本文關(guān)鍵詞：基于高場強(qiáng)MRI的胎腦中央溝早期發(fā)育研究

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【摘要】：人類胎腦的發(fā)育速度很快且變化非常明顯,胎腦的發(fā)育和成熟涉及到許多平行的過程,最明顯的包括神經(jīng)細(xì)胞的遷移、溝回形成以及髓鞘化。腦溝的形成早于腦回,一些主要的腦溝可作為大腦不同發(fā)育階段的標(biāo)志。中央溝(central sulcus. CS)作為胎兒腦皮質(zhì)發(fā)育最早的腦溝之一,由于其前、后區(qū)域結(jié)構(gòu)和功能的重要性而被幾乎全部胎兒腦皮質(zhì)研究作為項(xiàng)目的重要研究內(nèi)容之一,在臨床胎兒腦部疾病診斷及優(yōu)生優(yōu)育工作中也具有重要意義。在醫(yī)學(xué)影像學(xué)技術(shù)并不發(fā)達(dá)的條件下,通過胎腦標(biāo)本對中央溝早期發(fā)育的研究,一般運(yùn)用直觀剖視的方法進(jìn)行,早期只是對胎腦中央溝及周圍的皮質(zhì)發(fā)育進(jìn)行觀察和形態(tài)學(xué)描述。雖然之后超聲技術(shù)得到了快速發(fā)展,但由于受空間分辨率、組織分辨率、氣體等因素的影響,對胎兒腦溝回的研究結(jié)果顯示,超聲所觀察到的腦溝回最早出現(xiàn)的時(shí)間明顯晚于解剖學(xué)資料。胎腦磁共振掃描的應(yīng)用提供了一種非侵入性、分辨率更高的胎腦研究手段,在臨床及基礎(chǔ)研究中的越來越廣泛。由于胎腦標(biāo)本的磁共振掃描可以較好地解決胎兒在母體中運(yùn)動(dòng)、母體呼吸及內(nèi)臟運(yùn)動(dòng)、母體結(jié)構(gòu)等原因產(chǎn)生的不利影響,能夠提供比在體掃描更加清晰的MRI。應(yīng)用胎兒腦標(biāo)本的MRI進(jìn)行腦溝研究,已成為胎兒腦皮質(zhì)研究首選的技術(shù)手段,且高強(qiáng)場的MRI能夠提供更加清晰的腦溝回圖像。從現(xiàn)有的研究資料來看,以往對中央溝出現(xiàn)時(shí)間的記錄差距較大,且現(xiàn)有的大多數(shù)標(biāo)本研究只對腦溝形成進(jìn)行了片斷性的描述性研究,沒有形成對中央溝早期發(fā)育的系統(tǒng)性研究結(jié)果,無法進(jìn)行回顧性或追溯性研究。此類研究中,關(guān)于中央溝出現(xiàn)時(shí)間的記錄從15孕周一直到27孕周,時(shí)間差距非常大。其原因可能與孕周的計(jì)算方法不同、研究方法和手段不同、判斷的依據(jù)不同、以及影像資料的來源、尤其是清晰程度不同有關(guān)。另外,不同民族的差異,也可能是導(dǎo)致胎腦中央溝出現(xiàn)時(shí)間不同的原因。有關(guān)人腦側(cè)別及性別差異的研究較多,且絕大多數(shù)研究證實(shí)成人腦結(jié)構(gòu)存在側(cè)別及性別差異,但此類差異從人腦發(fā)育的什么時(shí)間開始出現(xiàn)還沒有統(tǒng)一的結(jié)論。除此之外,以往對于胎腦中央溝研究存在的最主要問題：一是對胎腦中央溝早期發(fā)育的描述性研究未能保留相關(guān)的圖像資料,有的研究雖然保存有胎腦中央溝的圖片資料,但不具備多角度、可視化條件下的研究分析：二是對胎腦中央溝早期發(fā)育的相關(guān)研究沒有采用定量分析的方法,沒有形成胎腦中央溝早期發(fā)育的系統(tǒng)性的、連續(xù)的數(shù)據(jù)資料,也就無法進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)分析,無法從統(tǒng)計(jì)學(xué)的分析建立起判斷胎腦中央溝出現(xiàn)的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn),這也是中央溝出現(xiàn)時(shí)間差異巨大的原因之一；三是在胎腦中央溝發(fā)育的早期是否已經(jīng)出現(xiàn)了側(cè)別和性別差異缺少研究�；谝陨显蚝蛦栴},本項(xiàng)研究在胎兒發(fā)育時(shí)間上涵蓋了胎腦發(fā)育早期的第11—22孕周的較大跨度的時(shí)間分布,通過對胎腦行7.0T高場強(qiáng)MR掃描以獲取更為清晰的胎腦皮質(zhì)發(fā)育斷面圖像,借助在國際上較為成熟的Amira4.1圖像處理軟件建立起各孕周胎腦的三維重建圖像,從而建立起良好的胎腦中央溝早期發(fā)育的可視化平臺(tái),系統(tǒng)展示中央溝早期發(fā)育的形態(tài)變化趨勢。利用圖像處理軟件的測量工作,對第11—22孕周中央溝的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行測量,獲得中央溝發(fā)育早期的連續(xù)數(shù)據(jù)資料,并通過統(tǒng)計(jì)學(xué)分析初步建立判斷胎腦中央溝出現(xiàn)時(shí)間的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)。利用圖像處理軟件的測量工作,獲取第11—22孕周中央溝左、右側(cè)及男、女性的相關(guān)數(shù)據(jù),通過統(tǒng)計(jì)學(xué)分析判斷中央溝發(fā)育早期是否存在側(cè)別及性別差異。本項(xiàng)研究首次建立起中央溝發(fā)育早期的可視化研究平臺(tái),首次獲得中央溝發(fā)育早期的相關(guān)數(shù)據(jù)資料,初步建立起判斷胎腦中央溝出現(xiàn)的量化標(biāo)準(zhǔn),并得到了胎腦中央溝發(fā)育早期側(cè)別和性別差異研究結(jié)果。本項(xiàng)研究將大大地豐富了胎腦發(fā)發(fā)育早期的資料,為胎兒影像醫(yī)學(xué)、胎兒臨床疾病診斷及優(yōu)生優(yōu)育提供了較為可靠的解剖學(xué)依據(jù)。本項(xiàng)研究分為三部分：一、第11—22孕周胎腦中央溝早期形態(tài)的可視化研究；二、第11—22孕周胎腦中央溝早期發(fā)生和發(fā)育的定量分析研究；三、第11—22孕周胎腦中央溝發(fā)育早期的側(cè)別和性別差異研究。第一部分：基于高場強(qiáng)MRI胎腦中央溝早期形態(tài)的可視化目的：通過對第11—22孕周胎兒腦標(biāo)本7.0T磁共振掃描,建立起基于7.0T高場強(qiáng)MRI的胎腦中央溝發(fā)育早期的可視化研究平臺(tái),并通過軟件重建出胎腦中央溝的整體形態(tài)。材料與方法：本研究收集了65例發(fā)育時(shí)間涵蓋第11—22孕周、腦部發(fā)育正常的胎兒標(biāo)本,綜合妊娠記錄中的相關(guān)信息、超聲檢查記錄及3.0T MRI資料,經(jīng)過嚴(yán)格篩選,共有45例胎兒標(biāo)本最終被選入本項(xiàng)研究。獲取全部45例胎兒腦部7.0T高場強(qiáng)磁共振儀掃描的MRI,選取最佳的胎腦斷面圖像導(dǎo)入Amira4.1軟件,進(jìn)行胎腦皮質(zhì)外形的可視化三維重建。在重建后的胎上外側(cè)面進(jìn)行中央溝位置形態(tài)識(shí)別后,建立起第11—22孕周胎兒腦皮質(zhì)發(fā)育早期及中央溝發(fā)育早期的可視化研究平臺(tái),分析在這一時(shí)間中央溝形態(tài)變化的特點(diǎn)。結(jié)果：獲取了第11一22孕周胎兒腦部7.0T高場強(qiáng)MRI,重建出第11—22連續(xù)孕周胎兒腦皮質(zhì)外形的三維立體圖像,建立起中央溝發(fā)育早期的可視化研究平臺(tái)。通過對該平臺(tái)中胎腦上外側(cè)面的研究發(fā)現(xiàn),自第13孕周開始,在同一位置連續(xù)出現(xiàn)中央溝,雖然不同孕周中央溝的形態(tài)不同,但都穩(wěn)定存在于標(biāo)志線鄰近。自第13孕周中央溝開始出現(xiàn)后,形態(tài)并不穩(wěn)定,反映在這一時(shí)間腦皮質(zhì)發(fā)育較為活躍。在第15——16孕周之后,中央溝的形態(tài)才比較清晰地展現(xiàn)出來。另一個(gè)外形變化較大的時(shí)期是18孕周前后,除有一定的深度外,其長度也有較大擴(kuò)展。自第21—22孕周,中央溝的長度和深度變化不大,形態(tài)也相對穩(wěn)定,其前方和后方出現(xiàn)中央前溝和中央后溝的雛形。從這一階段中央溝發(fā)育的情況來看,中央溝整體形態(tài)多以直線為主,大多數(shù)的中央溝未與外側(cè)溝相聯(lián)通。結(jié)論：借助高場強(qiáng)胎腦標(biāo)本MRI的腦中央溝可視化,可以系統(tǒng)展示中央溝的發(fā)生和早期形態(tài)發(fā)育,豐富了胎腦皮質(zhì)發(fā)育的資料；本課題首次建立起胎腦中央溝的可視化研究平臺(tái),對于中央溝發(fā)生和早期發(fā)育研究具有很大價(jià)值；基于高場強(qiáng)胎腦MRI的腦中央溝可視化研究顯示,中央溝在13孕周開始出現(xiàn),早于以往研究。第二部分：基于高場強(qiáng)MRI胎腦中央溝早期發(fā)生和發(fā)育的定量分析目的：通過對第11—22孕周胎兒腦標(biāo)本7.0T MRI中央溝的定量分析研究,建立起早期中央溝發(fā)育的、較為系統(tǒng)的定量分析數(shù)據(jù),通過統(tǒng)計(jì)學(xué)的方法,分析中央溝早期發(fā)育的特點(diǎn),探索建立胎腦發(fā)育初期中央溝出現(xiàn)時(shí)間的數(shù)值量化標(biāo)準(zhǔn)。材料與方法：選取45例第11—22孕周胎兒標(biāo)本,經(jīng)7.0T高場強(qiáng)磁共振儀掃描獲取全部胎兒腦部的MRI,將腦皮質(zhì)與腦脊液區(qū)分較清楚的每個(gè)標(biāo)本的7.0T T2WI導(dǎo)入Amira4.1圖像處理軟件進(jìn)行胎腦皮質(zhì)的可視化三維重建。在重建后的胎腦外形的基礎(chǔ)上,在對胎腦上外側(cè)面中央溝進(jìn)行位置形態(tài)識(shí)別,并借助Amira4.1圖像處理軟件上的測量工具,獲取每個(gè)孕周胎腦中央溝的最大深度數(shù)值和最大長度數(shù)值。通過統(tǒng)計(jì)學(xué)處理,分析中央溝發(fā)育早期的變化特點(diǎn)和變化趨勢,尋找中央溝發(fā)育早期發(fā)育相對緩慢的時(shí)期,并在此基礎(chǔ)上探索建立中央溝出現(xiàn)的數(shù)值量化標(biāo)準(zhǔn)。結(jié)果：獲得了第13—22孕周胎腦中央溝的最大深度數(shù)值和最大長度數(shù)值。統(tǒng)計(jì)學(xué)分析顯示,胎腦中央溝最大深度的第一個(gè)快速發(fā)育期在第14—15孕周(P0.01),第二個(gè)快速發(fā)育期在第17—18孕周(P0.01)胎腦中央溝最大長度的第一個(gè)快速發(fā)育期在第13—14孕周(P0.01),第二個(gè)快速發(fā)育期在第16—18孕周(P0.05)。第15—16孕周是胎腦中央溝經(jīng)因了第一個(gè)快速發(fā)育期之后的穩(wěn)定期,或者稱為平臺(tái)期。第15孕周胎腦中央溝的最大深度和最大長度數(shù)據(jù)可以作為判斷胎腦中央溝發(fā)生的定量分析標(biāo)準(zhǔn)。第15孕周胎腦中央溝的最大深度的均值為0.23cm,最大長度的均值1.12cm。結(jié)論：本研究基于高場強(qiáng)胎腦MRI建立的可視化平臺(tái),獲取胎腦中央溝早期發(fā)育的相關(guān)數(shù)據(jù),判斷在中央溝發(fā)育早期存在快速發(fā)育期和發(fā)育平臺(tái)期,并以第一個(gè)發(fā)育平臺(tái)期初的中央溝數(shù)據(jù)作為中央溝發(fā)生的判斷依據(jù),即確定第15孕周的最大深度數(shù)值和最大長度數(shù)值可以作為判斷中央溝出現(xiàn)的數(shù)值標(biāo)準(zhǔn)。本項(xiàng)研究首次嘗試建立起了判斷中央溝發(fā)生的量化標(biāo)準(zhǔn),豐富了胎兒腦皮質(zhì)發(fā)育的資料,對于中央溝發(fā)生和早期發(fā)育研究具有很大價(jià)值。第三部分：基于高場強(qiáng)MRI胎腦中央溝發(fā)育早期側(cè)別及性別差異目的：通過對第11—22孕周胎兒腦標(biāo)本7.0T MRI中央溝的定量分析研究,獲取中央溝發(fā)育早期分側(cè)別和分性別的相關(guān)數(shù)據(jù),通過統(tǒng)計(jì)學(xué)方法的檢測,初步判斷中央溝發(fā)育早期側(cè)別及性別差異的狀況,完善胎兒腦早期發(fā)育的資料。材料與方法：選取45例第11—22孕周胎兒標(biāo)本,經(jīng)7.0T高場強(qiáng)磁共振儀掃描獲取全部胎兒腦部的MRI,經(jīng)Amira4.1圖像處理軟件進(jìn)行胎腦外形的三維重建。在對胎腦上外側(cè)面中央溝進(jìn)行位置形態(tài)識(shí)別后,借助Amira4.1圖像處理軟件上的測量工具,獲取每個(gè)孕周胎腦中央溝分側(cè)別和分性別的最大深度數(shù)值和最大長度數(shù)值。通過統(tǒng)計(jì)學(xué)處理,判斷中央溝發(fā)育早期是否存在側(cè)別及性別差異。結(jié)果：獲得了第13—22孕周胎腦中央溝分側(cè)別和分性別的最大深度數(shù)值和最大長度數(shù)值。對各孕周胎腦中央溝的最大深度及最大長度數(shù)值建立的側(cè)別配對數(shù)據(jù)進(jìn)行兩組間數(shù)據(jù)的差異性分析,結(jié)果顯示P0.05。經(jīng)對各孕周胎腦中央溝的最大深度及最大長度數(shù)值建立的性別配對數(shù)據(jù)進(jìn)行兩組間數(shù)據(jù)的差異性分析,結(jié)果顯示P0.05。結(jié)論：基于高場強(qiáng)胎腦MRI建立的可視化平臺(tái),采用定量分析的方法獲取胎腦中央溝發(fā)育早期(第13—22孕周)分側(cè)別和分性別的相關(guān)數(shù)據(jù),通過統(tǒng)計(jì)分析首次證實(shí)在中央溝發(fā)育早期不存在側(cè)別和性別差異,對于中央溝早期發(fā)育研究及人腦側(cè)別和性別差異研究具有很大價(jià)值。本課題的研究結(jié)果豐富了胎腦皮質(zhì)發(fā)育的資料,為下一步查證中央溝出現(xiàn)側(cè)別和性別差異出現(xiàn)的時(shí)間或孕周打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
【關(guān)鍵詞】：胎腦 中央溝 7.0T MRI 可視化 早期發(fā)育 胎腦 中央溝 定量分析 早期發(fā)育 量化標(biāo)準(zhǔn) 胎腦 中央溝 早期發(fā)育 側(cè)別差異 性別差異
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：R445.2;R714.5
【目錄】：

• 中文摘要8-14
• 英文摘要14-23
• 符號(hào)說明23-24
• 第一部分 基于高場強(qiáng)MRI胎腦中央溝早期形態(tài)的可視化24-46
• 前言24-25
• 1 材料與方法25-30
• 2 結(jié)果30-33
• 3 討論33-38
• 4 結(jié)論38
• 參考文獻(xiàn)38-46
• 第二部分 基于高場強(qiáng)MRI胎腦中央溝早期發(fā)生和發(fā)育的定量分析46-68
• 前言46-47
• 1 材料與方法47-51
• 2 結(jié)果51-58
• 3 討論58-62
• 4 結(jié)論62
• 參考文獻(xiàn)62-68
• 第三部分 基于高場強(qiáng)MRI胎腦中央溝發(fā)育早期側(cè)別及性別差異68-90
• 前言68-69
• 1 材料與方法69-73
• 2 結(jié)果73-77
• 3 討論77-81
• 4 結(jié)論81
• 參考文獻(xiàn)81-90
• 綜述90-108
• 參考文獻(xiàn)99-108
• 致謝108-110
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄110-111
• 學(xué)位論文評(píng)閱及答辯情況111-112
• 外文論文1112-118
• 外文論文2118-134

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本文編號(hào)：940884