醫(yī)學(xué)專題小兒腦髓鞘形成MRI

1、小兒腦髓鞘形成MRI監(jiān)測黃薇園2021/7/20 星期二1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),對認(rèn)識和正確評估小兒腦發(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。2021/7/20 星期二2腦髓鞘化在腦發(fā)育過程中是一個動態(tài)的過程，他是腦發(fā)育成熟的最重要標(biāo)志。2021/7/20 星期二3相對于腦灰質(zhì),未成熟的腦髓鞘呈短T1(高信號)和長T2(高信號);成熟的腦髓鞘與成人腦髓鞘相同呈短T1(高信號)和短T2(低信號)。未成熟的腦髓鞘信號強(qiáng)度在T1WI明顯高于灰質(zhì),境界清楚,能明確其解剖部位,

2、而在T2WI與周鄰灰質(zhì)均顯高信號,界限不清,較難區(qū)分。成熟的腦髓鞘信號強(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,盡管高信號的成熟和未成熟的腦髓鞘與灰質(zhì)較易區(qū)分,相互間卻不易鑒別。2021/7/20 星期二4評價髓鞘發(fā)育68個月用T1WI較好，出生6個月以后以T2WI為佳。2021/7/20 星期二5髓鞘發(fā)育的五個期2021/7/20 星期二6期 出生至出生后1個月新生兒期：側(cè)腦室前后角額枕葉白質(zhì)呈樹突樣長T1、長T2信號,并延伸到皮層下,與皮層灰質(zhì)有明顯分辨。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

3、側(cè)。2021/7/20 星期二7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。額顳葉灰白質(zhì)信號相近,分界不清。b)T1WI示內(nèi)囊后肢、丘腦腹外側(cè)核呈高信號。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,與灰質(zhì)信號相近,分界不清。2021/7/20 星期二8c) T2WI示內(nèi)囊后肢、丘腦腹外側(cè)核呈低信號。并示內(nèi)囊前肢、胼胝體膝部、枕額顳葉白質(zhì)呈等高信號,與灰質(zhì)信號相近。2021/7/20 星期二9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。額顳葉灰白質(zhì)信號相近,分界不清。b)T1WI示內(nèi)囊后肢、丘腦腹外側(cè)核呈高信號。該層面并示

4、內(nèi)囊前肢、胼胝體膝部、枕額顳葉白質(zhì)呈低信號,與灰質(zhì)信號相近,分界不清。2021/7/20 星期二10c) T2WI示內(nèi)囊后肢、丘腦腹外側(cè)核呈低信號。并示內(nèi)囊前肢、胼胝體膝部、枕額顳葉白質(zhì)呈等高信號,與灰質(zhì)信號相近。2021/7/20 星期二11正常嬰兒生后9天T1WI:側(cè)腦室前后角額枕葉白質(zhì)呈樹突樣長T1信號。2021/7/20 星期二12正常嬰兒生后9天T2WI:側(cè)腦室前后角額枕葉白質(zhì)呈樹突樣長T2信號。2021/7/20 星期二13正常嬰兒生后9天FLAIR:半卵圓中心呈高信號，側(cè)腦室旁呈低信號。2021/7/20 星期二14期 出生后25月樹突樣結(jié)構(gòu)在T1WI上的信號與灰質(zhì)相近,為T1W

5、I等信號期,但T2WI上仍與新生兒期相似,呈高信號,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。2021/7/20 星期二15正常嬰兒生后4個月腦部MRI。a) T1WI示內(nèi)囊前后肢、視放射呈高信號,胼胝體壓部呈等信號。b) T2WI示內(nèi)囊后肢、丘腦腹外側(cè)核呈低信號,而內(nèi)囊前肢、胼胝體壓部、視放射和枕額顳葉白質(zhì)呈高信號。2021/7/20 星期二162021/7/20 星期二17期 出生后69月T2WI等信號期：髓突在T1WI上已向高信號過渡,與皮層灰質(zhì)又出現(xiàn)較好的分辨,而T2WI由于信號降低而出現(xiàn)與皮層灰質(zhì)呈等信號, 腦髓鞘化區(qū)擴(kuò)展到大部分的半卵圓中心,半卵圓中心的髓鞘

6、化是觀察此期髓鞘化發(fā)育正常與否的主要指標(biāo)。2021/7/20 星期二18正常嬰兒生后6個月TIWI:髓突在T1WI上已向高信號過渡,與皮層灰質(zhì)又出現(xiàn)較好的分辨.2021/7/20 星期二19正常嬰兒生后6個月T2WI:T2WI由于信號降低而出現(xiàn)與皮層灰質(zhì)呈等信號, 腦髓鞘化區(qū)擴(kuò)展到大部分的半卵圓中心2021/7/20 星期二20 正常嬰兒生后6個月FLAIR:半卵圓中心呈低信號，側(cè)腦室旁呈高信號。2021/7/20 星期二21期 出生1018個月T2WI上呈略低信號,其MRI信號已接近成人，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。2021/7/20 星期二22正常嬰兒生后

7、11個月腦部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。b) T2WI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,額顳葉白質(zhì)呈高信號。2021/7/20 星期二232021/7/20 星期二24正常嬰兒生后15個月腦部MRI。a) T1WI示額頂葉白質(zhì)呈高信號,與正常成人腦T1WI相似。b) T2WI示額頂葉白質(zhì)呈低信號,與灰質(zhì)分界清楚。2021/7/20 星期二252021/7/20 星期二26期 為出生18個月后成人期：信號特點(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,T2WI上呈低信號,與成人基本相同,髓突明顯清晰,灰

8、白質(zhì)對比清楚。2021/7/20 星期二27正常嬰兒生后24個月腦部MRI。T2WI示低信號額頂葉白質(zhì)樹枝狀伸展范圍較圖4b所示深廣。2021/7/20 星期二28正常嬰兒生后25個月：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。2021/7/20 星期二29正常嬰兒生后25個月：進(jìn)一步加強(qiáng)側(cè)腦室額枕角旁白質(zhì)在T2WI上呈低信號。2021/7/20 星期二30正常嬰兒生后25個月FLAIR：半卵圓中心及側(cè)腦室旁都呈低信號。2021/7/20 星期二31總結(jié)2021/7/20 星期二32不論在半卵圓中心層面還是在側(cè)腦室層面TIWI均是從低信號高信號高信號2021/7/20 星期二33202

9、1/7/20 星期二34不論在半卵圓中心層面還是在側(cè)腦室層面T2WI均是從高信號高信號低信號2021/7/20 星期二35在半卵圓中心層面FLAIR的信號改變：高信號等信號低信號2021/7/20 星期二36在側(cè)腦室層面FLAIR的信號改變：低信號高信號低信號2021/7/20 星期二37T1WI上：小腦上下腳、延髓橋腦背側(cè)、丘腦腹外側(cè)核和內(nèi)囊后肢后部出生時就呈高信號,小腦白質(zhì)自出生至4個月,小腦中腳23個月,內(nèi)囊前腳34個月,胼胝體壓部、膝部分別是34個月、46個月,半卵圓中心24個月,枕頂葉白質(zhì)36個月,額顳葉白質(zhì)47個月,額顳葉最晚呈高信號。從上述情況可見,小兒68個月內(nèi)腦內(nèi)解剖結(jié)構(gòu)均已

10、開始髓鞘化。在T1WI高于灰質(zhì)信號強(qiáng)度的解剖部位和出現(xiàn)時間2021/7/20 星期二38T2WI上:小腦上下腳、延髓橋腦背側(cè)、丘腦腹外側(cè)核和內(nèi)囊后肢后部出生時就呈低信號,小腦白質(zhì)35個月,小腦中腳34個月,內(nèi)囊前肢710個月,胼胝體后部、膝部分別是46個月、58個月,半卵圓中心711個月,枕頂葉白質(zhì)914個月,額顳葉白質(zhì)1218個月。在T2WI低于灰質(zhì)信號強(qiáng)度的解剖部位和出現(xiàn)時間2021/7/20 星期二39小兒68個月內(nèi)腦內(nèi)解剖結(jié)構(gòu)均已開始髓鞘化。大部分腦組織618個月后髓鞘已成熟。2021/7/20 星期二40髓鞘發(fā)育規(guī)律延髓、腦干、腦干大腦腳丘腦腹外側(cè)核額顳葉小腦上下腳內(nèi)囊后肢、半卵圓中

11、心2021/7/20 星期二41從背側(cè)到腹側(cè)從尾側(cè)到頭側(cè)規(guī) 律從中心都周圍2021/7/20 星期二422021/7/20 星期二432021/7/20 星期二44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),具有相對較短的T1和較長的T2弛豫時間。2021/7/20 星期二452021/7/20 星期二46未成熟的髓鞘細(xì)胞膜其外層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馳豫時間縮短,因此,在T1WI上開始髓鞘形成的部位呈高信號,與低信號灰質(zhì)易區(qū)別。2021/7

12、/20 星期二47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;同時在生后6個月內(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,故此時在T2WI上未成熟的髓鞘亦呈高信號,與呈高信號的灰質(zhì)無法區(qū)別。2021/7/20 星期二48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馳豫時間下降。膽固醇磷脂發(fā)育中的髓鞘水2021/7/20 星期二49T1WI上,低信號 等 略高 高信號 T2WI 上,高信號 略高 等 低信號 2021/7/20 星期二50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個線性方向上施

13、加彌散敏感梯度而獲得的圖像，并對基礎(chǔ)T2WI-EPI及DWI-EPI進(jìn)行多次采集后的信號平均，獲取較高信噪比的彌散張量圖像。能夠更全面的反映彌散運(yùn)動的快慢，目前主要用于顯示腦和脊髓白質(zhì)纖維束、肌肉、心肌的走行。2021/7/20 星期二51彌散(difusion)是指分子的不規(guī)則的隨機(jī)運(yùn)動。這種分子運(yùn)動受到其發(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：一種是指在完全均質(zhì)的溶液中，分子運(yùn)動沒有障礙，各個方向分子運(yùn)動的距離是相等的，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，分子在各個方向的運(yùn)動距離不等，稱為彌散的各

14、向異性(anisotropv)。2021/7/20 星期二52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。2021/7/20 星期二53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。偽彩圖的色彩亮度與(FA各向異性分?jǐn)?shù))值的大小無關(guān),只與各個體素的方向有關(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

15、。2021/7/20 星期二542個月只能顯示內(nèi)囊后肢、胼胝體、小腦中腳。2021/7/20 星期二559個月顯示：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、視放射、扣帶、額葉白質(zhì)、頂葉白質(zhì)。2021/7/20 星期二562歲清楚的顯示：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、視放射、扣帶。2021/7/20 星期二574歲清晰顯示：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。2021/7/20 星期二586歲清晰顯示：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、額葉白質(zhì)、頂葉白質(zhì)、上縱束。

16、2021/7/20 星期二5910歲清晰顯示：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、額葉白質(zhì)、頂葉白質(zhì)、上縱束。2021/7/20 星期二6013歲清晰顯示：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、額葉白質(zhì)、頂葉白質(zhì)、上縱束。2021/7/20 星期二6130歲清晰顯示：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、額葉白質(zhì)、頂葉白質(zhì)、上縱束、皮層下白質(zhì)。2021/7/20 星期二62皮層灰質(zhì)及大部分灰質(zhì)核團(tuán)均顯示為無信號的黑色;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)域的解剖結(jié)構(gòu)亦不相同。

17、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來研究個別纖維束在白質(zhì)成熟過程中的變化。2021/7/20 星期二67DTI可用于評價兒童、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可用于評價兒童、新生兒、早產(chǎn)兒的腦成熟度。為了準(zhǔn)確地描述彌散張量，每一個體素必須至少要有六個不同方向的數(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)行觀察的時候就更是這樣。2021/7/20 星期二68DTI在HIE中的作用對于新生兒缺氧缺血性腦病的診斷，由于常規(guī)MRI

18、可定性反映髓鞘化的進(jìn)程，T1WI和T2wI被廣泛用于從視覺上評估兒童發(fā)育的腦的成熟程度的變化，它主要通過不同年齡階段灰白質(zhì)問信號對比的變化來判斷腦的發(fā)育情況，而這種信號對比的變化一般認(rèn)為主要是由于髓鞘化進(jìn)程的結(jié)果。通過DTI可準(zhǔn)確監(jiān)測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。2021/7/20 星期二69DTI在HIE中的作用對于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2021/7/20 星期二70FA值是最佳的監(jiān)測指標(biāo)各向異性常用FA值來反映，在一些有序結(jié)構(gòu)如致密白質(zhì)纖維的髓鞘(包括內(nèi)囊、胼胝