MR在儿童脑白质发育中的应用.ppt

1、MR在正常儿童脑发育中的应用,神经元的分类(Types of Neurons),Multpolar neurons,Bipolar neurons,Unipolar neurons,Anaxonic neurons,发育过程,脑容积 髓鞘化的形成（传递神经冲动）,髓鞘发育,髓鞘化细胞：少突胶质细胞 发生于胎儿晚期和出生后数年 髓鞘化成熟是大脑生长发育完成的标志 髓鞘化形成有一定顺序 判断脑发育情况，对HIE、PVL的早期诊断提供依据,特点,起始时间：开始于妊娠第5个月，2岁内较快， 三岁基本完成 方向：尾侧头侧 ，背侧腹侧 ，中央外周 功能区非功能区 脑干小脑和基底节大脑 枕叶额叶（顶叶、枕叶

2、、额叶和颞叶） 皮质脊髓束：脑桥-大脑脚-内囊后肢-半卵圆中心中部。,新生儿、婴儿期脑的发育正处于神经胶质细胞成熟和白质纤维髓鞘形成旺盛的时期,这一时期脑内生物化学成分、水含量变化极大,在上信号变化复杂。,脑白质含水量72%,MRI的检查优点,能动态显示髓鞘形成及反映病理改变等特点, 由于MRI有良好的组织分辨力,显示颅底方面没有骨质伪影,后颅凹与脑干结构显示得十分清晰; MRI具有多序列扫描, T1WI能提供颅脑的解剖结构;T2WI能显示病变的特征性变化。 MRI是无需变动体位即可显示多层面、方位的影像特征,便于病灶的定位。,MRI信号特点,小儿脑MRI信号强度特征取决于： 脑白质和灰质含水

3、量不同及其变化； 脑白质神经纤维的髓鞘形成和成熟； 髓鞘含较多脂质也是T2WI图像上有髓鞘形成脑白质信号强度较低的原因之一。,MRI 显示脑内结构,磁共振扫描序列: 轴位T1WI 轴位T2WI 轴位FLAIR 轴位DWI 矢状T1WI MRA DTI MRS,T1WI: 描述解剖结构,T2WI: 描述病灶,FLAIR: 描述病灶,DWI: 对急性梗塞敏感,正常儿童脑发育,脑发育的评价 脑容积 白质髓鞘形成,髓鞘形成时间表,在实际工作中，可参照正常髓鞘形成的时间表有助于判断脑发育情况 正常的髓鞘形成时间表可以为评价髓鞘形成落后提供证据。 方法：非量化法(肉眼观察)，半定量法(比率)和定量法(绝对

4、值)。,髓鞘形成时间表,定量测量 常用于评价脑髓鞘形成, 也用于其他结构。 比如对T1, T2,ADC, FA值。,Holland et al. (1987)，0.35T,MR的测值（T1，T2）在发育中的 作用,髓鞘形成时间表,半定量法 通过计算感兴趣区的平均信号强度和髓鞘完善结构区的平均信号强度的比值，评价髓鞘形成的程度。 内囊后肢经常被用于做比对(孕44周时已经完成髓鞘化）。 尾状核头也可以用来做参考。,Myelination of the posterior fossa (nd nucleus dentatus; mcp middle cerebellar peduncle; V ve

5、rmis cerebelli;1 peridentate white matter; 2 corpus medullare; 3 peripheral white matter; IV fourth ventricle),髓鞘形成时间表,肉眼观察 基于T1和T2加权图像的改变。 出生后的最初六个月T1像是很有用的。 六个月后T2像可以提供更有用的信息。 结合T1和T2数据很有价值，特别对髓鞘发育延迟或者异常的病例,髓鞘化发育信号变化原因,MRI髓鞘信号,髓磷脂内的结合水 （短T1短T2）,轴突和细胞外水 （长T1长T2）,新生儿与成人信号相反，随月份变化。 3-6月：T1WI灰白质等信号 9-

6、18月： T2WI灰白质等信号 婴幼儿出生前(胚胎7月)至18月，髓鞘发育最快，18-24月基本接近成人水平。 髓鞘发育顺序：由尾头 背侧腹侧 感觉运动,婴幼儿脑组织MR信号变化,妊娠34-36周,脑回较少，脑沟较浅 脑内白质无明显变化 基底节区：内囊后肢与相邻豆状核相比呈短T1长T2信号,孕龄3435w，T1WI，已髓鞘化的脑干背侧、苍白球。,孕龄3435w，T2WI，丘脑下核髓鞘化。内囊仍未髓鞘化 后颅窝内：脑干神经核、小脑齿状核及小脑蚓部呈相对低信号。,新生儿(足月),T1W观察髓鞘化好 内囊后肢，放射冠中央，大脑脚，丘脑腹外侧，小脑上下脚，脑干背侧,1-2月婴儿,中央前后回 视放射 内

7、囊后肢 小脑深部 脑干背侧腹侧,髓鞘化在T1WI的表现部位,3月:小脑中脚(3月完全) 4月:胼胝体压部、半卵圆中心 45月：内囊前肢 56月：胼胝体 7月：枕叶，顶叶 8-9月：额叶 10月：颞叶 18月：与成人相似 15-30月：三角区周围，白质联络纤维,正常婴儿，4m，T1WI,6月龄,6月龄,6月龄,8月龄,8月龄,10月龄,10月龄,12月龄,12月龄,视辐射,WMA 34m,WMA3m,WMA6m,胼胝体膝部,胼胝体压部,WMA 46m,6月以内婴儿T1WI信号变化,Y,N,胼胝体压部,WMA 68m,WMA6m,内囊前肢,胼胝体膝部,WMA 811m,6月以上婴儿T2WI信号变化

8、,额叶白质,WMA 1114m,弓状纤维,成人状态,WMA 1418m,Y,N,髓鞘形成滞后,女，1 岁,髓鞘形成滞后,男，2岁,新技术在发育应用,MR波谱 弥散成像 磁化转移成像,磁化转移,MTR的改变与婴儿期的髓鞘形成过程相关。 MTR可以量化髓鞘形成过程并且监测发育的区域。MTR值(%)随时间增加。 灰质的MTR值也随时间增加。 使用MTR全脑柱形图可以监测脑的成熟度。,发育各阶段的磁化转移率(%),T1W,MTC,2.5-month-old child ：未髓鞘化白质信号中度丢失（MTC像上）,30-month-old child ：髓鞘化白质信号严重丢失（MTC像上），提示高 MTC

9、 值,DWI和DTI,灰质 新生儿和成人灰质的相对各向异性实际上是零： 即灰质的弥散的各向同性的 孕26周时的皮层各向异性不为零，因为这时的皮层细胞结构受控于放射状神经胶质纤维和锥细胞树枝状放射的方向。,DWI和DTI,白质 白质的ADC值和FA值依赖于成熟水平 脑发育早期ADC值高，并逐渐下降 FA起初低，随后快速增加 与ADC图相比，FA像显示灰白质对比更好 ADC和FA值在不同的脑结构是不同的，这依赖于结构和发育阶段,不同年龄组FA图表现（内囊层面）,第一组（小于6个月）,第二组 （6个月1岁）,第三组 （1岁3岁）,第四组 （3岁5岁）,第五组 （5岁8岁）,第六组 （8岁12岁）,第

10、七组 （12岁18岁）,FA值与年龄相关曲线(半卵圆中心),FA值与年龄相关曲线(胼胝体膝部),测量兴趣区,测量ROI100mm2 （最小体素）,正常人脑的发育过程,额叶白质不同年龄波谱变化图,1月,12月,3岁,8岁,NAA,Cho,丘脑,枕叶 白质,(p0.001),(p0.001),2岁之前变化迅速,1.5-yr control subject demonstrates an NAA/Cr ratio of 2.12 and a Cho/Cr ratio of 1.81.,1.5yr patient with mild developmental delay demonstrates a

11、 slightly higher Cho peak and higher Cho/Cr ratio of 2.01,5-year-old patient with mild developmental delay in language and coordination demonstrates marked increase in the Cho/Cr ratio to 1.79,5-year-old control patient ： The NAA/Cr ratio of 2.50 and Cho/Cr ratio of 1.42 are normal.,垂体,胎儿和新生儿 形态：上缘微凸 信号：与脑组织相比为短T1（腺垂体在2个月之前为高信号，神经垂体一直为高信号） 2个月 形态：上缘变平 信号：T1WI信号同灰质,垂体,儿童期 生长缓慢 上缘平直或轻度上凸，垂体柄一般显示不清 高度：26mm (1年高度增加较少，主要为 长度增加) 青春期 迅速增大 女性上缘可凸起 高度：10mm（男性78mm）,新生儿：形态微凸，呈均一高信号， 2-3m：腺垂体呈低信号，神经垂体为高信号,青春期垂体：（特别是女性）体积明显增大，向上突出,颅骨发育,枕骨斜坡：出生时信号较脑组织低 3岁时出现片状高信号 颅骨强化：婴幼儿头增强时，颅骨可出现强 化（红骨髓富含