1、儿童脑正常发育的磁共振成像总结

首都儿科研究所附属儿童医院放射科首都儿科研究所附属儿童医院放射科 袁新宇袁新宇 写在课前的话写在课前的话 对异常的认识建立在认识正常的基础上，因此了解脑组织的正常发育特点对于诊断儿 科断脑部疾病有重要意义。 目前， 检查脑组织发育状况的主要手段是影像学检查， 包括超声、 CT 和 MRI 等，通过这些方法观察脑组织在妊娠及出生后的发育顺序和速度，为进一步了解 脑发育相关疾病奠定基础。 随着现代科学技术的发展与进步， 我们必将对脑部这一人体最复 杂的器官的结构和功能有更加深入的认识。 对于脑组织的正常发育，需注意以下方面： 1. 脑沟形成； 2. 神经纤维髓鞘化； 3. 脑组织化学组成变化； 4. 脑组织内水弥散变化； 5. 脑血管血流速度变化； 6. 特定部位的脑组织活动改变； 脑组织的正常发育包括哪些方面？ 一、脑组织正常发育一、脑组织正常发育 目前，诊断脑组织疾病的常用影像学手段包括超声、 CT 和磁共振。超声可经前囟可 显示脑沟、脑回发育，但不能提供髓鞘化信息； CT 可提供脑沟发育和部分髓鞘发育信息； MRI 是评价髓鞘化和脑沟发育的最佳方法，还可判断脑组织化学成分变化。 在磁共振检查中，用于评估脑组织发育的方法有常规自旋回波 T1WI 和 T2WI 、弥散 张量成像 （ DTI ） 、 磁共振波谱分析 （ MRS ） 以及以 BOLD 技术为基础的 fMRI 。 T1WI 和 T2WI 可用于观察脑沟、脑回发育以及髓鞘化过程。弥散张量成像可以定量或半定量观察神 经纤维髓鞘化过程。磁共振波谱分析可以观察在发育过程中脑组织化学成份变化的过程。 fMRI 可以观察脑在发育过程中特定区域的活动变化。 脑形态变化包括两个方面： 1 ．原始胚胎在神经管闭合后，头端膨大，形成脑发育基础； 2 ．脑细胞生成并构建脑组织，脑重量和表面形态发生变化，即脑沟形成，可分为三 阶段： ①细胞增殖和移行期：胚胎 5 ～ 20 周； ②突出发生期：胚胎 20 ～ 40 周； ③髓鞘化期：主要在生后至 2 岁左右完成神经纤维髓鞘化过程。 图示脑发育过程， 神经管闭合后头端 增大，首先出现视杯，然后神经管进一步 折叠， 出现视神经、 颅神经以及脊髓神经。 进一步发育后，出现端脑和小脑，发生褶 皱后出现桥脑、延髓以及大脑半球。 从神经管开始发生膨大、 折叠、 变化， 分出前脑、中脑、菱脑和脊髓。前脑进一 步分化形成端脑和间脑，端脑构成大脑新 皮层、古皮层和胼胝体；间脑构成丘脑、下丘脑、漏斗和松果体。中脑将发育成四叠体、被 盖和大脑脚。 菱脑又分为后脑和末脑， 后脑发育成小脑和桥脑， 末脑发育成延髓与脊髓相连。 （一）神经组织的构建 在胚胎第 7-20 周，神经上皮细胞从生发中 心内的神经上皮分化成室管膜系膜、 神经母细胞和 胶质母细胞。 神经母细胞经过移行分化进一步发展 为神经元，神经元在边缘层伸出轴突形成神经纤 维。 胶质母细胞发展为星形胶质细胞， 构成神经系 统的支持部分； 另外， 还可以分化为少突胶质细胞， 伸出树突包绕神经元轴突，完成髓鞘化过程。 （二）脑组织的构建 从脑室带（神经的生发基质，位于脑室壁）分化的神经母细胞向外移行，将来形成神 经元。 在胚胎第 31-32 天出现前板，前板在第 45 天进一步分化，在前板和脑室带中间形成 脑室下带，脑室下带主要分化为少突胶质细胞， 即胶质母细胞。少部分神经元先移行到脑室 带，然后再向外移行至皮层板。 在胚胎第 55 天可见脑室带、脑室下 带、中间带和皮层板。 在胚胎第 14 周时已出现各层脑组 织， 此时脑室带分化出的神经元细胞将沿着 神经纤维的放射状神经纤维轴索， 向外移行 构成大脑皮层。 脑室下带分化出的胶质母细 胞一部分形成星形细胞支持神经元组织， 另 外一部分形成少突胶质细胞， 供神经纤维髓 鞘化。 在中央带即所谓的白质区里主要是神 经纤维和少突胶质细胞，将来会包绕神经纤维形成髓鞘化。 （三）大脑皮层的发生 在胚胎第 6 个月时，神经元完成了移行过程。此时， 30% ～ 50% 神经元发生凋亡， 而绝大多数神经胶质细胞于生后发生， 主要来源于脑室下层。从胚胎期到 18 岁，脑组织不 断生长，其重量也不断增加。在高级哺乳类动物中，脑组织增长主要是脑皮层增长。 年龄年龄脑组织重脑组织重 量量 20W 40W 1Y 18Y （四）大脑沟回形成 除神经元发生、移行，脑组织各层形成外，脑组织发育还表现为脑沟形成。侧裂池是 最早形成的原始脑沟，以后逐渐出现中央沟、 顶枕沟等，但脑沟的出现在宫内较宫外早，换 言之，胎儿在宫内可见脑沟的时间早于早产出生的校正胎龄相同的婴儿。 80g 350g 1000g 1400g 部位部位 脑内侧表面脑内侧表面 胼胝体沟 顶顶 - -枕沟枕沟 矩状沟矩状沟 扣带沟扣带沟 继发扣带沟 继发枕沟 腹侧表面腹侧表面 侧副沟 枕颞沟 外侧表面外侧表面 额上沟 额下沟 颞上沟 颞下沟 顶间沟顶间沟 中央沟中央沟 中央前沟中央前沟 中央后沟中央后沟 （五）神经纤维髓鞘化 时间时间 14 周 1616周周 1616周周 18-2418-24周周 32-33 周 34 周 23-26 周 30-33 周 25-29 周 28-29 周 23-27 周 30-33 周 26-2826-28周周 20-2620-26周周 24-2724-27周周 25-2825-28周周 在出生后，脑发育主要体现于髓鞘化。 髓鞘化是指神经轴突外包裹髓磷脂构成的包鞘。 1 ．髓鞘化特点 （ 1 ）髓鞘化最早发生于妊娠第 4 ～ 5 个月，首 先出现颅神经髓鞘化，并持续终生。 （ 2 ）髓鞘化过程遵循从尾到头、 从背侧到腹侧的 规律， 例如脑干髓鞘化早于小脑和基底节， 小脑和基底节 髓鞘化早于大脑半球。 （ 3 ）在脑的任何部位，总是后部髓鞘化先开始，包含内侧丘系和内侧纵束的背侧脑 干髓鞘化早于包含皮质脊髓束的腹侧脑干。大脑半球的枕叶髓鞘化较早，额叶髓鞘化晚。 2 ．髓鞘化的作用 （ 1 ）增粗局部神经轴突的直径，加快神经冲动的传导速度； （ 2 ）与神经轴突有共生关，对神经轴突的生存和营养有支持作用。 3 ．髓鞘结构 髓磷脂鞘结构是由双层糖脂蛋白构成， 一侧 是疏水，另一侧亲水，可以和水分子相结合，中 间还嵌有大分子糖蛋白，对于髓鞘的完整性有重 要意义。 4. 影响磁共振 T1/T2 时间的可能原因 （ 1 ）同时缩短 T1/T2 时间：髓磷脂内水 分子； （ 2 ）同时延长 T1/T2 时间：轴突和细胞外自由水分子； （ 3 ）主要缩短 T1 时间：髓磷脂双层膜上的胆固醇和糖脂（半乳糖脑苷酯）； （ 4 ）主要缩短 T2 时间：髓鞘的化学成熟度，即髓鞘包绕轴突的紧密性以及多重不 饱和脂肪酸在髓磷脂中的饱和状态。 在不同发育时期，脑的影像学特点分别是什么？ 在神经纤维髓鞘化的在神经纤维髓鞘化的 MRIMRI 中，主要缩短中，主要缩短 T2T2 时间的因素是（）时间的因素是（） A. 轴突和细胞外自由水分 子 B. 髓磷脂内水分子 C. 髓鞘的化学成熟度 D. 髓磷脂双层膜上的胆固 醇 正确答案：正确答案：C C 解析：髓磷脂内水分子可同时缩短T1/T2 时间，轴突和细