小兒腦髓鞘形成MRI

1、小兒腦髓鞘形成MRI監(jiān)測(cè)姚文君 新生兒至2歲的幼兒，腦的發(fā)育經(jīng)歷了腦含水量進(jìn)行性下降，白質(zhì)髓鞘形成，皮質(zhì)腦回化，神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞倍增和腦的重量迅速增加等一系列變化，MRI信號(hào)變化快而復(fù)雜，熟悉嬰兒每個(gè)月齡的MRI影像變化是判斷嬰幼兒發(fā)育正常與否的重要依據(jù)。 腦髓鞘化在腦發(fā)育過(guò)程中是一個(gè)動(dòng)態(tài)的過(guò)程，它是腦發(fā)育成熟的最重要標(biāo)志。 髓鞘形成過(guò)程是相當(dāng)長(zhǎng)的發(fā)育過(guò)程，約從妊娠18-20周的脊索內(nèi)開(kāi)始，到兩歲結(jié)束。MRI是人體內(nèi)追蹤觀察髓鞘形成的唯一方法。髓鞘是由少突膠質(zhì)細(xì)胞膜沿軸突纏繞而成的一種復(fù)合的細(xì)胞膜,是由雙層類脂質(zhì)構(gòu)成,其主要成分是脂質(zhì),具有相對(duì)較短的T1和較長(zhǎng)的T2弛豫時(shí)間。未成熟的髓鞘細(xì)胞膜其外

2、層50%為膽固醇,余大部為糖脂,少量蛋白。由于構(gòu)成髓鞘的主要成份膽固醇、糖脂、磷脂、蛋白質(zhì)均可使附著在髓鞘內(nèi)化合物上的水分子T1馳豫時(shí)間縮短,因此,在T1WI上開(kāi)始髓鞘形成的部位呈高信號(hào),與低信號(hào)灰質(zhì)易區(qū)別。未成熟的髓鞘內(nèi)疏水的磷脂含量較少,螺旋排列亦疏松,髓鞘內(nèi)含水量較多;同時(shí)在生后6個(gè)月內(nèi)的小兒腦含水量多達(dá)90%,灰白質(zhì)內(nèi)水和脂質(zhì)含量相似,故此時(shí)在T2WI上未成熟的髓鞘亦呈高信號(hào),與呈高信號(hào)的灰質(zhì)無(wú)法區(qū)別。隨著髓鞘成熟,其內(nèi)磷脂成分含量增多,故疏水性增加,水份下降,導(dǎo)致T2馳豫時(shí)間下降。膽固醇磷脂發(fā)育中的髓鞘水水 正常側(cè)腦室額枕角白質(zhì)內(nèi)的樹(shù)突樣結(jié)構(gòu)出生時(shí)為無(wú)髓鞘化區(qū) ，在T1WI上呈略低信

3、號(hào)，在T2WI上呈高信號(hào)， 后隨著月齡增加，信號(hào)發(fā)生明顯變化，其變化規(guī)律為: T1WI上,低信號(hào) 等 略高 高信號(hào) T2WI 上,高信號(hào) 略高 等 低信號(hào) 相對(duì)于腦灰質(zhì),未成熟的腦髓鞘呈短T1(高信號(hào))和長(zhǎng)T2(高信號(hào));成熟的腦髓鞘與成人腦髓鞘相同呈短T1(高信號(hào))和短T2(低信號(hào))。未成熟的腦髓鞘信號(hào)強(qiáng)度在T1WI明顯高于灰質(zhì),境界清楚,能明確其解剖部位,而在T2WI，其與周圍鄰近灰質(zhì)均顯高信號(hào),界限不清,較難區(qū)分。成熟的腦髓鞘信號(hào)強(qiáng)度在T2WI明顯低于灰質(zhì),輪廓清楚,能明確其解剖部位,與未成熟的腦髓鞘和灰質(zhì)較易區(qū)分。相反在T1WI上,盡管高信號(hào)的成熟和未成熟的腦髓鞘與灰質(zhì)較易區(qū)分,相互間

4、卻不易鑒別。 T1WI上灰白質(zhì)信號(hào)比在出生時(shí)就有明顯變化，在生后的6 8個(gè)月后開(kāi)始變緩；而在 T2WI上， 灰白質(zhì)信號(hào)比在出生時(shí)變化并不明顯， 在生后的6 個(gè)月后才開(kāi)始明顯，并持續(xù)至第18個(gè)月。 68個(gè)月前用T1WI較好，出生6個(gè)月以后以T2WI為佳。由于小兒腦發(fā)育中髓鞘與成人腦髓鞘的MRI表現(xiàn)不同,易誤認(rèn)為腦白質(zhì)病或腦發(fā)育遲緩。熟悉正常的新生兒和嬰兒的腦發(fā)育磁共振影像(MRI)表現(xiàn),對(duì)認(rèn)識(shí)和正確評(píng)估小兒腦發(fā)育遲緩,異常髓鞘化和治療后髓鞘演變都具有極大的幫助。 髓鞘發(fā)育的五個(gè)期期 出生至出生后1個(gè)月新生兒期：側(cè)腦室前后角額枕葉白質(zhì)呈樹(shù)突樣長(zhǎng)T1、長(zhǎng)T2信號(hào),并延伸到皮層下,與皮層灰質(zhì)可明顯分辨

5、。髓鞘形成區(qū)域是小腦上蚓部,小腦上下腳,延髓,橋腦背側(cè)、內(nèi)囊后肢、丘腦腹外側(cè)。正常新生兒生后1天腦部MRI。a) T1WI示腦干背側(cè)、小腦上下腳呈高信號(hào)。額顳葉灰白質(zhì)信號(hào)相近,分界不清。b)T1WI示內(nèi)囊后肢、丘腦腹外側(cè)核呈高信號(hào)。該層面并示內(nèi)囊前肢、胼胝體膝部、枕額顳葉白質(zhì)呈低信號(hào),與灰質(zhì)信號(hào)相近,分界不清。c) T2WI示內(nèi)囊后肢、丘腦腹外側(cè)核呈低信號(hào)。并示內(nèi)囊前肢、胼胝體膝部、枕額顳葉白質(zhì)呈等高信號(hào),與灰質(zhì)信號(hào)相近。 正常嬰兒生后9天T1WI:側(cè)腦室前后角額枕葉白質(zhì)呈樹(shù)突樣長(zhǎng)T1信號(hào)。正常嬰兒生后9天T2WI:側(cè)腦室前后角額枕葉白質(zhì)呈樹(shù)突樣長(zhǎng)T2信號(hào)。 正常嬰兒生后9天FLAIR:半卵圓

6、中心呈高信號(hào)，側(cè)腦室旁呈低信號(hào)。正常嬰兒出生后30天T1WI T1WIT2WI期 出生后25月樹(shù)突樣結(jié)構(gòu)在T1WI上的信號(hào)與灰質(zhì)相近,為T1WI等信號(hào)期,但T2WI上仍與新生兒期相似,呈高信號(hào),髓鞘化區(qū)已擴(kuò)大到小腦白質(zhì),腦干腹側(cè),中央前后回,視放射，內(nèi)囊后肢。正常嬰兒生后4個(gè)月腦部MRI。a) T1WI示內(nèi)囊前后肢、視放射呈高信號(hào),胼胝體壓部呈等信號(hào)。b) T2WI示內(nèi)囊前后肢、丘腦腹外側(cè)核呈低信號(hào),而胼胝體壓部、視放射和枕額顳葉白質(zhì)呈高信號(hào)。 期 出生后69月T2WI等信號(hào)期：髓突在T1WI上已向高信號(hào)過(guò)渡,與皮層灰質(zhì)又出現(xiàn)較好的分辨,而T2WI由于信號(hào)降低而出現(xiàn)與皮層灰質(zhì)呈等信號(hào), 腦髓鞘

7、化區(qū)擴(kuò)展到大部分的半卵圓中心,半卵圓中心的髓鞘化是觀察此期髓鞘化發(fā)育正常與否的主要指標(biāo)。正常嬰兒生后6個(gè)月TIWI:髓突在T1WI上已向高信號(hào)過(guò)渡,與皮層灰質(zhì)又出現(xiàn)較好的分辨.正常嬰兒生后6個(gè)月T2WI:T2WI由于信號(hào)降低而出現(xiàn)與皮層灰質(zhì)呈等信號(hào), 腦髓鞘化區(qū)擴(kuò)展到大部分的半卵圓中心 正常嬰兒生后6個(gè)月FLAIR:半卵圓中心呈低信號(hào)，側(cè)腦室旁呈高信號(hào)。期 出生1018個(gè)月T2WI上呈略低信號(hào),其MRI信號(hào)已接近成人，標(biāo)志著白質(zhì)髓鞘化已擴(kuò)展到額枕葉白質(zhì),大腦白質(zhì)的髓鞘化接近完成。 正常嬰兒生后11個(gè)月腦部MRI。a) T1WI示內(nèi)囊前后肢、胼胝體膝壓部、視放射和枕額顳葉白質(zhì)呈高信號(hào)。b) T2

8、WI示內(nèi)囊前后肢、胼胝體膝壓部、視放射和枕葉白質(zhì)呈低信號(hào),顳葉白質(zhì)呈高信號(hào)。 正常嬰兒生后15個(gè)月腦部MRI。a) T1WI示額頂葉白質(zhì)呈高信號(hào),與正常成人腦T1WI相似。b) T2WI示額頂葉白質(zhì)呈低信號(hào),與灰質(zhì)分界清楚。 期 為出生18個(gè)月后成人期：信號(hào)特點(diǎn)是在第期的基礎(chǔ)上進(jìn)一步加強(qiáng)側(cè)腦室額枕角旁白質(zhì)在T1WI上呈高信號(hào),T2WI上呈低信號(hào),與成人基本相同,髓突明顯清晰,灰白質(zhì)對(duì)比清楚。 正常嬰兒生后24個(gè)月腦部MRI。T2WI示低信號(hào)額頂葉白質(zhì)樹(shù)枝狀伸展范圍較圖4b所示深廣。正常嬰兒生后25個(gè)月：進(jìn)一步加強(qiáng)側(cè)腦室額枕角旁白質(zhì)在T1WI上呈高信號(hào)。正常嬰兒生后25個(gè)月：進(jìn)一步加強(qiáng)側(cè)腦室額枕

9、角旁白質(zhì)在T2WI上呈低信號(hào)。正常嬰兒生后25個(gè)月FLAIR：半卵圓中心及側(cè)腦室旁都呈低信號(hào)?？偨Y(jié) 不論在半卵圓中心層面還是在側(cè)腦室層面TIWI均是從低信號(hào)高信號(hào)高信號(hào) 不論在半卵圓中心層面還是在側(cè)腦室層面T2WI均是從高信號(hào)高信號(hào)低信號(hào) 在半卵圓中心層面FLAIR的信號(hào)改變：高信號(hào)等信號(hào)低信號(hào) 在側(cè)腦室層面FLAIR的信號(hào)改變：低信號(hào)高信號(hào)低信號(hào) 出生時(shí)髓鞘形成幾乎只位于后顱凹結(jié)構(gòu)。在小腦內(nèi)，原始或舊小腦傳導(dǎo)路內(nèi)有髓形成，而新小腦傳導(dǎo)路內(nèi)則是無(wú)髓形成。因此小腦上、下腳是有髓形成，較大的小腦中腳則無(wú)髓形成。延髓幾乎完全有髓形成，腦橋背側(cè)(內(nèi)，外側(cè)丘系和顱神經(jīng)核)和間腦也是有髓形成。幕上傳導(dǎo)路髓

10、鞘化僅為感覺(jué)傳導(dǎo)路。包括內(nèi)囊后膝的后表面、丘腦后腹外側(cè)核和感覺(jué)一運(yùn)動(dòng)皮質(zhì)的輻射冠。部分視聽(tīng)感覺(jué)傳導(dǎo)路也是有髓形成。T1WI上：小腦上下腳、延髓橋腦背側(cè)、丘腦腹外側(cè)核和內(nèi)囊后肢后部出生時(shí)就呈高信號(hào),小腦白質(zhì)自出生至4個(gè)月,小腦中腳23個(gè)月,內(nèi)囊前腳34個(gè)月,胼胝體壓部、膝部分別是34個(gè)月、46個(gè)月,半卵圓中心24個(gè)月,枕頂葉白質(zhì)36個(gè)月,額顳葉白質(zhì)47個(gè)月,額顳葉最晚呈高信號(hào)。從上述情況可見(jiàn),小兒68個(gè)月內(nèi)腦內(nèi)解剖結(jié)構(gòu)均已開(kāi)始髓鞘化。在T1WI高于灰質(zhì)信號(hào)強(qiáng)度的解剖部位和出現(xiàn)時(shí)間T2WI上:小腦上下腳、延髓橋腦背側(cè)、丘腦腹外側(cè)核和內(nèi)囊后肢后部出生時(shí)就呈低信號(hào),小腦白質(zhì)35個(gè)月,小腦中腳34個(gè)月,

11、內(nèi)囊前肢710個(gè)月,胼胝體后部、膝部分別是46個(gè)月、58個(gè)月,半卵圓中心711個(gè)月,枕頂葉白質(zhì)914個(gè)月,額顳葉白質(zhì)1218個(gè)月。在T2WI低于灰質(zhì)信號(hào)強(qiáng)度的解剖部位和出現(xiàn)時(shí)間 小兒68個(gè)月內(nèi)腦內(nèi)解剖結(jié)構(gòu)均已開(kāi)始髓鞘化。大部分腦組織618個(gè)月后髓鞘已成熟。髓鞘發(fā)育規(guī)律延髓、腦橋延髓、腦橋背側(cè)背側(cè)額顳葉額顳葉半卵圓半卵圓中心中心小腦上下腳小腦上下腳枕、頂葉枕、頂葉+丘腦腹丘腦腹外側(cè)核外側(cè)核+內(nèi)囊后肢內(nèi)囊后肢胼胝體、胼胝體、內(nèi)囊前肢內(nèi)囊前肢從背側(cè)到腹側(cè)從背側(cè)到腹側(cè)從尾側(cè)到頭側(cè)從尾側(cè)到頭側(cè)從中心都周圍從中心都周圍由于小兒腦發(fā)育中髓鞘與成人腦髓鞘的MRI表現(xiàn)不同,易誤認(rèn)為腦白質(zhì)病或腦發(fā)育遲緩。熟悉正常

12、的新生兒和嬰兒的腦發(fā)育磁共振影像(MRI)表現(xiàn),對(duì)認(rèn)識(shí)和正確評(píng)估小兒腦發(fā)育遲緩,異常髓鞘化和治療后髓鞘演變都具有極大的幫助。彌散張量成像彌散張量成像（DTI）是一種腦功能成像方法, 是在彌散成像的基礎(chǔ)上在6-55個(gè)線性方向上施加彌散敏感梯度而獲得的圖像。彌散張量成像與彌散加權(quán)成像的不同點(diǎn)是突出強(qiáng)調(diào)水分子彌散的各向異性，反應(yīng)水分子在白質(zhì)內(nèi)彌散的優(yōu)勢(shì)方向，以顯示腦白質(zhì)纖維束的走行，并觀察白質(zhì)纖維束的空間方向性和完整性。彌散(difusion)是指分子的不規(guī)則的隨機(jī)運(yùn)動(dòng)。這種分子運(yùn)動(dòng)受到其發(fā)生的介質(zhì)特性的影響，在生物組織內(nèi)的彌散反映了組織結(jié)構(gòu)和微觀水平的結(jié)構(gòu)。彌散的方式可以分為兩種：一種是指在完全均

13、質(zhì)的溶液中，分子運(yùn)動(dòng)沒(méi)有障礙，各個(gè)方向分子運(yùn)動(dòng)的距離是相等的，稱為彌散的各向同性(isotropv)；另一種彌散的方式則具有方向依賴性，分子在各個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)距離不等，稱為彌散的各向異性(anisotropv)。在大腦白質(zhì)彌散的各向異性是指水分子在髓鞘化的白質(zhì)纖維內(nèi)的彌散速度，其平行于纖維方向的彌散速度要高于垂直于纖維方向的彌散速度。這種白質(zhì)各向異性的影響因素有兩方面，一方面為組織的微觀結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。如纖維的直徑和密度及其髓鞘化的程度；另一方面為組織的宏觀結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，如纖維通道之間的連接。平面內(nèi)左右走行的(X軸)顯示為紅色,上下走行的(Y軸)顯示為綠色,垂直于平面走行的(Z軸)顯示為藍(lán)色。偽彩圖的色彩

14、亮度與(FA各向異性分?jǐn)?shù))值的大小無(wú)關(guān),只與各個(gè)體素的方向有關(guān)。胼胝體顯示為紅色、內(nèi)囊后肢顯示為藍(lán)色、內(nèi)囊前肢顯示為綠色。2個(gè)月只能顯示內(nèi)囊后肢、胼胝體、小腦中腳。只能顯示內(nèi)囊后肢、胼胝體、小腦中腳。9個(gè)月顯示：內(nèi)囊后肢、胼胝體、小腦中腳、放射顯示：內(nèi)囊后肢、胼胝體、小腦中腳、放射冠、穹窿、內(nèi)囊前肢。部分顯示外囊、視放冠、穹窿、內(nèi)囊前肢。部分顯示外囊、視放射、扣帶、額葉白質(zhì)、頂葉白質(zhì)。射、扣帶、額葉白質(zhì)、頂葉白質(zhì)。2歲清楚的顯示：內(nèi)囊后肢、胼胝體。顯示：小清楚的顯示：內(nèi)囊后肢、胼胝體。顯示：小腦中腳、放射冠、穹窿、內(nèi)囊前肢、外囊、腦中腳、放射冠、穹窿、內(nèi)囊前肢、外囊、視放射、扣帶。視放射、扣帶

15、。4歲清晰顯示：內(nèi)囊后肢、胼胝體、小腦中腳、放清晰顯示：內(nèi)囊后肢、胼胝體、小腦中腳、放射冠、穹窿、內(nèi)囊前肢、外囊、視放射、扣帶。射冠、穹窿、內(nèi)囊前肢、外囊、視放射、扣帶。6歲清晰顯示：內(nèi)囊后肢、胼胝體、小腦中腳、清晰顯示：內(nèi)囊后肢、胼胝體、小腦中腳、放射冠、穹窿、內(nèi)囊前肢、外囊、視放射、放射冠、穹窿、內(nèi)囊前肢、外囊、視放射、扣帶、額葉白質(zhì)、頂葉白質(zhì)、上縱束?？蹘?、額葉白質(zhì)、頂葉白質(zhì)、上縱束。10歲清晰顯示：內(nèi)囊后肢、胼胝體、小腦中清晰顯示：內(nèi)囊后肢、胼胝體、小腦中腳、放射冠、穹窿、內(nèi)囊前肢、外囊、腳、放射冠、穹窿、內(nèi)囊前肢、外囊、視放射、扣帶、額葉白質(zhì)、頂葉白質(zhì)、視放射、扣帶、額葉白質(zhì)、頂葉白

16、質(zhì)、上縱束。上縱束。13歲清晰顯示：內(nèi)囊后肢、胼胝體、小腦中清晰顯示：內(nèi)囊后肢、胼胝體、小腦中腳、放射冠、穹窿、內(nèi)囊前肢、外囊、腳、放射冠、穹窿、內(nèi)囊前肢、外囊、視放射、扣帶、額葉白質(zhì)、頂葉白質(zhì)、視放射、扣帶、額葉白質(zhì)、頂葉白質(zhì)、上縱束。上縱束。30歲清晰顯示：內(nèi)囊后肢、胼胝體、小腦中腳、清晰顯示：內(nèi)囊后肢、胼胝體、小腦中腳、放射冠、穹窿、內(nèi)囊前肢、外囊、視放射、放射冠、穹窿、內(nèi)囊前肢、外囊、視放射、扣帶、額葉白質(zhì)、頂葉白質(zhì)、上縱束、皮層扣帶、額葉白質(zhì)、頂葉白質(zhì)、上縱束、皮層下白質(zhì)。下白質(zhì)。 皮層灰質(zhì)及大部分灰質(zhì)核團(tuán)均顯示為無(wú)信號(hào)的黑色;發(fā)育不成熟、FA值內(nèi)囊外囊的差別，這反映了不同白質(zhì)區(qū)域的

17、解剖結(jié)構(gòu)亦不相同。Partridge等研究認(rèn)為由于DTI能夠描述白質(zhì)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)(白質(zhì)纖維束)，這樣就可以利用DTI來(lái)研究個(gè)別纖維束在白質(zhì)成熟過(guò)程中的變化。DTI可用于評(píng)價(jià)兒童、新生兒、早產(chǎn)兒的腦成熟度 新生兒和嬰幼兒由于在腦的髓鞘形成過(guò)程中腦白質(zhì)各向異性彌散的程度是逐漸增加的，因而DTI可用于評(píng)價(jià)兒童、新生兒、早產(chǎn)兒的腦成熟度。為了準(zhǔn)確地描述彌散張量，每一個(gè)體素必須至少要有六個(gè)不同方向的數(shù)據(jù)，方向越多其數(shù)據(jù)就越準(zhǔn)確，尤其在對(duì)那些纖維束交叉區(qū)域和其他不均質(zhì)組織結(jié)構(gòu)進(jìn)行觀察的時(shí)候就更是這樣。DTI在HIE中的作用 對(duì)于新生兒缺氧缺血性腦病的診斷，由于常規(guī)MRI可定性反映髓鞘化的進(jìn)程，T1WI和T2wI被廣泛用于從視覺(jué)上評(píng)估兒童發(fā)育的腦的成熟程度的變化，它主要通過(guò)不同年齡階段灰白質(zhì)問(wèn)信號(hào)對(duì)比的變化來(lái)判斷腦的發(fā)育情況，而這種信號(hào)對(duì)比的變化一般認(rèn)為主要是由于髓鞘化進(jìn)程的結(jié)果。通過(guò)DTI可準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)HIE引起的髓鞘化延遲、白質(zhì)髓鞘發(fā)育異常及預(yù)后情況。DTI在HIE中的作用 對(duì)于HIE患兒及正常幼兒進(jìn)行彌散張量掃描，應(yīng)用白質(zhì)束成像技術(shù)對(duì)他們的雙側(cè)視放射進(jìn)行追蹤顯示其形態(tài)并進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)缺血、缺氧腦病患兒的視放射較正常組明顯縮短，缺少分支，提示纖維束的髓鞘化延遲。定性FA