学术研究报告：脑皮层浅静脉解剖特征及其在血管内装置植入中的应用

第一作者及机构
本研究由Jamie Brannigan（美国西奈山伊坎医学院神经病学系、英国剑桥大学）领衔，联合Synchron Inc、布法罗大学、墨尔本大学等机构的科研团队共同完成，成果发表于《Journal of NeuroInterventional Surgery》（2025年8月刊）。

学术背景

研究领域与动机
本研究属于神经介入医学与脑机接口（Brain-Computer Interface, BCI）交叉领域。随着神经血管电子设备（如BCI）的发展，通过血管内植入装置治疗神经系统疾病（如运动功能障碍）成为可能。然而，脑皮层浅静脉（superficial cerebral cortical veins）的解剖变异性和复杂的血管角度为装置植入带来挑战。此前研究缺乏对静脉直径、角度、迂曲度等参数的定量分析，而此类数据对设备设计和手术规划至关重要。

研究目标
1. 量化分析皮层浅静脉的解剖特征（如直径、长度、角度、迂曲度）；
2. 评估静脉与皮层功能区（如感觉运动皮层）的空间关系；
3. 提出基于解剖特征的静脉分类框架，以指导患者筛选和手术规划。

研究方法与流程

1. 患者数据与影像采集
- 样本量：回顾性分析25例患者（12男/13女，年龄24-87岁）的影像数据，排除静脉畸形或脑大血管闭塞病例。
- 影像技术：19例磁共振静脉成像（MRV）、4例CT静脉成像（CTV）、2例磁共振血管成像（MRA）；其中12例额外提供T1加权MRI用于皮层分割。

2. 血管分割与参数提取
- 软件工具：Materialise Mimics（医学图像分割）、SolidWorks（三维建模）、3D Slicer和FreeSurfer（皮层分析）。
- 关键步骤：
- 静脉分割：从颈内静脉至上矢状窦（superior sagittal sinus, SSS）远端分支，通过阈值分割和区域生长法重建血管三维模型。
- 中心线拟合：平滑血管路径以测量直径、长度、角度及迂曲度。
- 皮层映射：基于Desikan-Killiany图谱标记脑回/脑沟，分析静脉与感觉运动皮层的覆盖关系。

3. 数据分析
- 静脉命名：依据Rhoton解剖学标准，识别8条汇入SSS的皮层静脉（如Trolard静脉、中央前静脉）。
- 测量参数：包括最小/最大直径、入口角度、首次弯曲距离、液压直径等。

主要结果

1. 静脉存在率与解剖一致性
- Trolard静脉（上吻合静脉）：84%患者双侧存在，平均入口直径4.4 mm，但常见瞬时狭窄（ mm）。
- 中央前静脉：52%患者双侧存在，平均直径3.1 mm。

2. 血管几何特征
- 角度挑战：皮层静脉与SSS的汇入角平均>90°，Trolard静脉右/左半球角度分别为138°±26°和145°±27°，增加导管导航难度。
- 迂曲度：首次弯曲角度<80°，但距离入口点<2.5 cm，提示近端迂曲较轻微。

3. 皮层覆盖
Trolard静脉覆盖20-30%中央后回（感觉区）和>10%中央前回（运动区），是BCI信号采集的理想靶点。

结论与意义

科学价值
1. 解剖学框架：首次系统量化皮层静脉的几何参数，提出基于直径、角度和功能覆盖的分类标准，为BCI植入提供筛选依据。
2. 技术挑战：狭窄（ mm）和锐角汇入可能限制现有支架电极的植入，需开发更灵活的导管系统或机器人辅助技术。
3. 临床转化：Trolard静脉因高存在率和较大直径成为首选靶点，但需结合个体化影像评估。

应用前景
- 神经调控：优化血管内BCI设计，提升运动功能重建效果。
- 手术规划：指导机械取栓或动静脉畸形栓塞等神经介入操作。

研究亮点

1. 创新方法：结合MRV/CTV与皮层分割技术，实现静脉-皮层关系的三维可视化。
   
2. 关键发现：揭示皮层静脉的狭窄和角度变异是植入术的主要障碍。
   
3. 跨学科意义：为神经工程、血管外科和影像学提供基础数据。
   

局限性与未来方向
- 样本量较小，需扩大队列验证分类框架；
- 未纳入 mm的小静脉，未来需结合更高分辨率影像或血管造影验证狭窄真实性。

此研究为神经血管设备的精准植入奠定了解剖学基础，并呼吁开发针对小血管和锐角导航的新型介入技术。