研究背景：随着显微神经外科技术的提高和神经影像技术的发展，越来越多的颅内“小病灶”被发现，尤其是大脑半球表面活脑内浅层的病变；微创手术的基础是术前对病变的精确定位，目前常用的神经导航技术改变了经典神经外科的传统开颅方式，向以病灶为中心的个体化、微创性手术入路发展。为适应基于立体定向技术的功能神经外科、微创神经外科以及神经放射外科等的快速发展，急需对薄层大脑连续断层影像学进行细致深入的研究，以期对大脑内微小占位性病灶进行精确定位、计算以及拟定手术方案。　　中央前沟（precentral sulcus,PreCS）起于大脑半球上缘中点稍后方，是大脑额叶后部一条由后上向前下走行的脑沟，其中部前方为额中回后部的书写中枢；下部前方为额下回后部的运动性语言中枢；后方为位于中央前回和中央旁小叶前部的第一躯体运动区；上述区域是脑感染、肿瘤和血管性病变的好发部位。因此，中央前沟在断面上的准确识别及其在三度空间中的精确定位不仅是额叶后部病变的影像定位诊断、立体定向及微创神经外科手术等的解剖学基础，对于脑功能的fMRI和PET等研究也具有十分重要的作用。　　鉴于此，本研究以前连合(anterior commissure,AC)后缘中点到后连合(commissura posterior,PC)前缘中点的连线（即连合间径，AC-PC）中点为原点、前后连合间径与Y轴重叠建立笛卡尔三维坐标系。对30例60侧国人正常成人头颅以连合间径为扫描基线获取活体薄层MR图像，系统研究中央前沟在MRI横断、矢状层面的形态特征规律；对中央前沟与其邻近脑沟的毗邻关系进行系统的形态学研究；建立大脑中央前沟三维立体定位数据集，求得大脑中央前沟在该坐标系中的平面回归方程；构建基于断层影像的中央前沟在整脑中三维可视化模型，为上述大脑皮层，尤其中央前沟邻近区域的临床影像学、立体定向外科、介入放射及微创外科等提供立体定位解剖学资料。初步探讨上述研究结果对中央前沟在断层影像上的精确定位诊断及立体定向外科中的临床意义。　　第一部分：大脑中央前沟MRI解剖学研究及其临床意义　　目的：通过研究以AC-PC线为扫描基线的活体薄层MR图像，探讨中央前沟在MRI横、矢断面上的形态特征规律。　　方法：30例正常成年人颅脑，以AC-PC线为扫描基线获取3mm薄层MR图像,联合应用 efilm2.1 Workstation和 Adobe Photoshop CS8.0软件包,将原始Dicom3.0格式影像数据经格式转换等系列步骤，建立笛卡尔三维坐标系，“形态特征识别法”、“连续追踪法”与“三维定标法”相结合对照观察，研究中央前沟在横、矢断层面上的形态特征规律及其形态学类型。　　结果：中央前沟主要分为三种类型：一段型，横断面上为一形态欠规则的略曲线型，矢状断面上表现为从后上向前下走行、略呈“S”的单一线形，MRI显示率为16.67％；二段型，由额中回与中央前回之间的连接部分隔所致，横断面显示为前后两条形态各异的短沟，矢状断面上为两条从后上向前下走行的“S”线形， MRI显示率为63.33％；三段型，由中央前回中下部外侧面向前发出的一舌样小回将下中央前沟局部挤压变形所致，横断面观察中央前沟为三条呈上下、前后关系的短沟，而矢状断面上，下中央前沟则为从后上向前下走行，略似斜纵形的“Ω”形，MRI显示率为20.00％。　　结论：通过活体影像学资料系统研究中央前沟形态特征规律，可为中央前沟邻近区域，即额叶后部病变的定位诊断和手术入路选择提供断层解剖学依据。　　第二部分：大脑中央前沟与邻近脑沟毗邻关系的MRI形态学研究　　目的：通过研究以AC-PC线为扫描基线的活体薄层MR图像，探讨中央前沟与其邻近脑沟的毗邻关系。　　方法：以AC-PC线为扫描基线获取正常成人头颅活体3mm薄层MR图像，联合应用 efilm Workstation工作站和 Adobe Photoshop8.0软件包,经过图像地导入、配准和转换等程序，横断层面与矢状断面相结合对照观察，对中央前沟与其邻近脑沟的毗邻关系进行系统的形态学研究。　　结果：大脑中央前沟与大脑纵裂呈“Y”形相交，MRI显示率为8.33%；大脑中央前沟与额上沟呈倒“T”形相交，MRI显示率为90.00％；大脑中央前沟与额中沟呈倒“T”形相交，MRI显示率为3.33％；大脑中央前沟与额下沟呈倒“T”形相交， MRI显示率为76.67％；大脑中央前沟与中央沟平行， MRI显示率为83.33％；大脑中央前沟与中央沟呈倒“Y”形相交，MRI显示率为16.67％；大脑中央前沟与外侧裂呈斜“Y”形相交，MRI显示率为80.00％；大脑中央前沟与外侧裂前升支呈平行排列，MRI显示率为98.33％。　　结论：通过活体薄层影像学资料研究的中央前沟与邻近脑沟的形态学毗邻关系，可为中央前沟邻近区域病变的定位诊断、立体定向及微创神经外科提供影像断层解剖学依据。　　第三部分：大脑中央前沟立体定位数据集的构建及其平面回归分析　　目的：研究大脑中央前沟在笛卡尔三维坐标系中的立体定位数据集及其平面回归方程。　　方法：将二段型中央前沟的正常成人颅脑Dicom3.0格式横断层MRI影像数据挑出，经JEPG格式转换为后，导入Adobe Photoshop8.0软件包，经图像标准化处理等步骤后，建立笛卡尔三维坐标系，其中，X轴位于连合间径的中点上，Y轴与连合间径重合；从中央前沟最外侧点起始，沿中央前沟向内侧，提取X值每间隔3毫米点为测量样点，测量并记录该点X、Y坐标值，Z值为所在层面距零层面数与层距的乘积。所有取样点坐标值组成大脑中央前沟在三位坐标系中的立体定位数据集。采用三种优化算法计算大脑中央前沟在各投影方向的回归方程；求解其空间拟合平面方程。　　结果：（1）构建大脑中央前沟在笛卡尔三维坐标系中的立体定位数据集；（2）求出大脑中央前沟在各投影平面上的回归方程及其空间拟合平面方程。　　结论：大脑中央前沟与设定的大脑空间坐标系有相对稳定的定位相关性，本研究构建的“大脑中央前沟立体定位数据集”预期对于中央前沟邻近区域病灶的立体定向神经外科、介入放射治疗及微创神经外科等有较大临床应用价值，同时在人类学、体质测量学等方面具有一定科学价值。　　第四部分：大脑中央前沟的三维重建与可视化　　目的：为大脑中央前沟邻近区域立体定向、介入放射及微创外科等提供三维可视化模型。　　方法：1例正常成人颅脑以AC－PC为基线行脑部MRI横断位扫描，扫描层厚为2mm，共75层。在微型计算机上，以Dicom3.0格式直接导入3D-Doctor软件包,手工分割、提取大脑中央前沟、大脑纵裂、侧脑室以及大脑外表面轮廓的边界，并定义不同的RGB颜色标记。用面重建方法对中央前沟及整脑同时行三维重建。　　结果：成功重建大脑中央前沟在整脑中的三维可视化模型，再现了中央前沟的三维形态及在大脑中的空间位置。模型可以任意方位旋转观察。中央前沟的基本三维形态为由后内上向前外下走行且略呈冠状位的“新月形”，外侧缘圆隆，居大脑外侧面；内侧缘凸凹不平。　　结论：应用 MRI数据建立中央前沟三维模型，可从不同角度观察中央前沟三维立体形态及其与周围重要结构毗邻关系，可在神经解剖学研究、立体定向神经外科导航手术、远程诊治及网上多媒体教学等领域具有良好的应用价值。