Диагностические возможности диффузионно-тензорной магнитно-резонансной томографии в остром периоде ишемического инсульта

Размещено на http://www.allbest.ru/

Пермский государственный медицинский университет

им. акад. Е.А. Вагнера

Диагностические возможности диффузионно-тензорной магнитно-резонансной томографии в остром периоде ишемического инсульта

Дробаха В.Е.

В настоящее время, с развитием возможностей нейровизуализации, широкое распространение принимают методики, основанные на явлении магнитного резонанса, в частности, получение диффузионно-тензорных изображений (ДТИ). Данная методика позволяет оценить структурные изменения проводящих путей головного мозга (трактов) при травматических и сосудистых заболеваниях. Все больший интерес приобретает проблема характеристики нарушения целостности проводящих путей у пациентов в остром периоде ишемического инсульта и их прогноза в отношении выздоровления. Оценка проводящей системы головного мозга осуществляется на основе трехмерного построения трактов, а так же с измерением количественного показателя фракционной анизотропии (ФА) на различных уровнях кортикоспинального тракта. Данный показатель характеризует поражение двигательных путей головного мозга и, соответственно, позволяет судить о возможностях двигательного восстановления [7,10,12,13].

Цель исследования: оценить диагностические возможности оценки ФА белого и серого вещества головного мозга в остром периоде ишемического инсульта.

Материалы и методы. Обследованы 16 мужчин и 14 женщин в остром периоде инсульта в возрасте от 44 до 89 лет. Средний возраст составил 69,7±12,4 лет. неврологический инсульт мозг анизотропия

Стандартизация оценки неврологического статуса выполнялась с помощью шкалы инсульта национального института здоровья (NIHSS) при поступлении в стационар и при выписке. Оценка глобального когнитивного статуса проводилась при помощи краткой шкалы оценки психического статуса (MMSE) при выписке. Функциональный статус оценивался при помощи индекса мобильности Ривермид (ИМР) в конце острейшего периода и при выписке, а также модифицированной шкалы Ренкина (mRS). Функция кисти оценивалась с использованием шкалы Френчай.

МРТ-обследование проводилось на магнитном томографе GE Helthcare Brivo MR 355 с напряженностью магнитного поля 1,5T. Алгоритм сканирования включал в себя импульсные последовательности (ИП) Т2, Т1, FLAIR, диффузионно-взвешенные изображения (ДВИ) со значением b фактора равным 0с/мм2 и 1000с/мм2 в аксиальной плоскости, а так же ИП T1 в сагиттальной плоскости. Для оценки трактов и вычисления значений ФА всем пациентам была проведена последовательность для получения ДТИ с использованием 12 направлений измерения. Полученные результаты были обработаны в программе OsiriX v3.6.1 с использованием приложения DTImap для построения карт ФА, приложения ADCmap для вычисления показателей измеряемого коэффициента диффузии (ИКД), а так же программы 3D Sliser v4.4 для трехмерного построения трактов головного мозга.

В анализ вошли показатели, полученные в остром ишемическом очаге, скорлупе, таламусе, гиппокампе, колене, теле и валике мозолистого тела (МТ), передней (ПНВК) и задней (ЗНВК) ножках внутренней капсулы, цингулярном пучке (ЦП), верхнем продольном пучке (ВПП), нижнем фронто-окципитальном пучке (НФОП), а так же в этих зонах на противоположных, симметричных участках. Величина площади измеряемого участка ФА находилась в пределах от 0,1-0,3 см2 и зависела от анатомических характеристик тракта.Статистическая обработка проводилась с использованием пакета прикладных программ STATISTICA 8.0. Сравнительный анализ двух независимых групп по количественному признаку выполнялся с помощью U-критерия Манна-Уитни. Дисперсионный анализ проводился с использованием F-критерия Фишера. Корреляционный анализ изученных показателей проводился с использованием непараметрического метода Спирмана.

Результаты и их обсуждение. 20 пациентов перенесли первый, 10 - повторный ишемический инсульт. Согласно критериям TOAST атеротромботический инсульт был выявлен у 15 пациентов, лакунарный инсульт у 5 пациентов, кардиоэмболический ? у 9 пациентов и другой уточненной этиологии (на фоне приема оральных гормональных контрацептивов) у 1 больного. По данным магнитно-резонансной томографии (МРТ) головного мозга у всех пациентов наблюдался только один острый ишемический очаг. Его характеристики представлены в табл. 1. Анализ морфометрических показателей не вошел в данное исследование, но представлен в нашей недавней статье [1].

Таблица 1. Характеристика острых ишемических очагов

Общая характеристика ФА на стороне очага поражения и в симметричной зоне противоположного полушарии представлена в табл. 2.

Таблица 2. Общая характеристика ФА на стороне очага поражения и в симметричной зоне противоположного полушарии

Примечания: ФА - фракционная анизотропия, ПНВК - передняя ножка внутренней капсулы, ЗНВК - задняя ножка внутренней капсулы, ЦП - цингулярный пучок, ВПП - верхний продольный пучок, НФОП - нижний фронто-окципитальный пучок.

На стороне очага поражения была выявлена более низкая ФА в зоне очага, ПНВК и ЗНВК по сравнению с симметричной зоной другого полушария, тогда как ФА в зоне скорлупы на стороне поражения была несколько выше по отношению к противоположной стороне (табл.2). Данные различия наблюдались вне зависимости от локализации инфаркта мозга.

Таблица 3. Результаты корреляционного анализа ФА и клинико-инструментальных данных

Как отражено в табл. 3, возраст пациентов был обратно пропорционально связан с ФА в зоне обоих таламусов. Степень неврологического дефицита при поступлении в стационар (NIH) находилась в прямой зависимости с ФА в зоне ПНВК с обеих сторон, ЗНВК на противоположной очагу стороне и в обратной зависимости с ФА в зоне таламуса на стороне инсульта. Общий балл NIH при выписке был также обратно пропорционально связан с ФА в зоне валика МТ. Сила в кисти была обратно связана с ФА в зоне острого очага и прямо ? с ФА в зоне ЦП на стороне очага. Общий балл MMSE взрастал при увеличении ФА в зоне стриатума с обеих сторон, НФОП на стороне инсульта и валика МТ. Высокий ИМР был ассоциирован с высоким значением ФА в зонах обоих таламусов и низкой ФА в зоне ЦП с обеих сторон. Большая длительность лечения, которая определялась индивидуально, исходя из терапевтических и реабилитационных соображений, была взаимосвязана с низкой ФА симметричной очагу поражения зоны, и высокой ФА зон контралатерального стриатума, а также колена и тела МТ.

Примечания: С - стриатум, Т - таламус, Г - гиппокамп, ПНВК - передняя ножка внутренней капсулы, ЗНВК - задняя ножка внутренней капсулы, ЦП - цингулярный пучок, ВПП - верхний продольный пучок, НФОП - нижний фронто-окципитальный пучок, МТ - мозолистое тело, К - колено, Т - тело, В - валик, И - ипсилатерально, К - контралатерально, NIH-1 - результат шкалы инсульта при поступлении пациента, NIH-2 - результат шкалы инсульта при выписке пациента, MMSE - краткая шкала оценки психического статуса, ИМР - индекс мобильности Ривермид. «+» отмечено наличие положительной корреляционной зависимости (критерий Спирмана) с уровнем статистической значимости менее 0,05. «-» отмечено наличие отрицательной корреляционной зависимости (критерий Спирмана) с уровнем статистической значимости менее 0,05.

Различий ФА между пациентами с первым и повторным инсультом не выявлено. У пациентов с сахарным диабетом 2 типа ФА в зоне скорлупы с обеих сторон была меньше, чем у пациентов без данного заболевания (p=0,02; p=0,01). У пациентов с двигательными нарушениями наблюдалась более низкая ФА в зоне таламуса на стороне очага (p=0,026), а также более высокая ФА в зоне ПНВК (p=0,015) и ВПП (p=0,048) на противоположной стороне по сравнению с пациентами без парезов. У пациентов с речевыми нарушениями наблюдалась более высокая ФА в зоне таламуса на противоположной стороне (p=0,02) и ВПП на стороне очага (p=0,047) по сравнению с пациентами без дисфазии. У пациентов с координаторными и постуральными нарушениями наблюдалась более низкая ФА в зоне валика МТ (p=0,015) и более высокая ФА в зоне НФОП на противоположной стороне (p=0,01) по сравнению с пациентами без нарушения данных функций. Взаимосвязи между ФА и размером острых ишемических очагов нами не выявлено.

Обсуждение и выводы. Выбранная нами методика оценки проводящих путей головного мозга позволила комплексно проанализировать фракционную анизотропию в 10 зонах головного мозга в остром периоде ишемического инсульта и взаимосвязь данного показателя со спектром клинико-инструментальных параметров.

Отмечалась разнообразная локализация острого инфаркта, включающая все доли головного мозга, его ствол и мозжечок. Было выявлено снижение фракционной анизотропии в зоне задней ножки внутренней капсула на стороне очага по сравнению с симметричными зонами интактного полушария вне зависимости от расположения зоны инфаркта (рис. 1). Данный факт подтверждает точку зрения, что величина фракционной анизотропии является ранним маркером аксональной дегенерации кортикоспинального тракта [9]. С другой стороны, обнаружена относительно более высокая анизотропия в зоне скорлупы на стороне очага. Одним из возможных объяснений этому может служить компенсаторное увеличение миелинизации или диаметра аксонов [2].

Рис. 1. МР-изображения головного мозга: а - ДВИ, b = 1000 с/мм2; б - ИКД карта; в, г - ДТИ трактов внутренней капсулы с обеих сторон. Определяется обширная зона ишемии в правой теменной области (а, б). Зона снижения количества трактов в области задней ножки внутренней капсулы на стороне поражения.

Величина фракционной анизотропии в зоне ипсилатеральной передней ножки внутренней капсулы и контралатеральной задней ножки внутренней капсулы может рассматриваться в качестве маркера степени неврологического дефицита при выписке из стационара. Низкая фракционная анизотропия в зоне валика мозолистого тела может служить МР-предиктором выраженного неврологического дефицита и низкого глобального когнитивного статуса пациентов при выписке, а анизотропия в зоне колена и тела мозолистого тела ? продолжительности стационарного лечения. Выявленные закономерности подтверждают значимость межполушарных связей и целостности трансколлозальных волокон в двигательном восстановлении [3].

Список использованных источников

1. Кулеш А.А., Дробаха В.Е., Шестаков В.В. Магнитно-резонансная морфометрия головного мозга у пациентов с постинсультными когнитивными нарушениями// Пермский медицинский журнал 2014; 31 (3): 39-45.

2. Beaulieu C. Diffusion MRI: From Quantitative Measurement to In Vivo Neuroanatomy// Johansen-Berg H., Behrens T. Elsevier, London, 2009.

3. Chen J.L., Schlaug G. Resting state interhemispheric motor connectivity and white matter integrity correlate with motor impairment in chronic stroke// Frontiers in neurology 2013; 4; 178.

4. Clark M.E., Payton J.E., Pittiglio L.I. Acute ischemic stroke and hyperglycemia// Crit Care Nurs 2014; 37(2): 182-187.

5. Fernбndez-Andъjar M., Doornink F., Dacosta-Aguayo R. Remote thalamic microstructural abnormalities related to cognitive function in ischemic stroke patients// Neuropsychology 2014; 28(6): 984-96.

6. Guo J., Wang S., Li R. et al. Cognitive impairment and whole brain diffusion in patients with carotid artery disease and ipsilateral transient ischemic attack. Neurol Res. 2014; 36(1): 41-6.

7. Lindenberg R., Renga V., Zhu L.L. et al. Structural integrity of corticospinal motor fibers predicts motor impairmentin chronic stroke// Neurology 2010; 74: 280-287.

8. Marmarelis V.Z., Shin D.C., Orme M.E., Zhang R. Model-based quantification of cerebral hemodynamics as a physiomarker for Alzheimer's disease? // Curr Alzheimer Res. 2014; 11(1): 11-7.

9. Rong D., Zhang M., Ma Q. et al. Corticospinal Tract Change during Motor Recovery in Patients with Medulla Infarct: A Diffusion Tensor Imaging Study// BioMed Research International 2014; Article ID 524096.

10. Schaechter J.D., Fricker Z.P., Perdue,K.L et al. Microstructural status of ipsilesional and contralesional corticospinal tract correlates with motor skill in chronic stroke patients// Hum. Brain Mapp. 2009; 30: 3461-3474.

11. Sterr A., Shen S., Szameitat A.J., Herron K.A. The role of corticospinal tract damage in chronic motor recovery and neurorehabilitation:a pilot study// Neurorehabil. NeuralRepair 2010; 24: 413-419.

12. Stinear C.M., Barber P.A., Smale P.R.et al. Functional potential in chronic stroke patients depends on corticospinal tractintegrity// Brain 2007; 130(Pt 1): 170-180.

13. Yu C., Zhu C., Zhang Y. et al. A longitudinal diffusion tensor imaging study on wallerian degeneration of corticospinal tract after motor pathways stroke// Neuroimage 2009; 47: 451-458.

Размещено на Allbest.ru