Study of cerebral cortex development in very preterm infants using three-dimensional neurosonography

Aim of the study was to establish methodological procedures and standards for evaluating cerebral gyri and sulci formation in very preterm infants using three-dimensional neurosonography. 40 preterm infants (16 from singleton and 24 from a multiple pregnancy) born during the period from 25 to 31 week of gestation were investigated (295 ultrasound examinations in total). Three-dimensional neurosonography was performed weekly starting from 1-3 days of newborn life (Voluson i, GE Healthcare, USA). Cerebral structures, timing of appearance, and peculiarities of sulci formation were studied. Cingulate sulcus was visualized at 27 week of postconceptional age, superior frontal sulcus - at 32 week in 27 (67.5%) and at 33 weeks in 39 (97.5%) patients. Fragments of parieto-occipital and calcarine sulci were visualized from the birth. Superior temporal sulcus in most cases was clearly visualized at 31 week of postconceptional age, insular sulci - at 34 weeks, olfactory sulci - at 27 week, orbital sulci - at 32 week in 5 (12.5%) and at 34 week in 39 (97.5%) patients. Statistically significant differences in terms of initial identification of studied infants brain sulci in multiple and singleton pregnancies have not been found.

ультразвуковая диагностика, трехмерная нейросонография, глубоко недоношенный новорожденный, кора головного мозга, поясная борозда, верхняя лобная борозда, теменно-затылочная борозда, шпорная борозда, верхняя височная борозда, обонятельная борозда, орбитальная борозда, островок, борозды островка, постконцептуальный возраст, ultrasound, three-dimensional neurosonography, very preterm infant, cerebral cortex, cingulate sulcus, superior frontal sulcus, parieto-occipital sulcus, calcarine sulcus, superior temporal sulcus, olfactory sulcus, orbital sulcus, insula, insular sulci, postconceptional age

1. Chi J.G., Dooling E.C., Gilles F.H. Gyral development of the human brain // Ann. Neurol. 1977. V. 1. No. 1. P. 86-93.

2. Ono M., Kubik S., Abernathey C.D. Atlas of the Cerebral Sulci. NY: Thieme, 1990. 218 p.

3. Galaburda A.M., Bellugi U.V. Multi-level analysis of cortical neuroanatomy in Williams syndrome // J. Cogn. Neurosci. 2000. V. 12. Suppl. 1. P. 74-88.

4. Van Essen D.C., Dierker D., Snyder A.Z., Raichle M.E., Reiss A.L., Korenberg J. Symmetry of cortical folding abnormalities in Williams syndrome revealed by surface-based analyses // J. Neurosci. 2006. V. 26. No. 20. P. 5470-5483.

5. Cachia A., Paillere-Martinot M.L., Galinowski A., Januel D., de Beaurepaire R., Bellivier F., Artiges E., Andoh J., Bartres-Faz D., Duchesnay E., Riviere D., Plaze M., Mangin J.F., Martinot J.L. Cortical folding abnormalities in schizophrenia patients with resistant auditory hallucinations // Neuroimage. 2008. V. 39. No. 3. P. 927-935.

6. Nordahl C.W., Dierker D., Mostafavi I., Schumann C.M., Rivera S.M., Amaral D.G., Van Essen D.C. Cortical folding abnormalities in autism revealed by surface-based morphometry // J. Neurosci. 2007. V. 27. No. 43. P. 11725-11735.

7. Garel C., Chantrel E., Brisse H., Elmaleh M., Luton D., Oury J.F., Sebag G., Hassan M. Fetal cerebral cortex: normal gestational landmarks identified using prenatal MR imaging // AJNR. 2001. V. 22. No. 1. P. 184-189.

8. Pistorius L.R., Stoutenbeek P., Groenendaal F., de Vries L., Manten G., Mulder E., Visser G. Grade and symmetry of normal fetal cortical development: a longitudinal two- and three-dimensional ultrasound study // Ultrasound Obstet. Gynecol. 2010. V. 36. No. 6. P. 700-708. Doi: 10.1002/uog.7705.

9. Klebermass-Schrehof K., Moerth S., Vergesslich-Rothschild K., Fuiko R., Brandstetter S., Jilma B., Berger A., Haiden N. Regional cortical development in very low birth weight infants with normal neurodevelopmental outcome assessed by 3Dultrasound // J. Perinatol. 2013. V. 33. No. 7. P. 533-537.

10. Larroque B., Ancel P.Y., Marret S., Marchand L., Andre M., Arnaud C., Pierrat V., Roze J.C., Messer J., Thiriez G., Burguet A., Picaud J.C., Breart G., Kaminski M.; EPIPAGE Study group. Neurodevelopmental disabilities and special care of 5-year-old children born before 33 weeks of gestation (the EPIPAGE study): a longitudinal cohort study // Lancet. 2008. V. 371. No. 9615. P. 813-820. Doi: 10.1016/S0140-6736(08)60380-3.

11. Пальчик А.Б., Федорова Л.А., Понятишин А.Е. Неврология недоношенных детей. М.: МЕДпресс-информ, 2014. 352 с.

12. Некрасова Е.С. Осмотр центральной нервной системы плода в ходе рутинного ультразвукового исследования в 18-22 нед беременности // Ультразвуковая и функциональная диагностика. 2011. № 2. С. 14-22.

13. Володин Н.Н., Митьков В.В., Зубарева Е.А, Рогаткин С.О., Потапова О.В., Акбашева Н.Г. Стандартизация протокола ультразвукового исследования головного мозга у новорожденных и детей раннего возраста // Ультразвуковая и функциональная диагностика. 2001. № 4. С. 74-76.

14. Fenton Preterm Growth Chart webpage / University of Calgary. Режим доступа: // http://www.ucalgary.ca/fenton/2013chart, свободный. Загл. с экрана. 20.12.2016.

15. Worthen N.J., Gilbertson V., Lau C. Cortical sulcal development seen on sonography: relationship to gestational parameters // J. Ultrasound Med. 1986. V. 5. No. 3. P. 153-156.

16. Levine D., Barnes P.D. Cortical maturation in normal and abnormal fetuses as assessed with prenatal MR imaging // Radiology. 1999. V. 210. No. 3. P. 751-758.

17. Dubois J., Benders M., Borradori-Tolsa C., Cachia A. Lazeyras F., Ha-Vinh Leuchter R., Sizonenko S.V., Warfield S.K., Mangin J.F., Huppi P.S. Primary cortical folding in the human newborn: an early marker of later functional development // Brain. 2008. V. 131. No. 8. P. 2028-2041.

18. Dorovini-Zis K., Dolman C.L. Gestational development of brain // Arch. Pathol. Lab. Med. 1977. V. 101. No. 4. P. 192-195.

19. Cohen-Sacher B., Lerman-Sagie T., Lev D., Malinger G. Sonographic developmental milestones of the fetal cerebral cortex: a longitudinal study // Ultrasound Obstet. Gynecol. 2006. V. 27. No. 5. P. 494-502.

20. Воеводин С.М., Озерова О.Е. Нормальная эхографическая анатомия головного мозга у новорожденных разного гестационного возраста // Акушерство и гинекология. 1991. № 6. С. 33-42.

21. Huang C.C., Yeh T.F. Assessment of gestational age in newborns by neurosonography // Early Hum. Dev. 1991. V. 25. No. 3. P. 209-220.

22. Monteagudo A., Timor-Tritsch I.E. Development of fetal gyri, sulci and fissures: a transvaginal sonographic study // Ultrasound Obstet. Gynecol. 1997. V. 9. No. 4. P. 222-228.

23. Чугунова Л.А., Нароган М.В., Воеводин С.М. Эхографические особенности анатомии головного мозга глубоко недоношенных новорожденных // Акушерство и гинекология. 2015. № 7. С. 15-20.

24. Байбаков С.Е. Индивидуальная анатомическая изменчивость головного мозга детей грудного возраста (8 мес) // Вестник ТГУ. 2012. Т. 17. № 1. С. 277-280.

25. Проценко Е.В., Васильева М.Е., Перетятко Л.П., Малышкина А.И. Морфологические изменения вентрикулярной герминативной зоны и неокортекса больших полушарий головного мозга у плодов человека и новорожденных с 22-й по 40-ю недели пренатального онтогенеза // Онтогенез. 2014. Т. 45. № 5. С. 349-354.