前腦無裂畸形(HPE)影像學(xué)表現(xiàn)

1背景HPE疾病譜中的胎兒影像表現(xiàn)(focus)，大腦胚胎學(xué)，影像學(xué)特征，流行病學(xué)和HPE胚胎學(xué)，常見的相關(guān)畸形，尤其是面部畸形

(“thefacepredictsthebrain”)大腦結(jié)構(gòu)畸形是導(dǎo)致嬰幼兒死亡率和發(fā)病率增高的重要原因鑒于此類疾病預(yù)后差但并非都是致命的，對此類疾病的認(rèn)知對遺傳咨詢具有重要意義有輕度畸形的兒童可以生存至青春期，但伴隨嚴(yán)重的發(fā)育遲緩、內(nèi)分泌功能障礙和穩(wěn)態(tài)紊亂第一頁，共50頁。2WhatIsHoloprosencephaly?前腦無裂畸形（HPE）是發(fā)生在妊娠5w，胚胎前腦中線分裂障礙為基本特征的一種嚴(yán)重大腦畸形包括端腦（AT）和前腦（AP）的異常半球中央變異型(MIH)/端腦融合畸形,屬于前腦無裂畸形的一種變異類型視隔發(fā)育不全（SOD）：視神經(jīng)和視交叉發(fā)育不全，無透明隔，大腦半球分裂完全，臨床上可表現(xiàn)視力受損，內(nèi)分泌功能障礙（下丘腦-垂體軸）MinimalHPE：輕度顱面部畸形，輕度發(fā)育遲緩，融合部位局限于視前區(qū)，隔區(qū)/胼胝體下區(qū)MicroformHPE：更輕的面部畸形，不累及大腦，神經(jīng)系統(tǒng)成像正常菱腦融合（RES）：一種罕見的以小腦蚓部發(fā)育不全、雙側(cè)小腦半球融合及齒狀核聯(lián)合或融合為特征的先天異常Minimal+microformHPE這些在胎兒時期不能診斷，一級親屬存在此類畸形（包括父母）提示潛在的基因遺傳因素和更高的發(fā)病風(fēng)險第二頁，共50頁。31882，Kundrat首次描述了HPE的神經(jīng)病理學(xué)改變，以無嗅腦畸形(arhinencePhaly)命名這類疾病（無嗅腦畸形：HPE舊時稱法，僅用于提示嗅葉缺失，嗅球，嗅束缺失，前穿質(zhì)未融合），而實際上本病幾乎累及幕上所有結(jié)構(gòu)。1960s早期，DeMyer等人使用了前腦無裂畸形（holoprosencephaly）這個名詞，并提出了最常使用的分類方法（無腦葉型、半腦葉型、腦葉型）

(彼此之間沒有明確分界)Probst提出更復(fù)雜的分類方法，考慮背囊的有無及基底結(jié)構(gòu)的分裂，以便評價疾病進(jìn)展程度，這種分類方法需要更加細(xì)致的腦部結(jié)構(gòu)評估，胎兒成像無法提供2010，Marcorelles和Laquerriere指出HPE代表前腦融合畸形，各亞分類界限不清圖第三頁，共50頁。4WhatIsHoloprosencephaly?aHPE全疾病譜，經(jīng)典的DeMyer分類+SOD+minimal+microformAT是AP的一個亞型bMIH，形態(tài)學(xué)上不介于semibolar和lobar，但大多作者從嚴(yán)重程度上將其歸于此范圍，MIH在功能評估上可能更接近于腦葉型/SOD第四頁，共50頁。5介紹獨眼畸形（Cyclopia）是HPE的極端變異型為正中單眼，眼內(nèi)結(jié)構(gòu)部分缺失，與無鼻畸形和皮管形成合并出現(xiàn)巴比倫神話中描述了一個單眼怪獸，會為國家?guī)頌?zāi)難西方傳統(tǒng)神話，荷馬史詩中奧德休斯(Odysseus)戳瞎獨眼巨人波呂斐摩斯（Polyphemus)1641，因為一只獨眼豬出生，一個白內(nèi)障患者被處死（bestiality）第五頁，共50頁。6胚胎學(xué)神經(jīng)胚形成后，神經(jīng)管的頭部形成3個初級腦泡：前腦泡、中腦泡、后腦泡整個腦組織都是由神經(jīng)管的3個腦泡發(fā)育而來典型的HPE基本病理特點為側(cè)腦室分離不全而呈單腦室，無大腦鐮、胼胝體、透明隔及半球間裂前腦泡繼續(xù)分化出兩個次級腦泡（端腦泡和間腦泡）。端腦泡發(fā)育成兩個大腦半球、殼和尾狀核，間腦后發(fā)育成丘腦、下丘腦、蒼白球和視泡脊椎動物視區(qū)開始作為單一的中線結(jié)構(gòu)，后在脊索前板的信號作用下分裂成單獨的左眼和右眼。如果這個發(fā)育過程沒有正確完成，會造成獨眼畸形APAT第六頁，共50頁。7前腦無裂畸形MR冠狀位前腦無法正常分裂為端腦（大腦）和間腦（丘腦）顱頂和頭皮完整幕上沒有腦組織大腦鐮消失（*）第七頁，共50頁。8a.端腦無裂畸形，US橫斷位掃查示妊娠21w，胎兒無明顯大腦結(jié)構(gòu)特點b.標(biāo)本證實端腦無裂畸形的診斷，間腦正常（黑箭），小腦正常（箭頭）腦干正常（白箭）第八頁，共50頁。9陰超冠狀位掃查顯示胎兒SOD胼胝體可見（箭頭），透明隔消失，產(chǎn)后證實了SOD的診斷第九頁，共50頁。10T2WI橫斷位RARE序列胎兒MR成像顯示SOD，兩側(cè)腦室前角交通，透明隔消失（箭頭），其他正常第十頁，共50頁。11流行病學(xué)HPE：最常見的成人顱面部畸形Orioli和Castilla回顧了21項流行病學(xué)調(diào)查研究：患病率基于數(shù)據(jù)是否包含活產(chǎn)、死產(chǎn)、流產(chǎn)患病率在活產(chǎn)和死產(chǎn)中發(fā)病率較低（少于1?），考慮流產(chǎn)案例患病率提高，流產(chǎn)胚胎為50?，沒有明確的種族傾向男性HPE致命性更高出生患病率增高可能與產(chǎn)前診斷水平提高相關(guān)，美國的一項研究（119）妊娠11w-13w+6d，前腦無裂畸形患病率1/1298第十一頁，共50頁。12流行病學(xué)除了顱面部畸形，HPE可有其他異常，包括生殖系統(tǒng)缺陷（24%），軸后多指（趾）（8%），脊柱缺陷（5%），肢體短缺畸形（4%），大動脈轉(zhuǎn)位（4%）這些畸形不一定提示非整倍體(aneuploidy)，整倍體發(fā)生率1/3還有很多其他相關(guān)疾病，包括不常見的HPE伴致死性發(fā)育不良和HPE伴先天性缺指（趾）（HartsfieldSyndrome）因為多因素的發(fā)病機(jī)制，無法精準(zhǔn)的預(yù)測HPE的發(fā)病風(fēng)險，但非整倍體的風(fēng)險較低第十二頁，共50頁。13病因?qū)W多因素：染色體基因異常，致畸因素和或相關(guān)綜合征標(biāo)準(zhǔn)的核型分析可以發(fā)現(xiàn)染色體異常，典型的13三體（占所有HPE的24-45%）用更先進(jìn)的技術(shù)可以檢測出至少10%核型“正常”的案例有少量染色體缺失或異常復(fù)制已知至少13種HPE相關(guān)基因，但沒有絕對的基因型—表型相關(guān)性檢測到HPE特異性變異可能增加20%的發(fā)病風(fēng)險（SHH基因），近75%的案例染色體正常,沒有可識別的變異第十三頁，共50頁。14病因?qū)WHPE還受很多其他非特異性因素和環(huán)境因素影響-Muenke的“multiple-hithypothesis”非染色體性、非綜合征相關(guān)的HPE是常染色體控制的，不完全外顯且表現(xiàn)型多變多種常染色體隱性遺傳疾病與HPE相關(guān)，包括Smith-Lemli-Opitz綜合征，

Meckel綜合征和hydrolethalus綜合征Smith-Lemli-Opitz腦肝腎綜合征：主要特征為智力遲鈍，小頭畸形及上瞼下垂等，胎兒期即發(fā)病。病因不明，常染色體隱性遺傳，病理解剖見腦小、肝大、肝內(nèi)膽管發(fā)育不全和腎小。水致死綜合征(hydrolethalussyndrome)以羊水過多、腦積水和致死為三大特征。此病是常染色體隱性遺傳病,致病基因定位于染色體11q23-25。

Meckel-Gruber綜合征為常染色體隱性遺傳病，主要與MKS(MKSI、MKS3)基因異常有關(guān)?；翁卣鳛檎聿磕X膜腦膨出、雙側(cè)多囊腎、軸后多指／趾，也可合并其他畸形。母系遺傳糖尿?。撛诨疾★L(fēng)險提高200倍）酒精、香煙、維甲酸可能導(dǎo)致HPE（2012一項研究提出質(zhì)疑）近半患者有相關(guān)綜合征或單個基因缺陷，但對非綜合征型HPE的危險因素知之甚少第十四頁，共50頁。15要點典型的HPE是原始前腦分化發(fā)育過程中發(fā)生障礙，使前腦完全不能或部分不能形成兩側(cè)半球和各個腦葉（融合→未分裂）因此病是多因素導(dǎo)致發(fā)病，無法精準(zhǔn)的預(yù)測HPE的發(fā)病風(fēng)險，但非整倍體(aneuploidy)的風(fēng)險較低在無腦葉型HPE，前腦分裂障礙，導(dǎo)致大腦呈球狀，體積小，沒有分隔兩側(cè)半球的縱裂，僅有一層菲薄的原始皮質(zhì)圍單一擴(kuò)大的腦室，引流入一個大的背囊從無腦葉型到腦葉型，分裂障礙最嚴(yán)重的區(qū)域是基底前腦(basalforebrain)MIH：額葉后部及頂葉分裂障礙不是所有的HPE都是致命的，生存狀況取決于大腦及面部畸形嚴(yán)重程度，染色體是否異常，其他器官是否受累，是否有多種異常綜合征第十五頁，共50頁。16HPE形態(tài)學(xué)無腦葉型：前腦分裂障礙，導(dǎo)致中線上一個前腦和一個原始腦室，常伴一個大的背囊(Figs7–13)矢狀位上大腦呈球狀，杯狀或煎餅狀（ball-,cup-,orpancake-like），球狀最常見，有相對較大的空間包繞單腦室，未完全包繞則呈杯狀，餡餅狀皮質(zhì)較少僅貼于顱骨無嗅球和嗅束、胼胝體和前聯(lián)合、透明隔、大腦縱裂視神經(jīng)可能正常，融合或消失基底節(jié)、下丘腦、丘腦在中線位置融合，第三腦室消失單個或不成對的大腦前動脈可能出現(xiàn)在各型HPE，但無腦葉型大腦中動脈及大腦前動脈可由頸內(nèi)動脈及基底動脈發(fā)出的血管網(wǎng)取代最嚴(yán)重的面部畸形見于無腦葉型HPE單個原始腦室和丘腦融合可能是US診斷HPE最有價值的兩個征象重要的鑒別診斷：積水性無腦畸形和嚴(yán)重的腦積水，可見正常的丘腦分裂和大腦鐮的存在第十六頁，共50頁。17圖7無腦葉型HPE，US斜斷面示18w胎兒的丘腦融合（白箭頭）和單腦室（*）US斜斷面：更高水平顯示帽狀的未分裂的大腦半球（白箭），覆蓋在單腦室上第十七頁，共50頁。18圖8無腦葉型MR冠狀位單腦室（箭頭）眶距過窄（黑箭）中線面部裂（白箭）第十八頁，共50頁。19圖9無腦葉型MR矢狀位大的背囊（箭頭）杯狀腦組織（白箭）胎兒外形正常無腦葉型HPE并非總伴面部畸形第十九頁，共50頁。20圖10無腦葉型HPE胎兒標(biāo)本示杯狀大腦未分裂背囊Aq,aqueductofSylvius中腦導(dǎo)水管H=hippocampus海馬T：thalami啞鈴型丘腦第二十頁，共50頁。21圖11無腦葉型MR橫斷位單一原始腦室（*）周圍包繞異常腦組織球狀第二十一頁，共50頁。22圖12無腦葉型aMR冠狀位單腦室（*）丘腦融合（白箭）少許腦組織（箭頭）BT2WI矢狀位RARE序列示中面部扁平（黑箭），球狀殘余腦皮質(zhì)（箭頭）包繞單腦室（*）C嬰兒US冠狀位示單腦室（*）丘腦融合（箭）少量腦組織（箭頭）第二十二頁，共50頁。23圖13無腦葉型多普勒US圖示胎兒頭部血流信號“snakeundertheskull”：大腦前動脈直接緊貼額骨下走行，被融合的異常額葉組織推壓移位所致單個大腦前動脈（箭頭）向前移位至額骨下，而不是在額葉間第二十三頁，共50頁。24形態(tài)學(xué)半腦葉型無腦葉型的產(chǎn)前診斷相當(dāng)明確，半腦葉型和腦葉型的識別有一定挑戰(zhàn)部分案例，透明隔消失可能是18-20wUS檢查的唯一征象半腦葉型HPE：大腦鐮小腦幕可在后方顯示，胼胝體部分可在后方大腦半球間顯示，前部分則與大腦縱裂結(jié)構(gòu)改變一致圖14-17產(chǎn)后成像診斷標(biāo)準(zhǔn)：額葉融合超過50%產(chǎn)后成像顯示深部核團(tuán)分裂程度各異，但丘腦和下丘腦可保持融合狀態(tài)當(dāng)半腦葉型出現(xiàn)丘腦融合，常伴背囊，可引起巨顱癥第二十四頁，共50頁。25圖14半腦葉型AUS斜斷面大腦前部融合（箭頭）后部分裂為半球（箭）B下方層面顯示幕下后顱窩結(jié)構(gòu)正常（箭）但前部幕上腦組織融合（箭頭）第二十五頁，共50頁。26圖15半腦葉型aUS冠狀位顯示單腦室（*）和丘腦部分融合（T）bT2WI

RAREMR冠狀位前部腦實質(zhì)連續(xù)（箭），單腦室（*）丘腦融合（T）C同b較后方的圖示大腦鐮分開兩個枕葉第二十六頁，共50頁。27半腦葉型圖16T2WIRARE示枕葉正常，面部畸形包括眶距過窄（黑箭）和管狀鼻（白箭）圖17矢狀位示球狀腦組織（箭）包繞腦室（*）面部畸形（箭頭）管狀鼻：1609英國首次，來源拉丁語proboscis，probosk?V希臘語，似象鼻第二十七頁，共50頁。28形態(tài)學(xué)腦葉型近乎整個中線都有大腦縱裂，圖18、19丘腦完全或近全分裂，胼胝體可以正常或不完全，透明隔通常不見額角發(fā)育不全是典型征象，額葉僅最下部融合半腦葉型和腦葉型的界定有爭議：若第三腦室形成，部分額角形成，胼胝體壓部或后體部形成，則考慮為腦葉型有人提出穹窿融合應(yīng)作為腦葉型的特殊表現(xiàn)（第三腦室內(nèi)前后方向上的線性結(jié)構(gòu)回聲）。更多近期研究指出這種表現(xiàn)并非腦葉型HPE特征性表現(xiàn)（至少一個腦回跨中線融合）還見于其他大腦中線結(jié)構(gòu)畸形包括胼胝體發(fā)育不良和SOD“snakeundertheskull”可見于各型HPE；可用于腦葉型HPE與SOD產(chǎn)前診斷第二十八頁，共50頁。29腦葉型aUS橫斷位顯示中線前部回聲連續(xù)，任何平面都找不到透明隔bMR橫斷位示兩側(cè)大腦半球完全分開CMR冠狀位示兩側(cè)額葉前下腦回連續(xù)，這個發(fā)現(xiàn)不能證明透明隔正常第二十九頁，共50頁。30腦葉型aMR成像顯示額葉連接跨大腦中線，胼胝體可見（箭頭）

，透明隔未見b產(chǎn)后US冠狀位是額葉前部融合（*）

和溝回間指狀突起第三十頁，共50頁。31MIH1993,Barkovich和Quint，HPE的臨床神經(jīng)影像學(xué)亞型，可進(jìn)行胎兒成像診斷MIH：額葉后部及頂葉分裂障礙影像顯示額葉后部及頂葉中線分裂障礙，額極、枕極分裂良好，同樣的，胼胝體壓部及膝部正常，胼胝體體部消失外側(cè)裂常呈垂直走行，跨中線異常連接2/3的患者有皮質(zhì)發(fā)育不良或皮質(zhì)下灰質(zhì)異位,40%有背囊鑒別腦葉型HPE和MIH：胼胝體發(fā)育不良部位，前者膝部及壓部，MIH體部；大腦半球分裂障礙部位，

MIH：額葉后部及頂葉；皮質(zhì)下異位見于4%的典型HPE，MIH更常見第三十一頁，共50頁。32MIHT2WIRAREMR橫斷位是孕33w，額葉后部與頂葉分裂障礙（*）眼眶正常，大腦前部及后部組織分裂正常，垂直走形的大腦外側(cè)裂（箭）橫跨頂部第三十二頁，共50頁。33MIHT2WI產(chǎn)前診斷MIH的嬰兒，額葉后部分裂障礙（黑箭頭），外側(cè)裂異常（白箭）C皮質(zhì)發(fā)育不良（白箭頭）灰質(zhì)異位（黑箭）第三十三頁，共50頁。34背囊背囊?guī)缀醵家娪跓o腦葉型HPE，半腦葉型和腦葉型HPE較少見（92%，28%和9%）背囊的出現(xiàn)與丘腦融合密切相關(guān)，因此常見于無腦葉型丘腦融合引起三腦室腦脊液阻塞，在松果體上窩三腦室向后膨脹背囊以往與大腦半球間囊腫混淆：后者由胼胝體發(fā)育不全引起，鑒別點是后者大腦半球正常分裂罕見案例，背囊從前囟疝出，形成頂部腦膨出第三十四頁，共50頁。35面部畸形DeMyer等人最早提出“thefacepredictsthebrain”，提出了中面部畸形的分級，從獨眼到篩骨發(fā)育不良到猴頭畸形到正中唇裂到頜骨發(fā)育不良，此分型與大腦畸形密切相關(guān)DeMyer的分型標(biāo)準(zhǔn)也有例外，10-39%的案例面部與大腦畸形分型缺乏明確的相關(guān)性無腦葉型HPE可能15-20%被證實僅有輕度的面部畸形ZIC2基因變異與HPE相關(guān)，受影響的案例有特殊的面部畸形：眼瞼上斜，小頭畸形，人中深長，大耳，短鼻，鼻孔前傾第三十五頁，共50頁。36面部畸形的分級面部畸形（最嚴(yán)重→最輕）

獨眼畸形（獨眼或并眼）：誤以為眼眶融合所致，實際是原始前體未分裂，眼球可能消失，管狀鼻（在單眶上方），面顱骨發(fā)育不良，耳低，人中常消失，獨眼畸形與HPE最嚴(yán)重的類型相關(guān)，發(fā)生在近2%的案例篩骨發(fā)育不良：眶距過短，伴管狀鼻（在眼眶間）猴頭畸形：眶距過短，程度較上者低，單鼻孔畸形，不常伴唇裂

Greekkebos(monkey)andkephale(head). 正中唇裂：人中消失，上腭發(fā)育不全，可并或不并眶距過短或腭裂，與人中兩邊單側(cè)唇裂鑒別頜骨發(fā)育不良：兩側(cè)唇裂，扁平鼻第三十六頁，共50頁。37管狀鼻和獨眼aUS產(chǎn)前矢狀位無腦葉型HPE+13三體，前額突出的附屬物（箭）單眶（未顯示）

B另一胎兒，獨眼畸形，染色體核型正常，管狀鼻（箭），在單眶（箭頭）上方第三十七頁，共50頁。38篩骨發(fā)育不良a三維US示管狀鼻（黑箭）眶距短（白箭）BMR橫斷位示面部管狀鼻（箭）眶距過短（白箭頭）第三十八頁，共50頁。39篩骨發(fā)育不良+無腦葉型HPE+Patau綜合征（13三體）US示面部畸形產(chǎn)后MR證實短眶距間管狀鼻（箭）嘴唇正常第三十九頁，共50頁。40正中唇裂a三維US證實正中唇裂，人中消失，上腭畸形產(chǎn)后照片與US發(fā)現(xiàn)一致第四十頁，共50頁。41兩側(cè)唇裂+無腦葉型HPE冠狀位三維US唇裂（箭）輕度眶距短（箭頭）第四十一頁，共50頁。42WhenCantheDiagnosisBeEstablished?組織學(xué)上，可在末次月經(jīng)后6w或產(chǎn)前發(fā)育Carnegie分期13時診斷無腦葉型HPE可由US輔助診斷，至少有兩個病例報告孕10w之前的產(chǎn)前診斷，無數(shù)個10-14w之間的案例報告基于面部畸形和“蝴蝶征”的消失“butterfly”sign：前3M正常大腦的可靠征象，脈絡(luò)叢中間較狹小，兩側(cè)較厚，水平橫斷面上雙側(cè)脈絡(luò)叢呈蝴蝶樣。蝴蝶征消失，而顱頂結(jié)構(gòu)正常，常常提示HPEHarrisBirthrightCentre(London,England)研究組證實，HPE前腦異常發(fā)育導(dǎo)致額縫提早閉合，額骨額縫較高，縫隙較窄隨著三維US技術(shù)發(fā)展，三維反轉(zhuǎn)容積再現(xiàn)技術(shù)的應(yīng)用，可以進(jìn)行腦室系統(tǒng)的直接評估，有助于對高?；颊哌M(jìn)行早期診斷第四十二頁，共50頁。43WhenCantheDiagnosisBeEstablished?3-6M掃描（second-trimester），無腦葉型HPE的診斷在前述態(tài)學(xué)特征的基礎(chǔ)上各型HPE的標(biāo)志征象是透明隔的消失，這個征象有利于發(fā)現(xiàn)較輕度的畸形，也可能是面部正常腦部畸形患者的唯一可見征象，若產(chǎn)科US圖像未見正常透明隔，需陰超密切隨訪，三維現(xiàn)象，胎兒MR成像有助于診斷MR成像在胎兒神經(jīng)系統(tǒng)方面有多個優(yōu)勢：高組織分辨率，腦組織兩側(cè)同時顯示（無超聲反響偽影），較大的視野，圖像受胎兒體位不佳、羊水減少、顱骨固化、母體體質(zhì)影像較小，MR成像是US結(jié)構(gòu)顯示不清時的有效工具Stashinko等（104）的關(guān)于HPE存活兒童的研究，僅22%得到產(chǎn)前診斷另一作者提出產(chǎn)前US可以較早（頭3M）顯示嚴(yán)重HPE的面部及中樞神經(jīng)系統(tǒng)異常，但對于輕度畸形的敏感性較低分子學(xué)診斷新技術(shù)可能有助于完善產(chǎn)前診斷第四十三頁，共50頁。44HowAccurateIstheDiagnosis?CarterCentersforBrainResearchinHoloprosencephalyandRelatedMalformations（一個HPE研究中心）

19%的兒童圖像顯示假陰性結(jié)果另一項研究發(fā)現(xiàn)近半數(shù)HPE患者未得到神經(jīng)影像學(xué)方面的準(zhǔn)確診斷HahnandBarnes報道20-33%的圖像未達(dá)到HPE診斷標(biāo)準(zhǔn)，這些案例最終被診斷為SOD，腦裂，胼胝體發(fā)育不良伴或不伴半球間囊腫除了這些疾病，腦積水也需與HPE鑒別診斷產(chǎn)前檢出率低可能提示長期生存率與較輕度的HPE畸形類型相關(guān)其他研究顯示18-20w的常規(guī)排畸檢出率可達(dá)86%第四十四頁，共50頁。45PrognosisHPE并非都是致命的生存情況取決于大腦及面部畸形的嚴(yán)重程度，染色體異常的存在，以及是否累及其他器官，多種畸形綜合征HPE整倍體患者中，面部畸形程度越重，生存期越短Stashinko等一項104個兒童的研究（平均年齡，4yo）僅9%有染色體組型異常，非整倍體率較其他研究為低（38-55%），有可能是選擇