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袁新宇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， 端增大，首先出现视 一步折叠，出现视神 髓神经。

进一步发育 脑，发生褶皱后出现 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、 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， 脑，末脑发育成延髓与脊髓相连。

脑进一步分化形成端 下丘脑、漏斗和松果 后脑发育成小脑和桥神 经管闭合后头 杯，然后神经管进 经、颅神经以及脊后，出现端脑和小 桥脑、延髓以及大 （一）神经组织的构 建 在胚胎第 7-20 心内的神经上皮分化 和胶质母细胞。

神经 发展为神经元，神经 经纤维。

胶质母细胞 神经系统的支持部分 胶质细胞，伸出树突 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） 经元。

在胚胎第 31-32 天出现前板，前板在第 成脑室下带，脑室下 脑室带，然后再向外 移行至皮层板。

周，神经上皮细胞从生发中 成室管膜系膜、神经母细胞 母细胞经过移行分化进一步 元在边缘层伸出轴突形成神 发展为星形胶质细胞，构成 ；另外，还可以分化为少突 包绕神经元轴突，完成髓鞘分化的神经母细胞 向外移行，将来形成神45 天进一步分化，在前板和脑室带中间形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， 神经元细胞将沿着神 纤维轴索，向外移行 下带分化出的胶质母 细胞支持神经元组织， 胶质细胞，供神经纤 即所谓的白质区里主此时脑室带分化出的 经纤维的放射状神经 构成大脑皮层。

脑室 细胞一部分形成星形 另外一部分形成少突 维髓鞘化。

在中央带 神经纤维和少突（三）大脑皮层的发 生胶质细胞，将来会包绕神经纤维形成髓鞘化。

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。

（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。

（五）神经纤维髓鞘化在出生后，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首先4 ～5 个月，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 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。

不饱和脂肪酸在髓磷 脂中的饱和状态。

在神经 纤维髓鞘化的 MRI 中，主 要缩短 T2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： C2 ．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，一水，可以和水分子相结合， 蛋白，对于髓鞘的完整性侧是疏水，另一侧亲 中间还嵌有大分子糖 有重要意义。

影响磁共振 同时缩短4.（ 水分子； （ （ （T1/T2 时间的可能原因 T1/T2 时间：髓磷脂内同时延长 主要缩短 主要缩短 T1/T2 时间：轴突和细胞外自由 水分子；T1 时间： 髓磷脂双层膜上的胆固醇和糖脂（半乳糖 脑苷酯）； 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在不同发育时期，脑的影像学特点分别是什么？解析：髓磷脂内水分子可同时缩短T1/T2 时间，轴突和细胞外自由水分子同时延长T1/T2 时间，髓磷脂双层膜上的胆固醇和糖脂主要缩短T1 时间，髓鞘的化学成熟度主要缩短T2 时间。

二、脑组织正常发育的影像学特点孕23 周的胎儿：皮层仍是低信号，脑室外的生发层明显变薄，脑干背侧和丘脑背外侧出现低信号是髓鞘化。

在外侧裂池之外还可见到中央沟和矩状沟形成2 ．24 ～28 周：（1）发育较浅的脑沟（中央沟、矩状沟）；（2）脑干部分结构髓鞘化（内外侧丘系）；（3）丘脑和基底节髓鞘化；仅见外侧裂雏形；T1WI ：皮质＞白质；T2WI ：皮质＜白质；生发基质层与皮层灰质等信号；1 ．在孕24 周以前：（1）（1）（3）孕24 周的胎儿：在T2WI 上脑外层皮层呈相对低信号，中间的白质层呈相对高信号，仅见一个裂在T1WI 上外层皮质层呈高信号而中间白质呈相对低信号。

孕20 周的胎儿：脑表面非常光滑，仅在中间可见一浅小凹陷，代表原始侧裂池形成。

最外层低信号是大脑皮层，最内层脑室旁低信号是生发基质，在两层之间的灰信号是中间层。

灰信号外的白信号是板下层。

孕23-25 周的胎儿：在矢状位可见小体积的小脑小，脑干背侧出现低信号；在冠状位可见矩状沟形成；在横断位可见中央沟形成，表现为浅小凹陷。

孕26 周：在T1 像可见顶枕沟和中央沟出现在横断位可见矩状沟出现在丘脑、颞叶深部和大脑脚背侧可见低信号区，代表髓鞘化早期。

孕28 周：在横断位T2像可见中央沟形成，丘脑出现线状低信号，在T1 像可见丘脑和基底结的高信号，表现髓鞘化形成。

在矢状位T2 像可见桥脑背侧低信号以及小脑部分低信号。

3 ．30 ～33 周：1) 脑沟回数目进一步增多；2) 部分岛盖发育；3) 小脑蚓部和小脑脚出现髓鞘化；4 )背侧桥脑和腹侧桥脑出现髓鞘化；5 )丘脑、苍白球和内囊开始髓鞘化；6 )生发基质大部分消失；7 )大脑白质未髓鞘化；孕30 周的胎儿：在双侧脑室额角尖端出现灰质信号强度的点状影，是残存的生发基质在脑干、小脑蚓部、丘脑和苍白球有短T1 短T2 信号，代表髓鞘化过程的开始。

此外，大脑沟回进一步增多，在靠近顶部可见中央前沟和中央后沟。

4 ．34 ～37 周：1) 大脑皮层进一步增厚，并形成更多脑沟；2 )内囊后肢与豆状核相比仍为T1 低信号/T2 高信号；3) 侧裂池稍变窄；孕24 周：皮层仍是低信号，有侧裂池，出现早期的矩状沟。

在脑干背侧、丘脑背侧可见低信号，代表髓鞘化发生。

，孕32 周的胎儿：苍白球髓鞘化，脑沟增多，导盖开始发育出现岛叶脑沟，桥脑背侧可以髓鞘化。

孕 34 ~35 周的 胎儿：桥 脑背侧、 小脑、小 脑脚、苍 白球、丘 脑都出现 髓鞘化表 现。

大脑 表面沟回 进一步增 多，侧裂5 ． 38 ～ 40 周： 1 ） 大脑皮层增厚；2 ） 脑沟形态已经接近成 人；3 ） 脑干腹侧、内囊后肢 和放射冠中央部分皮质脊髓束呈现 T1 高信号；4 ）在 T2WI 上，脑干背侧呈低信号， 内囊后肢可见点状低信号； （5 ）髓鞘化（ M ）M1脑干、小脑脚、下丘和小脑蚓部 M2 下丘脑核、苍白球、丘脑背外侧 M3 内囊后肢尾侧（ PLIC ） M4 全部内囊后肢 M5 视放射 M6放射冠M7内囊前肢池较前变 较明显 窄，导盖 发育良好、 导叶脑沟 出现孕 37 周的患儿： 大脑表面沟 回基本形成， 但是仍较前 小。

大脑苍 白球、基底 结和丘脑髓 鞘化已经比侧裂池及枕部脑外间隙仍很显著；皮层及脑沟（ C ）C1 额枕叶皮层完全光滑；侧裂池宽大；皮层呈T1 高信号薄环；脑白质呈弥漫低信号C2 枕叶出现脑沟；侧裂池内面光滑； C3 额叶出现脑沟，数量与枕叶相似；侧裂池内 面 出现曲折；各脑叶脑沟表浅C4 额枕叶脑沟增深，数量增多；前纵裂内面出 现 脑沟；白质被脑沟分割；岛叶脑沟增多、增深C5 岛叶脑沟形成；白质呈现 T1 稍低信号 C6白质与灰质在 T1WI 上呈现等信号生发基质分布（ GM ）GM1 侧脑室前后角及尾状核丘脑切迹 GM2 侧脑室前角及尾状核丘脑切迹 GM3 侧脑室前角 GM4生发基质完全消失胶质细胞移行带（ B ）B1 宽带＋窄带 B2 仅见宽带 B3 仅见窄带 B4移行带消失1 ） T1 加权像高信号区：中间区；④中央前后回白质信号 逐渐增高； （ 2 ） T2 加权像：① 评价小脑和脑干成熟 度优于 T1WI ； ② 侧脑室额角顶部可见 小灶状灰质信号 ③ 小脑蚓部和小脑小叶 信号减低； ④ 沿脊髓皮质束路径可 见信号减低； ⑤丘脑背外侧信号减低①后颅窝：内侧丘系、 外侧丘系、内纵束、下丘臂和小脑上下脚 ②小脑深部白质信号逐③幕上结构：小脑上脚 渐增高；交叉、丘脑背外侧区、苍白球、内囊后肢 后部和半卵圆中心的（1）T1加权像①2～3个月时，小脑深部白质、桥脑腹侧信号增高，中央前后回皮层下运动纤维完全变为高信号，内囊前肢呈现高信号；② 3 个月时，围绕矩状回的枕叶白质呈现高信号；③ 4 ～5 个月时，胼胝体压部呈高信号，6 个月时膝部呈现高信号；①枕叶皮层下白质向外周扩展且信号强度增加，至7 个月左右完成，额、颞叶则持续至8 ～11 个月。