Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Обзор литературы 14
1.1. МРТ изменения при ГИ и связанные с ними факторы 14
1.1.1. Динамика тканевых изменений при ГИ 14
1.1.2. Клинические особенности ВМК и их осложнений 16
1.1.3. Факторы, определяющие МРТ изменения при ГИ 18
1.4.1. Динамика МРТ изменений при ВМК 23
1.2. КТ изменения при ИИ и связанные с ними факторы 27
1.2.1. Динамика КТ изменений при ИИ 27
1.2.2. Ранняя КТ диагностика ИИ 29
1.2.3. Использование шкалы ASPECTS для оценки ранних КТ изменений при остром ИИ 34
1.3. МРТ изменения при ИИ и связанные с ними факторы 36
1.3.1. Динамика тканевых изменений при инфаркте мозга 36
1.3.2. Традиционная МРТ диагностика ИИ 38
1.3.3. Физические основы и принципы методики FLAIR 43
1.4. Фантомы в экспериментальной МРТ 47
Глава 2. Общая характеристика больных, материалы и методы исследования 55
2.1. Общая характеристика больных 55
2.1.1. Динамика МРТ изменений при ГИ на низкополыюм томографе 55
2.1.2. Ранние КТ изменения при ИИ 59
2.1.3. Динамика МРТ изменений и томографические критерии оценки эффективности нейропротекторов при ИИ на низкопольном томографе 60
2.1.4. Клиническое изучение МРТ режима DIR при ИИ 62
2.2. Типы фантомов, использованные для экспериментальной МРТ 63
2.3. Методы исследования 65
2.3.1. Клинические методы исследования больных 65
2.3.2. Характеристики использованных томографов 66
2.3.3. Методики МРТ исследования при ГИ 69
2.3.4. Методики МРТ исследования при ИИ 70
2.3.5. Методика КТ исследования при ИИ 72
2.4. Анализ томографических изображений 72
2.4.1. Общие правила измерения ИС и вычисления ТК на МРТ изображениях 72
2.4.2. Общие правила морфометрического анализа томографических изображений 73
2.4.3. Измерение ИС и оценка ТК зоны поражения приГИ 77
2.4.4. Измерение ИС и оценка ТК зоны поражения при ИИ 79
2.4.5. Морфометрические показатели 80
2.4.6. Прочие методы исследования 82
Глава 3. МРТ изменения при ГИ 83
3.1. Тканевой контраст ВМК при МРТ исследовании 83
3.2. Клинико-томографические сопоставления при ВМК 92
3.2.1. Клинико-томографические сопоставления при латеральных ВМК 92
3.2.2. Морфометрические показатели мозга при латеральных ВМК 95
3.2.3. Клинико-томографические сопоставления при медиальных ВМК 99
3.2.4. Морфометрические показатели мозга при медиальных ВМК 102
3.2.5. Клинико-томографические сопоставления при смешанных ВМК 107
Глава 4. КТ изменения при остром ИИ 109
4.1. Частота ранних КТ признаков ИИ 109
4.2. Связь между ранними КТ признаками ИИ и ГТ в динамике 115
Глава 5. МРТ изменения при ИИ 119
5.1. ТК инфаркта мозга без ГТ в первые трое суток инсульта 119
5.2. ТК инфаркта мозга в остром и восстановительном периодах ИИ 123
5.3. ТК инфаркта мозга с ГТ 133
5.4. Влияние патогенетического варианта ИИ на динамику ТК инфаркта мозга 139
5.5. Сопоставление показателей МРТ с тяжестью ИИ 142
5.6. Лейкоареоз и изменения церебральных сосудов при ИИ 153
5.7. MPT критерии оценки эффективности нейропротекторов при ИИ 155
5.7.1. Клинико-томографические сопоставления в группе больных, получавших глицин 156
5.7.2. Клинико-томографические сопоставления в группе больных, получавших церебролизин 160
Глава 6. Оптимизация режимов МРТ для изучения тканевых изменений мозга при ишемическом инсульте 164
6.1. ТК вещества мозга на томографах с различными магнитными полями 164
6.2. Т2 релаксометрия прицельного фантома 167
6.3. Время Т2 релаксации образцов основного фантома 170
6.4. Сопоставление ТК фантома агарозы-гадолиния на MP томографах с различными полями 172
6.5. МРТ методика FLAIR на низкопольном томографе 175
6.6. Физические основы и принципы методики DIR (двойная инверсия-восстановление) 180
6.7. Изучение режима DIR (FLAIR+STIR) на фантоме 184
6.8. Клиническое изучение режима DIR при ИИ 191
Обсуждение 200
Выводы 224
Практические рекомендации 228
Список литературы 229
- Факторы, определяющие МРТ изменения при ГИ
- Морфометрические показатели мозга при медиальных ВМК
- Сопоставление показателей МРТ с тяжестью ИИ
- Изучение режима DIR (FLAIR+STIR) на фантоме
Введение к работе
Актуальность исследования
Проблема церебрального инсульта сохраняет чрезвычайную медицинскую и социальную значимость в течение многих лет в связи с высокой частотой развития заболевания, инвалидизации и смертности больных. В России инсульт ежегодно переносят более 450 тыс. человек, при этом до 200 тыс. случаев заканчиваются летальным исходом и до 80% выживших пациентов остаются инвалидами (Е.И.Гусев и В.И.Скворцова, 2001; Е.И.Гусев и соавт., 2002; В.И.Скворцова и соавт., 2002, 2007).
Внедрение в клиническую практику компьютерной и магнитно-резонансной томографии улучшило раннюю диагностику инсульта и позволило визуализировать не только зоны структурного повреждения, но и уточнить особенности кровоснабжения и функционального состояния вещества мозга (Ч.П.Вордлоу и соавт., 1998; Е.И.Гусев и В.И.Скворцова, 2001; М.Фишер и В.Шебитц, 2001; В.-Д.Хейсс, 2003). Технологии МРТ постоянно совершенствуются, однако, вопросы использования стандартных методик исследования остаются актуальными, в частности, для низкопольных MP-томографов (А.А.Баев и соавт., 1998).
В настоящее время ощущается недостаток исследований, связанных с оценкой диагностических возможностей различных методик МРТ, основанных на импульсной последовательности «инверсия-восстановление» с подавлением сигналов от воды и жировой ткани: FLAIR и DIR. В литературе практически отсутствуют сведения об изучении подобных режимов на ткань-эквивалентных фантомах, недостаточно исследованы и диагностические возможности режимов FLAIR и DIR при церебральном инсульте.
В последние годы внедрение в клиническую практику тромболизиса значительно повысило актуальность ранней верификации ишемического инсульта с помощью компьютерной томографии (C.Truwit et al., 1990; R. Bryan et al, 1991; G. Graham, 2003). В Европе и CUIA проведены многоцентровые исследования по данной проблеме, однако, диагностическая и прогностическая значимость ранних КТ-изменений при ишемическом
инсульте до сих пор остается спорной (H.Adams et al, 2003; J.De Keyser et al., 2007; A.Hsia, C.Kidwell, 2008). В связи с этим дальнейшие исследования данной проблемы являются весьма актуальными.
Цель исследования
Клиническое и экспериментальное изучение характера МРТ-изменений мозга в процессе развития геморрагического и ишемического инсультов на низкопольном MP-томографе и изучение ранних КТ-изменений при ишемическом инсульте.
Задачи исследования
-
С помощью низкопольного магнитнорезонансного томографа изучить динамику изменений мозга при полушарных внутримозговых кровоизлияниях и сопоставить их с клиническими симптомами острого периода заболевания.
-
С помощью низкопольного магнитнорезонансного томографа изучить динамику изменений мозга при полушарном ишемическом инсульте.
3. Изучить характер и частоту КТ-изменений вещества мозга в раннем периоде ишемического инсульта.
4. Сопоставить динамику распределения тканевого контраста в зонах
поражения головного мозга при геморрагических и ишемических инсультах,
используя различные режимы сканирования, в том числе, режим FLAIR с
различными значениями параметра времени инверсии (ТІ).
5. Изучить влияние геморрагической трансформации на тканевой
контраст очага поражения при инфаркте мозга.
-
Изучить возможность использования морфометрических показателей инфаркта головного мозга, полученных на низкопольном MP-томографе, для оценки эффективности нейропротекторов (глицина и церебролизина).
-
Разработать ткань-эквивалентный фантом вещества головного мозга на основе агарозы и соли гадолиния и изучить его Т2-релаксационные характеристики.
8. Определить диагностические возможности МРТ-режимов FLAIR и DIR для уточнения характера тканевых изменений вещества мозга при ишемическом инсульте.
Научная новизна исследования
Изучена динамика внутричерепных изменений при ГИ и ИИ на низкопольном MP-томографе. Изучены ТК и морфометрические показатели зон поражения в остром и восстановительном периодах заболевания, разработаны ранние диагностические МРТ-критерии ГИ и ИИ.
Уточнено влияние ликвородинамических нарушений, объема гематомы и количества крови в желудочках мозга на исход полушарного ГИ, установлена более высокая частота развития гидроцефалии при медиальных кровоизлияниях по сравнению с латеральными.
Уточнена роль отека мозга и ГТ в динамике ТК и впервые установлено, что для диагностики ИИ на низкопольном томографе наиболее эффективен режим FLAIR с ТГ=1155 мс.
С помощью морфометрической оценки очага инфаркта, выполненной на низкопольном MP-томографе, доказана эффективность нейропротективной терапии ИИ средней степени тяжести. Показано, что применение глицина и церебролизина снижает темп прироста объема очага поражения в первые трое суток заболевания.
Выделены две основные группы ранних диагностических КТ-признаков ИИ: признаки, связанные с развитием отека мозга и с патологическими изменениями в церебральных сосудах.
Впервые на низкопольном томографе изучены варианты режима FLAIR с различной величиной времени инверсии и определена степень подавления сигнала «свободной» воды при различных вариантах данного режима.
Впервые в медицинской практике разработан ткань-эквивалентный фантом на основе агарозного геля и солей гадолиния и установлен моноэкспоненциальный характер поведения кривых Т2 релаксации образцов фантома.
Разработан МРТ-режим DIR для одновременного подавления сигналов, исходящих от воды и жировой ткани. С помощью данного режима впервые изучены изменения вещества головного мозга у больных ИИ. Доказаны диагностические преимущества МРТ-режима DIR для морфометрической оценки соотношения кистозной и глиозной трансформации ткани в очаге ишемического поражения головного мозга.
Практическая значимость исследования
Разработаны и внедрены в практику наиболее информативные режимы сканирования головного мозга, необходимые для диагностики ГИ и ИИ на низкопольных MP-томографах. Уточнены особенности клинического использования различных режимов сканирования в зависимости от периода заболевания.
Разработаны практические рекомендации по оценке МРТ-признаков ликвородинамических нарушений, возникающих при полушарных ГИ.
Разработана и внедрена в клиническую практику методика динамической морфометрической оценки состояния очага инфаркта головного мозга на низкопольном MP-томографе при оценке эффективности нейропротекторов. Установлено, что глицин и церебролизин в остром периоде инсульта снижают темп прироста объема очага ишемического поражения мозга при ИИ средней степени тяжести.
Разработан и внедрен в практику новый режим МРТ-сканирования — DIR, позволяющий оценивать соотношение кистозной и глиозной трансформации вещества мозга в восстановительном периоде ИИ.
Определена диагностическая значимость ранних КТ-признаков ИИ и разработаны рекомендации по их использованию в клинической практике для верификации развития отека головного мозга и патологических изменений в церебральных сосудах.
Впервые разработан, изучен и рекомендован для использования в экспериментальных МРТ-исследованиях ткань-эквивалентный фантом, близкий по показателям контраста к веществу головного мозга, что позволяет
расширить спектр дальнейшего изучения МРТ-изменений головного мозга при различных патологических процессах.
Положения диссертации, выносимые на защиту
1. Сопоставление клинических проявлений внутримозгового
кровоизлияния и данных сканирования головного мозга показывает, что
степень выраженности неврологической симптоматики зависит от объема
гематомы, степени нарушений ликвородинамики (гидроцефалии) и
количества крови в желудочках мозга. Для медиальных кровоизлияний, по
сравнению с латеральными, характерна более высокая степень гидроцефалии
(по шкале Diringer), на 3-й сутки инсульта отмечается прямая корреляция
между показателем шкалы NIH и размером височных рогов боковых
желудочков головного мозга.
2. Для ранней диагностики ишемического инсульта на низкопольном
томографе следует использовать режим FLAIR с Т1=1155 мс, что позволяет:
в первые сутки заболевания визуализировать участки ишемического поражения мозга в 91% случаев,
проследить динамику объема ишемического очага,
- дифференцировать участки кистозной и глиозной трансформации в
восстановительном периоде ишемического инсульта.
-
Для объективизации эффекта нейропротективной терапии в остром периоде ИИ следует использовать МРТ-морфометрическую оценку инфаркта мозга. Сопоставление клинических и инструментальных данных свидетельствует о том, что глицин и церебролизин снижают темп прироста объема очага поражения в первые трое суток при ИИ средней степени тяжести и не оказывают эффекта при тяжелом течении заболевания.
-
Имеются две группы ранних КТ-признаков ишемического инсульта:
- признаки, обусловленные развитием отека вещества головного мозга
(утрата контраста серого и белого вещества в области коры и подкорковых
узлов, сдавление корковых борозд и ранние гиподенсивные изменения);
- признаки, обусловленные патологическими изменениями в сосудах мозга (гиперденсивность ствола и ветвей СМА).
Частота встречаемости признаков первой группы нарастает в первые сутки ИИ.
-
Тканевой контраст зон поражения мозга при остром ИИ и глиозной трансформации в восстановительном периоде инсульта наиболее высокий при ИП с двойной инверсией-восстановлением при одновременном подавлении сигналов воды и жира (DIR). Режим DIR с временем инверсии для воды 1300 мс позволяет получить максимальный контраст между зонами глиозной и кистозной трансформации, в связи с чем, является лучшим методом для морфометрической оценки соотношения двух указанных типов тканевых изменений в восстановительном периоде инсульта.
-
Ткань-эквивалентный фантом на основе агарозного геля и солей гадолиния имеет моноэкспоненциальный характер поведения кривых Т2 релаксации в пределах вариантов соотношения указанных компонентов фантома, моделирующих вещество головного мозга.
Внедрение результатов исследования в практику
Основные положения и результаты диссертационного исследования внедрены в практику неврологических отделений и отделений лучевой диагностики ГКБ №20 и ГКБ №31 г. Москвы, Центра магнитной томографии и спектроскопии МГУ им.М.В.Ломоносова и используются в учебно-методической работе кафедры фундаментальной и клинической неврологии и нейрохирургии РГМУ.
Апробация диссертации
Материалы диссертации доложены и обсуждены на Международной конференции "Современная компьютерная и магнитно-резонансная томография в многопрофильной клинике", Москва, 11-12 ноября 1997; Международной конференции "Магнитный резонанс в медицине", Казань, 8-10 сентября 1997; Международном семинаре «Современное развитие
магниторезонансной томографии и спектроскопии. Физические основы и
применение в медицине и биологии», Казань, 11-13 июня, 2001; XI
Международной конференции «Магнитный резонанс в химии и биологии»,
Звенигород, 20-27 апреля, 2001; VIII Всероссийском съезде неврологов,
Казань, 2001; 1-ом Евразийском конгрессе и V Национальной конференции
по медицинской физике и инженерии, «Медицинская физика 2001», М., 18-22
июня, 2001; Научных сессиях МИФИ-2002, 2003 и 2005; SPIE «International
Symposium on Medical Imaging», San Diego, 2002 и 2003; Научно-
практической конференции «Медицина будущего», Краснодар-Сочи, 2002;
12th European Stroke Conference, Valencia, Spain, May 21-24, 2003; 11-th
Scientific Meeting and Exhibition of ISMRM. Toronto, 2003; 1-st MEDINF
International Conference on Medical Informatics & Engineering «MEDINF 2003»,
October, 9-11, 2003, Craiova, Romania; Международной конференции
«Перспективные методы томографической диагностики. Разработка и
клиническое применение». Томск, 26-27 июня 2003; 1-ом Российском
научном форуме «МедКомТех-2003», Москва, 2003, 25-28 февраля; 4-ом
Российском научном форуме «РАДИОЛОГИЯ 2003», Москва, 2003, 15-18
апреля; 1-ом Российском Международном конгрессе: «Цереброваскулярная
патология и инсульт», 22-24 сентября 2003; 5-th World Stroke Congress, June
22-26, 2004, Vancouver, Canada; 3-th European Stroke Conference, May 12-15,
2004, Mannheim-Heidelberg, Germany; 2-ом Евразийском конгрессе по
медицинской физике «Медицинская физика-2005», Москва, 21-24 июня 2005;
14-th European Stroke Conference, Bologna, Italy, May 25-28, 2005; 9-th
Congress of the European Federation of Neurological Societies, Athens, 17-20
September, 2005; 15th European Stroke Conference, Брюссель, Бельгия, 16-19
мая 2006; IX Всероссийском съезде неврологов, 29 мая-2 июня 2006,
Ярославль; Международной конференции «Современные достижения в
магнитнорезонансной томографии и спектроскопии в медицине», Казань, 2-5
июля 2007; Научно-практической конференции «Инсульт:
мультидисциплинарная проблема», Челябинск, 2008; Конгрессе «Человек и лекарство», Краснодар, 16-18 октября 2008; X международной конференции
"Актуальні питання неврологі", Судак, 2008; XVII European Stroke Conference, Nice, 2008.
Публикации по теме диссертации
По теме диссертации опубликованы 55 работ, из них 42 в отечественной печати и 13 - за рубежом.
Объем и структура диссертации
Факторы, определяющие МРТ изменения при ГИ
Улучшение диагностики сосудистой патологии головного мозга, в том числе ГИ, тесно связано с развитием и совершенствованием методов нейровизуализации, прежде всего, рентгеновской компьютерной томографии (КТ) и магнитно-резонансной томографии (МРТ).
Более 30 лет прошло от момента внедрения в клиническую практику метода КТ, за прошедшее время детально разработаны КТ критерии диагностики всех видов ГИ [24, 27, 37, 65, 75, 77, 113, 141, 145, 205]. Острые внутричерепные кровоизлияния имеют однотипные и хорошо выявляющиеся признаки на изображениях, получаемых при рентгеновской КТ, что определяет широкое использование данного метода для диагностики острых ВМК. Но в подостром периоде ВМК диагностические возможности КТ по сравнению с МРТ снижаются в связи с переходом гематомы в изоденсивную стадию. В отдаленном периоде ГИ по КТ признакам практически невозможно определить характер ранее перенесенного инсульта.
Диагностические возможности МРТ постоянно расширяются за счет создания новых ИП, увеличения силы магнитного поля томографов, появления функциональных методов MP исследований. В настоящее время стандартным является использование средне- и высокопольных MP томографов, однако, по-прежнему остаются актуальными исследования на низкопольных томографах [12].
Первые же исследования ВМК выявили выраженную гетерогенность MP показателей очага поражения в зависимости от множества факторов (в первую очередь - времени от начала заболевания), что заставило исследователей обратиться к физическим основам явления магнитного резонанса применительно к данной форме патологии. В частности, было установлено, что кровоизлияния выглядят гипер- или гипоинтенсивными на ТІ или Т2 ВИ в зависимости от срока гематомы, целостности клеточной мембраны эритроцитов и целого ряда дополнительных факторов [138, 148, 149, 164, 221]. До настоящего времени в литературе встречается значительное количество противоречивых данных о проявлениях кровоизлияний на МРТ и факторах, влияющих на ТК различных компонентов ВМК.
Можно считать установленным, что МРТ проявления ВМК на изображениях различной взвешенности, полученных при различных ИП, зависят от многих факторов, основными из которых являются:
1. форма гемоглобина (оксигемоглобин, деоксигемоглобин или метгемоглобин);
2. целостность клеточной стенки эритроцитов (находится ли гемоглобин в интактном или лизированном эритроците);
3. сила магнитного поля томографа;
4. тип сигнала (применяющаяся ИП).
ВМК имеют различные зоны в зависимости от характеристик MP сигналов, в наиболее простом случае это внутренняя (центральная) часть и внешняя (периферическая) часть. На ТІ и Т2 ВИ гематомы имеют различные характеристики вследствие того, что в железе гемадеоксигемоглобина и метгемоглобина имеются неспаренные электроны, которые создают парамагнитные эффекты, в основе которых лежат "электрон-протон диполь-дипольное взаимодействие" и "эффект магнитной восприимчивости". Первый эффект проявляется, главным образом, на ТІ ВИ, а второй - на Т2 ВИ.
На МРТ изображениях парамагнитный эффект характеризуется увеличением скоростей релаксации ТІ и Т2 (уменьшением времени ТІ и Т2). Парамагнитные свойства сами по себе еще не обеспечивают укорочения ТІ в водном растворе, для этого парамагнитные центры должны быть доступны окружающим протонам воды [95]. Хотя деоксигемоглобин является парамагнетиком, он не вызывает укорочения времени ТІ, так как время релаксации электронных спинов деоксигемоглобина очень короткое и молекула воды не может подойти к железу гема на необходимое расстояние. На самом деле, релаксация ТІ в участке острого кровоизлияния часто бывает более продолжительной (по сравнению с веществом мозга) из-за более высокого содержания воды в зоне кровоизлияния [355]. С другой стороны, частоты, соответствующие времени релаксации спинов электронов метгемоглобина, намного ближе к использующимся в MP-томографии Ларморовым частотам, а молекулы воды могут лучше достигать парамагнитного центра метгемоглобина, чем деоксигемоглобина. Поэтому, метгемоглобин вызывает значительное укорочение ТІ водного раствора, в то время как деоксигемоглобин не обладает подобным эффектом.
Существуют два основных механизма укорочения времен ТІ и Т2 в зоне кровоизлияния: "эффект связанной воды" и "парамагнитный эффект" [158, 160]. Свободная вода (как, например, в основной массе ЦСЖ) имеет очень высокие природные динамические частоты (очень короткие времена молекулярных взаимодействий). Из-за того, что их динамические частоты намного превышают Ларморовы (которые применяются при MP-томографии), время релаксации ТІ ЦСЖ дольше, чем любого другого вещества организма - приблизительно 2700 мс. [199]. Если в чистую воду добавить белок, то полярные молекулы воды притягиваются или связываются с заряженными группами на поверхности белковых молекул, формируя гидратационный слой. Вода в этом гидратационном слое имеет более длительные времена молекулярных корреляций и более короткое время релаксации ТІ, чем чистая ЦСЖ (например, 400 — 1000 мс в зависимости от концентрации белка). Таким образом, время ТІ протеинированного оксигемоглобина намного меньше, чем у ЦСЖ и приближается к таковой для паренхимы мозга [199].
Сходное утверждение можно сделать для укорочения времени Т2. Растворы белка в определенной концентрации могут связывать воду в достаточном количестве для заметного укорочения Т2 по сравнению с таковым у вещества мозга. Такие растворы вносят вклад в укорочение Т2, наблюдаемое при высоком уровне гематокрита, который достигается по мере резорбции воды из гематомы [160]. Но существенно большее укорочение Т2 наблюдается от эффектов магнитной восприимчивости, возникающих в результате компартментализации (или изоляции) парамагнитного деокси- или метгемоглобина внутри интактных эритроцитов [160, 161].
Из-за того, что взаимодействие между диполем неспаренного электрона и диполем ядра водорода уменьшается как шестая степень расстояния между ними, ядру водорода необходимо приблизиться к парамагнитному центру на расстояние ЗА, в противном случае укорочение ТІ будет незначительным. В метгемоглобине молекулы воды могут близко подходить к железу гема, в то время как в деоксигемоглобине не могут из-за особенностей конфигурации молекулы белка. В связи с этим метгемоглобин демонстрирует парамагнитное укорочение ТІ, а деоксигемоглобин - нет.
Парамагнитные вещества, помещенные в магнитное поле, могут намагничиваться сильнее, чем диамагнитные. Насколько намагниченным становится вещество определяется коэффициентом магнитной восприимчивости, который является отношением индуцированного к примененному магнитному полю. Парамагнитные вещества, такие как гемосидерин, имеют высокие значения магнитной восприимчивости и при помещении их во внешнее магнитное поле становятся более намагниченными чем диамагнитные вещества. Это приводит к появлению фокальных "горячих зон", которые создают локальные области магнитной неоднородности. Это в конце концов приводит к быстрой расфазировке спинов и потере сигнала на Т2 ВИ на основе градиентного эхо (GRE) [142, 220]. По мере того, как протоны воды диффундируют через данные области магнитной неоднородности, они теряют фазовую когерентность пропорционально временам между эхо, что также уменьшает ИС и на Т2-взвешенных спин-эхо (SE) изображениях [207].
Из-за того, что индуцированное поле (и таким образом, индуцированная негомогенность) пропорционально силе примененного магнитного поля (через коэффициент магнитной восприимчивости), укорочение как Т2 , так и Т2 тем больше, чем выше сила поля томографа [164, 207].
Расфазировка происходит из-за диффузии через градиенты поля, возникающие в результате этих негомогенностей, время Т2 уменьшается как квадрат силы магнитного поля.
Морфометрические показатели мозга при медиальных ВМК
Динамика линейных морфометрических показателей желудочков мозга в группе больных с медиальными ВМК представлена в таблице 13.
Как видно из таблицы 13, начиная с первого дня инсульта наблюдалась асимметрия ширины центральных отделов боковых желудочков, в полушарии мозга с наличием гематомы она была меньше по сравнению с аналогичным показателем в контрлатеральном полушарии, что совпадало с характером изменений данного показателя в группе больных с латеральными гематомами. Но в отличие от последней группы при медиальных гематомах не отмечалось асимметрии передних рогов.
Начиная с 7 - 14 суток инсульта отмечалась тенденция к увеличению размеров центральных отделов и в меньшей степени передних рогов боковых желудочков в обеих полушариях мозга, чего не отмечалось у больных с латеральной локализацией ВМК. Подобная динамика свидетельствовала, что указанная асимметрия в первый день инсульта, связанная с объемным эффектом ВМК на боковые желудочки, при медиальных кровоизлияниях менее выражена, чем при латеральных и практически не сказывается на передних рогах боковых желудочков. Височные рога в первый день ГИ с медиальной локализацией гематомы были расширены с обеих сторон, к 7-14-у дням имелась тенденция к их уменьшению. Подобная динамика не наблюдалась в группе больных с латеральными ВМК. Вероятно, это связано с более выраженными ликвородинамическими нарушениями в первые дни инсульта при медиальном расположении гематомы. Динамика ширины боковых желудочков в восстановительном периоде инсульта, изученная у 8 пациентов, согласуется с данным предположением (рис. 24).
Отмечалась прямая корреляционная связь между клинической тяжестью больных по шкале NIH и размером височных рогов боковых желудочков на 3-й сутки инсульта (г=0,61; р=0,007 для правого височного рога и г=0,60; р=0,008 - для левого), связи между другими морфометрическими показателями и степенью тяжести по клиническим шкалам не выявлено.
Динамика величины смещения срединных структур мозга и выраженности гидроцефалии в группе больных с медиальными гематомами представлена в таблице 12. Как видно из таблицы в группе больных с медиальными гематомами, так же как и при латеральной их локализации, смещение срединных структур мозга наблюдалось уже при первом исследовании, но было менее выраженным. Начиная с периода между 3-ми 7-м днями инсульта наблюдалась тенденция к уменьшению величины данного показателя.
В группе пациентов с медиальными кровоизлияниями при МРТ исследовании выявлена более высокая степень гидроцефалии по шкале Diringer по сравнению с группой больных с латеральными гематомами (8,3±6,9 у больных с медиальными ВМК при первом МРТ исследовании vs. 2,1±3,6 в группе с латеральными кровоизлияниями; р 0,01). При исследовании на 3-й и 21-е сутки инсульта также были выявлены достоверные различия между данными группами больных по изучаемому показателю (р 0,05 на 3-й р 0,01 на 21-е сутки соответственно).
На рисунке 25 приведен пример острой окклюзионной гидроцефалии у пациентки с медиальным кровоизлиянием.
Выявлена тенденция к более высоким значениям индекса обходящей цистерны у больных с медиальными гематомами по сравнению с группой больных с латеральными гематомами, что свидетельствовало о более выраженном ее сдавлении. Значимой динамики индекса Эванса в группе пациентов с медиальными внутримозговыми кровоизлияниями не выявлено. Максимальные значения объема крови в боковых и в III желудочках наблюдались при первом МРТ исследовании у 8 пациентов с признаками прорыва крови в желудочки мозга (13,9+15,1 куб. см), при последующих исследованиях показатель среднего объема крови уменьшался (6,9±1,5 куб. см на 3-й сутки и 5,8+1,9 куб см - на 7-е сутки). Ширина III желудочка в процессе исследования значимо не изменялась
Таким образом, у больных с медиальными ВМК отмечалось развитие более выраженной гидроцефалии боковых желудочков по сравнению с группой больных с латеральными гематомами, степень клинической тяжести больных и уровень расстройств сознания были связаны с объемом гематомы и выраженностью гидроцефалии.
Сопоставление показателей МРТ с тяжестью ИИ
Сопоставление клинических и МРТ показателей при ИИ выполнены у 22 пациентов, у которых проводилась базисная терапия и не применялись нейропротекторы (12 мужчин и 10 женщин; средний возраст - 66,3±9,7 лет). Инсульт в системе левой ВСА диагностирован у 11 и правой — также у 11 пациентов. У 14 больных имелся атеротромботический, у 7 -кардиоэмболический и у 1 - лакунарный тип ИИ. Корковая локализация очага поражения выявлена у 10, подкорковая — у 8 и корково-подкорковая - у 4 пациентов. При госпитализации 12 больных находились в состоянии средней тяжести и у 10 больных состояние было тяжелым.
Суммарный клинический балл на момент госпитализации в группе больных средней тяжести составил по шкале NIH 8,6+2,8. В данной подгруппе атеротромботический вариант инсульта наблюдался у 8, кардиоэмболический - у 3 и лакунарный - у 1 пациента. У 9 из 12 больных с изначально среднетяжелым инсультом наблюдалось регредиентное течение заболевания, сопровождавшееся регрессом очаговой неврологической симптоматики. В 2 случаях имело место ремиттирующее течение заболевания и у 1 больного отмечался прогредиентный тип ИИ.
Расстройств сознания при поступлении в группе больных средней тяжести не отмечалось, расстройства черепной иннервации имелись у всех 12 больных в виде обычно умеренно выраженного поражения VII и XII пар черепных нервов по центральному типу, к концу острого периода в 3 случаях наблюдалась полная нормализация функций черепных нервов. Нарушение двигательных функций со снижением мышечной силы до 3-4 баллов отмечалось у 9 пациентов, у 3 больных не выявлено двигательных нарушений. У 6 больных с парезами конечностей очаг поражения мозга на MP - томограммах визуализировался в корковых ветвях СМА, в 2 случаях - в глубоких ветвях и в 1 случае инфаркт захватывал как глубокие, так и поверхностные ветви СМА. У всех 3 больных без двигательных расстройств очаг располагался в корковых ветвях СМА.
К 21-30-м суткам ИИ полный регресс пареза наблюдался в 4 случаях из 9, в 3 случаях отмечалось увеличение мышечной силы с 3-х до 4-х баллов и у 2 больных уменьшения глубины пареза не происходило. Наиболее полное восстановление двигательных функций отмечалось у больных с максимальным регрессом пареза в первые дни заболевания.
Чувствительные расстройства при поступлении наблюдались в 10 случаях, к концу острого периода полный регресс наблюдался у 4 пациентов, у 4 нарушения сохранялись, и у 2 отмечался частичный регресс чувствительных нарушений. У 2 больных, не имевших чувствительных расстройств, а также у всех больных с полным восстановлением чувствительности были корковые очаги поражения мозга. У больных с менее благоприятным восстановлением чувствительности в 4 случаях наблюдались корковые очаги, в 1 случае был подкорковый и в 1 - корково-подкорковый инфаркт.
Изучение динамики афатических расстройств у левополушарных больных средней тяжести показало, что из 4 пациентов с сенсо-моторной афазией к концу острого периода у 3 больных наступило некоторое улучшение способности понимать обращенную речь с сохранением моторного компонента афазии (у 2 больных очаг поражения визуализировался в зоне кровоснабжения поверхностных ветвей левой СМА и у 1 больного очаг был корково - подкорковым) и в одном случае у больного с корковым очагом положительной динамики афатических расстройств практически не наблюдалось. У 2 из 4 пациентов средней тяжести с правополушарной локализацией очага поражения мозга при поступлении отмечались явления анозогнозии и эйфории, которые полностью регрессировали к концу острого периода.
При оценке степени функциональных нарушений на 21-30-е сутки по шкале Barthel у 5 из 12 больных отмечалось полное восстановление функционального статуса (100 баллов), у 6 пациентов наблюдалась минимальная инвалидизация (средний балл 80) и у одного больного количество баллов (65) соответствовало уровню умеренной инвалидизации. Среди больных с полным восстановлением функционального статуса преобладали пациенты с поражением левого полушария мозга и корковыми очагами поражения по данным МРТ.
Таким образом, степень и полнота регресса неврологической симптоматики в остром периоде ИИ у больных со средней тяжестью инсульта определялась выраженностью ее динамики в первые дни заболевания, а также локализацией очага поражения — более полное восстановление нарушенных функций отмечалось при корковых очагах поражения.
Суммарный клинический балл на момент госпитализации в группе больных с тяжелым инсультом составил по шкале NIH 19,5+5,3. У 5 больных суммарный клинический балл по шкале NIH составлял от 14 до 18, что соответствовало умеренным расстройствам сознания до уровня оглушения и грубым очаговым симптомам. У 5 больных при госпитализации средний балл по шкале NIH был более 20, что отражало наличие более глубоких степеней расстройств сознания (до сопора) с признаками отека мозга, различными изменениями окулоцефалических рефлексов и грубыми очаговыми нарушениями неврологических функций.
В данной подгруппе атеротромботический вариант инсульта наблюдался у 6 и кардиоэмболический - у 4 пациентов. У 3 из 10 больных с изначально тяжелым инсультом наблюдалось регредиентное течение заболевания, сопровождавшееся регрессом общемозговой и очаговой неврологической симптоматики в остром периоде заболевания. В одном случае имело место ремиттирующее течение заболевания и у 6 больных отмечался прогредиентный тип течения ИИ.
У 3 больных очаг поражения располагался в левом полушарии мозга с формированием, по данным МРТ, обширных очагов корково-подкорковой локализации в 2 и коркового очага - в 1 случае. Правополушарная локализация очага отмечалась у 7 больных, в 2 случаях он располагался в зоне васкуляризации глубоких ветвей СМА и у 5 больных наблюдались обширные корково-подкорковые очаги поражения мозга.
У всех тяжелых больных отмечались нарушения функций черепной иннервации в виде выраженного поражения VII и XII пар черепных нервов по центральному типу, из которых лишь в 3 случаях наблюдался некоторый регресс к концу острого периода.
Частичный регресс двигательных расстройств в виде увеличения мышечной силы в паретичных конечностях на 1—1,5 балла отмечался только у 2 больных (у одного из них очаг поражения располагался в корковых ветвях СМА и у 1 больного - в глубоких ветвях с прешгущественным поражением внутренней капсулы), у остальных тяжелых больных в течение всего периода наблюдения сохранялся грубый двигательный дефект со снижением мышечной силы до 0-2 баллов, в большинстве случаев у этих больных отмечалось наличие обширного очага поражения корково-подкорковой локализации. Регресса чувствительных расстройств не отмечалось ни у одного из 9 больных, у которых данные нарушения имелись при госпитализации. Чувствительные нарушения отсутствовали у больного с очагом поражения в глубоких отделах полушария мозга с локализацией очага преимущественно во внутренней капсуле.
У всех 3 больных с левополушарной локализацией очага поражения имелась грубая сенсо-моторная афазия, только у одного из них к концу острого периода наблюдался частичный регресс афатических расстройств. У 4 больных с правополушарной локализацией очага ишемии наблюдались нарушения высших психических функций, клинически проявлявшиеся в виде аутотопагнозии, анозогнозии и снижения критики.
В подгруппе пациентов с тяжелым инсультом 6 из 10 больных умерли в остром периоде заболевания. Из 4 выживших степень функциональных нарушений на 21-30-е сутки по шкале Barthel у 2 больных соответствовала глубокой (баллы 30 и 35) и у 2 - умеренной инвалидизации (баллы 55 и 50).
Таким образом, у всех выживших больных (4 из 10) регресс неврологических расстройств был частичным, в двух случаях сохранялся грубый неврологический дефект, не позволявший больным себя обслуживать. В 6 случаях отмечалось неуклонное прогрессирование заболевания с летальным исходом в остром периоде инсульта.
Тридцатидневная летальность во всей изученной группе пациентов (п=22) составила 27,3%. Анализ свидетельствовал, что летальные случаи наблюдались у исходно тяжелых больных с выраженной общемозговой и очаговой симптоматикой. У всех умерших больных имели место обширные корково-подкорковые очаги поражения, смерть наступила при явлениях нарастания отека мозга и развития дислокационного синдрома с нарушением жизненно важных функций.
Первое МРТ исследование у больных средней тяжести проводилось в период 8-23 часов от начала развития заболевания (среднее время - 12,6+4,9 часов). У двоих пациентов очаг поражения на MP—томограммах в 1-е сутки не визуализировался и выявлялся только при повторных исследованиях (в одном наблюдении это был лакунарный инфаркт, во втором - корковый очаг поражения). Динамика объема очага поражения у больных средней тяжести представлена в таблице 22 и на рис. 51.
Изучение режима DIR (FLAIR+STIR) на фантоме
Для изучения показателей режима DIR (FLAIR+STIR) использовался ткань - эквивалентный фантом на основе агарозного геля с добавлением Gd-DTPA с дополнительным включением в него образцов воды и жира. Схема расположения образцов в фантоме приведена в таблице 31.
В таблице 32 приведены концентрации агарозы и Gd-DTPA в образцах 1-16 (ткань-эквивалентный фантом). В образцах 17, 19, 20 и 22 находилась дистиллированная вода, в образцах 18 и 21 — рафинированное подсолнечное масло. Образцы 23 и 24 содержали различный белок и в данной работе не использовались.
Значение ИС измерялось с помощью пакета прикладных программ томографа с учетом описанных выше правил. Вычислялся показатель отношения сигнала к шуму (SNR) по формуле:
SNR = (ИСзона интереса - ИС фона) / Шум
Шум - стандартное отклонение ИС, измеренного за пределами сигнал-продуцирующих тканей, но в поле обзора (фон).
Показатель ТК фантомного образца №12 (ТКф) вычислялся по отношению к жиру или воде по формулам:
ТКф/ж = (ИС№і2 — ИСжира) / ИСжира
ТКф/в = (ИС№12 - ИСВОДЫ) / ИС воды Для оценки ТК воды по отношению к жиру (ТКВ/Ж) в качестве референтного значения бралось значение ИС жира.
Полученные изображения фантома на использованных режимах сканирования приведены на рис. 64.
По величине показателя SNR оценивалась степень подавления сигналов от изученных образцов (таблица 34, рис. 65). Как видно из рисунка 65 величина SNR для воды была максимальной на режиме Т2 - RARE, для жира - на режимах Т2 - RARE и FLAIR и для образца №12 - на Т2 - RARE. Величины SNR для фантомного образца №12 были наиболее низкие и практически одинаковые для режимов STIR и DIR (FL+STIR).
Но при визуальной оценке получаемых МРТ изображений весьма важным моментом является настройка чувствительности (диапазона) приемника, которая зависит от уровня ИС образца. При высоких значениях данного показателя чувствительность приемника снижается, что вызывает ухудшение визуализации структур с низкой ИС. В связи с этим важное значение имеет соотношение между максимальным значением показателя SNR и его величиной для интересующей структуры. Величина SNR фантомного образца №12 по отношению к максимальным значениям данного показателя для каждого использованного режима составила: Т2 -RARE - 38% (по отношению к воде), FLAIR - 57% (по отношению к жиру), STIR - 23,3% (по отношению к воде), для режима DIR (FLAIR+STIR) величина SNR фантомного образца была максимальной, если вычислять ее отношение к следующему по величине SNR образцу - воде, она составила 134%.
Таким образом, общее подавление ИС и соответствующее этому снижение величины SNR всех фантомных образцов на режиме DIR (FLAIR+STIR) не было пропорциональным. Как и следовало ожидать, исходя из теоретических представлений, при данном режиме в большей степени подавлялись сигналы воды и жира и в меньшей степени - сигналы фантомного образца, эквивалентному веществу мозга. В связи с тем, что в подобной ситуации максимальный сигнал задает усиление приемного тракта следует ожидать соответствующего изменения (увеличения) чувствительности приемника и как следствие этого - повышения чувствительности к слабым сигналам вещества мозга. Также можно предполагать, что данный режим позволит повысить чувствительность к некоторым внутричерепным патологическим изменениям, в частности, не сопровождающихся повышением содержания жира и свободной воды.
На следующем этапе экспериментальной работы были сопоставлены показатели ТК изученных фантомных образцов (таблица 35).
Видно, что величины ТК для образца №12 по отношению к воде были одинаковыми для режимов FLAIR и DIR, что предполагало отсутствие ухудшения ТК вещества мозга по отношению к ЦСЖ на последнем режиме по сравнению со стандартным режимом FLAIR, несмотря на общее снижение ИС. Величины ТК образца №12 по отношению к жиру на режимах STIR и DIR были близки с некоторым преобладанием для последнего режима, что свидетельствовало о том, что степень подавления сигнала жира на режиме DIR не ниже, чем на стандартном режиме STIR.
На Т2 RARE и FLAIR изображениях жир выглядел ярче образца №12, поэтому ТК последнего на данных режимах был отрицательный. Эти данные позволили предположить, что на режиме DIR визуализация мягкотканных образований и воспалительных изменений в окружении жировой ткани будет близкой к таковой на режиме STIR с взвешенностью последнего по Т2, что является важным для диагностики указанных патологических изменений в орбите, на основании и в костях черепа, а также в мягких тканях головы.
Таким образом, экспериментальное изучение режима DIR позволило обосновать проведение клинических испытаний данного режима для диагностики как некоторых вариантов сосудистых, так и других по этиологии церебральных патологических изменений.
