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第六章 颅脑、脊髓先天性疾病
第一节 脑裂、脑沟和脑回发育畸形
一、无脑回-巨脑回畸形
【概述】
无脑回畸形(lissencephaly)是一种以神经元移行障碍、4层皮质结构、脑表面光滑为特征的先天性发育畸形,又称平滑脑。
本病可能是由于基因突变导致一个或多个基因位点的分子反应发生变化,导致神经元移行障碍。本病临床显型与基因缺陷的类型,皮质、异位灰质的位置、厚度、数量有关,包括:无脑回畸形Ⅰ型、X-连锁无脑回畸形(双层皮质)、巨脑回-无脑回畸形、带状灰质异位症,其中无脑回合并额颞叶巨脑回畸形最常见。
无脑回畸形是近亲婚配最常见的神经元移行障碍之一;其他致病原因还包括感染(巨细胞病毒)或毒素(乙醇、射线),导致反应性神经胶质增生、巨噬细胞浸润,干扰神经元移行和皮质形成。
【临床特点】
本病发生率为出生活婴(1~4)∶100 000,严重畸形于婴儿期发现,轻度畸形可于年长儿或成人期发现。无脑回畸形临床表现为发育延迟、癫痫。带状灰质异位症皮质发育良好时,癫痫症状出现晚,认知功能可正常。可合并心脏或面部畸形。
大体病理可见皮质厚度、脑回数量、成熟度不同,皮质下白质厚度不同。镜下可见4层皮质结构,包括表浅分子或边缘层、外侧神经元皮质、细胞稀疏层和深部神经元皮质;脑白质稀疏以及皮质脊髓束发育不良,橄榄核异位等。
【影像检查技术及优选】
CT可显示病变部位,MRI是最佳检查方法,MRI薄层3D SPGR序列对本病的敏感性高,MRS有助于疾病的诊断。
【影像学表现】
1.CT
(1)无脑回畸形:
表现为深部皮质与细胞稀疏层较厚,而外侧皮质薄,外侧裂变浅,大脑呈“漏钟”状或“8字形”,其中以顶叶、枕叶最明显。
(2)巨脑回-无脑回畸形:
即不完全无脑回畸形,最常见,可见正常皮质形成,病变区域表现为宽大的脑回和较浅的脑沟。
(3)带状灰质异位症:
表现为皮质下不对称分布的较薄灰质带,平行于皮质分布,深部灰质带厚,外侧皮质薄或正常,或深部灰质带薄或分布较局限,外侧皮质正常。
(4)继发于巨细胞病毒感染:
表现为皮质变薄,皮质下可见钙化斑。
(5)X-连锁无脑回畸形:
以额叶下部和颞叶最常见。
2.MRI
脑室轻至中度扩大。T 1WI可清晰显示灰白质界限,细胞稀疏层信号减低,厚的深部灰质带信号可类似髓鞘化白质。T 2WI可显示各层结构,尤其是新生儿期,细胞稀疏层信号升高(图1-6-1,图1-6-2)。继发于巨细胞病毒感染者,外侧皮质变薄,GRE-T 2 *可见皮质下白质内钙化。MRS显示受累皮质NAA峰降低。
3.PET
内侧皮质葡萄糖摄取率高于外侧皮质(胎儿模式)。
【诊断要点】
影像学特征典型,表现与基因缺陷的类型、致病原因以及病变的严重程度有关。
【鉴别诊断】
主要与Ⅱ型无脑回畸形(“鹅卵石”样无脑回畸形)相鉴别,后者大脑表面呈“鹅卵石”样,合并小脑、眼部异常及先天性肌营养不良,典型临床症状结合影像学表现可确诊本病。
图1-6-1 无脑回畸形
a、b.MRI平扫示深部皮质与白质细胞稀疏层较厚,而外侧皮质薄,外侧裂变浅,大脑呈“漏钟”状或“8字形”
图1-6-2 无脑回-巨脑回畸形
a、b.MRI平扫示额叶可见正常皮质形成,颞枕叶表现为宽大的脑回和较浅的脑沟
二、多小脑回畸形
【概述】
多小脑回畸形(polymicrogyria)是指脑回迂曲增多伴有灰质增厚。本病为神经元移行晚期、皮质组织形成时期的发育异常,神经元抵达皮质,但分布紊乱,形成许多小的波纹状脑回,皮质未分层或呈4层细胞结构。
【临床特点】
本病由多种原因引起,包括宫内感染、缺氧、中毒、与双胎或基因突变相关的血管异常等。大体病理可见病变区域多发的小脑回,形态紊乱。镜下可见多小脑回畸形,最常累及4~5层皮质结构,畸形脑回表面呈胚胎期柔脑膜血管结构,皮质下髓鞘形成或皮质内纤维异常,癫痫病灶位于邻近多小脑回畸形的周围区域,而不是发育不良的皮质内。
常见于40%难治性癫痫患儿,发病年龄与基因变异的严重程度及其临床显型有关,X-连锁遗传畸形常见于男性患儿。双侧发生者占60%,70%发生于额叶。常见临床表现包括双侧面咽舌咀嚼肌瘫、发育延迟、癫痫、轻偏瘫,癫痫严重程度与病变严重程度有关。本病常合并脑裂畸形、巨脑畸形及Chiari Ⅱ型畸形等。
【影像检查技术与优选】
多小脑回畸形的影像学表现受脑成熟度、断层扫描层厚影响。CT可显示病变的范围和特点,对合并钙化敏感性高。MRI使用3D-SPGR序列具有多平面成像、软组织分辨率高的优势,因此是诊断本病的最佳影像学方法。
【影像学表现】
1.CT
病变常见于外侧裂周围区域,平扫可见病变区域有较多数量的小脑回,或为皮质明显增厚,脑沟变浅或变平;当合并巨细胞病毒感染时,可见脑室旁钙化或皮质钙化。
2.MRI
T 1WI显示病变区域皮质表面不规则,灰白质界限不清,脑沟变浅、消失,可表现为增厚(5~7mm)的弧形皮质,伴灰白质交界不规则。由于受髓鞘形成的影响,T 2WI有2种影像学表现:年龄< 12个月的患儿显示病变区域皮质呈波纹状,但厚度正常(2~3mm);年龄> 18个月的患儿显示病变区域皮质增厚(5~8mm),表面凹凸不平,并可见髓鞘发育延迟、皮质内翻等(图1-6-3)。T 2 FLAIR显示发育不良的白质呈高信号,并可见增宽血管周围间隙。增强后可见病变区域发育不良的柔脑膜强化。MRV显示病变区域永存胚胎性血管。MRS显示癫痫灶NAA下降,但也可正常。
图1-6-3 多小脑回畸形
a、b.MRI平扫示双侧额顶叶皮质增厚(5~8mm),表面凹凸不平,脑沟变浅,皮质白质交界不规则。c.矢状位示病变区域皮质呈波纹状
【鉴别诊断】
本病需要与巨脑回畸形相鉴别,巨脑回畸形表现为皮质中重度增厚,脑沟浅,脑回宽大,皮质表面光滑,而多小脑回畸形皮质深部皱褶显著是影像学鉴别的主要依据。
三、前脑无裂畸形
【概述】
前脑无裂畸形(holoprosencephaly,HPE)是一组以大脑半球分裂和憩室化障碍以及面部中线区分裂障碍为特征的发育畸形。
本病是致畸因子和基因共同作用的结果,常见致畸因素包括母体糖尿病、孕早期出血、异卵双胎、射线暴露史和染色体异常,如13三体综合征、18三体综合征;基因研究表明至少4个不同位点的基因变异与本病发生有关。
【临床特点】
本病发病率约占存活新生儿的1/16 000,男女发病比例相等。严重病例合并中线面裂,眼距窄,最严重者呈独眼、喙鼻畸形。面部表现多提示存在脑部畸形,严重的面部畸形常伴有严重的脑部畸形,临床表现与畸形的严重程度有关,多出现强直、手足徐动和精神发育迟缓。鼻梁呈扁平状,可伴有梨状孔狭窄,偶尔可以伴有单个中央上门牙。
【影像检查技术与优选】
CT对颅骨、合并面部畸形的显示优于MRI,扫描范围应包括整个头颅,以发现可能合并的面部畸形。而MRI多平面扫描能清晰地显示中线结构的发育情况,为本病首选检查方法。
【影像学表现】
1.CT
(1)无脑叶型:
小头畸形,透明隔缺如,侧脑室融合呈“新月”形的单脑室,松果体上隐窝扩大,形成背囊,占据大部分颅腔,与单脑室相沟通,脑组织前部呈扁平“薄饼”状,丘脑融合,第三脑室缺如,大脑半球间裂、外侧裂消失,大脑镰、胼胝体缺如。
(2)半脑叶型:
透明隔缺如,单脑室,可合并背囊。海马结构发育不全,侧脑室颞角形成,但发育不完全,大脑前部脑组织融合,丘脑可部分分离,可见较小的第三脑室,大脑半球间裂、大脑镰部分形成,位于大脑后部,胼胝体后部形成,体部、膝部缺如。
(3)脑叶型:
透明隔缺如,侧脑室形态几乎正常,侧脑室额角发育不良,海马结构发育完全或近似完全,侧脑室颞角较半脑叶型发育好,大脑额部半球间裂、大脑镰形成,但额部大脑镰可发育不良,丘脑分离,第三脑室完全形成,胼胝体体部后1/2形成。骨窗图像显示额缝早闭,形成单一额板,眼距窄,不同程度的视神经管发育不良,筛窦、鸡冠缺如或发育不良以及腭裂畸形。
(4)半球中央变异型:
又称端脑融合畸形(syntelencephaly),双侧大脑半球于额叶后部和/或顶叶融合,而额叶前部、枕叶半球间裂多发育正常,融合部位半球间裂、大脑镰缺如。双侧外侧裂池畸形成角并加深,跨越大脑顶部,并于中线区相沟通。胼胝体体部畸形程度最严重,而膝部和压部受累相对较轻,前脑底部结构如下丘脑、双侧基底节区结构发育正常。
2.MRI
显示各型前脑无裂畸形表现与CT相似(图1-6-4),T 1WI可行高分辨率扫描评估严重程度。外侧裂角(sylvian,SA)可反映额叶的发育情况,用于评估前脑无裂畸形的严重程度,SA增大提示额叶发育较少。T 2WI显示髓鞘发育延迟,大脑半球间裂前部皮质下灰质异位,冠状位可见不同程度的嗅神经发育不良或缺如。DTI有助于辨认白质束。MRA可显示单一大脑前动脉,或大脑前动脉缺如。MRV显示上矢状窦、下矢状窦、直窦缺如以及大脑皮质静脉、深部静脉直接引流入窦汇。
【诊断要点】
前脑无裂畸形为一组表现不同的前脑发育畸形,各种类型之间没有明显的界限,胼胝体的发育大致呈自前向后的过程,胼胝体后部形成而前部缺如仅见于前脑无裂畸形,可视为本病的特征之一,同时胼胝体的发育情况可作为本病的指征之一。
【鉴别诊断】
本病应与严重脑积水、胼胝体发育不良、透明隔缺失鉴别,严重脑积水表现为头围增大,脑室扩张,颅骨下方可见薄层皮质残留,但大脑镰存在。而胼胝体发育不良可表现为双侧脑室体部呈平行状且形态扩张,双侧脑室额角形态狭小且明显分离,半球间裂加深,可与第三脑室相连,故与本病不同。透明隔缺失时呈假性单脑室,但大脑前动脉无异常。
图1-6-4 半脑叶型前脑无裂畸形
a~d.MRI平扫示透明隔缺如,大脑前部脑组织融合,第三脑室前部被没有分裂的丘脑填塞,额叶小,外侧裂浅,胼胝体压部形成,体部、膝部缺如
四、脑裂畸形
【概述】
脑裂畸形(schizencephaly)为神经元移行早期阶段生发基质形成障碍所致,形成脑实质内自皮质表面向脑室(软脑膜-室管膜)延伸的裂隙,裂隙周围覆盖发育不良的灰质结构。根据裂隙形态分为开唇型和闭唇型。50%以上的脑裂畸形为双侧发生,其中60%为双侧开唇型,单侧发生者2/3为开唇型。可伴有小头畸形、斜头畸形、海马畸形、胼胝体畸形、视-隔发育不良以及中枢神经系统以外的发育畸形。
本病可为获得性或遗传因素所致,获得性可为宫内巨细胞病毒感染、同种免疫性血小板减少症及腮腺炎病毒导致,位于10q26.1的调节基因 EMX2异常为本病的遗传因素。病理表现为大脑皮质沿裂隙折入,裂隙表面衬以异位灰质,裂隙起自脑室室管膜,贯穿脑白质后到达软脑膜,软脑膜与室管膜相连,裂隙内由脑脊液充填。裂隙多位于额顶叶的中央前回及中央后回附近。镜下可见神经胶质瘢痕,但较小,正常皮质分层结构消失,可见多小脑回畸形或灰质异位。
图1-6-5 开唇型脑裂畸形
a~d.MRI平扫示右侧大脑半球内异常裂隙,裂隙呈脑脊液密度,裂隙周围可见不规则灰质
【临床特点】
临床表现包括癫痫、轻度运动障碍,严重发育延迟、轻瘫、强直。
【影像检查技术与优选】
CT可以显示病变的范围和特点,MRI可多平面成像,可以较好显示裂隙的形态以及灰白质结构,为本病最佳的影像学方法。
【影像学表现】
1.CT
病变常见于大脑中央沟周围的额叶、顶叶,平扫显示大脑半球内异常裂隙,裂隙呈脑脊液密度,裂隙周围灰质可呈稍高密度,侧脑室外侧壁呈幕状突起。闭唇型裂隙窄,两侧灰质并行排列,相互靠近。开唇型裂隙宽大,大小不一,有时可类似脑积水表现。开唇型可合并颅骨膨胀、变薄,为脑脊液搏动所致。增强后裂隙周围可见原始静脉显影(发育性静脉异常)。
2.MRI
髓鞘形成以前,T 1WI发现裂隙周围灰质有一定困难。闭唇型于T 1WI显示裂隙周围灰质不规则,似“卵石”样,灰白质界限不清或不规则。开唇型裂隙宽大,呈楔形或双凹透镜样(图1-6-5),裂隙周围灰质有时难以识别。T 2WI显示裂隙周围灰质覆盖,呈低信号,髓鞘形成以后,灰白质界限显示更清晰。增强后可显示伴随的发育性静脉异常。MRA可显示大脑中动脉呈“烛台”样,靠近裂隙壁。
【诊断要点】
典型影像学表现为皮质表面向脑室延伸的裂隙,裂隙周围覆盖发育不良的灰质结构,进行MRI多平面扫描有助于观察裂隙形态及其周围覆盖的发育不良的灰质结构。
【鉴别诊断】
闭唇型脑裂畸形需与灰质异位症鉴别,MRI多平面成像可较好显示裂隙的形态,对应裂隙侧脑室壁呈幕状突起。开唇型脑裂畸形应与脑穿通畸形鉴别,最关键的鉴别点为开唇型脑裂畸形的裂隙周围覆盖灰质结构,且与大脑皮质相延续。脑穿通畸形囊肿壁为结缔组织,形态多不规则。
五、脑穿通畸形
【概述】
脑穿通畸形(porencephaly)为胎儿晚期、围产期损伤导致的脑实质内空洞形成,病变可与侧脑室、蛛网膜下隙相沟通。脑穿通畸形分为先天性和后天性,先天性与胚胎期发育异常、母体孕期营养障碍和遗传因素有关,后天性多为颅脑外伤、产伤、各种血管性或感染性病变、颅脑手术所致。大体病理显示病灶为充满脑脊液的囊腔,囊壁光滑,表面衬以白质,或部分紧贴颅骨,囊内有时可见血管束穿过,皮质、脑室周围白质有一定程度的缺失,颅骨可呈进行性膨胀。镜下可见脑组织完全液化坏死,血管退化成纤维束。
【临床特点】
本病大多数为散发病例,少部分为家族性发病,呈常染色体显性遗传;常在儿童期被发现,男女发病比率一致,在早产儿、难产儿中发病率最高。临床症状取决于囊肿的大小和部位,早期表现为头围增大,晚期可出现手部症状、轻偏瘫或肌张力障碍、发育延迟、癫痫等,合并畸形包括海马硬化和遗传性血小板减少症。
【影像检查技术与优选】
CT或MRI均能显示病变的囊腔及其与邻近组织关系,是诊断该病的主要方法。MRI组织对比分辨率高,容易区分灰白质,是诊断本病的首选影像学检查方法。
【影像学表现】
1.CT
病变可发生于脑实质内任何位置,可累及任一动脉供血区(皮髓质同时受累),或累及室管膜下静脉引流区(白质受累),或仅累及深部白质。平扫显示脑实质内囊腔,常与一侧侧脑室相通,呈脑脊液密度,表面衬以白质,大小不等,相邻脑室、脑沟增宽,增强后囊内无强化。CTA显示囊内可有小血管穿行。
2.MRI
T 1WI显示脑实质内囊腔,呈脑脊液信号,表面衬以白质(图1-6-6)。T 2 FLAIR显示囊腔周围少量神经胶质增生。
【诊断要点】
本病常继发于胎儿晚期、围产期损伤,影像学检查显示囊腔位于脑实质内,周围衬以白质,占位效应不明显。
【鉴别诊断】
本病应与巨大蛛网膜囊肿和脑裂畸形相鉴别。巨大蛛网膜囊肿多位于脑沟、脑裂及脑池周围,不与脑室沟通,有明显占位效应,相邻脑实质可有受压改变。脑裂畸形与本病最主要的鉴别点为脑裂畸形的裂隙周围衬以异位灰质,而脑穿通畸形壁为结缔组织,一般不难鉴别。
图1-6-6 脑穿通畸形
a、b.胎儿MRI平扫示大脑半球内异常脑脊液信号影,与侧脑室枕角相通,周围衬以白质;c~e.MRI平扫示右侧大脑半球内异常囊性脑脊液信号影,与右侧侧脑室相连,周围衬以白质
六、灰质异位症
【概述】
灰质异位症(gray matter heterotopia)是指神经元自室管膜下生发基质向皮层移行过程中断或终止,灰质团块停留于异常位置所致。异位的灰质结节在室管膜下到皮质下均可发生,可孤立存在,也可与其他畸形并存。
灰质异位症可由多种原因引起,包括基因异常、血管性、感染性和环境因素。根据发生时期不同,病理上可表现为无脑回-单灶结节性灰质异位的多种表现,严重病例表现为永存胎儿期柔脑膜血供。镜下可见发育不成熟或发育不良的多种神经元细胞,兴奋性神经元回路多于抑制性神经元回路以及相邻区域的白质显微结构异常。
【临床特点】
新生儿尸检中,本病发病率占中枢神经系统畸形的17%。严重病例,婴儿期即出现癫痫,程度较轻的病例或单发皮层下结节可无症状,仅在影像学检查或尸检中偶然发现,男性患儿合并X-连锁畸形时,可有严重的脑部畸形,预后较差。临床表现为认知障碍、癫痫发作,发生时间、严重程度与异位灰质的位置、数量有关。
【影像检查技术与优选】
CT可显示病灶发生的部位和特点,但MRI组织对比分辨率较高,容易区分灰白质,特别在T 1WI上异位灰质显示更加明显,故MRI是诊断本病的首选影像学检查方法。
【影像学表现】
1.CT
平扫显示病灶与正常灰质呈等密度。异位灰质可发生于室管膜下至软脑膜下任何区域,呈局灶性或弥漫性。室管膜下灰质异位症最常见,表现为灰质结节邻近脑室或突入脑室内(图1-6-7)。皮层下灰质异位症表现为局灶性异位灰质结节,较大的病灶可类似肿瘤,病灶上方常见皮层变薄、发育不良,线样的灰质团块可与皮层、脑室表面相延续。
2.MRI
无论在T 1WI或T 2WI,均显示病灶与灰质呈等信号(图1-6-8),边缘清晰或模糊。于T 2WI显示皮层下病变与皮层、脑室表面相延续,DTI纤维束成像显示白质纤维穿过带状异位灰质。MRS显示胆碱、NAA有变化。
图1-6-7 灰质异位症
CT平扫示带状灰质结节突入侧脑室内
图1-6-8 灰质异位症
a、b.MRI平扫示左侧侧脑室室管膜下可见多发结节状灰质信号影凸向侧脑室内
3.PET
灰质异位症病灶葡萄糖摄取与正常皮层相同或高于正常皮层。
【诊断要点】
灰质异位症是常见的先天畸形,常合并其他畸形发生,病变呈灰质密度或信号,增强扫描无强化为其特征,影像学表现与基因缺陷的类型、致病原因以及病变的严重程度有关,各种类型之间有时难以区分,基因诊断有帮助。
【鉴别诊断】
灰质异位需要与结节性硬化症、脑内或室管膜下转移性病变相区别。结节性硬化症的室管膜下结节常伴有钙化,呈高密度,少数结节呈等密度。室管膜下转移瘤常有原发肿瘤病史,种植灶明显强化伴水肿可资鉴别。
七、局灶性皮质发育不良
【概述】
局灶性脑皮质发育不良(focal cortical dysplasia,FCD)是皮层发育畸形的一种,基本表现是大脑皮层局灶性结构异常。
目前局灶性皮质发育不良发病机制不清,可能与哺乳动物西罗莫司靶蛋白及相关通路及人乳头状病毒感染有关。病理改变包括分层结构异常、细胞结构异常,分层结构异常如层状结构紊乱、柱状结构紊乱、白质内和/或分子层内神经元数目增多等,细胞结构异常包括出现巨大神经元、不成熟神经元、异形神经元和气球细胞等。
根据神经病理学特征及MRI的特点,本病主要分为三种类型:Ⅰ型存在分层异常但无异形神经元,Ⅱ型表现为同时存在分层异常和异形神经元,Ⅲ型为在Ⅰ型基础上伴随其他疾病,Ⅲa伴发海马硬化为癫痫责任病灶,Ⅲb伴发癫痫相关肿瘤,Ⅲc伴发病灶附近血管畸形,Ⅲd伴有早年获得性致痫灶为责任病灶(如外伤、缺血性损伤、脑炎等),ⅢNOS型为伴有临床或影像学表现可疑责任病灶,但不能获得或不能进行神经病理学检查者。
【临床特点】
本病是儿童难治性癫痫的最常见病因,可表现为神经功能障碍,认知损害及癫痫,其中早发癫痫的患者智力缺损程度相对较高。
【影像检查技术与优选】
CT可显示病灶发生的部位和部分特点,但MRI组织对比分辨率较高,容易区分灰白质,同时可以观察白质内异常信号,特别在T 2WI中白质内的异常信号显示更加明显,故MRI是诊断本病的首选影像学检查方法。高场强MRI(如3.0T)及多平面扫描或重建可以帮助提高该病的检出率。
【影像学表现】
1.CT
表现为病变处皮层增厚、灰白质分界不清及异常沟回结构等。
2.MRI
Ⅰ型由于病变微小,常规MRI扫描难以发现明确异常,Ⅱ型MRI表现较为典型,主要表现包括灰白质分界不清、皮层增厚、异常的沟回结构、位于皮层下或白质的异常信号,异常信号可表现为皮层下或白质内T 2WI、T 2 FLAIR高信号从皮质向侧脑室延伸,并逐渐变细,为FCD的特征性表现(图1-6-9),也可表现为皮层下或白质的高信号影,或皮层轻微高信号。绝大多数病灶无强化。
【诊断要点】
根据典型临床及影像表现,诊断并不困难,最终确诊有赖于术后病理。
【鉴别诊断】
本病需和累及皮质的低级别胶质瘤相鉴别,根据皮质增厚、灰白质分界模糊及脑沟回形态,以及无占位效应、周围水肿等表现,可做出FCD的诊断。