大腦皮質(zhì)生前發(fā)育的高場強MRI研究
本文選題:胎兒 切入點:腦溝 出處:《山東大學(xué)》2011年博士論文
【摘要】: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。妊娠晚期胎兒顱骨及母體骨盆骨髂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MRI分析胎兒腦溝及其分支的出現(xiàn)時間。 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26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)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(Length of folded cortical margin LFCM),整體未折疊皮質(zhì)邊緣長度值(Length of unfolded cortical margin LUCM)。定義折疊度(Degree of cortical folding DCF)的計算方法為:(LFCM-LUCM)/LFCM。分析上述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,其增速減慢。26周前后,上述三值存在顯著性差異(p0.001)。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MRI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。 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),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3.0TMRI與T2加權(quán)的7.0T MRI可以很好的顯示層狀結(jié)構(gòu)。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圖像上,應(yīng)用Amira 4.1軟件分割腦皮質(zhì),并進行三維重建。 結(jié)果:三維可視化模型可以如實的顯示胎腦皮質(zhì)的整體結(jié)構(gòu),對表面腦溝及其相互位置關(guān)系顯示清楚。胎腦的各項測量值在此時期內(nèi)與孕齡呈現(xiàn)直線增長,但速度不一。未發(fā)現(xiàn)測量值間在此時期內(nèi)存在性別與半球間差異。 結(jié)論:7.0T標本MRI可以較好的顯示正在發(fā)育的胎腦皮質(zhì)。三維可視化與定量分析對幼稚腦結(jié)構(gòu)的宏觀認識有大的幫助作用。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】:山東大學(xué)
【學(xué)位級別】:博士
【學(xué)位授予年份】:2011
【分類號】:R322.8
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