MRI测量顶叶体积的生理和病理意义

来源:医学影像学杂志 2021.12.13
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作者:马轶,李坤成,首都医科大学宣武医院放射科

 

顶叶位于大脑中部,毗邻额叶、枕叶、颞叶和岛叶,是大脑的重要组成部分,顶叶与感觉、视觉、听觉信息、语言、运用、计算、空间认知、情境记忆和创造性等多种脑功能密切相关。MRI的软组织对比度最好,空间分辨力较高,是测量脑结构的“金标准”影像学方法。

 

1.顶叶的影像解剖分界

 

以中央沟为界,顶叶与其前方的额叶相邻。中央沟是大脑半球最明显的脑沟,在横断位图像上位于前上三分之二的部位,形似字母“Ω”,在矢状位图像上,位于大脑半球上缘的中份。顶叶后方与枕叶相连,二者以顶枕沟与枕前切迹(枕极前下缘)的连线为界。顶枕沟在矢状位图像显示清晰,从正中矢状位至大脑半球背侧斜向下走行。

 

顶叶下方与颞叶相连,二者的前下界为外侧沟,是大脑半球外侧面最具标志性的脑沟;后下界为外侧沟后支末端到顶枕沟与枕前切迹连线中点的连线。顶叶深部脑白质与岛叶相邻,其分界为岛叶顶盖及上环岛沟。顶叶外侧面有中央后回、顶上小叶和顶下小叶。中央后回位于中央沟与中央后沟之间,顶上小叶位于顶内沟上方,顶下小叶位于顶内沟下方。顶下小叶又分为包绕外侧沟末端的缘上回和包绕颞上沟末端的角回。

 

顶叶内侧面可见旁中央小叶后部,这是中央后回移行至大脑半球内侧面的部分,位于中央旁沟与缘支之间;楔前叶位于缘支与顶枕沟之间,其下界为顶下沟。中央后回和旁中央小叶后部是初级躯体感觉中枢,接受丘脑发出的纤维,能精确感受对侧半身痛、温、触、压、位置和运动觉。角回是视觉性语言中枢,主要功能是字义理解;角回、缘上回与颞上回、颞中回后部共同构成听觉语言中枢,主要功能是理解语言,二者损害分别引起失读症和感觉性失语。

 

2.不同生理条件下顶叶体积的差异

 

2.1脑体积的性别差异

 

文献报道全脑体积有性别差异,鉴于顶叶是大脑重要组成部分,推断也应该符合此规律。国外有研究报道男性大脑体积比女性约大10%,这种差异还体现在男性神经元数量超过女性16%。虽然曾有人认为男性智力水平高于女性,但是随后绝大多数研究表明男女性的智力差异可以忽略不计。

 

据推测,男性大脑容量更大与男性视觉空间能力更强等有关。但也有报道认为女性大脑更为复杂,例如女性大脑灰白质比率更高,这将减少神经元的连接,使神经元数量相对较多,尽管对这个比率还没有明确的功能解释。有学者认为:女性大脑灰白质比率更高,是相对于颅腔较小的适应性进化结果,表现为神经资源的计算能力,而不是信息传递能力更强。但迄今为止,尚无证据表明灰白质比率与个体认知能力强弱有关。已知大脑智力无性别差异,而特定空间技能(如三维物体操作能力等)男性更强,差异有统计学意义。

 

2.2脑体积的年龄差异

 

目前已知,伴随年龄增长、脑体积逐渐减小。有文献报道男性随年龄增长,右额叶后部脑萎缩较女性更为严重;男性右颞叶中部、左基底节区、顶叶和小脑也有与年龄相关的萎缩,而女性上述脑区则没有随年龄增加的萎缩。有学者认为在颞叶、丘脑、枕叶和小脑,左半球脑体积显著小于右半球;性别和年龄不影响这些脑区体积的两侧半球差异。

 

具体分析大脑不同亚区,伴随衰老脑萎缩的性别差异程度各不相同。男性与年龄相关脑萎缩比女性更多见。此外,虽然顶叶是端脑的一个独立脑叶,但它与其它脑叶、丘脑、胼胝体等很多结构都密切相连,具体脑功能区常由顶叶与其他脑区共同组成。文献报道顶叶的不同脑区体积与年龄的相关性结果也不尽相同。

 

例如:有文献报道梭状回、颞叶下部和顶叶上部皮层体积与年龄增加的相关性较弱,海马、中央后回、前额叶脑白质和顶上小叶脑白质受年龄的影响也很弱;而海马旁回、前扣带回、顶下小叶、中央前回、顶下小叶白质则与年龄无显著相关。

 

2.3脑体积的侧别差异

 

文献报道顶上小叶、梭状回、眶额回、中央后回和前额叶脑白质呈右侧偏侧化(即右侧体积更大);背侧前额叶、海马旁回、顶下小叶和距状旁回、顶叶脑白质呈左偏侧化(左侧体积略大于右侧)。对脑白质而言,前额叶和中央后回皮层下白质右侧偏大,而顶下小叶下部左侧偏大;前额叶和顶叶灰质显示了混合的外侧差异模式,即背外侧前额叶左侧较大,而右眶额皮质体积较大;左侧顶下小叶较右侧更大,而顶叶上部皮质则表现相反。笔者尚未查到关于顶叶左右侧别差异的文献报道。

 

3.病理条件下顶叶体积改变

 

3.1阿尔兹海默病

 

阿尔兹海默病(Alzheimer's disease,AD)及其临床前期:轻度认知障碍(mild cognitive impairment,MCI)的主要病理改变之一是脑萎缩,通常先累及内颞叶。按照受累顺序依次为:左颞叶内侧结构(包括海马、海马旁回、梭形回和杏仁核)萎缩,双侧颞叶外侧结构(包括颞上回、颞中回和颞下回)、左顶叶外侧结构(包括顶下小叶的角回和缘上回)。左侧大脑半球顶下小叶的角回,颞叶的颞上回、颞中回等脑区的萎缩,对AD有独立预测价值,顶叶外侧皮质萎缩属于AD晚期的特征性表现。

 

3.2精神分裂症

 

精神分裂症(schizophrenia,SP)患者顶叶体积减少,尤其顶上小叶和中央后回白质更为明显。SP患者缘上回体积减少,导致正常人的左侧偏侧化消失(呈左右对称),躯体感觉皮层体积减少也是SP的常见表现,后顶叶体积减少对无明显精神病症状者的诊断至关重要。在慢性SP患者,正常人角回体积左偏侧化被逆转,而呈右偏侧化。有报道首次发病的SP患者,左角回灰质体积小于正常人的14.8%,认为角回萎缩可能是SP的神经解剖指标。

 

有研究认为正常顶下小叶有性别差异,男性体积稍大,呈左偏侧化。而男性SP患者的顶下小叶体积逆转为右偏侧化,表现为左侧顶下小叶灰质体积明显小于正常参考值;而女性SP患者的左偏侧化则无改变。

 

3.3累及脑的遗传类疾病

 

累及脑的遗传类疾病也可出现脑体积改变。例如威廉斯综合征(williams syndrome,WS)是一种罕见遗传性智力迟钝,由染色体7q11.23区段部分缺失引起,患儿有认知障碍和各种身体异常,其总脑体积显著减少(11~13%)、旋转改变和成人脑的不寻常形状等,脑萎缩以白质更为严。

 

MRI检查显示额叶体积相对正常,顶、枕叶体积减少,但小脑体积不变的特征性表现。有研究提示本病患者的右侧枕叶灰质体积减少、顶叶灰质体积增加;还有报告认为双侧顶上小叶灰质体积均减少。特纳综合征(Turner syndrome,TS)是由X染色体完全或部分缺失引起的遗传性疾病,女性特纳综合征的双侧顶叶(特别是顶上小叶和中央后回)体积均减少,使患儿产生视觉空间和视觉运动缺陷,但缘上回或角回体积无异常改变,故患儿的语义和句法处理功能不受累。

 

TS双侧中央后回体积减少,由于中央后回除具有躯体感觉功能外,还参与包括视觉运动学习和空间工作记忆等功能,故女性TS患儿无体感功能异常,但与其智商评分分数低相关。

 

总之,顶叶体积测量具有重要生理和病理意义。对MCIAD,SP等重大疾病的诊断和评价有重要价值。

 

来源:马轶,李坤成.MRI测量顶叶体积的生理和病理意义[J].医学影像学杂志,2021,31(03):521-523.