实用儿童脑病学
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第四节 颅脑MRI检查

一、颅脑MRI检查方法

MRI是目前儿科颅脑神经系统的主要检查方法。与其他影像学方法相比,其具有无X线辐射损伤、较高的组织分辨力、多方位、多参数、多序列及功能性成像的优势。MR三维成像使病变的定位更为准确,显示病变与邻近组织的关系更为清晰,对后颅窝、鞍区及脑干的病变显示明显优于CT,对脑代谢性疾病、脑白质病、脑髓鞘形成、亚急性及慢性出血显示较好。另外,MR是显示脑发育畸形的最佳方法,对胼胝体发育不良,灰质异位,Dandy-walker畸形、Chiari畸形等具有重要诊断价值。

1.T1WI(T1-weighted image,T1WI)及T2WI T2-weighted image,T2WI)加权成像

是颅脑基扫描序列,其信噪比好,灰白质对比佳,伪影少。

2.液体衰减反转恢复(fluid attenuated inversion recover,FLAIR)序列成像

可以对自由水的信号进行抑制,用于发现脑室内及脑室周围的病变,对显示脑白质病等髓鞘脱失及发育不良等病变有一定价值。

3 .MR血管成像(MR angiography,MRA)

目前,随着MR设备软、硬件的持续发展、成像列和成像方法的不断开发以及对病变影像特点认识的逐步深化,进一步拓宽了MR的应用领域。MRA已成为MRI检查的常规技术之一,具有无创、简便、无需对比剂等优点,与DSA有较好的一致性,对脑血管主干及主要分支的病变有较好的诊断价值。

4.弥散加权成像(diffusion weighted imaging,DWI)

对超急性、急性及隐匿性脑梗死具有高度敏感性,已成为脑卒中的常规扫描序列。DWI对细胞毒性水肿阶段的梗死很敏感,在早期诊断方面有很大价值。

5.灌注加权成像(perfusion weighted imaging,PWI)

在脑梗死发生两小时后即可发现病变,作出脑缺血的诊断,非常适合新生儿脑缺氧缺血性病变的检查,如新生儿缺氧缺血性脑病、新生儿脑梗死等。

6.扩散张量成像(diffusion tensor imaging,DTI)、扩散张量白质束成像(diffusion tensor tractography,DTT)

是一种用于描述水分子扩散方向特征的MRI技术。应用DTI数据选择专用的软件可以建立扩散示踪图DTT,来描述白质纤维束的走形形态。

7.血氧水平依赖磁共振成像(blood-oxygen level dependent functional magnetic resonance imaging,BOLD-fMRI)

利用脑组织中血氧饱和度的变化来制造对比的MRI技术。当大脑某区域被激活时,该区域脑组织耗氧量增多,脱氧血红蛋白随之增多;但相应区域脑组织的血流灌注量也同时增多,带来更多的氧合血红蛋白,最后结果是氧合血红蛋白和脱氧血红蛋白的比例增高,因此该区域脑组织的信号强度增高。利用BOLD技术对大脑活动变化时产生的血流动力学和代谢改进进行测量,从而对功能区进行定位。

8.磁敏感加权成像(susceptibility weighted imaging,SWI)

是一种磁敏感加权成像扫描序列,因此在小静脉的显示上有其独到的优势,主要用于脑创伤的检查、血管畸形、退行性神经变性病以及脑肿瘤的血管评价等。但MR临床应用时,也有一些限度和不足,如扫描时间较长,呼吸运动伪影,带有铁磁性的医疗装置均受限制不能检查,带有监护及生命维持系统的患儿、幽闭恐惧症患儿不能进入扫描室检查。

二、颅脑MRI正常表现

正常MR轴位解剖同CT扫描,MR不同序列及参数扫描时,显示不同信号强度。由于MR具有较CT更为良好的组织分辨率,可清楚地观察到脑深、浅部及灰、白质的结构。并可直接三维扫描。颅后窝在MR上因无骨伪影干扰,脑干、小脑半球、小脑蚓部、小脑扁桃体、枕骨大孔上部颈椎显示清楚,便于定点测量分析相互关系,了解发育情况。

1.脑实质

儿童脑MR形态,必须考虑到脑的生长发育过程,尤其在出生后2年内,2岁前髓鞘发育比较快,2岁以后相对缓慢,脑白质髓鞘化接近成年人。其MR信号与脑灰质与脑白质水分含量的改变和白质髓鞘化进程有关,出生时未髓鞘化的白质含水分较灰质多,在T1WI上,脑白质信号较灰质低,在T2WI上,脑白质信号较灰质高。在正常情况下,新生儿脑T1WI表现与成年人脑T2WI表现大体相似,其脑白质信号强度要低于脑灰质,随髓鞘发育成熟,到2岁时脑白质髓鞘化接近成年人(图2-5~图2-8),脑白质信号逐渐增高而超过灰质。

图2-5 正常颅脑横断面MRI T1WI表现

A.顶内沟层面;B.半卵圆中心层面;C.胼胝体干层面;D.胼胝体压部层面;E.海绵窦层面;F.下颌头层面

图2-6 正常颅脑横断面MRI T2WI表现

图2-7 正常颅脑正中矢状面MRI T1WI表现

图2-8 正常颅脑冠状面MRI FLAIR序列表现

2.脑室、脑池、脑沟

其内均含脑脊液,在T1WI上为低信号,在T2WI上为高信号,与周围组织对比明显。

3.垂体

垂体和漏斗部于冠状位和矢状位T1WI图像中腺垂体信号均匀,强度与脑灰质相仿,其后方神经垂体呈高信号,其上方可见居中的垂体柄,两侧海绵窦和流空的颈内动脉呈低信号,并见脑神经Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ和半月神经节。正中矢状位可显示蝶鞍全貌和垂体窝,新生儿垂体与脑组织相比T1WI呈高信号。生后2个月后开始减低,信号仍均匀,体积缩小,儿童期垂体各个径线缓慢增大,垂体上缘平直或轻微上突。正常垂体柄在横断面图像上应较基底动脉血管断面为细。青春期时,垂体大小变化差异较大,女性尤为显著。青春期女性垂体上缘可以突起,此后5~8年垂体缓慢生长,逐渐接近成人。

4.脑血管

动脉因其血流迅速造成流空效应(flow void effect),为无信号区,静脉血流速度慢而在T1WI上呈高信号,利用这种现象,MRA可以直接显示颅内血管的位置、分布与形态(图2-9)。

图2-9 正常颅内MRA图像

三、儿童脑发育的MRI评价

(一)出生后颅骨及骨髓发育变化

MRI在显示颅骨骨髓发育较有特征性。出生时,在T1WI上,枕骨斜坡及板障内由于富含丰富的红骨髓,使之呈低信号;3岁时在T1WI上板障、斜坡及蝶骨骨髓内出现斑片状高信号;4岁以后高信号逐渐扩大融合(图2-10);10岁时由于红骨髓逐渐脂肪变性,骨髓内多表现为高信号。

图2-10 正常儿童颅骨

A.3个月幼儿;B.3岁幼儿

颅骨的成熟时间对于某些全身性疾病的判断是十分重要的,有的疾病可以促使骨髓内红细胞生成,如镰状细胞贫血、珠蛋白生成障碍性贫血等可使骨髓内的脂肪被取代,使T1WI上骨髓呈低信号。因此,如果4岁以上斜坡还是低信号改变,应高度怀疑全身性疾病或肿瘤骨髓浸润的可能。

(二)足月新生儿脑髓鞘化MRI表现

脑白质的髓鞘化开始于妊娠第5个月,2岁时髓鞘化程度与成年人接近。近90%的脑髓鞘化发生于胚胎8个月至2岁。

髓鞘的主要成分为疏水糖脂蛋白。T1WI髓鞘化的白质呈相对高信号,生后前6~8个月显示清楚。T2WI未髓鞘化白质呈高信号,随着髓鞘化的进程,脑白质水含量减少,脂质增加,转变为低信号。所以出生后前6~8个月髓鞘结构在T1WI上分辨清晰,6~8个月以后以T2WI为主。T1WI上髓鞘形成的高信号与T2WI的低信号并非完全同步,是因为MRI上T1WI的高信号反映的是髓鞘形成的初期,而T2WI则反映成熟的髓鞘。T2WI对小脑和脑干早期髓鞘化更敏感。脑白质的髓鞘化顺序是从脑的尾侧向头侧,从背侧向腹侧进展,先中央后外周,感觉神经束的髓鞘形成早于运动神经束,皮质早于白质。不同部位神经结构的髓鞘形成时间及其形成速度不同。熟悉儿童同月龄阶段性髓鞘形成情况对儿童脑的发育评估是非常重要的。

1.新生儿至出生后3个月

(1)T1WI表现:

出生时脑白质信号低于灰质,正常足月新生儿在T1WI即呈高信号的结构包括:放射冠中央部、内囊后肢、丘脑腹外侧、大脑脚、丘脑背侧、小脑上蚓部及小脑上、下脚。皮质脊髓束高信号从脑桥开始逐渐向大脑脚、内囊后肢、半卵圆中心延伸。出生后1个月,中央前后回脑白质信号升高,3个月时皮质下运动传导束基本完成髓鞘化呈高信号。视神经和视束在不足1个月时即可呈高信号,3个月时枕部距状沟周围白质也呈高信号,出生时内囊后肢后部呈高信号,2~3个月时内囊前肢信号增高。除视觉和运动区外,皮质下白质在生后3个月开始髓鞘化(图2-11~图2-12)。

图2-11 生后3天正常脑白质髓鞘化

A-D.横轴位T1WI:小脑上蚓部、小脑上、下脚、大脑脚、丘脑背侧、丘脑腹外侧、内囊后肢及放射冠中央部呈高信号;E-H.横轴位T2WI:小脑蚓部、脑干背侧、内囊后肢后部、丘脑腹外侧呈低信号

图2-12 生后3个月正常脑白质髓鞘化

A-C.横轴位T1WI:示内囊前肢、胼胝体压部、中央前后回呈高信号;D-F.横轴位T2WI:示小脑中脚、放射冠呈低信号

(2)T2WI表现:

T2WI新生儿脑白质信号比灰质高,随着脑白质成熟,信号逐渐减低。在新生儿早期评价脑干和小脑白质的髓鞘化,T2WI优于T1WI。出生时幕上呈低信号的结构包括:小脑上脚、内外侧膝状体、底丘脑核、丘脑腹外侧区、内囊后肢后部的小部分。出生时,小脑上、下脚和脑神经核(尤其展神经、面神经、前庭蜗神经)表现为低信号,小脑蚓部和小脑绒球呈低信号。

2.出生后4~7个月

(1)T1WI表现:

该时期是评价婴儿脑白质发育的重要时间点,此时脑白质弥漫性信号增高,与灰质对比度下降,主要白质束自中央向其相应的灰质区逐渐髓鞘化。以往较高信号差异的皮质区此时对比度下降,基底节的信号差异也下降。外囊与内囊相比呈明显高信号。皮质脊髓束表现为明显高于灰质的信号。此外,连接外侧膝状体与枕叶皮质的视辐射、丘脑与额叶之间的放射冠、胼胝体后部均为高信号。脑干呈弥漫高信号,小脑白质均为高信号(图2-13)。

图2-13 出生后6个月正常脑白质髓鞘化

A-D.横轴位T1WI:脑干、齿状核内侧白质、内后肢,胼胝体压部与膝部呈高信号;E-G.横轴位T2WI:胼胝体压部及膝部呈低信号,内囊呈低信号;H.矢状位T2WI

(2)T2WI表现:

此时T2WI信号的变化不如T1WI信号改变明显。主要感觉运动区的皮质仍为低信号。皮质脊髓束仍不明显,而视辐射可清楚显示。纹状体与丘脑、苍白球之间的对比更明显,但脑干及小脑变化不明显。

3.出生后8~12个月

(1)T1WI表现:

此时脑T1WI可清楚显示前、后髓鞘化的差异,后部髓鞘化明显,深部白质的髓鞘化从后向前发展,枕部最早,其次为额部,颞部最晚。脑白质的髓鞘化从中央向外周延伸,枕叶皮层下白质7个月时完成髓鞘化,额颞部在8~11个月完成。丘脑信号高于基底节。颅后窝白质已完成髓鞘化。纹状体、苍白球及丘脑的信号对比与成年人一致(图2-14)。

图2-14 出生后9个月正常脑白质髓鞘化

A~C.横轴位T1WI:脑白质髓鞘化已接近成人,顶、枕叶皮质下白质呈高信号,额叶皮层下白质未完全髓鞘化;D-F.横轴位T2WI:胼胝体压部、膝部均呈减低信号,枕叶白质信号减低

(2)T2WI表现:

脑灰质的信号仍较低,但程度逐渐减轻。大脑深部白质束在6~12个月信号减低。内囊的髓鞘化从后向前发展,7个月时,内嚢后肢前部出现细带样低信号,至10个月带状低信号逐渐增粗。内囊前肢11个月时呈低信号,部分患儿在出生后7个月即可见低信号,但晩于内囊后肢低信号。胼胝体的髓鞘从后向前发展,压部在出生后6个月即呈低信号,膝部8个月呈低信号。皮质下白质(除距状沟和罗兰多区)髓鞘化的顺序是从枕部向前至前额和颞叶。9~12个月从枕部开始,11~14个月额叶,颞叶最后图2-14~图2-16)。

图2-15 出生后12个月正常脑白质髓鞘化

A~C.横轴位T1WI:脑白质髓鞘化与成人基本相同;D-F.横轴位T2WI:小脑白质呈低信号,枕叶皮层下白质呈低信号,额顶颞叶开始髓鞘化

图2-16 出生后15个月正常脑白质髓鞘化

A~C.横轴位T2WI:示脑白质中央区已髓鞘化,半卵圆中心及枕叶皮层下白质髓鞘化完成,额、颞叶仍未完全髓鞘化

4.出生后13~24个月

T1WI上脑白质信号接近成人。皮质下白质髓鞘化从1岁开始,至22~24个月基本完成。T2WI上白质信号低于灰质,半卵圆中心呈弥漫性信号减低,皮质下弓形纤维为较低信号(图2-17)。三角区周围白质尚保留一定的稍高信号。

图2-17 出生后2岁正常脑白质髓鞘化

A-C.横轴位T2WI:脑白质髓鞘化与成人基本相同

5.终末带

T2WI几乎所有婴幼儿均表现为侧脑室体部旁白质持续高信号,以侧脑室三角区背侧和上方为著。多数呈均匀高信号,部分可为斑片状高信号。T2WI高信号的主要原因是顶叶后下部和颞叶后部皮质相关的纤维束髓鞘化延迟。侧脑室三角区周围宽大的血管周围间隙也是高信号的原因之一。该区域为“终末带”(图2-18),高信号可持续到10岁,甚至20岁,少数人达40岁。有时在侧脑室额角周围也可存在“帽状”高信号,为正常白质纤维相对较少的缘故。

图2-18 4岁儿童正常脑白质髓鞘化

A-C.横轴位T2WI:三角区周围脑白质尚保留稍高信号,为终末带

(三)脑室大小及脑外间隙的变化

脑室系统在新生儿呈裂隙状,1岁后与1岁内变化较大。定量测定脑室大小多采用以下4个指数:侧脑室前角指数(即脑室前角最外端间的距离与同一水平层面大脑最大横径的比值)、侧脑室体部指数(即侧脑室体部外缘最小径与同一水平层面大脑最大横径的比值)、尾状核指数(即尾状核头部的侧脑室间距离与同一水平层面大脑最大横径的比值)、Evan指数(即侧脑室前角最外端间距离与同一水平层面大脑最大横径的比值)。

通过这4种脑室指数的定量研究结果,表明脑室在新生儿最小,随月龄的增长逐渐增大,尾状核指数从出生到6个月逐渐增大,以后逐新减小持续至1.5~2岁。而在定量评价脑室大小的4个指数中,以尾状核指数最为可靠,一般认为当尾状核指数大于0.23时才认为有脑室扩大。

透明隔腔在出生时即可存在新生儿期,几乎所有的早产儿及足月儿均可观察到透明隔腔的存在,为脑发育过程中的正常表现,但其宽度多不超过1cm。

脑外间隙包括蛛网膜下隙及硬膜下隙,MRI T1WI上呈低信号,T2WI上呈高信号。脑外间隙从新生儿到6个月逐渐增宽,其中以3~6个月最大,然后逐渐缩小,1岁后逐渐达到平衡状态(图2-19)。外侧裂出生时最大,随着岛叶、颞叶的发育逐渐缩小。一般认为,3~5个月额叶前方脑外间隙最大宽度为6mm,颞叶前方为8mm。因此,在此期间儿童出现脑外间隙较宽,但在正常范围内,切勿认为异常。目前公认的判定值为1岁以内脑外间隙宽度大于8mm;1岁时大于4mm多提示脑外间隙增宽。脑外间隙增宽多为蛛网膜下隙与硬膜下腔共同扩大所致,但以前者为主。正常情况下,由于脑脊液产生与吸收在发育过程中一时性失衡,以及出生后数月颅骨发育较脑发育先行,均可造成脑外间隙一过性扩大。另外,从出生至6个月,脑组织水含量急剧下降,脑容积缩小,此后神经细胞增殖,脑容积又增大,也可能是造成脑外间隙扩大,其后又逐渐缩小的一个原因。

图2-19 出生后脑外间隙的变化

A.6个月幼儿:脑外间隙达到最大;B.9个月幼儿:脑外间隙逐渐缩小;C.1岁幼儿:脑外间隙基本达到平衡

(四)垂体的发育

自MRI技术的迅速发展,人们对垂体正常发育与疾病的影像学认识有了很大的提高。垂体常规的MRI检査方法是矢状面及冠状面T1WI(图2-20)。在2个月以内的新生儿及婴幼儿,矢状位上垂体呈球形,上缘突隆,前叶与后叶均呈高信号,只有中间部呈低信号。这与腺垂体分泌功能活跃所致的结合水增多有关;随着时间的推移,自2个月后腺垂体的信号逐渐降低,与脑桥相比较呈等信号,垂体的形态也逐渐接近年长儿,其上缘变平或轻微凹陷。正常儿童垂体的高度为2~6mm;但在青春期明显增大,女孩垂体高径可达10mm,男孩可达7~8mm。从出生至成人,垂体后叶T1WI上一直呈高信号改变,这与其内所储存的运载蛋白-多肽复合体及垂体细胞内的脂类物质沉积有关。

图2-20 正常儿童垂体

四、功能性磁共振临床应用

脑功能磁共振成像(fMRI)技术已广泛应用于临床和基础医学研究。广义的fMRI包括扩散加权成像(DWI)、扩散张量成像(DTI)、扩散张量白质束成像(DTT)、血氧水平依赖磁共振成像(BOLD-fMRI)、灌注加权成像(PWI)、磁共振波普(MRS)、磁敏感加权成像(SWI)。狭义的fMRI即BOLD成像。

(一)DWI在儿童脑病中的临床应用

DWI作为一种可以评价水分子扩散特性的成像技术,具有成像速度快、非侵入性的特征,在颅脑神经系统已得到了广泛的应用。

1.脑梗死

DWI最早是用于脑梗死的诊断,在超急性脑梗死诊断中具有较高的敏感性,与常规T1WI和T2WI相比,DWI可以更早地发现脑梗死的信号异常,目前已成为脑缺血、脑梗死超早期诊断的常规序列。DWI还可根据病变中的囊性成分有弥散受限,可以方便、有效地鉴别脑脓肿、脑肿瘤的囊变或坏死,从而进一步指导临床制定正确的治疗方案,避免不必要的手术及穿刺活检。

2.颅脑肿瘤

DWI也广泛可用于颅脑肿瘤的诊断,如DWI可用于胶质瘤术前分级诊断,淋巴瘤的诊断以及儿童小脑肿瘤如髓母细胞瘤、毛细胞星形细胞瘤、室管膜瘤的鉴别诊断。

3.缺氧缺血性脑病

DWI对发现围产期脑缺血早期脑损伤很有价值,可显示常规MRI不能发现的灰质和旁罗兰多白质病变,在损伤后的24小时以内,DWI可显示常规MRI不能显示的局灶性异常。生后2~4天DWI是显示损伤范围的可靠方法。

4.感染性病变

DWI也可用于颅内感染性疾病,特别是在单纯疱疹病毒性脑炎,DWI可显示1天内甚至数小时的病变,由于细胞毒性水肿而呈现异常高信号区。DWI还可用于化脓性脑膜炎、脑脓肿的早期诊断。

由于DWI扫描时间短,可减少患儿躁动对图像质量的影响,对于脑外伤,尤其是对于弥漫性轴索损伤,较其他序列更有独特优势。另外,DWI还可用于评价代谢性脑病、脱髓鞘性病变,可提高诊断的敏感性。

(二)DTI、DTT在儿童脑病中的临床应用

DTI是一种无创性MR新技术,应用EP1做信号采集,叠加处理后产生相应方向的信号差,并用灰度阶或伪彩色显示上述组织间信号对比而成像。目前DTI应用最广泛的也是颅脑神经系统,如脑肿瘤、脑先天发育畸形、脑白质疾病、脑缺血性疾病、脑外伤后脑白质束的损伤、脑功能性研究及遗传代谢性疾病、感染性和精神性疾患。

1.颅内肿瘤

DTI可以术前评价颅内肿瘤组织特性、恶性程度,判断肿瘤对治疗的反应及评估预后。

2.脑先天发育畸形

DTI可用于显示神经管闭合畸形如胼胝体发育异常、Chiari畸形等。对于前脑无裂畸形、神经元移行异常所致的无脑回畸形、脑裂畸形、灰质异位、多小脑回畸形,DTI也有较高的研究价值。

3.脑白质病变

DTI对于脑白质病变的显示较传统MR影像更敏感。大量研究发现DTI能早期显示多发性硬化、弥漫性轴索损伤、新生儿缺氧缺血性脑病所致的室旁软化灶等脑白质的改变,提示DTI是上述疾病早期诊断和治疗随访的有效手段之一。另外,DTI能提供缺血性脑病微观结构的变化,有助于脑梗死的早期诊断及准确病程分期,同时可显示梗死灶远隔部位白质纤维束的继发改变,有利于评估神经功能的恢复及判断预后。

DTT是利用计算机后处理软件在三维空间内对纤维束成像,直观显示白质纤维束的改变,可无创地直接检测活体白质纤维束在三维空间的走行和分布。DTT对颅内肿瘤所致的脑白质纤维束的压迫、脱髓鞘疾病、退行性疾病的辅助诊断有应用价值。DTT评价脑白质纤维束目前受到神经外科的广泛关注。DTT能显示白质纤维束受压而移位,受肿瘤浸润而破坏中断,受瘤周水肿的累及而肿胀,更重要的是能指导最大限度切除肿瘤或缓解压迫,保护主要功能区和纤维束。此外,DTT还可用于脑发育和先天发育障碍(如灰质异位和前脑无裂畸形)的研究(图2-21)。

图2-21 正常儿童脑DTT、DWI

左图为正常儿童脑DTI:立体重建的皮质脊髓束;右图为正常儿童脑弥散成像,水分子扩散不受限

(三)PWI在儿童脑病中的临床应用

灌注是指单位时间内通过一定组织的血容量,其定量单位为每分钟100g组织内有多少毫升血液ml/(100g·min)]。灌注既是组织的重要生理特征,又能反映病变血管的特征,从而为诊断提供重要信息。根据成像原理,PWI可分为动态磁敏感对比增强(dynamic susceptibility contract,DSC)、动脉自旋标记(arterial spin labeling,ASL)两种技术。其中DSC技术较成熟,空间分辨率高,应用最为广泛,但需要使用外源性造影剂。ASL无需使用外源性造影剂,通过标记自身动脉血中的质子即可评估脑组织的灌注,因此完全无创,成为近年的研究热点。

PWI能提供组织微循环灌注的功能信息,反映微血管生成情况,是对传统形态学成像的有益补充。PWI对于缺血的诊断及治疗均具有重要意义,能够早期发现缺血半暗带及血流动力学改变,并对其进行评估以及脑梗死风险进行预测。对颅脑占位性病变的应用有助于鉴别肿瘤与非肿瘤性病变;脑内肿瘤与脑外肿瘤的区分;肿瘤术前预测分级及指导穿刺;监测肿瘤的进展、疗效等。ASL可应用于脑功能及脑血管病方面的研究。

(四)MRS在儿童脑病中的临床应用

MRS检查是目前唯一可检测活体器官组织能量代谢、生化改变和特定化合物定量分析的无创性影像学方法。MRS与MRI结合使影像学检查从形态学深入到组织代谢的水平,可以无创性地检测正常与病变脑组织中各种代谢物的浓度变化,对脑内病变进行定性和定量分析,反映脑组织的病理生理状态。

颅脑神经系统由于运动伪影少,脑组织含脂肪组织少等特点,是MRS主要应用范围。MRS由N-乙酰天冬氨酸(N-Acetyl-Asparate,NAA),肌酸(creatine,CR),胆碱(choline,Cho),肌醇(myoinositol,mI),乳酸(lactate,Lac),脂质(lipid,Lip),谷氨酸和谷氨酰胺(glutamate/glutamine,Glu/Gln)及丙氨酸(alanine,Ala)峰组成(图2-22)。NAA是神经元的标志,其含量反映了神经元的功能状态,因此在脑组织受损时,NAA波峰下降、浓度减低。Cr峰在疾病状态下相对稳定,可作为其他代谢物含量测量的参照物。Cho参与细胞膜的合成与代谢,反映细胞膜的更新,Cho在原发性和继发性脑肿瘤中几乎均增高,而且在恶性程度较高的肿瘤中常常显示明显增高的Cho/Cr比值。Lac的出现常常提示正常细胞内无氧糖酵解过程加强,脑缺血梗死时,Lac峰也会升高,Lip峰多见于含有坏死的脑肿瘤中,也是急性脑肿瘤的指示物。

图2-22 正常儿童脑1H-MRS、SWI

左图为正常儿童脑1H-MRS N-乙酰天门冬氨酸(NAA):其波峰位于2.0ppm,为谱线中最高峰,是神经元的标志物;右图为正常儿童脑SWI:清晰显示脑内小静脉

MRS对脑肿瘤和非肿瘤病变、脑内肿瘤和脑外肿瘤、脑肿瘤良恶性判断、脑肿瘤术后复发与坏死以及原发与转移瘤的鉴别均有较大的临床应用价值,并可用于对肿瘤病灶活检的定位。对于颅脑感染性病变、缺血性病变、脑白质病变以及遗传代谢性疾病等,MRS均能提供补充和有价值的诊断信息,有助于疾病的评估、治疗效果的监测以及预后的评价。在新生儿缺氧缺血性脑病的MRS中,Lac峰增高,Lac/Cr值对该病的诊断及预后判定方面有重要价值。

(五)BOLD-fMRI在儿童脑病中的临床应用

BOLD是通过脑血流中脱氧血红蛋白含量变化,对脑皮质局部功能活动进行MR成像的一种脑功能影像检查手段,它包括任务相关和静息态两种模式,前者的研究已经从最初的单纯研究单刺激或任务的大脑皮质功能定位发展到目前的研究多刺激或任务在脑内功能区或不同功能区之间的相互影响。后者简单易行,不需任何设计,受试者易配合,一致性较高;而且结果分析不受线性假设的限制,影响因素较少,获取数据量大,可分析内容多。

将BOLD-fMRI和DTI技术联合运用到脑肿瘤术前的诊断、评估,能较好地显示脑内病变与所涉及脑功能区和皮质下重要白质纤维束的解剖位置关系,有助于优化手术方案,提高肿瘤的最大化切除,保存皮质功能区和皮质下重要的白质纤维束,从而降低手术所致的神经功能障碍。

另外,多种疾病如儿童注意缺陷多动障碍、癫痫、药物成瘾、精神疾患包括抑郁症、精神分裂症的BOLD研究对了解这些疾病的病理生理状态、治疗效果有很大的意义。

(六)SWI在儿童脑病中的临床应用

SWI是基于梯度回波序列,采用薄层、高分辨的3D采集方式加完全流动补偿,分别采集信号强度数据和相位数据,进行后处理,再将两者叠加,从而形成磁敏感加权成像,SWI强调组织间磁敏感性差异。

1.脑外伤

尤其是弥漫性轴索损伤时,SWI能发现小的出血灶,对于灰白质交界处的微出血极其敏感,可以清楚显示病灶的数目、大小和部位,甚至能通过追踪出血部位的变化来监控因出血而致昏迷的患儿的病情变化。

2.脑梗死

SWI能显示DWI不能显示的梗死灶周围血供减低的风险区域,这是由于该区域脑组织的血氧饱和度下降,使SWI上能显示梗死周边风险脑组织的血管分布区,从而为进一步的治疗提供依据。

3.脑血管畸形

SWI能显示脑血管畸形的微小病变、引流静脉和微出血。对于脑肿瘤病变,SWI也有较高的诊断价值,能观察肿瘤的血管结构及出血、肿瘤钙化、瘤周水肿及肿瘤血氧水平变化。

五、儿童颅脑MRI检查前准备

1.扫描前准备

扫描前询问病史,查阅患儿现有的检查资料,仔细核对申请单,明确检查目的和要求;患儿进入检查室前应除去随身携带的金属物品、磁性物品、通讯器材并妥善保管;铁质担架、轮椅等禁止推入扫描室。

2.镇静与制动

对于婴幼儿及躁动的患儿,需由申请检查医生给予一定剂量的镇静药;向患儿耐心解释扫描时所产生的噪声,给患儿提供听力保护帮助,并且强调在扫描过程中不能随意运动,平静放松,若有情况及时与检查人员联系;危重患儿检查时需要有临床医生陪同。

3.MRI增强扫描前准备

(1)过敏试验:

同CT检查,详见本章第三节。

(2)对比剂的选择:

MRI对比剂可分为顺磁性,超顺磁性,铁磁性对比剂,临床上广泛使用的是钆类顺磁性对比剂。

(3)对比剂不良反应与急救措施:

同CT检查,详见本章第三节“颅脑CT检查”。

(夏军)

参考文献

1.付升旗,张雪君,段菊如,等.头部的断面解剖及影像//王振宇. 人体断面及影像解剖学,北京:人民卫生出版社,2010:34-58.

2.孙国强,曾津津,彭芸,等. 脑的正常发育及先天发育异常//孙国强. 实用儿科放射诊断学,北京:人民军医出版社,2011:35-65.

3.张颖. 脑发育的MRI研究//全冠民,陈敏,袁涛. CT和MRI诊断重点、热点问题精讲,北京:人民军医出版社,2012:118-122.

4.贾文霄,杨利霞,赵旭娜. 磁共振功能成像的基本概念及临床意义//贾文霄,陈敏. 磁共振功能成像临床应用.北京:人民军医出版社,2012:5-21.

5.杨新官,刘光俊,周智鹏,等. DWI 对鉴别儿童第四脑室区髓母细胞瘤和室管膜瘤的价值,临床放射学杂志,2013,32:1761-1764.

6.宋海乔,高万勤,强军,等. 成人与儿童流行性乙型脑炎的MR特点. 中国医学影像技术,2015,31:836-839.

7.毛宁,徐聪,王滨,等. 儿童、青少年抑郁症DIT及MRS的研究进展. 医学影像学杂志,2014,24:481-483.

8.郭岳霖,张远芳,饶海冰,等. 不同病理分级儿童脑胶质瘤MR灌注成像. 放射学实践,2012,27:346-349.

9.韩城坤,史浩,刘桂芳,等. 磁敏感加权成像对弥漫性轴所损伤的诊断价值. 中华放射学杂志,2011,45:632-636.

10.Friederici A D,Brauer J,Lohmann G. Maturation of the Language Network:From Inter-to Intrahemispheric Connectivities. Neuroimage,2011:2791-2799.

11.Lavdas E,T sougos I,Arikidis N,et al. Evaluation of fat saturation and contrast enhancement on T1-weighted FLAIR sequence of the Spine at 3.0T. Clin Imaging,2014,38:428-433.

12.Verma RK,Kottke R,Andereggen L,etal.Detectin gsubarachnoid hemorrhage:comparison of combined FLAIR/SWI versus CT. Eur J Radiol,2013,82:1539-1545.

13.王啸,余永强,钱银锋,等. 苯丙酮尿症儿童脑部病变常规MRI及1H-MRS 研究. 临床放射学杂志,2011,30:1515-1518.

14.钱晶晶,鲁毅,孙学进,等. 注意缺陷多动障碍儿童视觉工作记忆的BOLD-fMRI研究. 临床放射学杂志,2015,34:961-967.

15.杨正汉,冯逢,王霄英,等. MRI的安全性及注意事项//杨正汉. 磁共振成像技术指南. 北京:人民军医出版社,2014:453-458.