3、臂丛神经内部神经束的交叉重组有一定的规律性,在干水平的交叉重组最为频繁,在其他各段水平稍少。 4、臂丛各段神经束的数目在根水平以颈7最多,其次为颈6,再次为颈8,最后是胸1和颈5神经根。 5、在根水平:以颈7神经根最早开始出现分界明显的神经束。 6、臂丛各段(根、干、股、束)神经束的数目由近向远递增,各段神经束的直径递减。 7、在HE染色和乙酰胆碱酯酶染色前后,四种材料在普通玻片和多聚赖氨酸涂层玻片上的粘附性比较,差别有统计学意义(P 0.05),提示两种染色方法对四种材料在两种玻片上的粘附性都有影响。 8、乙酰胆碱酯酶染色后四种材料在涂胶玻片上的粘附性有差别(P 0.05),其中头发的玻片存留点数和锦纶线相比较,差别有统计学意义(P0.05),提示头发在乙酰胆碱酯酶染色后涂胶玻片上的粘附性最好。 9、两种方法染色后四种材料在涂胶玻片上的粘附性有差别(P 0.05),乙酰胆碱酯酶染色头发在玻片上存留的数量明显比HE染色多,差别有统计学意义(P 0.05),提示乙酰胆碱酯酶染色对头发在涂胶玻片上的粘附性影响最小。 10、乙酰胆碱酯酶染色后四种材料在不同涂胶玻片的粘附性有差别(P 0.05),头发在不同玻片上经乙酰胆碱酯酶(ACHE)染色后,差别有统计学意义(P 0.05),提示在涂胶玻片上乙酰胆碱酯酶染色后头发的粘附性最好。 WP=7 结 论: 1. 本研究在国内外首次应用臂丛神经连续组织切片较为成功地重建了臂丛神经的三维结构及其内部神经束的立体行径,确立了一种人体周围神经显微结构三维重建的实用方法,为中国数字化虚拟人的神经系统模型的构建作了有益尝试。为临床上臂丛神经损伤修复方式的选择提供良好帮助,对于将来人工神经的构建和多自由度自体神经信号控制电子假肢的研制也有较大指导意义。同时对于医学教育等其它方面有着重要的意义。 2. 采用头发作为定位材料,将臂丛神经进行连续组织冰冻切片后采用多聚赖氨酸涂层玻片进行贴片,然后采用胆碱酯酶组织化学染色,达到了较好的定位效果,是臂丛三维重建的一种实用有效的方法。
【学位授予单位】:复旦大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2003
【分类号】:R741

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【引证文献】
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【参考文献】
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【同被引文献】
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