2022年醫(yī)學(xué)專題-小兒腦髓鞘形成MRI

小兒腦髓鞘形成(xíngchéng)MRI監(jiān)測黃薇園第一頁，共七十五頁。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)(báizhì)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。第二頁，共七十五頁。腦髓鞘化在腦發(fā)育過程中是一個(gè)動(dòng)態(tài)的過程，他是腦發(fā)育成熟的最重要(zhòngyào)標(biāo)志。第三頁，共七十五頁。相對(duì)于腦灰質(zhì),未成熟的腦髓鞘呈短T1(高信號(hào))和長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(jiěpōu)部位,而在T2WI與周鄰灰質(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(jiěpōu)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,相互間卻不易鑒別。第四頁，共七十五頁。評(píng)價(jià)髓鞘發(fā)育(fāyù)6—8個(gè)月用T1WI較好，出生6個(gè)月以后以T2WI為佳。第五頁，共七十五頁。髓鞘發(fā)育(fāyù)的五個(gè)期第六頁，共七十五頁。Ⅰ期出生(chūshēng)至出生(chūshēng)后1個(gè)月新生兒期：側(cè)腦室前后(qiánhòu)角額枕葉白質(zhì)呈樹突樣長T1、長T2信號(hào),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、丘腦腹外側(cè)。第七頁，共七十五頁。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)(báizhì)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)(báizhì)呈低信號(hào),與灰質(zhì)信號(hào)相近,分界不清。

第八頁，共七十五頁。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)(huīzhì)信號(hào)相近。第九頁，共七十五頁。正常新生兒生后1天腦部MRI。a)T1WI示腦干背側(cè)、小腦(xiǎonǎo)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。

第十頁，共七十五頁?！)T2WI示內(nèi)囊后肢(hòuzhī)、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。第十一頁，共七十五頁。正常嬰兒(yīngér)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(hào)。第十二頁，共七十五頁。正常嬰兒生后9天T2WI:側(cè)腦室前后(qiánhòu)角額枕葉白質(zhì)呈樹突樣長T2信號(hào)。第十三頁，共七十五頁。正常嬰兒(yīngér)生后9天FLAIR:半卵圓中心呈高信號(hào)，側(cè)腦室旁呈低信號(hào)。第十四頁，共七十五頁。Ⅱ期出生(chūshēng)后2~5月樹突樣結(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(fàngshè)，內(nèi)囊后肢。第十五頁，共七十五頁。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(fàngshè)呈高信號(hào),胼胝體壓部呈等信號(hào)。b)T2WI示內(nèi)囊后肢、丘腦腹外側(cè)核呈低信號(hào),而內(nèi)囊前肢、胼胝體壓部、視放射(fàngshè)和枕額顳葉白質(zhì)呈高信號(hào)。第十六頁，共七十五頁。第十七頁，共七十五頁。Ⅲ期出生(chūshēng)后6~9月T2WI等信號(hào)期：髓突在T1WI上已向高信號(hào)過渡,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),腦髓鞘化區(qū)擴(kuò)展到大部分的半卵圓中心(zhōngxīn),半卵圓中心(zhōngxīn)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)。第十八頁，共七十五頁。正常嬰兒生后6個(gè)月TIWI:髓突在T1WI上已向高信號(hào)過渡,與皮層(pícéng)灰質(zhì)又出現(xiàn)較好的分辨.第十九頁，共七十五頁。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(pícéng)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第二十頁，共七十五頁。正常嬰兒(yīngér)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)。第二十一頁，共七十五頁。Ⅳ期出生(chūshēng)10~18個(gè)月T2WI上呈略低信號(hào),其MRI信號(hào)已接近成人(chéngrén)，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。第二十二頁，共七十五頁。正常嬰兒生后11個(gè)月腦部MRI。a)T1WI示內(nèi)囊前后肢、胼胝(piánzhī)體膝壓部、視放射和枕額顳葉白質(zhì)呈高信號(hào)。b)T2WI示內(nèi)囊前后肢、胼胝(piánzhī)體膝壓部、視放射和枕葉白質(zhì)呈低信號(hào),額顳葉白質(zhì)呈高信號(hào)。第二十三頁，共七十五頁。第二十四頁，共七十五頁。正常嬰兒生后15個(gè)月腦部MRI。a)T1WI示額頂葉白質(zhì)(báizhì)呈高信號(hào),與正常成人腦T1WI相似。b)T2WI示額頂葉白質(zhì)(báizhì)呈低信號(hào),與灰質(zhì)分界清楚。第二十五頁，共七十五頁。第二十六頁，共七十五頁。Ⅴ期為出生(chūshēng)18個(gè)月后成人期：信號(hào)特點(diǎn)是在第Ⅳ期的基礎(chǔ)上進(jìn)一步加強(qiáng)側(cè)腦室額枕角旁白質(zhì)(báizhì)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)(báizhì)對(duì)比清楚。第二十七頁，共七十五頁。正常嬰兒生后24個(gè)月腦部MRI。T2WI示低信號(hào)(xìnhào)額頂葉白質(zhì)樹枝狀伸展范圍較圖4b所示深廣。第二十八頁，共七十五頁。正常(zhèngcháng)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)。第二十九頁，共七十五頁。正常嬰兒生后25個(gè)月：進(jìn)一步加強(qiáng)(jiāqiáng)側(cè)腦室額枕角旁白質(zhì)在T2WI上呈低信號(hào)。第三十頁，共七十五頁。正常(zhèngcháng)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)。第三十一頁，共七十五頁?？偨Y(jié)(zǒngjié)第三十二頁，共七十五頁。不論(bùlùn)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)第三十三頁，共七十五頁。第三十四頁，共七十五頁。不論在半卵圓中心(zhōngxīn)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)第三十五頁，共七十五頁。在半卵圓中心層面FLAIR的信號(hào)(xìnhào)改變：高信號(hào)→等信號(hào)→低信號(hào)第三十六頁，共七十五頁。在側(cè)腦室層面FLAIR的信號(hào)(xìnhào)改變：低信號(hào)→高信號(hào)→低信號(hào)第三十七頁，共七十五頁。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)(xìnhào),小腦白質(zhì)自出生至4個(gè)月,小腦中腳2~3個(gè)月,內(nèi)囊前腳3~4個(gè)月,胼胝體壓部、膝部分別是3~4個(gè)月、4~6個(gè)月,半卵圓中心2~4個(gè)月,枕頂葉白質(zhì)3~6個(gè)月,額顳葉白質(zhì)4~7個(gè)月,額顳葉最晚呈高信號(hào)(xìnhào)。從上述情況可見,小兒6~8個(gè)月內(nèi)腦內(nèi)解剖結(jié)構(gòu)均已開始髓鞘化。在T1WI高于灰質(zhì)信號(hào)強(qiáng)度的解剖部位和出現(xiàn)(chūxiàn)時(shí)間第三十八頁，共七十五頁。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(chūshēng)時(shí)就呈低信號(hào),小腦白質(zhì)3~5個(gè)月,小腦中腳3~4個(gè)月,內(nèi)囊前肢7~10個(gè)月,胼胝體后部、膝部分別是4~6個(gè)月、5~8個(gè)月,半卵圓中心7~11個(gè)月,枕頂葉白質(zhì)9~14個(gè)月,額顳葉白質(zhì)12~18個(gè)月。在T2WI低于灰質(zhì)信號(hào)強(qiáng)度的解剖部位(bùwèi)和出現(xiàn)時(shí)間第三十九頁，共七十五頁。小兒6~8個(gè)月內(nèi)腦內(nèi)解剖結(jié)構(gòu)均已開始(kāishǐ)髓鞘化。大部分腦組織6~18個(gè)月后髓鞘已成熟。第四十頁，共七十五頁。髓鞘發(fā)育(fāyù)規(guī)律延髓(yánsuǐ)、腦干、腦干大腦(dànǎo)腳丘腦腹外側(cè)核額顳葉小腦上下腳內(nèi)囊后肢、半卵圓中心第四十一頁，共七十五頁?！谋硞?cè)到腹側(cè)從尾側(cè)到頭(dàotóu)側(cè)規(guī)律從中心(zhōngxīn)都周圍第四十二頁，共七十五頁。第四十三頁，共七十五頁。第四十四頁，共七十五頁。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(gòuchéng),其主要成分是脂質(zhì),具有相對(duì)較短的T1和較長的T2弛豫時(shí)間。第四十五頁，共七十五頁。第四十六頁，共七十五頁。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(yóuyú)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。第四十七頁，共七十五頁。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)(cǐshí)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)無法區(qū)別。第四十八頁，共七十五頁。隨著(suízhe)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(línzhī)發(fā)育(fāyù)中的髓鞘水第四十九頁，共七十五頁。T1WI上,低信號(hào)(xìnhào)等略高高信號(hào)

T2WI上,高信號(hào)略高等低信號(hào)第五十頁，共七十五頁。彌散(mísàn)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，并對(duì)基礎(chǔ)T2WI-EPI及DWI-EPI進(jìn)行多次采集后的信號(hào)平均，獲取較高信噪比的彌散張量圖像。能夠更全面的反映(fǎnyìng)彌散運(yùn)動(dòng)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。第五十一頁，共七十五頁。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：一種是指在完全均質(zhì)的溶液中，分子運(yùn)動(dòng)沒有障礙，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(jùyǒu)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)。第五十二頁，共七十五頁。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(xiānwéi)的彌散速度，其平行于纖維(xiānwéi)方向的彌散速度要高于垂直于纖維(xiānwéi)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(xiānwéi)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(xiānwéi)通道之間的連接。第五十三頁，共七十五頁。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(gè)體(gètǐ)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(qiánzhī)顯示為綠色。第五十四頁，共七十五頁。2個(gè)月只能顯示(xiǎnshì)內(nèi)囊后肢、胼胝體、小腦中腳。第五十五頁，共七十五頁。9個(gè)月顯示：內(nèi)囊后肢、胼胝體、小腦中腳、放射(fàngshè)冠、穹窿、內(nèi)囊前肢。部分顯示外囊、視放射(fàngshè)、扣帶、額葉白質(zhì)、頂葉白質(zhì)。第五十六頁，共七十五頁。2歲清楚的顯示：內(nèi)囊后肢、胼胝體。顯示：小腦(xiǎonǎo)中腳、放射冠、穹窿、內(nèi)囊前肢、外囊、視放射、扣帶。第五十七頁，共七十五頁。4歲清晰顯示：內(nèi)囊后肢、胼胝體、小腦中腳、放射(fàngshè)冠、穹窿、內(nèi)囊前肢、外囊、視放射(fàngshè)、扣帶。第五十八頁，共七十五頁。6歲清晰顯示：內(nèi)囊后肢、胼胝體、小腦(xiǎonǎo)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。第五十九頁，共七十五頁。10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(qiánzhī)、外囊、視放射、扣帶、額葉白質(zhì)、頂葉白質(zhì)、上縱束。第六十頁，共七十五頁。13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)(báizhì)、頂葉白質(zhì)(báizhì)、上縱束。第六十一頁，共七十五頁。30歲清晰顯示：內(nèi)囊(nèinánɡ)后肢、胼胝體、小腦中腳、放射冠、穹窿、內(nèi)囊(nèinánɡ)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)。第六十二頁，共七十五頁。皮層灰質(zhì)及大部分灰質(zhì)核團(tuán)均顯示為無信號(hào)的黑色;發(fā)育不成熟、FA值<0.3的纖維束也顯示為黑色;各向異性強(qiáng)的白質(zhì)顯示為不同偽彩,邊界清晰。如軸位圖像中,胼胝體顯示為紅色(hóngsè)、內(nèi)囊后肢顯示為藍(lán)色、內(nèi)囊前肢顯示為綠色。第六十三頁，共七十五頁。從初生至18歲,可見各個(gè)(gègè)部位白質(zhì)纖維束的顯示隨年齡增長而增多,且邊界逐漸清晰。隨年齡的增長,彩色張量圖顯示了更多的白質(zhì)纖維束,表示有更多的纖維束FA值超過閾值(0.3),其擴(kuò)散各向異性增加,也即反映了正常兒童腦白質(zhì)的成熟過程。第六十四頁，共七十五頁。用于定量分析大腦白質(zhì)(báizhì)纖維各向異性的參數(shù)主要有RA、FA和VR等，其中FA值是最常用的。FA是指水分子各向異性成分占整個(gè)彌散張量的比例。FA值范圍為0—1，0代表最大各向同性的彌散，1代表最大各向異性的彌散。ADC值為表觀彌散系數(shù)或近似彌散系數(shù)，反映的是水分子彌散的速度和范圍。一般來說，在腦組織內(nèi)，水分子彌散所受限制越大，ADC值越低，F(xiàn)A值越高。將兩者結(jié)合可以更加準(zhǔn)確地了解大腦白質(zhì)發(fā)育的細(xì)微結(jié)構(gòu)。第六十五頁，共七十五頁。隨著年齡的增加，其ADC值逐漸減低，F(xiàn)A值增加，說明大腦白質(zhì)纖維的各向異性(ɡèxiànɡyìxìnɡ)隨著年齡的增加而升高。正常嬰幼兒主要(zhǔyào)的大腦白質(zhì)纖維的FA值和ADC值第六十六頁，共七十五頁。相同年齡組在不同白質(zhì)區(qū)域(qūyù)的各向異性也不盡相同，有胼胝體>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。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(gè)別纖維束在白質(zhì)成熟過程中的變化。第六十七頁，共七十五頁。DTI可用于評(píng)價(jià)(píngjià)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(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(xiānwéi)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。第六十八頁，共七十五頁。DTI在HIE中的作用(zuòyòng)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(jìnchéng)，T1WI和T2wI被廣泛用于從視覺上評(píng)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(hào)對(duì)比的變化來判斷腦的發(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(jìnchéng)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)