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1、MR在正常儿童脑发育中的应用1 1神经元的分类神经元的分类(Types of Neurons)Multpolar neuronsBipolar neuronsUnipolar neuronsAnaxonic neurons2 23 34 4发育过程脑容积髓鞘化的形成（传递神经冲动）5 5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6 6特点起始时间：开始于妊娠第开始于妊娠第5 5个月，个月，2 2岁内较快，岁内较快， 三岁基本完成三岁基本完成方向：尾侧尾侧头侧头侧 ，背侧，背侧
2、腹侧腹侧 ，中央，中央外周外周 功能区功能区非功能区非功能区 脑干脑干小脑和基底节小脑和基底节大脑大脑 枕叶枕叶额叶（顶叶、枕叶、额叶和颞叶）额叶（顶叶、枕叶、额叶和颞叶）皮质脊髓束：脑桥皮质脊髓束：脑桥- -大脑脚大脑脚- -内囊后肢内囊后肢- -半卵圆中心中半卵圆中心中部。部。 7 7新生儿、婴儿期脑的发育正处于神经胶质细胞新生儿、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成熟和白质纤维髓鞘形成旺盛的时期, ,这一时期这一时期脑内生物化学成分、水含量变化极大脑内生物化学成分、水含量变化极大, ,在在上信号变化复杂。上信号变化复杂。脑白质含水量72%2岁以上脑白质含水量
3、87%出生时脑灰质为89%脑灰质为82%8 8MRI的检查优点能动态显示髓鞘形成及反映病理改变等特能动态显示髓鞘形成及反映病理改变等特点点, , 由于由于MRIMRI有良好的组织分辨力有良好的组织分辨力, ,显示颅底方显示颅底方面没有骨质伪影面没有骨质伪影, ,后颅凹与脑干结构显示得后颅凹与脑干结构显示得十分清晰十分清晰; ;MRIMRI具有多序列扫描具有多序列扫描, T1WI, T1WI能提供颅脑的能提供颅脑的解剖结构解剖结构;T2WI;T2WI能显示病变的特征性变化。能显示病变的特征性变化。MRIMRI是无需变动体位即可显示多层面、方是无需变动体位即可显示多层面、方位的影像特征位的影像特征
4、, ,便于病灶的定位。便于病灶的定位。9 9MRI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。1010MRI 显示脑内结构磁共振扫描序列磁共振扫描序列: :轴位轴位T1WIT1WI轴位轴位T2WIT2WI轴位轴位FLAIRFLAIR轴位轴位DWIDWI 矢状矢状T1WIT1WIMRAMRADTIDTIMRSMRS1111T1WI: 描述解剖结构T2WI: 描述病灶FLAIR: 描述病灶DWI: 对急性梗塞敏感1212正常儿童脑发育脑发育的评价脑发育的评价脑容
5、积白质髓鞘形成1313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。成落后提供证据。方法：非量化法方法：非量化法( (肉眼观察肉眼观察) )，半定量法，半定量法( (比率比率) )和定量法和定量法( (绝对值绝对值) )。1414髓鞘形成时间表定量测量定量测量 常用于评价脑髓鞘形成常用于评价脑髓鞘形成, , 也用于其他结构。也用于其他结构。 比如对比如对T1, T2,ADC, FAT1, T2,ADC, FA值。值。1
6、515白质白质白质白质灰质灰质灰质灰质T1T1值值T2T2值值T1T1值值T2T2值值出生出生1615120ms1615120ms916ms916ms159060ms159060ms888ms888ms6 6月月115060ms115060ms646ms646ms130070ms130070ms677ms677ms1 1岁岁58050ms58050ms575ms575ms89075ms89075ms693ms693ms3 3岁岁533ms533ms623ms623msHolland et al. (1987)，0.35TMR的测值（T1，T2）在发育中的 作用1616髓鞘形成时间表半定量法半定
7、量法通过计算感兴趣区的平均信号强度和髓鞘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，评价完善结构区的平均信号强度的比值，评价髓鞘形成的程度。髓鞘形成的程度。vv内囊后肢经常被用于做比对内囊后肢经常被用于做比对( (孕孕4444周时周时已经完成髓鞘化）。已经完成髓鞘化）。vv尾状核头也可以用来做参考。尾状核头也可以用来做参考。1717Myelination of the posterior fossa (nd nucleus dentatus; mcp middle cerebellarpeduncle; V vermis cerebelli;1 peridentate
8、white matter; 2 corpus medullare;3 peripheral white matter; IV fourth ventricle)1818髓鞘形成时间表肉眼观察肉眼观察基于基于T1T1和和T2T2加权图像的改变。加权图像的改变。出生后的最初六个月出生后的最初六个月T1T1像是很有用的。像是很有用的。六个月后六个月后T2T2像可以提供更有用的信息。像可以提供更有用的信息。结合结合T1T1和和T2T2数据很有价值，特别对髓鞘数据很有价值，特别对髓鞘发育延迟或者异常的病例发育延迟或者异常的病例1919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
9、突和细胞外水（长T1长T2）2020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9-18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2121解剖部位解剖部位T1WT1W出现高信号时出现高信号时间（月）间（月）T2WT2W出现低信号出现低信号时间（月）时间（月）延髓、中脑背侧延髓、中脑背侧出生出生出生出生桥脑背侧桥脑背侧出生出生出生出生桥脑腹侧桥脑腹侧出生出生出生出生小脑中脚小脑中脚出生出生出生出生小脑上、下脚小脑上、下脚3-63-6月月3-63-6月
10、月小脑白质小脑白质1-31-3月月3-63-6月月皮质脊髓束、半卵皮质脊髓束、半卵圆中心中部圆中心中部1-31-3月月8-188-18月月丘脑腹外侧部丘脑腹外侧部出生出生出生出生内囊后肢后部内囊后肢后部出生出生出生出生-2-2月月2222解剖部位解剖部位T1WT1W出现高信号出现高信号时间（月）时间（月）T2WT2W出现低信号出现低信号时间（月）时间（月）内囊后肢前部内囊后肢前部出生出生4-74-7月月内囊前肢内囊前肢2-32-3月月7-117-11月月胼胝体胼胝体- -压部压部3-43-4月月6 6月月胼胝体胼胝体- -体部体部4-64-6月月6-86-8月月胼胝体胼胝体- -膝部膝部6 6
11、月月8 8月月中央前后回中央前后回1 1月月9-129-12月月半卵圆中心半卵圆中心出生出生2-42-4月月视束、视交叉视束、视交叉出生出生出生出生视放射视放射1 1月月3 3月月2323解剖部位解剖部位T1WT1W出现高信号出现高信号时间（月）时间（月）T2WT2W出现低信号出现低信号时间（月）时间（月）巨状回白质巨状回白质出生出生4 4月月额叶额叶7-117-11月月11-1811-18月月颞叶颞叶7-117-11月月12-2412-24月月枕叶枕叶3-73-7月月9-129-12月月2424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T
12、2信号2525孕龄孕龄3435w，T1WI，已髓鞘化的脑干背侧、苍白球。，已髓鞘化的脑干背侧、苍白球。2626孕龄孕龄3435w，T2WI，丘脑下核髓鞘化。内囊仍未髓鞘化，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。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。2727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2828292930301-2月婴儿中央前后回中央前后回视放射视放射内囊后肢内囊后肢小脑深部小脑深部脑干背侧脑干背侧腹腹侧侧3131323233333434髓鞘化在T1WI的表现部位3
13、 3月月: :小脑中脚小脑中脚(3(3月完全月完全) )4 4月月: :胼胝体压部、半卵圆中心胼胝体压部、半卵圆中心4 45 5月：内囊前肢月：内囊前肢5 56 6月：胼胝体月：胼胝体7 7月：枕叶，顶叶月：枕叶，顶叶8-98-9月：额叶月：额叶1010月：颞叶月：颞叶1818月：与成人相似月：与成人相似15-3015-30月：三角区周围，白质联络纤维月：三角区周围，白质联络纤维3535正常婴儿，正常婴儿，4m，T1WI363637376月龄月龄38386月龄月龄39396月龄月龄40408月龄月龄41418月龄月龄424210月龄月龄434310月龄月龄444412月龄月龄454512月龄月
14、龄4646视辐射WMA 34mWMA6m胼胝体膝部胼胝体压部WMA 46m6月以内婴儿T1WI信号变化YN4747胼胝体压部WMA 68mWMA6m内囊前肢胼胝体膝部WMA 811m6月以上婴儿T2WI信号变化额叶白质WMA 1114m弓状纤维成人状态WMA 1418mYN4848髓鞘形成滞后女，1 岁4949髓鞘形成滞后男，2岁5050新技术在发育应用MRMR波谱波谱波谱波谱 弥散成像弥散成像弥散成像弥散成像 磁化转移成像磁化转移成像磁化转移成像磁化转移成像5151磁化转移MTRMTR的改变与婴儿期的髓鞘形成过程相关。的改变与婴儿期的髓鞘形成过程相关。MTRMTR可以量化髓鞘形成过程并且监测
15、发育的可以量化髓鞘形成过程并且监测发育的区域。区域。MTRMTR值值(%)(%)随时间增加。随时间增加。灰质的灰质的MTRMTR值也随时间增加。值也随时间增加。使用使用MTRMTR全脑柱形图可以监测脑的成熟度。全脑柱形图可以监测脑的成熟度。5252发育各阶段的磁化转移率(%)5353T1WMTC2.5-month-old child ：未髓鞘化白质信号中度丢失（MTC像上）545430-month-old child ：髓鞘化白质信号严重丢失（MTC像上），提示高 MTC 值555556565757DWI和DTI灰质灰质灰质灰质 新生儿和成人灰质的相对各向异性实际上新生儿和成人灰质的相对各向异
16、性实际上是零：是零： 即灰质的弥散的各向同性的即灰质的弥散的各向同性的孕孕2626周时的皮层各向异性不为零，因为这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。纤维和锥细胞树枝状放射的方向。5858DWI和DTI白质白质白质白质 白质的白质的ADCADC值和值和FAFA值依赖于成熟水平值依赖于成熟水平脑发育早期脑发育早期ADCADC值高，并逐渐下降值高，并逐渐下降FAFA起初低，随后快速增加起初低，随后快速增加与与ADCADC图相比，图相比，FAFA像显示灰白质对比更像显示灰白质对比更好好ADCADC和和F
17、AFA值在不同的脑结构是不同的，值在不同的脑结构是不同的，这依赖于结构和发育阶段这依赖于结构和发育阶段59596060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） 第七组 （12岁18岁）6161FA值与年龄相关曲线值与年龄相关曲线(半卵圆中心半卵圆中心)6262FA值与年龄相关曲线值与年龄相关曲线(胼胝体膝部胼胝体膝部)6363测量兴趣区测量测量ROI100mm2 （最小体素）（最小体素）6464正常人脑的发育过程6565额叶白质不同年龄波谱变化图额叶白质不同年龄波谱变化图1 1
18、月月1212月月3 3岁岁8 8岁岁NAACho6666丘脑丘脑枕叶白质(p0.001)(p0.001)2 2岁之岁之前变化前变化迅速迅速67671.5-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 slightly higher Cho peak and higher Cho/Cr ratio of 2.0168685-year-old patient wi
19、th mild developmental delay in language and coordination demonstrates markedincrease in the Cho/Cr ratio to 1.795-year-old control patient ： The NAA/Cr ratio of 2.50 and Cho/Crratio of 1.42 are normal.6969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7070垂体 儿童期儿童期 生
20、长缓慢生长缓慢 上缘平直或轻度上凸，垂体柄一般显示不清上缘平直或轻度上凸，垂体柄一般显示不清 高度：高度：26mm (126mm (1年高度增加较少，主要为年高度增加较少，主要为 长度增加长度增加) ) 青春期青春期 迅速增大迅速增大 女性上缘可凸起女性上缘可凸起 高度：高度：10mm10mm（男性（男性78mm78mm）7171新生儿：形态微凸，呈均一高信号，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：腺垂体呈低信号，神经垂体为高信号7272青春期垂体：青春期垂体：（特别是女性）体积明显增大，向上突出特别是女性）体积明显增大，向上突出7373颅骨发育枕骨斜坡：
21、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（红骨髓富含血管）6m-2y红骨髓向黄骨髓转变 7474颅骨发育鉴别诊断：慢性贫血（骨髓转化）白血病骨浸润（骨髓脂肪替代）神经母细胞瘤骨转移（肿块、骨质破坏）7575鼻旁窦上颌窦：出生时尚未发育上颌窦：出生时尚未发育 发育最早发育最早筛窦：气化由前向后筛窦：气化由前向后（6 6岁前后组筛窦未气化属正常）岁前后组筛窦未气化属正常）蝶窦：蝶窦前部最先开始蝶窦：蝶窦前部最先开始（先出现较高的脂肪信号（先出现较高的脂肪信号7m-2y7m-2y） 2 2岁开始气化岁开始气化额窦：气化最晚额窦：气化最晚 起源于前筛窦小房起源于前筛窦小房 红骨髓红骨髓脂肪骨髓脂肪骨髓气化气化 7676谢谢 谢谢7777
