55例脑皮质发育畸形患儿颅脑3.0T MRI的图像分析

高云云，杨素君，王巍巍，丁芳芳，王华锋

邯郸市中心医院，河北邯郸056001

脑皮质发育畸形是皮质在发育的不同阶段因遗传及环境因素而导致的多种类型大脑结构异常[1]，是儿童癫痫的重要病因。研究[2]显示，难治性儿童癫痫中25%～40%是由脑皮质发育畸形所致，75%的脑皮质发育畸形患者可发生癫痫发作。因此，认识和鉴别脑皮质发育畸形在临床实践中尤为重要。3.0T MRI软组织分辨力高、灰白质对比度好，具有多方位成像的特点，与1.5T MRI、低场强MRI和CT检查相比，能更加清晰的显示灰白质结构和异常信号，为诊断和评估脑皮质发育畸形提供了一种敏感和安全的检查方法。我们选取了55例经3.0T MRI检查确诊为脑皮质发育畸形患儿的影像资料，现对其影像表现作回顾性分析，总结其影像特征，为临床诊断和分类提供依据。

1 资料分析

1.1 临床资料 选取2015年1月～2019年4月邯郸市中心医院经颅脑3.0T MRI检查确诊为脑皮质发育畸形的患儿55例，其中男33例、女22例，平均年龄5.2岁(2个月～18岁)。55例患儿中，临床表现为癫痫30例、间断抽搐10例、智力运动发育迟滞8例、肌张力异常2例、头颅大2例、脑瘫1例、头痛1例、头晕1例。患儿均采用Siemens Magnetom Skyra 3.0T超导型磁共振扫描仪进行常规MRI平扫，其中20例进行3D高分辨T1WI序列扫描。常规MRI平扫序列包括：①轴位液体衰减反转恢复序列T1WI：TR 2 000 ms，TE 9 ms，TI 900 ms；②轴位快速自旋回波序列T2WI：TR 3 700 ms，TE 103 ms；③轴位液体衰减反转恢复序列T2-FLAIR：TR 8 500 ms，TE 85 ms，TI 2 440 ms。以上序列层厚均为5.0 mm，层间隔为1.0 mm，体素大小为0.3 mm×0.3 mm×5 mm，FOV为23 cm×23 cm，激励次数1次。3D高分辨T1WI采用轴位三维磁化准备快速梯度回波(mMPRAGE)序列：TR 2 000 ms，TE 2.43 ms，TI 900 ms，FOV为22.4 cm×22.4 cm，体素大小为1 mm×1 mm×1 mm，层厚为1 mm，激励次数1次，共采集176层，无间隔。

1.2 3.0T MRI图像表现 55例脑皮质发育畸形的患儿中，3.0T MRI图像提示半侧巨脑畸形2例、局灶性皮质发育不良12例(额叶6例、颞叶3例、双侧额顶叶多发2例、左侧颞岛叶1例)、结节硬化性皮层错构瘤8例、无脑回-巨脑回畸形6例(巨脑回畸形5例、无脑回畸形1例)、灰质异位9例(室管膜下型灰质异位7例、皮层下局灶型灰质异位2例)、多小脑回畸形12例(外侧裂周围型8例、额顶叶型2例、额叶型2例)、脑裂畸形6例(开唇型脑裂畸形4例、闭唇型脑裂畸形2例)。

半侧巨脑畸形的3.0T MRI图像表现为左侧大脑半球体积增大，皮质增厚，白质容量增多，多小脑回改变，同侧侧脑室增大，同侧额角伸直指向前外方，如图1A所示。

9例局灶性皮质发育不良的3.0T MRI图像表现为局限性皮层增厚，皮层下白质T1WI序列低信号、T2WI序列及FLAIR序列高信号，灰白质分界模糊，Transmantle征，如图1B所示。余3例常规MRI平扫无信号改变，3D高分辨T1WI序列扫描表现为局限性皮层增厚。

7例年龄>2岁患儿结节硬化性皮层错构瘤的3.0T MRI图像表现为大脑半球皮层及皮层下多发结节，T1WI序列呈等或稍低信号，T2WI序列及FLAIR序列呈高信号，如图1C所示。余1例6月龄患儿表现为大脑半球皮层及皮层下多发结节，T1WI序列呈高信号，T2WI序列呈低信号。

巨脑回畸形表现为脑回增宽、平坦，脑沟浅少，皮质增厚，白质减少，灰白质交界面光滑，其中3例为双侧额叶对称分布(如图1D所示)，2例为双侧大脑半球对称分布。无脑回畸形表现为双侧大脑表面光滑，脑沟、脑回消失，皮质明显增厚，白质减少，脑呈“8”形，蛛网膜下腔增宽，脑室扩大。

室管膜下型灰质异位的3.0T MRI图像表现为侧脑室室管膜下多个光滑的灰质信号结节(如图1E所示)，其中2例常规MRI平扫仅表现为双侧侧脑室形态欠自然，3D高分辨T1WI序列扫描表现为双侧侧脑室微小结节状灰质信号。皮层下局灶型灰质异位表现为皮层下结节状灰质信号，1例位于左侧额叶，1例位于左侧颞叶。

多小脑回畸形的3.0T MRI图像表现为脑回增多、细小，脑沟浅，脑皮质增厚，脑皮质表面不规则，灰白质交界面不规则毛糙，如图1F所示。其中1例局限性多小脑回畸形常规MRI平扫仅显示局限性脑皮质形态欠自然，局限性脑沟形态异常，3D高分辨T1WI序列扫描显示局限性皮质略增厚，脑回增多、细小，脑沟浅。

脑裂畸形的3.0T MRI图像表现为大脑半球的异常裂隙从侧脑室室管膜延伸到皮层表面软脑膜，裂隙内衬不规则增厚的异位灰质。2例闭唇型脑裂畸形(均为右侧)的裂隙前后壁相贴，裂隙与侧脑室连接处可见浅凹，如图1G所示。4例开唇型脑裂畸形(单侧3例、双侧1例)的裂隙内充满脑脊液，合并透明隔缺如，如图1H所示。

注：A为1例半侧巨脑畸形的3.0T MRI图像；B为1例局灶性皮质发育不良的3.0T MRI图像；C为1例结节硬化性皮层错构瘤的3.0T MRI图像；D为1例无脑回-巨脑回畸形的3.0T MRI图像；E为1例灰质异位的3.0T MRI图像；F为1例多小脑回畸形的3.0T MRI图像；G为1例闭唇型脑裂畸形的3.0T MRI图像；H为1例开唇型脑裂畸形的3.0T MRI图像。

2 讨论

大脑皮质的发育是一个复杂的过程，包括3个阶段：神经元增殖分化、神经元移行以及皮质组织化。Barkovich等[3]按照皮质发育过程中受到干扰阶段的不同将皮质发育畸形分为3类：神经元增殖分化阶段异常可导致半侧巨脑畸形、局灶性皮质发育不良、结节硬化性皮层错构瘤，神经元移行阶段异常可导致无脑回-巨脑回畸形、灰质异位，皮质组织化阶段异常(包括后期神经元移行异常)常可导致多小脑回畸形、脑裂畸形。脑皮质发育畸形的确切病因尚未有定论，近期研究[2]发现，大多数脑皮质发育畸形是由遗传因素所致，宫内感染和缺血也可导致大脑皮质发育异常。据研究[4]报道，超过100种基因与皮质发育畸形相关，生物学通路复杂多样。

2.1 半侧巨脑畸形 是一侧大脑半球全部或部分由于异常细胞增殖导致的错构瘤样过度增生所致[5]，组织学改变包括多小脑回、灰质异位、皮质分层异常、形态异常神经元、气球样细胞、灰白质分界模糊以及神经元和星形胶质细胞增生[2]。刘斋等[6]总结半侧巨脑畸形的MRI表现：①一侧大脑半球体积增大，半球部分或全部受累，中线偏向健侧；②患侧大脑皮质增厚，白质容量增多，灰白质分界不清，常合并巨脑回、多小脑回畸形、灰质异位；③患侧侧脑室增大，其额角伸直指向前外方；④患侧大脑半球白质内长T1、长T2信号，为胶质增生所致；⑤患侧枕叶明显增大并越过中线至对侧大脑半球的特异性征象(枕叶征)。本研究中2例患儿的3.0T MRI图像表现与上述描述基本一致，但缺乏枕叶征，原因在于半侧巨脑畸形未累及枕叶。

2.2 局灶性皮质发育不良 Taylor等[7]于1971年首先报道了该病，难治性癫痫中一半以上的患儿病灶被切除后病理学确诊为局灶性皮质发育不良[8]。局灶性皮质发育不良的病理组织学改变包括皮质结构紊乱和出现异常神经元，根据神经元形态分为巨大神经元、形态异常神经元和气球样细胞[9]。局灶性皮质发育不良的影像诊断主要依靠MRI，表现为局灶性皮层增厚或变薄、灰白质分界模糊、皮层或皮层下白质T2/FLAIR信号增高、Transmantle征和脑沟不规则。Transmantle征指皮层下白质“漏斗状”异常信号指向侧脑室，是局灶性皮质发育不良的特征性表现。本研究中局灶性皮质发育不良的3.0T MRI图像表现与文献[10]报道一致，且9例可见Transmantle征。本研究中3例无信号改变的局灶性皮质发育不良于常规3.0T MRI上无法确诊，行3D高分辨T1WI序列扫描后显示局限性皮质增厚，说明高分辨MRI有助于确诊无信号改变的微小型局灶性皮质发育不良。

2.3 结节硬化性皮层错构瘤 结节硬化性皮层错构瘤是常染色体显性遗传、多系统受累的神经皮肤综合征，最常受累器官是脑，典型脑内病变包括皮层错构瘤、室管膜下结节、室管膜下巨细胞星形细胞瘤和白质异常[11]。皮层错构瘤是由于神经元和胶质细胞异常增殖所致[12]，病理学基础是皮质分层结构紊乱、出现气球样细胞和巨大神经元以及髓鞘形成减少[5]。皮层错构瘤的MRI表现取决于髓鞘形成的阶段，1岁以内皮层错构瘤T1WI序列呈高信号、T2WI序列呈低信号，随着年龄增大，皮层错构瘤逐渐转变为T1WI序列低或等信号、T2WI序列高信号，18月龄以后表现为T1WI序列低信号、T2WI序列高信号[5]。皮层错构瘤也可钙化，且钙化数量随年龄增长而增多，钙化皮层错构瘤T2WI序列呈低信号。本研究中，有1例6月龄患儿皮层错构瘤T1WI序列高信号、T2WI序列低信号，余7例患儿年龄均>2岁，皮层错构瘤呈T1WI序列低信号、T2WI序列高信号。

2.4 无脑回-巨脑回畸形 二者属于同一类但程度不同的神经元移行障碍引起的畸形。研究[13]显示，无脑回畸形病理学上为4层皮质结构，即分子层、外细胞层、细胞疏松层和内细胞层，取代了正常的6层皮质结构。无脑回畸形MRI表现为双侧大脑表面光滑，脑沟脑回消失，皮质明显增厚，白质减少，脑呈“8”字型，蛛网膜下腔增宽，脑室扩大。巨脑回畸形MRI表现为脑回增宽、平坦，脑沟浅少，皮质增厚，白质减少，灰白质交界面光滑。二者可合并存在，即在无脑回的基础上合并巨脑回。本组巨脑回畸形较多(5例)，仅1例无脑回畸形，推测原因可能是无脑回畸形属严重的神经元移行异常，患儿常在出生后不久死亡，而巨脑回畸形相对而言程度较轻，患儿存活期长。

2.5 灰质异位 胚胎发育过程中神经元移行受阻，使得神经元在异常部位聚集，包括室管膜下、白质内和皮层下。目前详细发病机制尚未完全明确，多认为与放射状胶质纤维的完整性有关，细胞外基质黏附因子、神经递质、神经生长因子等也参与了其发生过程[14，15]。临床上根据MRI特点将灰质异位分为3型[15]：①室管膜下型灰质异位，表现为室管膜下单发或多发的结节状灰质信号突入到脑室腔内，导致脑室壁形态不规则，结节可对称分布亦可不对称分布，可分散分布亦可连续分布；②皮层下局灶型灰质异位，表现为皮层下边缘不规则、形态各异的灰质信号肿块；③层状灰质异位，表现为带状灰质信号位于大脑皮层与侧脑室之间，形成“双皮层”状。异位灰质在MRI所有序列中信号均与灰质相同，增强扫描无强化。本研究中室管膜下型较多，与袁飞等[15]统计结果相符。本研究中未见层状灰质异位，原因可能在于孕期超声的普遍应用以及胎儿MRI检查，对层状灰质异位的检出率较高。本研究中，2例室管膜下型灰质异位于常规3.0T MRI平扫无法诊断，仅显示侧脑室形态欠自然，3D高分辨T1WI序列扫描显示侧脑室室管膜下微小类圆形灰质信号结节，说明高分辨MRI显示不典型微小的灰质异位更佳。

2.6 多小脑回畸形 神经元移行后期和皮层组织化早期的正常皮层发育过程中断，导致大脑皮层深部层面神经元异常发育而形成许多小的脑回，其病因尚不完全明确，可能与基因突变有关[16]。研究[16,17]发现，双侧外侧裂周围型多小脑回畸形的发生与3个基因位点即Xq21.33-q23、22q11.2、Xq28有关。多小脑回畸形病理上以皮质分层排列异常和过度折叠为特征，皮质分层排列异常表现为正常皮层6层分层结构消失，代之以不呈层状排列或呈4层层状排列，同时脑沟紊乱[16,18]。MRI表现为脑回增多、细小，脑沟浅，脑皮质增厚，脑皮质表面不规则，灰白质交界面不规则毛糙。Levent等[18]根据MRI图像上多小脑回畸形在大脑的分布状态将其分为5型：外侧裂周围型、弥漫型、额叶型、合并侧脑室周围结节状灰质异位型、矢状窦旁顶枕叶型，其中外侧裂周围型最常见，占61%。本研究中外侧裂周围型占66%，与Levent等[18]及刘斋等[19]所述相符。本研究中，1例局限性多小脑回畸形在常规3.0T MRI平扫上仅显示局限性脑皮质形态欠自然、局限性脑沟形态异常，3D高分辨T1WI序列扫描后确诊为多小脑回畸形，说明高分辨MRI有助于鉴别局限性多小脑回畸形。

2.7 脑裂畸形 脑裂畸形是指大脑半球的异常裂隙，从侧脑室的室管膜下延伸到皮层表面的软脑膜，裂隙内衬不规则增厚的异位灰质。脑裂畸形可为单侧，也可双侧[5]。按照裂隙的融合程度分为2型：①闭唇型脑裂畸形指裂隙前后壁相贴，几乎不分离，裂隙内衬灰质，两端可轻度凹陷；②开唇型脑裂畸形指裂隙前后壁彼此分离，裂隙间充满脑脊液，裂隙内衬灰质不规则增厚[20]。大脑半球异常裂隙与侧脑室连接处可见一浅凹，是闭唇型脑裂畸形中一个有用征象，提示脑裂与侧脑室是连续的，借此征象可与大脑贯穿性灰质异位和多小脑回畸形的深部皱褶相鉴别[21]，本研究中2例闭唇型脑裂畸形均可见浅凹征象。研究[2]显示，脑裂畸形中70%可合并透明隔发育不全。本研究中4例开唇型脑裂畸形均可见透明隔缺如。

脑裂畸形均可见“扰的综上所述，脑皮质发育畸形是一组不均质的中枢神经系统发育畸形，包括多种类型的结构异常，3.0T MRI图像表现多样，半侧巨脑畸形表现为一侧大脑半球体积增大及皮质发育不良，局灶性皮质发育不良表现为局限性皮层增厚、灰白质分界模糊及皮层下白质信号改变，结节硬化性皮层错构瘤表现为皮质结节T1WI序列低信号、T2WI序列高信号，巨脑回畸形表现为脑回增宽、皮质增厚，无脑回畸形表现为脑表面光滑、无脑沟脑回、皮质增厚，灰质异位表现为室管膜下、皮层下结节状灰质信号病灶，多小脑回畸形表现为脑回增多细小、皮质增厚及皮质表面不规则，脑裂畸形表现为大脑半球的异常裂隙从侧脑室的室管膜下延伸到皮层表面的软脑膜。3.0T MRI能清晰显示脑皮质发育畸形的影像特征，对其早期准确诊断和分类有重要价值。