脑白质病影像学诊断

脑白质病影像学诊断 一、概论 有多种疾病累及中枢神经系统的脑白质而脑白质病灶又分为原发和继发性两类。继发于中枢神经系统感染、中毒、变性和外伤等疾病的白质病灶属继发性脑白质病原发于脑白质的疾病称原发性脑白质病简称脑白质病。脑白质病按发病时髓鞘是否发育成熟再进一步分为2类 1. 先天性和遗传性脑白质病 此类脑白质病通常又称之为脑白质营养不良或遗传性脑白质营养不良髓磷脂的产生、维持和分解异常是脑白质髓鞘形成障碍的病因。这类疾病通常包括肾上腺脑白质营养不良、异染性脑白质营养不良、类球状细胞型脑白质营养不良、海绵状脑病、亚历山大病、皮质外轴突发育不良等。 2.获得性脑白质病 获得性脑白质病主要指已经发育成熟的正常髓磷脂被破坏即脑白质脱髓鞘疾病。它主要包括多发硬化、进行性多灶性脑白质病、急性散发性脑脊髓炎、亚急性硬化性全脑炎、桥脑中央髓鞘溶解症、胼胝体变性、皮层下动脉硬化性脑病和同心圆硬化等。 二、正常脑白质的结构、发育及影像诊断 一 脑白质的结构 脑白质主要由神经纤维构成而神经纤维分有髓和无髓两种。有髓神经纤维的外周有髓样结构包裹称之为髓鞘。在电子显微镜下髓鞘由少突胶质细胞突起末端的扁薄膜包卷轴突而形成。一个少突胶质细胞有多个突起分别包卷多个轴突其胞体位于神经纤维之间。一个轴突可被邻近几个少突胶质细胞的突起包绕这些突起相互融合形成轴突外层“绝缘”的髓鞘。髓鞘伴轴突一起生长并反复包卷轴突多次形成多层同心圆的螺旋“板层”样结构其主要化学成份是类脂质和蛋白质习惯上称之为髓磷脂。由于类脂质约占髓鞘的80呈嫌水性带离子的水不容易通过而起“绝 脑白质的缘”作用。当其受损时较多水进入髓磷脂内引起脑白质的水含量增加。 二发育 髓鞘形成是脑白质发育的最后阶段。胎儿在宫内第3个月6个月期间自脊神经根和脊索、从尾侧向头侧发展开始形成髓鞘。出生时已经有相当数量的髓磷脂位于脑干、桥脑臂、内囊后肢和半卵圆中心的放射冠等部位。其成熟过程主要发生于出生后并持续到20岁以前脑白质的髓鞘终生都在改建。后天性脑白质疾病的病灶在脑内呈弥散分布通常病灶较小不引起脑形态结构的显著改变但是各种脑白质病的晚期均导致脑萎缩。少数先天性脑白质疾病可引起脑体积增大多数亦不引起脑的形态改变。 三影像学现 1MRI表现 MRI 是显示脑发育过程中脑内各种解剖结构形态变化的最佳影像学手段显示脑白质髓鞘发育成熟过程也以MRI为首选。在T1加权像上无髓鞘的脑白质呈低信号随髓磷脂出现并成熟脑白质逐渐变为高信号。相反在T2加权像上无髓鞘脑白质呈高信号随髓磷脂成熟脑白质信号强度逐渐下降。通常在出生后头6个月8个月监测髓磷脂发育以T1加权像为佳而出生6个月后则以T2加权像更为敏感。 脑白质各部位髓鞘形成和成熟并非同步进行而有先后顺序。足月健康新生儿在丘脑、小脑臂有髓磷脂沉积1个月后内囊后肢也可见到髓磷脂沉积6个月时在视放射区、内囊前肢、放射冠及中央前回均显示有髓磷脂沉积8个月时额顶叶脑白质出现髓磷脂沉积1岁时颞叶亦见髓磷脂沉积。1岁以后髓鞘形成向周围逐渐扩大至10岁时髓鞘形成才趋于完全。其发生顺序有一定的规律一般从下向上、从后向前、从中心向周边。10岁以后虽然髓鞘有轻微变化在 MRI图像上脑白质的信号变化已经不明显。 2岁以内正常发育的小儿根据MRI图像上脑灰白质信号强度对比形式MRI表现可分为3种类型 1婴儿型生后8个月内MRI T2加权像显示脑白质信号强度高于灰质与正常成人所见相反。 2等信号型生后8个月12个月T2加权像显示脑白质与脑灰质呈等信号灰白质的信号强度差异不显著。 3早成人型生后12个月2岁T2加权像显示脑白质信号强度稍低于脑灰质至2岁时脑白质信号强度接近成人呈低信号。 2. CT表现 新生儿2 岁CT显示脑白质的密度较高与灰质的对比度较差2岁以后逐渐接近成年人脑白质小密度减低与灰质的对比度加大。 三、脑白质疾病的影像学诊断 1传统X线诊断 X线平片检查能显示海绵状脑病所致的进行性头颅增大对其它类型的脑白质疾病均无阳性发现。脑室及气脑造影可显示脑白质疾病晚期脑萎缩的改变。当多发硬化斑块较大时脑血管造影可显示有血管移位但多数脑白质疾病病灶的血管造影像呈阴性改变。总之传统X线检查对脑白质疾病的诊断价值非常有限。 2.CT诊断 CT具有高密度分辨率和空间分辨率平扫即可较清晰区分大脑半球和小脑半球的白质和灰质增强CT扫描则可增加脑白质病灶的显示能力。但是CT的软组织对比分辨率较低显示脑干和小脑不佳。所以CT不能完全显示某些脑白质病灶、其定位和定性诊断能力均受限。 3.MRI诊断 MRI 是显示脑白质及白质病灶最敏感的方法以T2加权像更为敏感。除横断位外还应包括冠状断扫描有些病理变化仅在冠状断T2加权像上才能充分显示。T2加权像显示的髓磷脂沉积过程与尸检切片髓磷脂染色所见相关良好。在矢状断像上MRI可显示脑干脑白质的发育情况。若常规扫描发现脑白质信号异常可行增强扫描以确定病灶的严重程度、活动性和进行鉴别诊断。 四、脑白质病影像学诊断的各论 一脱髓鞘性脑白质病 尽管脱髓鞘性疾病的病因与发病机理尚未完全阐明但目前大多数作者认为该类疾病属于自身免疫性疾病的范畴也有人认为可能与病毒感染有关。 1.多发硬化 多发性硬化是中枢神经系统脱髓鞘疾病中最常见的一种类型患者脑和脊髓内发生多灶性脱髓鞘斑块为其主要表现。本病的病程较长多呈迁延性、进行性加重的趋势部分患者的病程表现为反复发作和缓解交替进行。 1病因与病理 本病的病因不甚明了多系病毒感染、特别是慢病毒感染诱发的自身免疫性疾病。此外遗传及环境因素例如寒冷、外伤和食物中毒等亦可能与本病有关。MS的好发年龄为20岁40岁多见于女性女男1.41.9:1。 本病的病灶主要位于脑和脊髓的白质内呈弥散分布。大脑半球大体观可正常部分人有脑回轻度萎缩及脑沟增宽切面可见大小不等的软化坏死灶和边缘清楚的灰色斑块以侧脑室周围和小脑多见。显微镜检查早期病灶区髓鞘崩解局部水肿血管周围有淋巴细胞、浆细胞浸润等炎症反应。中期随髓鞘崩解产物被吞噬细胞逐渐清除形成斑点状软化坏死灶可见格子细胞形成和轴索消失。晚期病灶区有胶质细胞与星形细胞增生网状与胶原纤维增生形成边界清楚的灰色斑块直径一般在0.1cm4.5cm。病灶可新旧并存。重症、晚期患者可见脑室扩大脑回变平脑沟增宽和脊髓变细等脑脊髓萎缩改变。偶尔MS可伴胶质瘤肿瘤起源于多发硬化的斑块。 2影像学诊断 多发硬化影像学检查目为协助临床作出诊断和排除临床表现类似多发硬化的其它疾病。 1CT诊断 急性期或复发加重期CT平扫显示侧室周围尤其在前角和后角旁、皮质下显示多发、数mm至45cm大小不等的低密度斑大多数病灶无占位效应少数低密度灶周围有水肿可引起轻度的占位表现。增强扫描低密度斑多呈均匀强化、少数环状强化。静止期低密度病灶无占位效应无强化。少数患者平扫无异常所见经大剂量滴注对比剂延迟扫描可见小强化斑。晚期病例CT 显示低密度病灶边界清楚、不强化3550的病例伴脑室扩大脑沟增宽脑回变平等脑萎缩改变。多发硬化可各期病灶并存CT常同时发现低密度和等密度病灶增强扫描有或无强化以及脑萎缩等多种表现。若病灶累及小脑和脑干因骨质伪影干扰常难以显示病灶加之因部分容积效应漏诊小病灶使CT的诊断敏感性有所降低。 2MRI诊断 MRI能清晰显示MS病灶大小、形态和分布T1加权像见多发斑点状低信号病灶通常与侧脑室壁垂直排列与脑室周围白质内小血管的走行方向一致。陈旧性斑块呈等信号。 由于多发硬化是少突神经胶质-血管髓磷脂复合疾病因此有5者皮质和基底节亦受累半卵圆中心的病灶可有占位效应。脊髓病灶呈长条形与脊髓长轴走行一致一般脊髓不增粗。T2加权像病灶呈高信号边缘清晰。质子密度加权像有利于显示靠近脑室边缘、脑干及小脑MS病灶。Gd-DTPA增强扫描T1加权像急性脱髓鞘病灶强化陈旧病灶无强化。 MRI可判断MS的分期MRI显示病灶大小不变、病灶缩小或数目减少则提示为缓解期若病灶增大或数目增多则提示病情加重。MRI还可用来随访治疗效果。 3儿童和青少年型多发硬化的影像学诊断 此型罕见与成人型有所不同?少年型女性多见女男51?少年型多累及脊髓小脑和脑干?少年型病程短少见脑萎缩与铁的异常沉积。 3影像学鉴别诊断 MS主要需要与下列疾病在影像学上进行鉴别 1皮层下动脉硬化性脑病 CT表现为脑室旁和半卵圆中心脑白质密度减低MRI为异常信号围绕侧脑室呈大片状其边缘多模糊不清可伴有脑深部腔隙软化灶无占位效应增强扫描无强化。 2多发脑梗死 3脑炎 可累及脑的任何部位但以颞叶受累最为常见。CT平扫为片状低密度MRI为异常信号多为一侧性病灶周围有水肿带并有占位效应。增强扫 进行性多灶性脑白质病 进行性描大部分病灶呈轻度边缘强化、或无明显强化。 2. 多灶性脑白质病PML是一种罕见的进行性中枢神经系统多发脱髓鞘疾病多见于慢性淋巴性白血病、淋巴瘤、肾移植后、结核、结节病、系统性红斑狼疮和巨球蛋白血症等患者发病年龄多在40岁60岁之间男性多于女性。 1病因与病理 已证明乳多空病毒科的JC病毒和SV-40Simian Virus 猴病毒是进行性多灶性脑白质病的病原体临床上病毒携带者是否发病还与机体有免疫异常有关。 病理上大脑白质有广泛多发脱髓鞘改变呈散在不对称性分布小脑、脑干与脊髓病灶较少见病灶内有少枝胶质细胞破坏和星形细胞核变性晚期病灶呈囊性萎缩。超微结构免疫荧光法及原位杂交研究表明乳多空病毒感染免疫抑制患者脑星形细胞和少突神经胶质细胞为本病的病因。 2影像学诊断 CT 平扫显示多发病灶远离脑室系统位于皮层下脑白质好发于顶枕部分布不均。早期病灶呈圆形或椭圆形随后病灶逐渐融合、扩大。病灶呈低密度境界不清无占位效应。增强扫描多数病灶不强化极少数可有强化表现。病程晚期可出现脑萎缩改变。MRI显示病灶T1加权像呈低信号T2加权像为均匀高信号边界清楚。少数患者有胼胝体水肿和病灶内出血。艾滋病并发本病者有50同时累及脑灰质。 四影像学鉴别诊断 本病缺乏特异性最终依靠脑活检或尸体解剖确诊影像学应注意与其它脑白质病相鉴别。病灶多发且远离脑室周围好发于顶枕皮质下白质内有逐步融合增大趋势是本病较具特征性的影像学征象有鉴别诊断意义但是本病很难与其它感染性脱髓鞘疾病相鉴别。 3.急性散发性脑脊髓炎 急性散发性脑脊髓炎ADEM是一种发生在感染后例如麻疹、风疹、天花、流行性感冒等疾病的中枢神经系统脱髓鞘疾病又称感染后脑脊髓炎。偶发于牛痘、狂犬病疫苗接种后。本病可累及任何年龄组但多见于儿童与青年无明显性别差异。 1病因与病理 本病有病毒直接侵犯中枢神经系统和病毒感染后诱发自身免疫反应两种发病学说。 病理检查示病灶可位于脑白质的任何部位但主要在大脑和脊髓白质呈散发性分布。病灶中心是扩张的小静脉静脉周围脑组织有脱髓鞘改变小胶质细胞增生和炎性细胞浸润病灶可融合成大片软化坏死区。 2治疗和预后 本病早期使用皮质类固醇能有效控制症状严重患者在急性期死亡死亡率在1030之间。多数人病后10天开始恢复其中90完全恢复部分患者可自愈。 3影像学诊断 早期CT检查可阴性。急性期CT平扫示两侧大脑半球白质、特别是半卵圆中心有弥漫低密度病灶边界不清周围有水肿。继之病灶不断蔓延、融合可 挤压脑室使之变小。增强扫描病灶无强化。慢性期有弥漫性脑萎缩。MRI病灶呈异常信号边缘呈波浪状境界清楚。 4影像学鉴别诊断 本病缺乏特异性的影像学表现常需结合临床及实验室检查与急性、亚急性感染性脑炎弥漫性硬化进行性多灶性脑白质病等相鉴别。 4.亚急性硬化性全脑炎 亚急性硬化性全脑炎SSPE是由麻疹病毒引起的一种罕见脑部慢性感染多见于儿童或青少年。 1病因与病理 目前公认本病由麻疹病毒引起其发病机理尚未清楚。 病理上本病广泛累及大脑白质与灰质也可侵犯脑干、小脑、丘脑及颈髓。大体观脑外表正常触之较硬可有弥漫性脑萎缩以额、颞叶为著皮质偶有小灶坏死。镜下见神经细胞广泛变性、坏死细胞数目明显减少有噬神经细胞像血管周围淋巴细胞和浆细胞严重浸润胶质细胞增生明显伴有白质脱髓鞘改变。有时在神经细胞及胶质细胞的胞核中及胞浆内可见特征性的嗜酸性包涵体。有三种基本病理类型1以包涵体和炎症改变为主2病灶累及白质胶质增生和脱髓鞘显著3脑白质及灰质均受累慢性或病程较长者以白质脱髓鞘改变为主亚急性或病程较短者包涵体显著。 患者血清中有高水平抗麻疹病毒抗体脑脊液免疫电泳示γ球蛋白增 抗麻疹病毒抗体滴度升高。荧光抗体技术在脑脊液中查出麻疹高超过总蛋白量的20 病毒抗原。 2影像学诊断 本病的CT表现与临床病程有关。早期发病后2个月6个月CT可表现正常或脑组织弥漫肿胀增强扫描亦未见异常强化。病程中期6个月16个月CT示大脑实质1个叶或多叶大片状低密度病灶增强扫描多发小片状强化无占位征象。病程晚期17个月以后可见两侧大脑实质内有低密度区有累及灰白质的弥漫性脑萎缩。 MRI发现病灶比CT敏感多数患者早期即有阳性改变。表现为大脑皮层和皮层下脑白质的多发斑片状病灶T1加权像呈低或等信号T2加权像为高信号增强扫描少数病例有脑膜或脑实质强化。晚期累及脑室周围白质。胼胝体、丘脑、基底节及脑干亦可受累。本病的影像学改变无特异性。 5.桥脑中央髓鞘溶解症 桥脑中央髓鞘溶解症CPM是一种罕见的脱髓鞘疾病好发于慢性酒精中毒者病因不明。 1病理 病理表现为桥脑基底部中央处对称性脱髓鞘从中缝处开始向两侧发展髓鞘脱失严重但神经细胞与轴突仍相对完整无炎性反应。显微镜下主要表现为髓鞘破坏神经元、轴索和血管相对完好胶质细胞的胞浆肿胀和核浓缩。病灶可扩散至桥脑被盖并向上波及中脑不累及软脑膜下及脑室周围区。除桥脑外约10的病例在基底节、丘脑、皮层下白质、半卵圆中心、胼胝体和小脑亦可见散在的脱髓鞘病灶。 本病患者多在发病后数日或数周内死亡。 2影像学诊断 CT平扫示桥脑基底部低密度区无占位效应一般不侵犯中脑和向后侵犯中央纤维束。病灶常累及前额叶偶可累及外侧基底节、丘脑、大脑皮层下白质增强扫描病灶无强化。 MRI 平扫示急性期患者桥脑上部中央出现三角形、或对称性圆形、卵圆形T1加权像低信号T2加权像高信号的病灶增强扫描有显著异常强化不累及脑室周围白质区但大脑皮层下白质、半卵圆中心、胼胝体、丘脑、纹状体、中脑和小脑可见散在异常信号病灶。MRI为本病首选影像学检查方法。 3影像学鉴别诊断 本病需与发生于脑干的多发性硬化、脑梗死、脑干炎症及脑干肿瘤鉴别。 二髓鞘发育不良性脑白质病 髓鞘形成不良性疾病分别由染色体遗传缺陷、酶缺乏或先天性代谢障碍而导致中枢神经系统出现斑块状或弥漫性的髓鞘脱失又称为脑白质营养不良或白质脑病。 1.肾上腺脑白质营养不良 肾上腺脑白质营养不良ALD是一种伴性隐性遗传性疾病为过氧化体病的一种。 1病因和病理 本病由脂肪代谢紊乱所致患者体内缺乏乙酰辅酶A合成酶不能将特长链脂肪酸切断使之在组织中、尤其在脑和肾上腺皮质沉积导致脑白质和肾上腺皮质破坏。患者多 为3岁12岁儿童偶见于成人。 脑病理改变皮质正常或萎缩有弥漫性脑白质减少引起脑室中至重度扩大顶、枕及颞后脑白质内有对称性脱髓鞘改变可累及胼胝体、视神经、视束、穹隆柱、海马连合和部分皮层下的弓形纤维。后累及额叶病灶多两侧不对称。显微镜下观察脱髓鞘病灶内可见许多气球样巨噬细胞形成经Sudan?染色呈桔红色。血管周围有炎性改变并可见钙质沉积。电镜下显示巨噬细胞、胶质细胞内有特异性的层状胞浆含体。患者还有肾上腺萎缩及发育不全电镜下肾上腺皮质细胞见胞浆含体其形态特征与脑巨噬细胞相同。 肾上腺及脑的活组织检有确诊价值。本病无特异治疗手段以对症和支持疗法为主。患者的预后不佳常于发病后15年内死亡。 2影像学诊断 CT 平扫示两侧侧脑室三角区周围脑白质内有大片对称性低密度似“蝶翼”样胼胝体压部密度降低呈横行带状低密度影将两侧大脑半球的“蝶翼”样结构连接起来。病灶内可见多个点状钙化灶多位于三角区周围。增强扫描有花边样强化它将低密度区分隔成中央和周缘区中央区密度略低于周缘区。随病程发展可有脑萎缩以白质为主。 MRI显示病灶呈T1加权低信号、T2加权像高信号改变常经胼胝体压部连接两侧三角区病灶呈现“蝶翼”样形状病灶的轮廓比CT更清晰。增强扫描的强化表现与CT相似。 3影像学鉴别诊断 本病晚期大脑白质普遍出现异常改变、无强化时仅凭影像学表现很难与其它脱髓鞘疾病鉴别。 2.异染性脑白质营养不良 异染性脑白质营养不良MLD亦称硫脂沉积症为先天性硫脂代谢性疾病。 1病因和病理 本病是一种常染色体隐性遗传性疾病常于婴儿期、青春期及成年早期起病患者缺乏芳香硫酸脂酶A不能将硫酸脂分解成脑脂和无机硫而沉积于少枝胶质细胞膜上引起髓鞘形成障碍和广泛脱失。 病理示大脑和小脑白质区广泛对称性严重脱髓鞘基底节区、脑干及脊髓也有弥漫性脱髓鞘轴突数量明显减少少突胶质细胞显著减少乃至消失而纤维型胶质细胞增生。应用甲苯胺蓝染色后病灶区有红紫色异染颗粒为本病的特征并由此得名。这些异染颗粒主要沉积在白质和吞噬细胞、少突胶质细胞内亦见于周围神经、肾、肝、胆囊、睾丸、垂体、脾及骨髓中。 脑、肝、肾及周围神经组织活检见异染颗粒尿斑点试验证实有过量硫脂尿硫脂苷酶A及静脉血白细胞内此酶的活力降低可作出诊断。本病无特异疗法。 2影像学诊断 小儿型两侧大脑半球脑室周围及半卵圆中心脑白质密度弥漫减低形态不规则无占位效应无强化可有脑萎缩改变。成人型上述改变较轻个别人无异常改变。MRI T1加权像病灶呈低信号、T2加权像为高信号改变可累及内囊后肢和其它白质通路、小脑和脑干伴弥漫性脑萎缩。 3影像学鉴别诊断 本病的CT表现缺乏特异性MRI示本病不累及皮层下弓形纤维有助于与其它遗传性脑白质发育不良疾病鉴别。 3.类球状细胞型脑白质营养不良 类球状细胞型脑白质营养不良GCL又称Krabbe’氏病或半乳糖脑苷脂沉积症是一种罕见的常染色体隐性遗传病。 1病因和病理 本病由半乳糖脑苷脂β-半乳糖苷酶缺乏引起神经脂质代谢障碍所致。该酶含半乳糖脑苷脂和神经鞘氨醇半乳糖苷两种基质本病导致此两种基质异常沉积使髓鞘的髓磷脂大量丧失、或完全不能髓鞘化。 本病的病理特征为巨大球形细胞含多个核PAS染色阳性可为脂质染料染色呈丛集状散布于脑白质内部充满半乳糖脑苷脂引起脱髓鞘、神经胶质增生及轴突消失。病变首先累及脑室周围白质及半卵圆中心丘脑和尾状核体部继之累及桥脑、小脑齿状核等大脑皮层的灰质受累较轻。晚期可见明显的髓鞘脱失、轴突退变、胶原化、纤维化与脑萎缩。 患者脑、肝、脾、肾活检发现半乳糖脑苷脂β-半乳糖苷酶缺乏可确诊本病。 本病尚无特效治疗方法患者常于发病后1年内死亡。 2影像学诊断 CT平扫早期可见两 侧丘脑、尾状核和放射冠呈对称性高密度改变.