正常胎儿小脑蚓部发育MRI评价

王彤，张军

中国医科大学附属盛京医院放射科，沈阳 110004

胎儿后颅窝畸形在颅脑畸形中所占比例较高，也是胎儿中枢神经系统产前诊断的重要组成部分，其中小脑是后颅窝中最重要结构，其发育过程随胎龄增长而有规律的变化[1-3]。尤其小脑蚓部异常发育与多种颅脑畸形息息相关，目前已成为国内外产前大排畸常规检查项目。近年来随着MR技术的成熟与发展，其凭借软组织分辨率高、视野大等独特优势，成为产前诊断重要的补充检查。目前国内外有关于正常活体胎儿小脑蚓部宫内发育情况报道鲜有，笔者通过测量活体胎儿蚓部及毗邻结构各径线、角度数值，分析不同胎龄发育规律，为临床疾病诊断提供依据。

1 材料与方法

1.1 一般资料

搜集本院2011年1月至2017年2月间中、晚孕期的活体胎儿头部MR图像856例，孕妇年龄19～41岁，胎龄23～40周(由于本院一般于20周后行胎儿MRI检查，23周前病例数极少，未纳入)，纳入对象均为单胎，超声怀疑胎儿一侧或双侧脑室轻度增宽(10～12 mm)或前置胎盘，胎儿无结构或染色体异常，经超声复查或生后随访证实胎儿脑部发育基本正常，无精神发育迟缓及智力低下等。孕妇无不良妊娠史及其他危险因素或并发症。按不同胎龄分为18组(表1，2)。

1.2 仪器设备

各组均于荷兰Philips Gyroscan Intera型1.5 T超导MR，重点扫描T1WI、T2WI序列。T1WI：Turbo Field Echo, TR 170～190 ms , TE 5.0～6.0 ms；T2WI：应用高分辨率sSSh-TSE序列，TR 676～684 ms，TE 150～160 ms，层厚3.0～5.0 mm，层间距0～0.5 mm，矩阵256×256, FOV 405 mm×405 mm，梯度场40 mT/m，切换率150 T/m/s，4或8通道体部相控阵线圈。不使用任何镇静和造影剂，首先确定胎儿的体位，然后调整角度对胎头横断、矢状和冠状面扫描，扫描时间约8～10 min。

1.3 图像分析与数据测量

由资深影像诊断医师在双盲情况下阅片，重点观察胎儿后颅窝结构及发育情况，分别测量数值。首先选取蚓部正中矢状位，通过中脑导水管和四脑室入小脑延髓池中孔全长平面上，测量前后径：第四脑室顶点至水平裂处蚓部后缘的最大距离；上/下蚓高度：上/下蚓的最高点分别到前后径的垂直长度；小脑蚓部的面积：于正中矢状切面手动描绘蚓部轮廓，注意不计入小脑扁桃体，在v5.5.0.41218 (型号) PACS工作站上处理获得数值。然后测量脑干背侧切线与蚓部腹侧切线之间所形成的夹角(BVº)；亦定位于脑干背侧切线，测量与小脑幕切线形成夹角(BTº)。以正中矢状切面定位，选取小脑横切面(扫描标准线AC-PC线)，能清晰显示小脑蚓部、后颅窝池和第四脑室，双侧小脑半球轮廓清晰、左右对称，中间见蚓部连接，测量并计算蚓部长度与后颅窝池深度、蚓部长度与第四脑室前后径的比值(图1)。以上操作重复3 次，求得平均值(表1，2)。

1.4 统计学分析

采用SPSS 22.0统计软件，计算各胎龄组不同径线及角度均值，分别用x±s、95%可信区间表示，检验各组变量正态分布情况，不同胎龄组间组内比较应用单因素ANOVA分析；与胎龄相关性采用线性回归；并利用Pearson相关系数(r)，评估其相关性，以P＜0.05为差异具有统计学意义。

2 结果

2.1 小脑蚓部各径线及角度测量结果

不同胎龄组均值、标准差、95%可信区间数值详见表1，2。由ANOVA分析得出不同胎龄组间组内差异均具有统计学意义(P＜0. 05；表3)。

图1 A：蚓部正中矢状位，即通过中脑导水管和四脑室入小脑延髓池中孔全长平面上。前后径：正中矢状面显示第四脑室顶点至水平裂处蚓部后缘的最大距离；上/下蚓高度：上/下蚓的最高点分别到前后径的垂直长度；小脑蚓部的面积：于小脑蚓部正中矢状切面手工描绘蚓部轮廓；B：小脑横切面(扫描标准线AC-PC线)：以正中矢状位定位，于轴位选取能清晰显示小脑蚓、后颅窝池和四脑室的切面,双侧小脑半球轮廓清晰、左右对称，中间见蚓部连接； C：蚓部夹角(BVº)：测量脑干背侧切线与蚓部腹侧切线之间所形成的夹角；小脑幕夹角(BTº)：亦定于脑干背侧切线，测量与小脑幕切线形成夹角Fig. 1 A: Sagittal portion of vermis: Through the midbrain aqueduct and the four ventricle into the medulla oblongata, the foramen of the cisterna is on the whole plane. Anteroposterior diameter: The median sagittal plane showed the maximum distance from the apex of the fourth ventricle to the posterior edge of the vermis at the horizontal fissure. Superior/Inferior vermis height: The vertical length to anteroposterior diameter.Area: In the middle sagittal section of the cerebellar vermis, the outline of the vermis is depicted manually. B:Transverse section of cerebellum: The location of the cerebellar vermis, the posterior fossa, the cisterna and the four ventricle can be clearly displayed by the location of the median sagittal position. The bilateral cerebellar hemisphere is well de fined and symmetrical, and the middle part of the cerebellum is connected with the vermis. C:BV°: Measure the angle between the back of the brain stem and the ventral tangent of the vermis. BT°: Measure the angle between tentorium cerebelli tangent.

2.2 小脑蚓部各径线及角度统计学结果

23～40周胎儿蚓部前后径、上/下蚓高度、面积、蚓部/后颅窝池、蚓部/四脑室前后径与胎龄是整体的线性增长趋势，呈现正相关性(r=0.98、0.94、0.93、0.97、0.85、0.53，P＜0.05；表4)，其中正中矢状位前后径、正中矢状位蚓部面积与胎龄呈现的相关性最强，Pearson相关系数最高，蚓部/四脑室前后径相关性最差(图2)。蚓部前后径于35～38周之间增长速度最快，而3 3～3 5、38～40周最慢；其中33与34周、38与39周胎龄组间差异无统计学意义(P＞0.0 5)，其余胎龄组间差异均具有统计学意义(P＜0.05)。上、下蚓高度、面积均于36～38周之间增长速度最快，32～34周最慢，且上蚓高度始终大于下蚓；其中32与33周、33与34周胎龄组间差异无统计学意义(P＞0.05)，余下各胎龄组间差异具有统计学意义。蚓部/后颅窝池于29～32周之间增长速度最快，36～39周处于平衡期，无明显增长；其中25与26周、39与40周胎龄组间差异无统计学意义(P＞0.05)，余胎龄组间差异具有统计学意义。

表1 不同胎龄小脑蚓部前后径、上/下蚓高度、蚓部面积测量结果Tab. 1 Measurement results of Vermis diameter, Superior/Inferior vermis height, Area of cerebellar vermis at different gestational ages

表2 不同胎龄小脑蚓部BV角、BT角、蚓部/后颅窝池、蚓部/四脑室前后径测量结果Tab. 2 Measurement results of BVº, BTº, Vermis/Posterior cranial fossa, Vermis/Anterior posterior diameter of the four ventricle of cerebellar vermis at different gestational ages

随着胎龄增长BV角总体呈现减小趋势，呈负性相关(r=-0.66，P＜0. 05)，23～27周BV角最大，后蚓部逐渐内旋至32周达最小值，后轻度外旋，最后于36～40周逐渐恢复至适宜角度。而BT角与胎龄变化无明显相关性(r=0.04，P＞0. 05) (图2)。

表3 单因素ANOVA分析结果Tab. 3 Results of single factor ANOVA analysis

表4 Pearson相关系数结果Tab. 4 Pearson correlation coef ficient results

3 讨论

3.1 小脑蚓部发育及功能调节

小脑蚓部包括上、下蚓部，由四脑室倒“V”字型上髓帆周围的侧壁形成菱唇，在中央融合最终形成。蚓部发育需经历漫长的成长期，始于胚胎后期，直至生后1年功能基本成熟，在此期间任何先天性或后天性因素，都可能导致蚓部发育异常。并且胎儿蚓部发育不全与多种颅脑畸形或疾病相关，如常见的Dandy-Walker畸形，Joubert综合征，精神分裂症、孤独症等[4-5]。

小脑蚓部主要接受脊髓小脑束纤维调节，除了是运动控制和调节中枢，最新发现其也参与调节高级认知和情感功能，如语言、学习等[6]。有关小脑发育的遗传调节机制也是近几年被广泛研究，通过利用转基因动物模型复制放射性表型，确定了许多基因和转录因子负责小脑发育，以及相关突变所引起的蚓部发育不全[4]。而当小脑蚓部功能异常合并额外的脑干异常发育，将恶化小脑畸形患儿预后[7]。

3.2 小脑蚓部发育MR研究

胎儿小脑发育属胚胎发育中较为复杂的部分，它在脑发育中分化最早，却成熟最晚[8]，且在整个脑发育过程中形态比较不规则，变化也较大。一般于胚胎第9周蚓部开始发育，15周末左右基本发育完全，一般18周后，影像检查才可清晰显示其结构，对于不足18周的胎儿，临床上要慎重诊断蚓部发育不良。近几年随着MR技术快速发展和其独特优势，为临床产前诊断提供了新的选择。MR通常使用1.5 T超导磁共振，其中SSFSE、HASTE序列(快速T2序列)使用率最高，每层扫描时间仅需数秒，一个序列十几秒即可完成，胎动干扰极小，成像时间明显缩短，不仅大脑三层结构清晰可辨，还可清楚显示胎儿各主要器官的正常解剖结构和发育变化[9]。Hatab等[10]和Vatansever等[1]使用该宫内MR技术测量小脑体积，初步描绘了胎儿小脑体积发育曲线；之后Patek等[7]通过对比研究后颅窝畸形胎儿MR影像特征及临床诊断结果，包括dandy-walker畸形，小脑蚓部发育不良或不全，和大枕大池病例，进一步揭示了后颅窝畸形胎儿颅内、外异常之间的关系。

3.3 本研究的理论意义和临床价值

既往研究多集中在胎儿蚓部表观形态发育，缺乏对于不同胎龄期蚓部发育的具体、详尽的描述与结果，缺乏量化指标及统一评价标准。本研究通过测量856例正常活体胎儿蚓部及毗邻结构各径线、角度值，计算、整理数据，分析随胎龄变化的不同发育规律，发现随胎龄增加，蚓部前后径、上/下蚓高度、面积、蚓部/后颅窝池均呈现直线增长趋势，其中正中矢状位蚓部前后径、面积与胎龄相关性最强，提示临床工作中用该指标评估胎儿小脑蚓部发育不良情况较为可靠。蚓部前后径于35～38周之间增长速度最快，约每周增长1.4 cm，33～35、38～40周最慢，平均每周涨幅不及0.8 cm，其余各胎龄组约以每周1 cm速度增长；上、下蚓高度、面积均于36～38周之间增长速度最快，32～34周最慢，且研究中发现上蚓高度发育始终大于下蚓。于小脑横切面蚓部与后颅窝池比值较为恒定，于29～32周之间增长速度最快，36～39周处于平衡期。而随着胎龄增加，蚓部与四脑室前后径比值不恒定，出现不同程度波动，与胎龄之间的相关度也最弱，考虑可能是由于胎儿第四脑室在生长发育过程中形态结构变化较大，加上扫描及测量层面选取有所不同，差异较大所致。以上结论与前人研究结果具有良好一致性[1，11]，MRI可较为精准地评价胎儿蚓部发育情况，但临床工作中也要综合考虑超声、染色体等其他检查结果，随诊复查以除外后颅窝正常变异，如大枕大池等。

随着胎龄增加BV角总体呈现减小趋势(r=-0.66，P＜0.05)，其中23～27周BV角最大(本组未计入23周前病例)，后蚓部逐渐内旋至32周达最小值，后轻度外旋，于36周左右逐渐恢复至适宜角度。而BT角度和胎龄之间没有显著的相关性(r=0.04，P＞0.05)，且获得的数据中存在较多离散值与极端值，提示胎儿蚓部发育过程中，蚓部旋转角度与小脑幕插入角度可能并无关联，具体原因有待进一步研究。

3.4 本研究不足之处

本研究856例胎儿MR均选自孕中、晚期(23～40周)，由于胎龄组选取有所限制，23周前胎儿早期脑发育情况缺乏细致研究[12-13]；并且40周胎儿大多已分娩，目前搜集到的病例数较少，仅有17胎。蚓部面积依靠手动描点法勾画ROI，基于不同操作者，描点范围可能存在差异，加上胎儿个体差异性，误差难以避免。随着MR 3D重建成像及容积测量技术发展，已有学者通过运动自由扫描，手工分割，和不准确的厚切片插值技术，测量小脑体积，线性尺寸和局部表面曲率，进一步完善了胎儿小脑在宫内的发展轨迹[11，13-15]，但胎儿蚓部结构细小，加上MRI空间分辨率及扫描层厚等因素影响，都加大了蚓部重建难度。目前胎儿MRI主选取1.5 T磁共振扫描，加上胎动影响，图像分辨率有待提高，为解决这一问题，有学者利用胎儿标本，分别使用7.0 T和3.0 T MR扫描，得到的小脑图像更加清晰、准确，较少受到胎动伪影干扰[16-18]，但高场强MR应用于临床实践，尚需经过长时间努力及反复实验研究以实现降低SAR值和噪声，确保对母胎安全无害[12，19]。

图2 A：小脑蚓前后径随胎龄变化箱式图；B：上蚓高度随胎龄变化箱式图；C：下蚓高度随胎龄变化箱式图；D：蚓部面积随胎龄变化箱式图；E：蚓部长度与后颅窝池深度比值随胎龄变化箱式图；F：蚓部长度与第四脑室前后径比值随胎龄变化箱式图；G：小脑蚓部与脑干背侧切线之间夹角(BVº)随胎龄变化箱式图；H：小脑幕切迹与脑干背侧切线之间夹角(BTº)随胎龄变化箱式图Fig. 2 A: Box shape chart of vermis diameter with gestational age. B: Box shape chart of superior vermis height with gestational age. C: Box shape chart of inferior vermis height with gestational age. D: Box shape chart of area with gestational age. E: Box shape chart of vermis/posterior cranial fossa with gestational age. F: Box shape chart of vermis/anterior posterior diameter of the four ventricle with gestational age. G: Box shape chart of BV° with gestational age. H: Box shape chart of BT° with gestational age.

综上可见，胎儿MRI是重要的产前补充检查，不仅可以明确、完善超声诊断结果，而且可以可靠地描绘胎儿蚓部的解剖结构，依据规范的参考数据，动态地评价蚓部发育，更好地辅助临床工作。

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