第一部分：垂体柄相关膜性结构的解剖组织学研究一、研究背景人们对神经系统膜性结构的发现较早,但认识较晚。Vinas曾将人们对蛛网膜和脑池的认识归纳为解剖学、神经放射学和显微神经外科学三个阶段。显微神经外科学阶段的进步主要是神经外科手术显微镜的应用使得人们能够比肉眼更加细致清晰的观察到生理和病理状态下各部位蛛网膜和脑池的形态和境界,从而开始逐渐领悟到蛛网膜、蛛网膜下腔、脑池对肿瘤生长方式、脑脊液循环通路和手术切除技巧等方面所具有的独特意义。鞍区位于颅底中央部,大脑半球中心的下方,是中枢神经系统肿瘤的高发区。鞍区蛛网膜下池是围绕视交叉的众多蛛网膜下池的统称,影像学上通常称为鞍上池,包括视交叉池、外侧裂池、终板池、脚间池和环池等,内容物包括Willis动脉环、视交叉、下丘脑基底部及向下方延续的垂体柄等重要结构。鉴于鞍区手术的危险性和困难程度,Yasargil及后来的多位研究者通过显微解剖和临床手术对鞍上蛛网膜和脑池的构造、分布、分隔和内容物等已作过一些有益的研究,但其中却鲜有论及鞍上池内垂体柄与其周围膜性结构的关系。文献中至今无法解答的疑问有：连续上方下丘脑和下方垂体的垂体柄是如何通过位于鞍隔上的颅底层蛛网膜的?是蛛网膜自身形成一个孔洞,还是像其他神经、血管结构一样蛛网膜在垂体柄通过处形成一个环形包绕?如果形成环形包绕,那么它究竟终止于何处?更为重要的是,文献中至今并未真正明确垂体柄的解剖定位问题,即相对膜性结构层次来说垂体柄究竟属于蛛网膜外位结构还是蛛网膜内位结构?二、研究目的本研究旨在通过显微解剖学和组织学方法,探索正常鞍上池内垂体柄与其相关膜性结构的关系。三、研究方法本课题收集16例成人新鲜尸头标本,从鼻根点与枕外隆凸点平面以上2cm锯开颅骨,切除脑组织,手术显微镜下仔细分离脑组织与膜性结构的界面而尽量不牵拉破坏其附着的蛛网膜和软膜结构,在临近鞍区结构时尤其注意。逐步剔除垂体柄以上的脑组织,保留颅底膜性结构的完整性,在手术显微镜下各角度观察鞍上池内膜性结构与垂体柄的关系。另5例未灌注的成人新鲜尸头标本则整块切取蝶鞍和鞍上区域,前方至蝶骨平台,后方至斜坡,两侧包括海绵窦,上方含三脑室底,下方含骨性蝶鞍。完整取下的大块鞍区组织包括视交叉、两侧视神经颅内段、下丘脑、垂体柄、垂体、海绵窦、附着的骨性蝶鞍以及鞍上的鞍隔、蛛网膜和软膜等结构。将其依此脱钙、脱水、石蜡包埋等处理后作做矢状位、冠状位或轴位的组织学连续切片,分别以HE染色、Trichrome Masson染色和vimentin免疫组化标记,显微镜下观察垂体柄与膜性结构的关系。四、研究结果鞍上池内的颅底层蛛网膜在垂体柄穿过处,沿垂体柄周围向上方延续,形成“蛛网膜袖套”结构包绕垂体柄。16例尸头标本中,10例的垂体柄下段完全裸露没有膜性结构覆盖,颅底层蛛网膜在垂体柄下段周围形成“芭蕾舞裙”样结构(Ⅰ型)。其中6例可见垂体柄裸露段前后基本相等(Ⅰa型),4例可见垂体柄裸露段前短后长(Ⅰb型)。另外6例标本可见其颅底层蛛网膜在鞍隔开口处接触到垂体上表面,“蛛网膜袖套”由下而上几乎包绕垂体柄的全长(Ⅱ型)。掀起颅底层蛛网膜所有下段垂体柄均可被显露,而蛛网膜与中上段垂体柄结合非常紧密,无法强行分离。12例Liliequist膜间脑叶发育良好,向上延伸附着在乳头体前缘,将视交叉池和脚间池分隔开,其中11例由Liliequist膜上面发出蛛网膜小梁结构附着在上中段垂体柄的后方和外侧,以及视交叉的下外侧面,加强了包绕垂体柄的“蛛网膜袖套”,1例Liliequist膜与垂体柄之间没有蛛网膜小梁结构联系。另外4例Liliequist膜间脑叶缺失,视交叉池与脚间池可相互沟通,在这些标本中未见Liliequist膜与垂体柄之间的蛛网膜小梁结构。呈矢状位走形的颈内动脉内侧膜分隔内侧的视交叉池和外侧的颈内动脉池,但该膜在个体之间及同一个体的两侧之间变异较大。本组5例标本中,其一侧颈内动脉膜缺失。而存在的颈内动脉内侧膜也变异较大,从网孔状小梁到仅有小开口的相对完整的膜。颈内动脉内侧膜起源于颈内动脉床突上段和后交通动脉下内侧的颅底层蛛网膜,以及Liliequist膜旁中央上表面。其向上方和内侧延伸,附着于视交叉下表面的的软膜及邻近的视神经、漏斗外侧面及包绕垂体柄的蛛网膜袖套的上段。起源于颈内动脉和后交通动脉的穿动脉穿过颈内动脉内侧膜给垂体柄、视交叉、视束和下丘脑供血。在垂体柄周围均可见到不同密度的蛛网膜小梁结构,尤其在视交叉下面与垂体柄根部之间密度最大。蛛网膜小梁纤维参与形成包绕垂体柄的蛛网膜袖套,将垂体柄与视交叉、视神经、颅底层蛛网膜和颈内动脉内侧膜联系起来。组织学切片中可见颅底层蛛网膜在鞍隔开口处形成反折沿垂体柄向上延伸,在垂体柄下段,蛛网膜和垂体柄结合较为松弛,到垂体柄中段后,蛛网膜逐渐变薄,与垂体柄各个面均结合非常紧密,二者之间无间隙存在,但仍然可见垂体柄表面有一层完整连续的蛛网膜结构向上延伸。在垂体柄上段,可见蛛网膜终止于垂体结节部的顶端,在漏斗根部、视交叉和下丘脑底面均未见蛛网膜结构。而上方视交叉、下丘脑底面的软膜在紧贴漏斗根部下行后逐渐变薄,同样终止于垂体结节部顶端,在垂体柄中、下段均未见软膜结构。Vimentin免疫组化标记可见阳性表达的蛛网膜向上终止于垂体结节部顶端。五、研究结论本研究通过显微解剖学、组织学及免疫组化等方法,主要研究了鞍上垂体柄相关膜性结构并得出以下结论：1.鞍上池的颅底层蛛网膜在垂体柄通过处向上延伸,包绕垂体柄形成特殊的“蛛网膜袖套”结构；2.“蛛网膜袖套”依据包绕垂体柄长度的不同可分为几种类型,Ⅰ型：“蛛网膜袖套”未包绕垂体柄全长,颅底层蛛网膜在垂体柄下段周围形成“芭蕾舞裙”样结构；Ⅰa型：颅底层蛛网膜与垂体上表面之间的垂体柄裸露段前后基本相等；Ⅰb型：颅底层蛛网膜与垂体上表面之间的垂体柄裸露段前短后长,Ⅱ型：“蛛网膜袖套”几乎包绕垂体柄全长,垂体柄基本完全被“蛛网膜袖套”所封闭；3.多数标本可见颅底层蛛网膜、Liliequist膜和颈内动脉内侧膜发出蛛网膜小梁结构加强包绕垂体柄的“蛛网膜袖套”；4.包绕垂体柄的“蛛网膜袖套”下方起自垂体柄穿颅底层蛛网膜处,上方止于垂体结节部顶端；5.垂体柄的解剖定位：依据与“蛛网膜袖套”的关系,垂体柄自下而上可分为蛛网膜外段、蛛网膜内段和蛛网膜下段。第二部分：正常鞍上结构的影像解剖学研究一、研究背景鞍区结构有着复杂而独特的解剖特征,曾经是神经外科手术的盲区和禁区,因其空间较为狭小,鞍区占位病变与周围的相关神经血管结构常常存在着显著的推挤与限制作用,而这也很大程度上决定了占位病变实际的生长方式和形态。由于鞍区结构下方的骨性蝶鞍和垂体组织代偿空间较小,而左右两侧为对称的颞叶内侧面及血管结构,因此,实际上,鞍上空间的可变性因素主要是取决于上方视交叉与下方骨性蝶鞍的相对位置关系。长期以来,神经外科医师获取的大量对于鞍区结构的解剖学数据和经验均来自对尸头的巨微解剖学研究。随着医学影像技术的发展,尤其是近年来3.0 T高分辨率MRI的应用,如今影像学检查已经可以精确而生动的显示颅内许多精细的解剖结构,从而使得精确的影像解剖学测量成为可能。传统解剖学研究为了显露目标结构,往往需要破坏周围区域的相关结构,使目标结构实际上处于“游离”状态,而且由于尸头经过福尔马林浸泡等处理,以及缺少正常血液、脑脊液等组织间液的充填和支持,一些软组织往往出现皱缩、移位、变形,难以反映出其实际的位置和解剖特点。而影像解剖比传统大体或显微解剖所具备的独特优势在于,它可以不破坏正常组织结构,能更加“原位”的反映目标结构,而且可以轻易的实现传统解剖研究难以测量的目标结构之间相对的空间位置关系。经过文献回顾,尽管关于鞍区的影像学研究报道非常多,但多数是鞍区各种病变的影像特点、诊断及鉴别诊断,而关于正常鞍上空间结构的影像解剖学研究尚未见到。二、研究目的本研究旨在通过影像解剖学的研究方法来分析和探讨正常鞍上空间结构的关系及其临床意义。三、研究方法本研究纳入120例3.0T MRI、图像清晰、正常、T2加权相的标准正中矢状位影像资料。其中男性68例,女性52例,男/女=1.33,年龄最小1岁,最大80岁,平均36.8岁,包括青少年(<18岁)44例(36.7%),成人(≥18岁)76例(63.3%)。在标准正中矢状位T2加权相上,取前连合与后连合连线AP,视交叉长轴线OC,垂体柄长轴线PS,鞍结节点TS,鞍背点DS, TS与DS连线TD,TS距视交叉前下缘的最短距离TC,DS距视交叉下缘的最短距离DC,颅底骨质与视交叉前下缘的最近点M,最短距离Min。测量指标包括：OC-AP角,PS-AP角,OC-PS角,Min, TC, DC, TD。此外对视交叉位置、垂体柄与鞍背关系、M与TS关系作阅片分型。应用南方医科大学南方医院影像工作站(JW-PACS)进行阅片和各角度、距离的测量,测量结果精确到0.01mm和0.01°。应用计算机SPSS 13.0统计分析软件对计数资料的阳性率比较采用χ2检验；对不满足参数检验条件的计量资料比较进行秩和检验,对满足参数检验条件的计量资料比较进行t检验；同时各测量指标与患者年龄之间进行Pearson相关分析,显著性水准取α=0.05,P<0.05时认为差异有统计学意义。四、研究结果120例正常鞍区影像测量值(均数±标准差)分别为OC-AP角37.37±5.99°,PS-AP角68.20±10.63°,OC-PS角31.39±10.35。,Min5.05±1.79mm, TC5.33±1.68 mm, DC5.21±2.04mm, TD10.11±2.12mm。视交叉位置分型：前置型14例(11.7%),正常型89例(74.1%),后置型17例(14.2%)。垂体柄与鞍背位置关系分型：A型63例(58.3%)：垂体柄与鞍背无接触,B型21例(19.4%)：垂体柄与鞍背相接触,但无明显受压、成角或畸形；C型24例(22.2%)：垂体柄在鞍背处明显受挤压形成折角或畸形。M与TS的位置关系：M位于TS前方46例(38.3%),M与TS重合73例(61.7%),M位于TS后方1例。统计学比较表明,成人组Min、TC和TD大于青少年组,而OC-AP角、PS-AP角小于青少年组,其余指标比较无显著性差异。男女两种性别人群在各项测量指标中均无显著性差异。青少年组与成人组在视交叉位置分型、垂体柄与鞍背位置关系分型的分布差异均无统计学意义。对Min与TC进行配对样本t检验,结果TC (5.33±1.68)>Min (5.05±1.79), P=0.000。前置型、正常型和后置型视交叉Min的均值分别为2.52mm、5.40mm和7.02mm,三组之间均有统计学差异,P=0.000。对120例入选人群的年龄与各测量指标进行Pearson相关分析。结果表明,Min、TC和TD与年龄成正相关关系,而OC-AP角、PS-AP角、OC-PS角和DC与年龄无明确相关关系。在正中矢状位上,鞍区占位性病变在鞍上空间前后扩展的限制瓶颈实际上为前方的Min(视交叉前下缘与颅底骨质的最短距离)和后方的DC(鞍背与视交叉下缘的最短距离)。依据Min和DC大小,我们以5mm为分界点将不同鞍上空间划分为四种类型。Ⅰ型(25/120,20.8%)：Min<5mm, DC<5mm;Ⅱ型(30/120,25%) Min<5mm, DC≥5mm;Ⅲ型(29/120,24.2%) Min≥5mm, DC<5mm;Ⅳ型(36/120,30%) Min≥5mm,DC≥5mm。五、研究结论本研究通过对120例颅脑标准正中矢状位MRI T2加权相的影像解剖学研究得出以下结论：1.以TC(视交叉前下缘与鞍结节的距离)来代表视交叉前间隙的大小并不准确,在正中矢状位上,Min(颅底骨质与视交叉前下缘的最短距离)是比TC(视交叉前下缘与鞍结节的距离)更为准确评价视交叉前间隙大小的指标；2. Min(颅底骨质与视交叉前下缘的最短距离)和TC(视交叉前下缘与鞍结节的距离)的大小与传统视交叉位置分型之间并无绝对的对应关系,并不能通过其大小来划分视交叉的位置分型；3.随着年龄的增长,视交叉前间隙与垂体窝上端开口都有进一步增大的趋势；4. PS-AP角(垂体柄与前后联合线夹角)反映垂体柄倾斜角度,可以成为鞍区影像分析中一个新的测量指标；5.相当比例的正常人垂体柄后方与鞍背相接触或受挤压成折角状,这提示垂体柄其实比我们通常认为的要更加容易受到损伤；6.依据Min(颅底骨质与视交叉前下缘的最短距离)与DC(鞍背距视交叉下缘的最短距离)的大小,正常鞍上空间可分为四种不同类型。