Атлас мрт срезов головной мозг
МРТ головного мозга. Т2-взвешенная аксиальная МРТ. Цветовая обработка изображения.
Знание анатомии мозга очень важно для правильной локализации патологических процессов. Ещё более важно оно для изучения самого мозга с помощью современных «функциональных» методов, таких как функциональная магнитно-резонансная томография (fMRI), и позитронно-эмиссионная томография. С анатомией мозга мы знакомимся ещё со студенческой скамьи и существует множество анатомических атласов, в том числе и поперечных сечений. Казалось бы, зачем ещё один? На самом деле, сравнение МРТ срезов с анатомическими приводит к множеству ошибок. Это связано как со специфическими особенностями получения МРТ изображений, так и с тем, что строение мозга очень индивидуально.
При МРТ в СПб мы тщательно анализируем анатомию всех структур мозга пациента, что особенно важно при выявлении аномалий строения коры.
Представленная страница сайта основана на специальном изучении МРТ головного мозга здоровых лиц. Для этого изображения получали с минимальной величиной воксела (1 мм в каждом измерении), что исключало наслоения борозд. Каждая из структур прослеживалась в трёх реконструированных плоскостях путём её выделения с помощью компьютерной программы. Мы рассматривали различные анатомические варианты, что обсуждается в работе. В результате, учитывая вариабельность строения мозга, подобран условно «стандартный» мозг. Поскольку на сайте нереально представить 128 срезов в каждой из основных плоскостей, мы ограничились только каждым пятым срезом. Основные срезы в поперечной плоскости даны без наклона назад (угол 0º). Под ними для представления о изменении соотношения анатомических структур демонстрируются срезы, выполненные на тех же уровнях, но с наклонами назад -15º и -30º.
Структуры мозга в МРТ изображения с точки зрения топической диагностики представлены здесь.
МРТ головного мозга. Объемное представление поверхности коры. Цветовая обработка изображения.
Список сокращений
Борозды
Междолевые и срединные
SC – центральная борозда
FS – Сильвиева щель (латеральная борозда)
FSasc – восходящая ветвь Сильвиевой щели
FShor – поперечная борозда Сильвиевой щели
SPO – теменно-затылочная борозда
STO – височно-затылочная борозда
SCasc – восходящая ветвь поясной борозды
SsubP – подтеменная борозда
SCing – поясная борозда
SCirc – круговая борозда (островка)
Лобная доля
SpreC – предцентральная борозда
SparaC – околоцентральная борозда
SFS – верхняя лобная борозда
FFM – лобно-краевая щель
SOrbL – латеральная глазничная борозда
SOrbT – поперечная глазничная борозда
SOrbM – медиальная глазничная борозда
SsOrb – подглазничная борозда
SCM – мозолисто-краевая борозда
Теменная доля
SpostC – постцентральная борозда
SIP – внутритеменная борозда
Височная доля
STS – верхняя височная борозда
STT – поперечная височная борозда
SCirc – круговая борозда
Затылочная доля
SCalc – шпорная борозда
SOL – латеральная затылочная борозда
SOT – поперечная затылочная борозда
SOA – передняя затылочная борозда
Извилины и доли
PF – лобный полюс
GFS – верхняя лобная извилина
GFM – средняя лобная извилина
GpreC – предцентральная извилина
GpostC – постцентральная извилина
GMS – надкраевая извилина
GCing – поясная извилина
GOrb – глазничная извилина
GA – угловая извилина
LPC – парацентральная долька
LPI – нижняя теменная долька
LPS – верхняя теменная долька
PO – затылочный полюс
Cun – клин
PreCun – предклинье
GR – прямая извилина
PT – полюс височной доли
Срединные структуры
Pons – Варолиев мост
CH – гемисфера мозжечка
CV – червь мозжечка
CP – ножка мозга
To – миндалина мозжечка
Mes – средний мозг
Mo – продолговатый мозг
Am – миндалевидное тело
Hip – гиппокамп
LQ – пластина четверохолмия
csLQ – верхние холмики четверохолмия
cp – шишковидная железа
CC – мозолистое тело
GCC – колено мозолистого тела
SCC – валик мозолистого тела
F – свод мозга
cF – колонна свода
comA – передняя спайка
comP – задняя спайка
Cext – наружная капсула
Hyp – гипофиз
Ch – перекрест зрительного нерва
no – зрительный нерв
Inf – воронка (ножка) гипофиза
TuC – серый бугор
Cm – сосочковое тельце
Подкорковые ядра
Th – зрительный бугор
nTha – переднее ядро зрительного бугра
nThL – латеральное ядро зрительного бугра
nThM – медиальное ядро зрительного бугра
pul – подушечка
subTh – субталамус (нижние ядра зрительного бугра)
NL – чечевицеобразное ядро
Pu – скорлупа чечевицеобразного ядра
Clau – ограда
GP – бледный шар
NC – хвостатое ядро
caNC – головка хвостатого ядра
coNC – тело хвостатого ядра
Ликворные пути и связанные с ними структуры
VL – боковой желудочек
caVL – передний рог бокового желудочка
cpVL – задний рог бокового желудочка
sp – прозрачная перегородка
pch – сосудистое сплетение боковых желудочков
V3 – третий желудочек
V4 – четвёртый желудочек
Aq – водопровод мозга
CiCM – мозжечково-мозговая (большая) цистерна
CiIP – межножковая цистерна
Сосуды
ACI – внутренняя сонная артерия
aOph – глазничная артерия
A1 – первый сегмент передней мозговой артерии
А2 – второй сегмент передней мозговой артерии
aca – передняя соединительная артерия
AB – основная артерия
P1 – первый сегмент задней мозговой артерии
Р2 – второй сегмент задней мозговой артерии
аcp – задняя соединительная артерия
Поперечные (аксиальные) МРТ срезы головного мозга
МРТ головного мозга. Трехмерная реконструкция поверхности коры.
Сагиттальные МРТ срезы головного мозга
МРТ головного мозга. Трехмерная реконструкция латеральной поверхности коры.
Корональные МРТ срезы головного мозга
МРТ головного мозга. Трехмерное представление коры затылочной доли.
Глава 1. МРТ ГОЛОВНОГО МОЗГА
1.1. ПОДГОТОВКА К ИССЛЕДОВАНИЮ
Специальная подготовка пациента к исследованию обычно не требуется. Перед исследованием пациента опрашивают для выяснения возможных противопоказаний к проведению МРТ или введению контрастного вещества, объясняют процедуру исследования и инструктируют.
1.2. МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ
Подходы к выполнению МРТ головного мозга стандартны. Исследование выполняется в положении обследуемого лежа на спине. Как правило, выполняют срезы в поперечной и сагиттальной плоскостях. При необходимости могут применяться корональные плоскости (исследования гипофиза, стволовых структур, височных долей).
Наклон поперечных срезов по орбито-меатальной линии при МРТ обычно не используется. Плоскость срезов можно наклонять для лучшей визуализации исследуемых структур (например, по ходу зрительных нервов).
В большинстве случаев при МРТ головного мозга используют толщину среза 3-5 мм. При исследованиях
мелких структур (гипофиз, зрительные нервы и хиазма, среднее и внутреннее ухо) ее уменьшают до 1-3 мм.
Обычно используют Т1- и Т2-взвешенные последовательности. Для сокращения времени исследования наиболее практичным подходом является выполнение Т2-взвешенных срезов в поперечной плоскости, а Т1-взвешенных — в сагиттальной. Типичными значениями времени эхо (ТЕ) и времени повторения (TR) для Т1-взвешенной последовательности являются 15-30 и 300-500 мс, а для Т2-взвешенной — 60-120 и 1600- 2500 мс соответственно. Использование методики «турбо-спин-эхо» позволяет существенно сократить время исследования при получении Т2-взвешенных изображений.
В набор стандартных последовательностей целесообразно включать последовательность FLAIR (Т2 -взвешенная последовательность с подавлением сигнала от жидкости). Как правило, при МРТ головного мозга выполняют 3-мерную МР-ангиографию (3D TOF).
Другие виды импульсных последовательностей (например, 3 -мерные градиентные последовательности с тонкими срезами, диффузионно-взвешенные (DWI) и перфузионные программы и ряд других) используют по специальным показаниям.
Последовательности с трехмерной сборкой данных дают возможность выполнять реконструкции в любой плоскости после окончания исследования. Кроме того, с их помощью можно получать более тонкие срезы, чем при двухмерных последовательностях. Следует отметить, что большинство трехмерных последовательностей являются Т1-взвешенными.
Как и при КТ, при МРТ усиливаются структуры мозга с отсутствующим или поврежденным гемато-энцефалическим барьером (ГЭБ).
Для контрастного усиления в настоящее время используются водорастворимые парамагнитные комплексы гадолиния. Они вводятся внутривенно в дозе 0,1 ммоль/кг. Так как парамагнитные вещества преимущественно влияют на Т1-релаксацию, их контрастирующий эффект отчетливо проявляется на Т1-взвешенных МР-изображениях, например на спин-эхо изображениях с короткими временами TR и TE или градиентных с короткими TR и углами отклонения порядка 50-90°. Их контрастирующий эффект значительно снижается на Т2-взвешенных изображениях, а в ряде случаев полностью теряется. Контрастирующий эффект МР-препара-тов начинает проявляться с первых минут и достигает своего максимума к 5-15 мин. Желательно закончить обследование в пределах 40-50 мин.
СПИСОК РИСУНКОВ
1.1. Поперечные срезы, Т2-взвешенные изображения.
1.2. Сагиттальные срезы, Т1-взвешенные изображения.
1.3. Фронтальные срезы, Т1-взвешенные изображения.
1.4. МР-ангиография интракраниальных артерий.
1.5. МР-ангиография экстракраниальных отделов магистральных артерий головы.
1.6. МР-флебография.
ПОДПИСИ К РИСУНКАМ
ГОЛОВНОЙ МОЗГ
1) III желудочек (ventriculus tertius); 2) IV желудочек (ventriculus quartus); 3) бледный шар (globus pallidus); 4) боковой желудочек, центральная часть (ventriculus lateralis, pars centralis); 5) боковой желудочек, задний рог (ventriculus lateralis, cornu post.); 6) боковой желудочек, нижний рог (ventriculus latera-lis, cornu inf.); 7) боковой желудочек, передний рог (ventriculus lateralis, cornu ant.); 8) варолиев мост (pons); 9) верхнечелюстная пазуха (sinus maxillaris);
10) верхний червь мозжечка (vermis cerebelli superior);
11) верхняя мозжечковая цистерна (cisterna cerebelli superior); 12) верхняя ножка мозжечка (pedunculus cere-bellaris superior); 13) височная доля (lobus temporalis); 14)височнаяизвилина,верхняя (gyrus temporalissuperior); 15) височная извилина, нижняя (gyrus temporalis inferior); 16) височная извилина, средняя (gyrus temporalis medius); 17) внутренний слуховой проход (meatus acus-ticus internus); 18) водопровод мозга (aqueductus cerebri); 19) воронка гипофиза (infundibulum); 20) гипоталамус (hypothalamus); 21) гипофиз (hypophysis); 22) гиппокам-пальная извилина (gyrus hyppocampi); 23) глазное яблоко (bulbus oculi); 24) головка нижней челюсти (caput mandibu-lae); 25) головка хвостатого ядра (caput nuclei caudati); 26) жевательная мышца (m. masseter); 27) задняя ножка внутренней капсулы (capsula interna, crus posterius); 28) затылочная доля (lobus occipitalis); 29) затылочные извилины (gyri occipitales); 30) зрительный нерв (nervus
opticus); 31) зрительный перекрест (chiasma opticum); 32) зрительный тракт (tractus opticus); 33) каменистая часть (пирамида) височной кости (pars petrosa ossae temporalis); 34) клиновидная пазуха (sinus sphenoidalis);
35) колено внутренней капсулы (capsula interna, genu);
36) крылонебная ямка (fossa pterygopalatina); 37) латеральная (сильвиева) щель (fissura lateralis); 38) латеральная крыловидная мышца (m. pterygoideus lateralis); 39) лобная доля (lobus frontalis); 40) лобная извилина, верхняя (gyrus frontalis superior); 41) лобная извилина, нижняя (gyrus frontalis inferior); 42) лобная извилина, средняя (gyrus frontalis medius); 43) лобная пазуха (sinus frontalis); 44) медиальная крыловидная мышца (m. pterygoideus medialis); 45) межжелудочковое отверстие (foramen ventriculare); 46) межножковая цистерна (cisterna interpeduncularis); 47) миндалина мозжечка (tonsilla cere-belli); 48) мозжечково-мозговая (большая) цистерна (cisterna magna); 49) мозолистое тело, валик (corpus callosum, splenium); 50) мозолистое тело, колено (corpus callosum, genu); 51) мозолистое тело, ствол (corpus callosum, truncus);
52) мосто-мозжечковый угол (angulus pontocerebellaris);
53) намет мозжечка (tentorium cerebelli); 54) наружная капсула (capsula externa); 55) наружный слуховой проход (meatus acusticus externus); 56) нижний червь мозжечка (vermis cerebelli inferior); 57) нижняя ножка мозжечка (pedunculus cerebellaris inferior); 58) нижняя челюсть (mandibula); 59) ножка мозга (pedunculus cerebri); 60) носовая перегородка (septum nasi); 61) носовые раковины (conchae nasales); 62) обонятельная луковица (bulbus olfactorius); 63) обонятельный тракт (tractus olfactorius); 64) обходящая цистерна (cisterna ambiens);
65) ограда (claustrum); 66) околоушная слюнная железа (glandula parotis); 67) орбитальные извилины (gyri orbita-les); 68) островок (insula); 69) передний клиновидный отросток (processus clinoideus anterior); 70) передняя ножка внутренней капсулы (capsula interna, crus ante-rius); 71) пещеристый синус (sinus cavernosus); 72) подчелюстная слюнная железа (glandula submandibularis); 73) подъязычная слюнная железа (glandula sublingua-lis); 74) полость носа (cavum nasi); 75) полукружный канал (canalis semicircularis); 76) полушарие мозжечка (hemispherium cerebelli); 77) постцентральная извилина (gyrus postcentralis); 78) поясная извилина (gyrus cinguli); 79) преддверно-улитковый нерв (VIII пара);
80) прецентральная извилина (sulcus precentralis);
81) продолговатый мозг (medulla oblongata); 82) продольная щель мозга (fissura longitudinalis cerebri); 83) прозрачная перегородка (septum pellucidum); 84) прямая извилина (gyrus rectus); 85) решетчатые ячейки (cellulae ethmoidales); 86) свод (fornix); 87) серп мозга (falxcerebri); 88) скат (clivus); 89) скорлупа (putamen); 90) сосудистое сплетение бокового желудочка (plexus choroideus ventriculi lateralis); 91) сосцевидное тело (corpus mammillare); 92) сосцевидные ячейки (cellulae mastoideae); 93) средний мозг (mesencephalon); 94) средняя ножка мозжечка (pedunculus cerebellaris medius); 95) супраселлярная цистерна (cisterna suprasellaris); 96) таламус (thalamus); 97) теменная доля (lobusparietalis); 98) теменно-затылочная борозда (sulcus parietooccipitalis); 99) улитка (cochlea); 100) холмики четверохолмия, верхние (colliculus superior); 101) холмики четверохолмия, нижние (colliculus inferior); 102) центральная борозда (sulcus centralis); 103) цистер-
на моста (cisterna pontis); 104) четверохолмная цистерна (cisterna quadrigemina); 105) шишковидное тело, эпифиз (corpus pineale, epiphysis); 106) шпорная борозда (sulcus calcarinus)
АРТЕРИИ ШЕИ И ГОЛОВНОГО МОЗГА
107) бифуркация сонных артерий (bifurcatio carotica); 108) вертебральная артерия (a. vertebralis); 109) верхняя мозжечковая артерия (a. superior cer-ebelli); 110) внутренняя сонная артерия (a. carotis int.); 111) глазная артерия (a. ophthalmica); 112) задняя мозговая артерия (a. cerebri posterior); 113) задняя соединительная артерия (a. communucans posterior); 114) кавернозная часть внутренней сонной артерии (pars cavernosa); 115) каменистая часть внутренней сонной артерии (pars petrosa); 116) наружная сонная артерия (a. carotis ext.); 117) общая сонная артерия (a. carotis communis); 118) основная артерия (a. basilaris);
119) передняя мозговая артерия (a. cerebri anterior);
120) передняя нижняя мозжечковая артерия (a. anterior inferior cerebelli); 121) передняя соединительная артерия (a. communucans anterior); 122) средняя мозговая артерия (a. cerebri media); 123) супраклиноидная часть внутренней сонной артерии (pars supraclinoidea)
ВЕНЫ И СИНУСЫ ГОЛОВНОГО МОЗГА
124) большая мозговая вена, вена Галена (v. magna cerebri); 125) верхний сагиттальный синус (superior sagittal sinus); 126) внутренняя яремная вена (v. jugularis int.); 127) наружная яремная вена (v. jugularis ext.);
128) нижний каменистый синус (inferior petrosal sinus);
129) нижний сагиттальный синус (inferior sagittal sinus);
130) пещеристый синус (sinus cavernosus); 131) поверхностные вены мозга (vv. superiores cerebri); 132) поперечный синус (sinus transversus); 133) прямой синус (sinus rectus); 134) сигмовидный синус (sinus sigmoideus); 135) синусный сток (confluens sinum)
Рис. 1.1.1
Рис. 1.1.2
Рис. 1.1.3
Рис. 1.1.4
Рис. 1.1.5
Рис. 1.1.6
Рис. 1.1.7
Рис. 1.1.8
Рис. 1.1.9
Рис. 1.1.10
Рис. 1.1.11
Рис. 1.1.12
Рис. 1.1.13
Рис. 1.2.1
Рис. 1.2.2
Рис. 1.2.3
Рис. 1.2.4
Рис. 1.2.5
Рис. 1.2.6
Рис. 1.2.7
Рис. 1.3.1
Рис. 1.3.2
Рис. 1.3.3
Рис. 1.3.4
Рис. 1.3.5
Рис. 1.3.6
Рис. 1.3.7
Рис. 1.4.1
Рис. 1.4.3
Рис. 1.5.1
Рис. 1.6.1
Рис. 1.6.2
Рис. 1.6.3
Несколько изображений из атласа человеческого мозга. Изображение: Allen Institute for Brain Science
Знание детальной анатомической структуры человеческого мозга крайне важно для понимания его функциональности. Существующие справочные атласы не отличаются высоким качеством: у них относительно низкое разрешение или они неполные, или не хватает аннотаций структуры. Долгое время атласы человеческого мозга уступали атласам мозга червей, мух и мышей по качеству, пространственному разрешению и полноте. Это связано с техническими ограничениями из-за огромного размера и сложности человеческого мозга. Что и говорить, если в медицине до сих пор зачастую используются атласы столетней давности.
Хорошо, что в мире остались меценаты, такие как сооснователь Microsoft Пол Аллен. Полмиллиарда долларов, вложенных в научный проект по исследованию человеческого мозга, принесли результат.
Учёные из Института Аллена по нейронаукам (Allen Institute for Brain Science) восполнили большой научный пробел — и подготовили самый полный и детальный на сегодняшний день цифровой атлас человеческого мозга. Он составлен путём нейровизуализации, гистологического исследования с высоким разрешением и химиоархитектуры мозга 34-летней женщины (как известно, мозг женщины структурно и функционально не отличается от мужского).
Для составления атласа пришлось задействовать магнитно-резонансную томографию, диффузионно-взвешенную визуализацию (диффузионную МРТ) и 1356 больших анатомических пластин размером с полушарие мозга для иммуногистохимии (ИГХ) и исследования по методу Ниссля с клеточным разрешением, то есть 1 мкм/пиксель.
Ранее в этом году о создании атласа человеческого мозга объявили исследователи Human Connectome Project. Они скомпилировали изображения, полученные методом МРТ у 210 взрослых людей. Но такая картина даже близко не может сравниться с детальным атласом одной женщины на клеточном уровне, который составили в Институте Аллена по нейронаукам.
«Это самый структурно полный атлас на сегодняшний день, и мы надеемся, что он послужит эталонным справочником человеческого мозга в различных научных дисциплинах», — говорит Эд Лейн (Ed Lein), кандидат наук и исследователь Института Аллена по нейронаукам. В будущем этот атлас будет полезен как базовый справочник для наложения других карт человеческого мозга, в том числе функциональных карт или карт клеточного состава отделов мозга. Это своеобразный единый фреймворк для интеграции множества научных исследований, объединения разных типов данных о человеческом мозге.
В атлас вошли полностью аннотированные изображения 862 структур мозга, в том числе 117 трактов (нейронных путей) в белом веществе и несколько новых цито- и химиоархитектурно выделенных структур. Эти аннотации, полученные с анатомических пластин и исследования по методу Ниссля, перенесены также на соответствующие изображения МРТ, где мозг был ещё в целом, не разрезанном виде.
Атлас человеческого мозга. Иллюстрация: Allen Institute for Brain Science
В новой коре (неокортексе) исследователи разграничили отдельные области: борозды, извилины и модифицированные поля Бродмана, чтобы связать в единую структуру макроскропические анатомические парцелляции и микроскопические химиоархитектурные парцелляции.
Чтобы создать полную онтологию мозга и точно разграничить отдельные регионы в поперечных сечениях, учёным Института Аллена пришлось разработать новый сканер, способный сканировать с микрометровым разрешением тонкие срезы ткани размером с полное полушарие мозга.
Учёные проделали огромную работу. Созданный ими атлас мозга женщины настолько детальный, что позволяет довольно точно определить соответствующие структурные области в мозгу других людей по данным МРТ.
Интерактивный цифровой атлас мозга, составленный в Института Аллена по нейронаукам, опубликован в свободном доступе совершенно бесплатно для научного сообщества всего мира. На сайте он интегрирован с существующими атласами экспрессии генов, составленными в том же институте.
Цифровой атлас по своему формату сильно отличается от классических атласов. Интерактивный формат позволяет «путешествовать» по мозгу, изменять масштаб от макроскопического к микроскопическому — от целых отделов мозга к конкретным нейронам. При этом атлас содержит абсолютно точную информацию из научных работ, прошедших рецензирование.
Институт Аллена по нейронаукам — частное научно-исследовательское заведение, которое основал Пол Аллен, один из создателей компании Microsoft. Меценат вложил более полумиллиарда долларов в научный проект по составлению атласа человеческого мозга. Этот проект называют медицинским «Проектом Манхэттен».
Медицинский «Проект Манхэттен» должен помочь понять, как происходит мыслительный процесс у человека: «Мне, как бывшему программисту, очень интересно, как же работает человеческий мозг, как на самом деле происходит обработка информации, — говорил Аллен в одном из интервью. — Даже совсем немного углубившись в неврологию, ты начинаешь понимать, что всё взаимосвязано. То есть мозг пытается использовать всё, что только можно: зрение, слух, опыт прошлого. Всё это мозг использует, чтобы рассчитать, что животное (будь то мышь или человек) должно делать дальше».
В идеале, атлас человеческого мозга поможет понять самое важное — что такое сознание.
Научная статья опубликована в журнале Journal of Comparative Neurology (doi: 10.1002/cne.24080). Собственно, 350-страничный атлас занял весь номер этого журнала.