大腦皮質(zhì)生前發(fā)育的高場強MRI研究.pdf

1、關(guān)于胚胎腦皮質(zhì)發(fā)育的知識，長期以來缺乏系統(tǒng)完整的影像學(xué)資料?，F(xiàn)階段，臨床對宮內(nèi)胚胎主要應(yīng)用超聲檢查，對于超聲檢查不確定或懷疑存在病變的胎兒再進行MRI檢查。因此，現(xiàn)階段關(guān)于胚胎腦皮質(zhì)發(fā)育的影像學(xué)資料主要來源于超聲與宮內(nèi)MRI。超聲檢查是目前評價胎兒發(fā)育的首選影像學(xué)檢查方法，其優(yōu)點包括安全、經(jīng)濟、方便、可實時成像等。但超聲有其明顯的局限性，如空間分辨率、組織分辨率相對較低，對體型肥胖、羊水過少、成像區(qū)氣體較多的情況顯像質(zhì)量較差。妊娠晚期胎

2、兒顱骨及母體骨盆骨骼容易影響聲波的穿透性，同時超聲對一些畸形的表現(xiàn)無特異性。MRI技術(shù)的發(fā)展，特別是快速成像序列的采用，使宮內(nèi)胎兒成像清晰度增加，使其成為繼超聲之后的最佳輔助診斷方法。但是，由于宮內(nèi)胎兒采集場強通常為1.5 T，且受到采集序列、層厚的制約，同時還受到胎動、母體結(jié)構(gòu)、母體動脈搏動等因素的影響，在清晰顯示胎兒腦發(fā)育結(jié)構(gòu)上存在不足之處。胎兒標本MRI不受宮內(nèi)掃描的限制，可以有效的避免這些影響因素，成像質(zhì)量得到提高，已有研究肯定

3、了其在尸體解剖及胎腦發(fā)育研究中的應(yīng)用價值。胎腦皮質(zhì)發(fā)育過程中，其外部形態(tài)大小與內(nèi)部細胞結(jié)構(gòu)都會發(fā)生復(fù)雜變化。大腦皮質(zhì)外表面的腦溝、內(nèi)部層狀結(jié)構(gòu)、皮質(zhì)折疊、表面積、體積與各種徑線等都可以作為胚胎腦成熟的標志，對評價胚胎腦健康狀況有重要意義。
　　 因此，在大樣本、大孕齡跨度、高場強的標本MRI上顯示人類胚胎大腦皮質(zhì)的發(fā)育變化，獲得其表面腦溝、內(nèi)部層狀結(jié)構(gòu)的發(fā)育規(guī)律及皮質(zhì)折疊、表面積、體積與各徑線的準確測量值將是胚胎腦研究的突破。本

4、研究旨在豐富與完善人類腦發(fā)育的胚胎學(xué)與影像學(xué)知識，為臨床宮內(nèi)胎兒腦發(fā)育狀況診斷與評估提供指導(dǎo)，以提高異常胎兒診斷水平，提高人口出生質(zhì)量，優(yōu)生優(yōu)育，同時提高早產(chǎn)兒存活率。
　　 本研究分為四個部分：1.腦溝的生前發(fā)育；2.皮質(zhì)折疊的發(fā)育；3.皮質(zhì)層狀結(jié)構(gòu)的發(fā)育；4.妊娠中期胎腦皮質(zhì)發(fā)育的定量研究。
　　 第一部分：腦溝的生前發(fā)育
　　 目的：結(jié)合3.0T與7.0T胎兒標本MRl分析胎兒腦溝及其分支的出現(xiàn)時間。

5、>　　 材料與方法：251例12-40周胎兒標本，3.0T MR掃描；并從中選取70例12-26周標本行7.0T MR掃描，選取兩種場強與不同方位的MR圖像，獲得腦溝及其分支的出現(xiàn)時間。
　　 結(jié)果：本研究建立了一個新的腦溝發(fā)育時刻表。12周前，除外側(cè)溝外，沒有腦溝出現(xiàn)。至16周時，出現(xiàn)頂枕溝、距狀溝、中央溝等腦溝。18周時，出現(xiàn)額上溝、顳下溝、中央前溝、眶溝、嗅束溝等。16.18周可視為腦溝出現(xiàn)最集中的時期。此時腦溝多為細小

6、的‘腦溝根’。24周后可辨認中央后溝與頂內(nèi)溝。26-27周可視為腦溝迅速加深、彎曲發(fā)育并開始發(fā)出分支的起點?？蹘系拇渭壏种ё钤缈梢娪?6周，30周后可見頂枕溝與距狀溝的次級分支，三級分支多見于37周后。
　　 結(jié)論：此前神經(jīng)病理學(xué)中已經(jīng)被廣為接受的腦溝的出現(xiàn)時間，也許需重新定義。胎兒腦溝的發(fā)育遵循特定時空規(guī)律，且應(yīng)用標本MRI可以準確的顯示其發(fā)育變化。本研究結(jié)果可以作為胎兒腦溝發(fā)育正常與否的參考。
　　 第二部分：皮質(zhì)

7、折疊的發(fā)育
　　 目的：應(yīng)用3.0T標本MRI定量分析妊娠中、后三個月內(nèi)胎腦皮質(zhì)的生長趨勢與折疊狀況。
　　 材料與方法：131例14-40周胎兒標本，3.0T MR掃描后，統(tǒng)一選取經(jīng)過胼胝體膝與壓部下方的水平斷面獲取測量值。利用Photoshop與ZoomMagic軟件測量全腦折疊皮質(zhì)邊緣長度值(LFCM)，整體未折疊皮質(zhì)邊緣長度值(LUCM)。定義折疊度(DCF)的計算方法為：(LFCM-LUCM)/LFCM。分析上

8、述3值隨孕齡的變化，并分析性別間、半球間的顯著性差異。
　　 結(jié)果：LFCM(厘米)、DCF與GA(gestational age，孕齡)呈現(xiàn)為指數(shù)增長趨勢，方程為：[LFCM=5.325 exp(0.079GA)；DCF=11.890 exp(0.043 GA)]。它們在26周后迅速增加，其可視為胎腦皮質(zhì)與腦溝發(fā)育的轉(zhuǎn)折點。LUCM與GA呈現(xiàn)對數(shù)增長，方程為：[LUCM=30.580 Ln(GA)-72.490]。26周后，其

9、增速減慢。26周前后，上述三值存在顯著性差異。性別間與半球間差異未發(fā)現(xiàn)。
　　 結(jié)論：胎腦體積在26周前先發(fā)育增長，此時幾乎所有腦溝都已經(jīng)出現(xiàn)；胎腦的表面積在26周之后迅速增加，此時腦溝迅速加深并劇烈折疊。本研究結(jié)果可為胎腦發(fā)育狀況評估及臨床診斷提供幫助。
　　 第三部分：皮質(zhì)層狀結(jié)構(gòu)的發(fā)育
　　 目的：用3.0T與7.0T胎兒標本MRl分析大腦皮質(zhì)發(fā)育過程中層狀結(jié)構(gòu)在妊娠中、后期的顯示狀況及其發(fā)育變化。

10、　　 材料與方法：46例14-40周胎兒標本，3.0TMR掃描，11例14-27周標本行7.0T MR掃描，選取不同場強與不同方位的MR圖像，觀察在此階段內(nèi)胎兒腦皮質(zhì)層狀結(jié)構(gòu)的發(fā)育變化。
　　 結(jié)果：在T1加權(quán)的3.0T MRI上，14周時即可觀察到層結(jié)構(gòu)，18周后變得清楚。在7.0T MRI上，14周時可觀察到4層結(jié)構(gòu)；16周時，可觀察到6層結(jié)構(gòu)。18-23周時，層狀結(jié)構(gòu)發(fā)育典型，可觀察到7層結(jié)構(gòu)，與組織學(xué)上的7層結(jié)構(gòu)相對應(yīng)

11、，且此時連續(xù)的室周纖維層和外囊纖維可以觀察到。24-28周時，腦皮質(zhì)層狀結(jié)構(gòu)變得不典型，且各層之間的界線不清晰。30周后，腦皮質(zhì)層狀結(jié)構(gòu)消失并逐漸成熟。發(fā)育中的層狀結(jié)構(gòu)在組織學(xué)切片及MRI上都以枕葉及海馬周圍區(qū)最明顯。16-28周時，3.0T T1加權(quán)MRI上，不同時期皮質(zhì)下層內(nèi)正在遷移的丘腦皮質(zhì)纖維分別顯示為其下、中、上部的高信號條帶。
　　 結(jié)論：T1加權(quán)的3.0T MRI與T2加權(quán)的7.0T MRI可以很好的顯示層狀結(jié)構(gòu)。

12、胎兒腦皮質(zhì)層狀結(jié)構(gòu)的發(fā)育遵循特定時空規(guī)律，且應(yīng)用3.0T或7.0T標本MRI冠狀位頂枕葉部圖像可以最佳的顯示其發(fā)育變化。
　　 第四部分：妊娠中期胎腦皮質(zhì)發(fā)育的定量研究
　　 目的：應(yīng)用7.0T胎兒標本MRI顯示妊娠中三個月內(nèi)胎腦皮質(zhì)的發(fā)育狀況，獲得腦皮質(zhì)的三維可視化模型及正常測量值，并分析與孕齡的變化趨勢。
　　 材料與方法：69例12-22周胎兒標本，進行7.0T MR掃描。分別在橫、矢、冠狀位的T2加權(quán)MR