引用本文: 張雷, 任轉勤, 陳濤, 王曉虎, 霍敏華, 王曉強, 李靜, 李莉, 任慧鵬, 茍曉光. 嬰幼兒腦發育及外部性腦積水的MRI研究分析. 華西醫學, 2014, 29(10): 1895-1899. doi: 10.7507/1002-0179.20140572 復制
嬰兒期是神經系統發育最快時期,此期內主要包括灰、白質發育及髓鞘形成,腦室系統也發生很大變化[1],在判斷新生兒、嬰兒腦室及腦外間隙大小時應特別慎重。目前國內外尚無完整大樣本量關于發育期腦室及腦外間隙變化規律的MRI文獻報道,CT文獻有部分報道,但MRI研究比CT更準確和具有特異性[2]。本研究旨在揭示發育期腦室及腦外間隙隨月齡增長的變化特征,并以此變化特征為依據,進一步探討嬰幼兒外部性腦積水(EH)的MRI診斷標準、臨床治療及預后評價,為臨床診治提供依據。
1 資料與方法
1.1 一般資料
選取2009年1月-2013年5月就診我院疑診腦部疾患小兒,經嚴格納入和排除標準選擇671例3歲以內的相對正常嬰幼兒(男375例,女296例),按月齡分成9組(表 1);149例臨床資料完整的EH患兒(男95例,女54例),年齡12 d~2.5歲,平均8.5個月,隨年齡分布情況見表 1,89 例頭圍增大,21例囟門增寬,17例哭鬧不安,13例抽搐,9例無明顯癥狀。納入標準:年齡<3歲,常規MRI無異常表現者;排除標準:出生窒息、Apgar評分8分以下者,精神、神經疾患,頭部外傷史或常規MRI表現異常者。

1.2 設備及方法
受檢兒鎮靜后在家屬陪同下,采用GE 1.5 T HD MR 掃描儀,8通道頭部線圈。對所有受檢者行常規序列:T1WI[重復時間(TR)/回波時間(TE)/反轉時間(TI)= 1 887 ms/25 ms/760 ms]、 T2WI(TR/TE = 4 580 ms/120 ms)、T2加權液體衰減反轉恢復序列(T2-FLAIR)(TR/TE/TI =6 502 ms/149.5 ms/1 625 ms)掃描,視野20 cm×20 cm、矩陣288×192、層厚4 mm。上述檢查均經過醫院倫理委員會同意,并履行告知及簽字手續。于T1WI上測量腦室大小,在T2WI測量腦外間隙。測量部位及方法(圖 1~3):① 側腦室前角指數(圖 1):側腦室前角最外端間距離(D1)和同一層面的大腦橫徑(D1’)之比;② 側腦室體部指數(圖 2):側腦室體部外緣最小徑(D2)和同一層面大腦橫徑(D2’)之比;③ 透明隔腔的形態:兩前角間透明隔腔呈前寬后窄的梯形或三角形及裂隙狀;④ 腦室顱腔橫徑(VT/ST)比值(圖 3):在透明隔中點與腦中線垂直作一顱腔冠狀橫線,此線與雙側腦室外側壁交點之間距為腦室橫徑(VT),與雙側顱板內緣交點之間距為顱腔橫徑(ST)(基底節側腦室前角層面測量),計算VT/ST比值[2];⑤ 腦外間隙的測量:于T2WI上準確測量以下部位,即額葉前方寬度及兩額葉之間縱裂中點間的寬度(側腦室前角層面,圖 4a)、外側裂的寬度(圖 4b)及顳極前方寬度(圖 4c)。上述數據測量由1名受過培訓的主治醫師完成,每個部位測量3次取平均值。建議EH患兒3個月復查1次,2周歲后半年復查1次。

2 結果
腦室各指數測量值見表 2。側腦室體積隨年齡增長而不斷增大,但其前角指數、體部指數及VT/ST比值的隨齡性變化趨勢并不明顯。

腦外間隙、外側裂、縱裂測量值見表 3。縱裂寬度、額前間隙、顳前間隙及外側裂寬度隨年齡增長呈先增寬后變窄的趨勢,上述數值的峰值均位于>3~6月齡組,可見>3~6月齡組為腦外間隙發育過程的轉折點。

透明隔腔:新生兒組存在者占87.8%,>28 d~3個月組占30.0%,>3~12 個月組占4.4%。透明隔寬度(2.95 ± 1.09) mm。
EH組測量數值見表 4。額頂部蛛網膜下腔對稱性增寬5.14~12.2 mm 149例(100%),部分患兒并腦溝增寬、邊緣呈花瓣狀116例(77.9%)(圖 4a);前縱裂間隙增寬4.9~11.8 mm 125例,占83.9%(圖 4a);外側裂間隙增寬4.1~11.2 mm 100例,占67.1%(圖 4b);VT/ST比值范圍9.5%~17.94%,平均值(14.09 ± 1.56)%,VT/ST比值<15%;腦室輕度擴大(以VT/ST比值≥12%為標準)49例,占32.9%(圖 5)。復查MRI檢查1~2次33例,3次及以上90例,失訪26例。81例于18~30月齡EH消失,23例于30~42月齡EH消失,11例至36月齡EH持續存在,8例因隨訪時間短無法觀察EH變化。


3 討論
迄今為止無論是多普勒超聲、CT或MRI,對嬰幼兒腦發育期腦室及腦外間隙大小隨月齡變化趨勢的描述均不充分,根據本組資料,出生后3歲內尤其是1 歲內腦生長發育極為旺盛,腦的結構和功能都具有很強的適應和重組能力[3],包括腦成熟過程中髓鞘形成和灰、白質分辨的變化、腦室及腦外間隙大小的變化,明確其變化特征,對診斷及鑒別腦積水、腦外積液、腦萎縮、缺氧缺血性腦病等有重要臨床意義。故本研究對腦室及腦外間隙作了精確測量,以期得到3 歲以內嬰幼兒發育期腦室系統的正常數值,從而明確EH的MRI診斷依據。
3.1 小兒的腦室形態隨齡性變化趨勢
本組測量的3 種腦室指數值,均表明腦室寬度在新生兒期最小,隨月齡逐漸增大,但其指數卻逐漸縮小,即腦室系統占顱內的體積隨年齡增長相對性減小。日本學者通過觀察4個月~14歲小兒頭顱CT表現,發現腦室寬度2歲內逐漸減少,但沒有揭示6個月以前的變化[4]。本研究納入了6個月以內的嬰幼兒,且樣本量足夠大,建立嬰幼兒不同發育時期腦室大小的MRI標準值范圍,為梗阻性腦積水、交通性腦積水及腦室發育異常提供MRI診斷標準。因為側腦室體部有時顯示不清或不對稱,而側腦室前角和透明隔的解剖結構較為恒定,本研究認為側腦室前角指數和VT/ST比值較為可靠,測量結果與既往報道基本符合[5]。我們還觀察到透明隔腔在出生時常存在,本組新生兒(出生~28 d)發生率為87.8%,測值為(2.95 ± 1.09)mm(未超過10 mm),且隨月齡增長逐漸閉合。透明隔異常增寬超過10 mm時為腦異常發育的標志。有學者對早產兒和新生兒觀察認為透明隔腔幾乎見于所有的病例[6]。
3.2 小兒的腦外間隙隨齡性變化趨勢
腦外間隙包括蛛網膜下腔和硬膜下腔,蛛網膜下腔是腦脊液循環的正常通路,其內的蛛網膜顆粒回吸收腦脊液保持其循環平衡[7],在T2WI上,腦外間隙呈高信號,主要是蛛網膜下腔的腦脊液信號,當硬膜下腔擴大時,可將其與蛛網膜下腔分開,使得腦外間隙表現為兩層結構。本組結果表明縱裂、外側裂寬度、額葉及顳極前方蛛網膜下腔從新生兒期到6個月逐漸增寬,在>3~6 個月期間達到峰值,6個月以后逐漸縮小,因此此期內如見到腦外間隙較寬,但在上述正常值范圍內,切勿診斷為腦發育異常。既往文獻報道稱蛛網膜下腔與硬膜下腔擴大雙重因素致額部腦外間隙較寬,并認為顱骨與腦組織發育速率不匹配,出生后腦組織含水量急劇減少、腦容積縮小,隨著腦白質髓鞘化,神經細胞增殖,腦容積逐漸增大,從而表現為1歲內嬰幼兒腦外間隙先增寬隨之變窄的變化規律,屬于正常的生理變化[8]。
3.3 EH的MRI研究分析
EH最早于1919年由Dandy[9]首次提出,隨著CT、MRI的發展,EH的診斷越來越多,但其確切發病機制仍不清楚,遠期觀察還有待深入研究。確診EH可依靠B型超聲、CT或MRI檢查。既往有關EH的CT報道較多,MRI對蛛網膜下腔的顯示和腦外間隙的測量等方面較CT優勢明顯,對腦底池的判斷更準確[10, 11]。
3.3.1 EH的病因、發病機制和部位
EH是指發生在早期嬰兒的一種良性自愈性疾病,分為特發性和繼發性兩大類。特發性:發生于嬰幼兒,據報道其發病與遺傳基因相關[12]。繼發性:由圍生期神經系統損傷引起,如:窒息、蛛網膜下腔出血、顱腦外傷、感染等[13]。總之,腦缺氧、早期腦損傷及顱內出血是EH的常見原因。大多數學者認為,EH是由腦脊液的產生和吸收失衡所致[14]。EH的部位首先發生在額、頂葉前蛛網膜下腔,其次為前縱裂池、大腦外側裂池及鞍上池,最后才引起腦室的擴大,有研究認為這與嬰幼兒時期頭顱解剖結構發展變化的順序有關[15]。
3.3.2 MRI診斷EH的標準及臨床價值
以往對于EH的診斷主要靠嬰幼兒期間頭顱異常增大及臨床表現,但由于EH患兒亦可有正常頭圍,所以經常導致漏診。隨著影像學設備的不斷發展,發現EH病例增多,但由于嬰幼兒處于發育期的特點,對其影像診斷缺乏共識,對正常小兒蛛網膜下腔間距的精確值報道不一。正常小兒蛛網膜下腔從出生到7個月齡逐漸增寬,如無顱內壓升高的臨床癥狀和明顯的腦室擴大,診斷為EH這個術語是不恰當的,此后1~2年逐漸減小至正常成人寬度[16]。依據文獻及本組研究結果,認為顱腦CT或MRI檢查無腦實質異常但有下列蛛網膜下腔增寬者,高度考慮有EH的傾向,應給予積極預防措施。① 對稱性額、顳、頂葉等部位腦外間隙增寬,超過各年齡組相應部位標準值范圍,后枕部正常[17];② 前縱裂增寬≥5.50 mm伴積液;③ 額頂區腦溝增深增寬,額頂葉前緣呈“花瓣狀”,但無腦回萎縮征象;④ 伴或不伴對稱性側腦室輕度擴張;⑤ 基底池主要是鞍上池擴大;⑥ 測量VT/ST比值<15%。
CT或MRI檢查是確診本病的最佳手段,但MRI檢查可清楚地顯示EH的實際位置和特性,MRI在確定EH特征上優于CT[14]。隨訪結果顯示EH患兒預后良好,常無癲癇、運動障礙等神經系統的嚴重障礙,但可出現不同程度的精神行為異常。尤其值得注意的是EH患兒較易發生硬膜下出血[18],故對原發病的早期積極治療,有利于提高EH患者的后期生活質量。總之,MRI有助于EH早期診斷,確定病因,并可作為可靠的隨訪檢查方法。
依據本組研究結果,腦室大小應以前角指數和VT/ST比值為依據,當超過正常值范圍時可考慮為異常;EH作為交通性腦積水的特殊類型,存在于一部分正常生長發育的嬰幼兒中,不應該看作是病理情況,絕大多數預后良好、無后遺癥。而對于有明確原發病或圍生期高危因素的患兒會出現不同程度的后遺癥,需要及早干預治療。MRI適合動態觀測EH患兒病變,蛛網膜下腔、半球間裂寬度及VT/ST比值可作為評價EH的客觀指標。
嬰兒期是神經系統發育最快時期,此期內主要包括灰、白質發育及髓鞘形成,腦室系統也發生很大變化[1],在判斷新生兒、嬰兒腦室及腦外間隙大小時應特別慎重。目前國內外尚無完整大樣本量關于發育期腦室及腦外間隙變化規律的MRI文獻報道,CT文獻有部分報道,但MRI研究比CT更準確和具有特異性[2]。本研究旨在揭示發育期腦室及腦外間隙隨月齡增長的變化特征,并以此變化特征為依據,進一步探討嬰幼兒外部性腦積水(EH)的MRI診斷標準、臨床治療及預后評價,為臨床診治提供依據。
1 資料與方法
1.1 一般資料
選取2009年1月-2013年5月就診我院疑診腦部疾患小兒,經嚴格納入和排除標準選擇671例3歲以內的相對正常嬰幼兒(男375例,女296例),按月齡分成9組(表 1);149例臨床資料完整的EH患兒(男95例,女54例),年齡12 d~2.5歲,平均8.5個月,隨年齡分布情況見表 1,89 例頭圍增大,21例囟門增寬,17例哭鬧不安,13例抽搐,9例無明顯癥狀。納入標準:年齡<3歲,常規MRI無異常表現者;排除標準:出生窒息、Apgar評分8分以下者,精神、神經疾患,頭部外傷史或常規MRI表現異常者。

1.2 設備及方法
受檢兒鎮靜后在家屬陪同下,采用GE 1.5 T HD MR 掃描儀,8通道頭部線圈。對所有受檢者行常規序列:T1WI[重復時間(TR)/回波時間(TE)/反轉時間(TI)= 1 887 ms/25 ms/760 ms]、 T2WI(TR/TE = 4 580 ms/120 ms)、T2加權液體衰減反轉恢復序列(T2-FLAIR)(TR/TE/TI =6 502 ms/149.5 ms/1 625 ms)掃描,視野20 cm×20 cm、矩陣288×192、層厚4 mm。上述檢查均經過醫院倫理委員會同意,并履行告知及簽字手續。于T1WI上測量腦室大小,在T2WI測量腦外間隙。測量部位及方法(圖 1~3):① 側腦室前角指數(圖 1):側腦室前角最外端間距離(D1)和同一層面的大腦橫徑(D1’)之比;② 側腦室體部指數(圖 2):側腦室體部外緣最小徑(D2)和同一層面大腦橫徑(D2’)之比;③ 透明隔腔的形態:兩前角間透明隔腔呈前寬后窄的梯形或三角形及裂隙狀;④ 腦室顱腔橫徑(VT/ST)比值(圖 3):在透明隔中點與腦中線垂直作一顱腔冠狀橫線,此線與雙側腦室外側壁交點之間距為腦室橫徑(VT),與雙側顱板內緣交點之間距為顱腔橫徑(ST)(基底節側腦室前角層面測量),計算VT/ST比值[2];⑤ 腦外間隙的測量:于T2WI上準確測量以下部位,即額葉前方寬度及兩額葉之間縱裂中點間的寬度(側腦室前角層面,圖 4a)、外側裂的寬度(圖 4b)及顳極前方寬度(圖 4c)。上述數據測量由1名受過培訓的主治醫師完成,每個部位測量3次取平均值。建議EH患兒3個月復查1次,2周歲后半年復查1次。

2 結果
腦室各指數測量值見表 2。側腦室體積隨年齡增長而不斷增大,但其前角指數、體部指數及VT/ST比值的隨齡性變化趨勢并不明顯。

腦外間隙、外側裂、縱裂測量值見表 3。縱裂寬度、額前間隙、顳前間隙及外側裂寬度隨年齡增長呈先增寬后變窄的趨勢,上述數值的峰值均位于>3~6月齡組,可見>3~6月齡組為腦外間隙發育過程的轉折點。

透明隔腔:新生兒組存在者占87.8%,>28 d~3個月組占30.0%,>3~12 個月組占4.4%。透明隔寬度(2.95 ± 1.09) mm。
EH組測量數值見表 4。額頂部蛛網膜下腔對稱性增寬5.14~12.2 mm 149例(100%),部分患兒并腦溝增寬、邊緣呈花瓣狀116例(77.9%)(圖 4a);前縱裂間隙增寬4.9~11.8 mm 125例,占83.9%(圖 4a);外側裂間隙增寬4.1~11.2 mm 100例,占67.1%(圖 4b);VT/ST比值范圍9.5%~17.94%,平均值(14.09 ± 1.56)%,VT/ST比值<15%;腦室輕度擴大(以VT/ST比值≥12%為標準)49例,占32.9%(圖 5)。復查MRI檢查1~2次33例,3次及以上90例,失訪26例。81例于18~30月齡EH消失,23例于30~42月齡EH消失,11例至36月齡EH持續存在,8例因隨訪時間短無法觀察EH變化。


3 討論
迄今為止無論是多普勒超聲、CT或MRI,對嬰幼兒腦發育期腦室及腦外間隙大小隨月齡變化趨勢的描述均不充分,根據本組資料,出生后3歲內尤其是1 歲內腦生長發育極為旺盛,腦的結構和功能都具有很強的適應和重組能力[3],包括腦成熟過程中髓鞘形成和灰、白質分辨的變化、腦室及腦外間隙大小的變化,明確其變化特征,對診斷及鑒別腦積水、腦外積液、腦萎縮、缺氧缺血性腦病等有重要臨床意義。故本研究對腦室及腦外間隙作了精確測量,以期得到3 歲以內嬰幼兒發育期腦室系統的正常數值,從而明確EH的MRI診斷依據。
3.1 小兒的腦室形態隨齡性變化趨勢
本組測量的3 種腦室指數值,均表明腦室寬度在新生兒期最小,隨月齡逐漸增大,但其指數卻逐漸縮小,即腦室系統占顱內的體積隨年齡增長相對性減小。日本學者通過觀察4個月~14歲小兒頭顱CT表現,發現腦室寬度2歲內逐漸減少,但沒有揭示6個月以前的變化[4]。本研究納入了6個月以內的嬰幼兒,且樣本量足夠大,建立嬰幼兒不同發育時期腦室大小的MRI標準值范圍,為梗阻性腦積水、交通性腦積水及腦室發育異常提供MRI診斷標準。因為側腦室體部有時顯示不清或不對稱,而側腦室前角和透明隔的解剖結構較為恒定,本研究認為側腦室前角指數和VT/ST比值較為可靠,測量結果與既往報道基本符合[5]。我們還觀察到透明隔腔在出生時常存在,本組新生兒(出生~28 d)發生率為87.8%,測值為(2.95 ± 1.09)mm(未超過10 mm),且隨月齡增長逐漸閉合。透明隔異常增寬超過10 mm時為腦異常發育的標志。有學者對早產兒和新生兒觀察認為透明隔腔幾乎見于所有的病例[6]。
3.2 小兒的腦外間隙隨齡性變化趨勢
腦外間隙包括蛛網膜下腔和硬膜下腔,蛛網膜下腔是腦脊液循環的正常通路,其內的蛛網膜顆粒回吸收腦脊液保持其循環平衡[7],在T2WI上,腦外間隙呈高信號,主要是蛛網膜下腔的腦脊液信號,當硬膜下腔擴大時,可將其與蛛網膜下腔分開,使得腦外間隙表現為兩層結構。本組結果表明縱裂、外側裂寬度、額葉及顳極前方蛛網膜下腔從新生兒期到6個月逐漸增寬,在>3~6 個月期間達到峰值,6個月以后逐漸縮小,因此此期內如見到腦外間隙較寬,但在上述正常值范圍內,切勿診斷為腦發育異常。既往文獻報道稱蛛網膜下腔與硬膜下腔擴大雙重因素致額部腦外間隙較寬,并認為顱骨與腦組織發育速率不匹配,出生后腦組織含水量急劇減少、腦容積縮小,隨著腦白質髓鞘化,神經細胞增殖,腦容積逐漸增大,從而表現為1歲內嬰幼兒腦外間隙先增寬隨之變窄的變化規律,屬于正常的生理變化[8]。
3.3 EH的MRI研究分析
EH最早于1919年由Dandy[9]首次提出,隨著CT、MRI的發展,EH的診斷越來越多,但其確切發病機制仍不清楚,遠期觀察還有待深入研究。確診EH可依靠B型超聲、CT或MRI檢查。既往有關EH的CT報道較多,MRI對蛛網膜下腔的顯示和腦外間隙的測量等方面較CT優勢明顯,對腦底池的判斷更準確[10, 11]。
3.3.1 EH的病因、發病機制和部位
EH是指發生在早期嬰兒的一種良性自愈性疾病,分為特發性和繼發性兩大類。特發性:發生于嬰幼兒,據報道其發病與遺傳基因相關[12]。繼發性:由圍生期神經系統損傷引起,如:窒息、蛛網膜下腔出血、顱腦外傷、感染等[13]。總之,腦缺氧、早期腦損傷及顱內出血是EH的常見原因。大多數學者認為,EH是由腦脊液的產生和吸收失衡所致[14]。EH的部位首先發生在額、頂葉前蛛網膜下腔,其次為前縱裂池、大腦外側裂池及鞍上池,最后才引起腦室的擴大,有研究認為這與嬰幼兒時期頭顱解剖結構發展變化的順序有關[15]。
3.3.2 MRI診斷EH的標準及臨床價值
以往對于EH的診斷主要靠嬰幼兒期間頭顱異常增大及臨床表現,但由于EH患兒亦可有正常頭圍,所以經常導致漏診。隨著影像學設備的不斷發展,發現EH病例增多,但由于嬰幼兒處于發育期的特點,對其影像診斷缺乏共識,對正常小兒蛛網膜下腔間距的精確值報道不一。正常小兒蛛網膜下腔從出生到7個月齡逐漸增寬,如無顱內壓升高的臨床癥狀和明顯的腦室擴大,診斷為EH這個術語是不恰當的,此后1~2年逐漸減小至正常成人寬度[16]。依據文獻及本組研究結果,認為顱腦CT或MRI檢查無腦實質異常但有下列蛛網膜下腔增寬者,高度考慮有EH的傾向,應給予積極預防措施。① 對稱性額、顳、頂葉等部位腦外間隙增寬,超過各年齡組相應部位標準值范圍,后枕部正常[17];② 前縱裂增寬≥5.50 mm伴積液;③ 額頂區腦溝增深增寬,額頂葉前緣呈“花瓣狀”,但無腦回萎縮征象;④ 伴或不伴對稱性側腦室輕度擴張;⑤ 基底池主要是鞍上池擴大;⑥ 測量VT/ST比值<15%。
CT或MRI檢查是確診本病的最佳手段,但MRI檢查可清楚地顯示EH的實際位置和特性,MRI在確定EH特征上優于CT[14]。隨訪結果顯示EH患兒預后良好,常無癲癇、運動障礙等神經系統的嚴重障礙,但可出現不同程度的精神行為異常。尤其值得注意的是EH患兒較易發生硬膜下出血[18],故對原發病的早期積極治療,有利于提高EH患者的后期生活質量。總之,MRI有助于EH早期診斷,確定病因,并可作為可靠的隨訪檢查方法。
依據本組研究結果,腦室大小應以前角指數和VT/ST比值為依據,當超過正常值范圍時可考慮為異常;EH作為交通性腦積水的特殊類型,存在于一部分正常生長發育的嬰幼兒中,不應該看作是病理情況,絕大多數預后良好、無后遺癥。而對于有明確原發病或圍生期高危因素的患兒會出現不同程度的后遺癥,需要及早干預治療。MRI適合動態觀測EH患兒病變,蛛網膜下腔、半球間裂寬度及VT/ST比值可作為評價EH的客觀指標。