Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Современное состояние проблемы и возможности лучевой диагностики нарушений ликвородинамики (обзор литературы)
1.1 Физиология ликвородинамики 13
1.2 Гидроцефалия: этиология, классификация, патогенез 19
1.3 Особенности лучевого исследования ликворной системы головного мозга 22
1.3.1 Возможности лучевых методов в диагностике нарушений ликвородинамики 22
1.3.2 Возможности магнитно-резонансной томографии в диагностике гидроцефалии 26
Глава 2. Материалы и методы исследования 38
2.1 Общая характеристика обследованных больных 38
2.2 Нейропсихологическое исследование больных и ликвородинамические тесты 40
2.3 Методики высокопольной магнитно-резонансной томографии 43
2.3.1 Особенности применения традиционных импульсных последовательностей 43
2.3.2 Методика фазово-контрастной МРТ с кардиосинхронизацией 46
2.3. Методика Time-SLIP (Time-Spatial Labeling Inversion Pulse, пространственно-временная маркировка с инверсией импульса) 51
2.3.4 Методика диффузионной тензорной МРТ 52
2.4 Статистическая обработка полученных данных с использованием пакета программного обеспечения FSL (Functional MRI Software Library) 56
2.5 Статистическая обработка данных 59
Глава 3. Результаты обследования пациентов с окклюзионной гидроцефалией 61
3.1 Общая характеристика пациентов и оценка морфологических изменений головного мозга с использованием стандартных импульсных последовательностей 61
3.2 Результаты оценки ликвородинамики путем визуализации движения СМЖ и количественной оценки его скоростных показателей 66
3.3. Результаты оценки серого вещества мозга с применением методики многовоксельной МР-морфометрии. 75
3.4. Сравнительный анализ изменений фракционной анизотропии в белом веществе головного мозга у пациентов с окклюзионной гидроцефалией 77
Глава 4. Результаты обследования пациентов с открытой гидроцефалией
4.1. Общая характеристика пациентов и оценка морфологических изменений головного мозга с использованием стандартных импульсных последовательностей 81
4.2. Результаты оценки ликвородинамики путем визуализации движения СМЖ и количественной оценки его скоростных показателей у пациентов с открытой гидроцефалией 86
4.3. Результаты оценки серого вещества мозга методом многовоксельной МР-морфометрии у пациентов с открытой гидроцефалией 92
4.4 Результаты оценки вещества мозга методом диффузионно- тензорной МРТ у пациентов с открытой гидроцефалией 95
Глава 5. Результаты обследования пациентов с гидроцефалией после хирургического лечения 99
5.1. Результаты МРТ с использованием стандартных и функциональных методик 99
5.2. Результаты оценки серого вещества мозга методом многовоксельной МР-морфометрии и ДТ-МРТ у пациентов с окклюзионной гидроцефалией после оперативного вмешательства 107
5.3. Результаты оценки серого вещества мозга методом многовоксельной МР-морфометрии и ДТ-МРТ у пациентов с открытой
гидроцефалией после операционного вмешательства 113
Глава 6. Обсуждение полученных результатов и заключение 119
Выводы 130
Практические рекомендации 132
Список сокращений 134
Список литературы 1
- Возможности лучевых методов в диагностике нарушений ликвородинамики
- Особенности применения традиционных импульсных последовательностей
- Результаты оценки ликвородинамики путем визуализации движения СМЖ и количественной оценки его скоростных показателей
- Результаты оценки ликвородинамики путем визуализации движения СМЖ и количественной оценки его скоростных показателей у пациентов с открытой гидроцефалией
Введение к работе
Актуальность темы исследования.
В основе гидроцефалии лежат стойкие расстройства ликворообращения. Заболевания нервной системы разной этиологии сопровождаются нарушениями ликвородинамики (Дамулин КВ. и соавт., 2005; Малхасян Ж.Г., 2010).
В остром периоде черепно-мозговой травмы развитие гипертензионно-гидроцефального синдрома выявляется в 3-15% случаев, а на более поздних этапах травматической болезни мозга ликвородинамический синдром развивается в 20-79,7% случаев (Одинак М.М. и соавт., 2000; Шахнович КБ., 2006). Встречаемость окклюзионной гидроцефалии при глубинных срединно-расположенных опухолях головного мозга может достигать 90% случаев (Омаров А.Д. и соавт., 2011; Pitskhelauri D.I. et al, 2009). Воспалительные заболевания нервной системы обусловливают возникновение гипертензионно-гидроцефального синдрома у 5-60% больных (Hopf N.J. et al, 1999). Распространенность гидроцефалии нормального давления в экономически развитых странах, таких как Япония, США, страны Скандинавии, составляет у лиц старше 65 лет до 0,5% и ежегодно увеличивается до 5,5 больных на 100 тысяч населения (Verres М. et al., 2004; Brean A. et al., 2008; Tanaka N. et al., 2009).
Ликворошунтирующие операции на сегодняшний день являются самым распространенным методом лечения гидроцефалии (Коршунов А. Е., 2003; Легздайн М.А. и соавт., 2009). В то же время, после коррекции водянки состояние больного становится стабильно дренажезависимым (Хачатрян В.А., 2009; Малхасян Ж.Г., 2010). Значительная часть больных подвергается повторным операциям в связи с осложнениями. В последнее время в качестве альтернативных методов лечения гидроцефалии предлагается целый ряд малоинвазивных нейроэндоскопических операций. Такие операции обеспечивают существенное снижение частоты послеоперационных осложнений, летальности и повторных вмешательств по сравнению с вентрикулоперитонеальным шунтированием, что значительно улучшает качество жизни оперированных пациентов и является клинически обоснованным методом коррекции окклюзионной гидроцефалии (Меликян А.Г. и соавт., 2002; Коршунов, А.Е, 2005; Гаврилов Г.В., 2010; Kim S.K. et al, 2000). Таким образом, определение причины и уровня окклюзии имеет большое практическое значение, поскольку в большой степени определяет выбор наиболее рационального метода операции.
Магнитно-резонансная томография (МРТ) - наиболее информативный, неинвазивный метод нейровизуализации. Она позволяет выявить структурные
изменения головного мозга при гидроцефалии. Однако к настоящему времени появились новые методики и подходы выявления количественных морфологических и функциональных параметров оценки структур мозга и ликвородинамики, применяемые при гидроцефалии разного генеза (Арутюнов Н.В., 2010). Необходимость их внедрения и оценки их эффективности определяет актуальность представляемой работы.
Степень разработанности темы.
В настоящее время, по мнению большинства отечественных и зарубежных ученых основным методом, используемым в диагностике гидроцефалии, является МРТ (Арутюнов Н.В. и соавт., 2000; Летягин А.Ю. и соавт., 2004; Тулупов А.А., 2011; Bateman G.A., 2001; Alperin N. et al, 2006; AlginO. etal.,2009).
Применяемые до введения в клиническую практику рентгеновской компьютерной томографии (КТ) и МРТ рентгенологические методы исследования, такие как пневмоэнцефалография и вентрикулография, имеют лишь исторический интерес и в большинстве клинических центров не проводятся (Лихтерман Л.Б., 2006; Линденбратен Л.Д., 2008; Богомякова О.Б. и соавт., 2011; Ambarki К., 2010; Toma А.К., 2011). Нейросонография не нашла широкого применения в силу физических особенностей метода: возможности использования только у детей через незакрывшиеся роднички (Трофимова Т.Н., 2005; Иова А.С., 2012; Щугарева Л.М. и соавт., 2012).
Радионуклидные методы, такие как радиоизотопной цистернографии, однофотонная эмиссионная компьютерная томография (ОФЭКТ), позитронно-эмиссионная томография (ПЭТ), применяются преимущественно в исследовательских работах и в диагностике гидроцефалии широко не используются (Мирсадыков Д.А., 2004; Соколова Л.П. 2011; 2012; Hertel F. et al, 2003).
В настоящее время с помощью различных методик МРТ можно визуализировать ток спинномозговой жидкости (СМЖ), количественно оценить его скоростные показатели, структурное состояние вещества головного мозга. Проводятся исследования, направленные на усовершенствование методик диагностики, изучение патогенеза гидроцефалии, изменений ликвородинамики и структуры белого вещества. Однако в основном изучаются либо один вид гидроцефалии, либо только изменения ликвородинамики или проводящих путей.
Таким образом, в литературе отсутствуют сведения о комплексной оценке и возможностях диагностики изменений ликвородинамики и состояния серого и белого вещества головного мозга при разных видах гидроцефалии и их динамики после хирургического лечения.
Цель исследования. Повышение эффективности диагностики разных видов нарушения ликворо динамики и изменения состояния вещества головного мозга у больных гидроцефалией с помощью качественной и количественной оценки с применением различных методик МРТ.
Задачи исследования:
-
Выработать оптимальную методику MP-исследования пациентов с различными видами гидроцефалии с использованием стандартных и «функциональных» импульсных последовательностей.
-
Оценить возможности различных импульсных последовательностей в определении прямых и косвенных признаков окклюзионной гидроцефалии. Изучить возможности «функциональных» методик МРТ (фазово-контрастной и методики «маркирующий инвертирующий импульс» - Time-SLIP) в визуализации тока спинномозговой жидкости и определении локализации окклюзии. Изучить количественные показатели ликворо динамики на уровне водопровода мозга у больных окклюзионной гидроцефалией.
-
Изучить MP-семиотику и определить характер изменения количественных параметров ликвородинамики на уровне водопровода мозга при открытой гидроцефалии. Изучить количественные параметры ликвородинамики на уровне водопровода мозга методом фазово-контрастной МРТ у здоровых добровольцев разных возрастных групп.
-
Изучить возможности диффузионно-тензорной МРТ в количественной оценке изменений белого вещества головного мозга при различных видах гидроцефалии.
-
С помощью группового анализа результатов многовоксельной МР-морфометрии объективизировать изменения серого вещества головного мозга при разных видах гидроцефалии.
-
Изучить характер изменений ликвородинамики и состояния вещества головного мозга по данным комплексного MP-исследования у больных с гидроцефалией после хирургического лечения.
Научная новизна исследования. Впервые проведена комплексная оценка изменения показателей ликвородинамики, состояния серого и белого вещества головного мозга у пациентов с разными видами гидроцефалии с применением стандартных МРТ-протоколов и «функциональных» методик.
Использование методик по визуализации тока СМЖ позволило наглядно продемонстрировать их возможности в диагностике гидроцефалии, в выявлении окклюзии на разных уровнях ликворных путей и использовании их в послеоперационном контроле.
На основании анализа репрезентативного материала получены количественные данные ликвородинамики при окклюзионной и открытой
гидроцефалии. Выявленная гиперпульсация СМЖ на уровне водопровода мозга подтверждает теорию о значении снижения упруго-эластических свойств мозга в патогенезе открытой гидроцефалии.
С помощью группового анализа выявлены особенности структурных и функциональных изменений в веществе мозга в зависимости от гидродинамической модели гидроцефалии. Установлено, что изменения проводящих путей носят преимущественно функциональный характер и в большой степени обратимы после хирургического лечения гидроцефалии.
Изучены возможности объективизации структурных изменений серого вещества мозга при оценке результатов многовоксельной МР-морфометрии. Выявлены зоны структурных изменений в коре и базальных ядрах при гидроцефалии.
Изучена корреляция между клиническими проявлениями гидроцефалии и выявленными структурными и функциональными изменениями в веществе мозга.
Теоретическая и практическая значимость. Доказана необходимость проведения комплексного MP-исследования в диагностике гидроцефалии. Результаты проведенного исследования показали, что количественная оценка параметров ликворотока на уровне водопровода мозга эффективна в дифференциальной диагностике окклюзионной и открытой гидроцефалии, а также заместительного расширения ликворных пространств в результате возрастной атрофии.
«Функциональные» методики с кардиосинхронизацией позволяют визуализировать нарушение ликвородинамики на уровне окклюзии и информативны в послеоперационном контроле проходимости наложенных соустий.
На основе проведенного исследования отработана методика сбора информации по качественной и количественной оценке ликвородинамики при выполнении МРТ. Определены значения количественных показателей ликвородинамики на уровне водопровода мозга при различных видах гидроцефалии. Сформулированы практические рекомендации по применению этих методик МРТ с целью повышения эффективности диагностики гидроцефалии.
Использование предложенных методик у пациентов с гидроцефалией позволяет повысить достоверность диагностики, и может существенно влиять на лечебную тактику.
Методология и методы исследования. Диссертационное исследование выполнялось в несколько этапов. На первом этапе изучалась отечественная и зарубежная литература, посвященная данной проблеме. Всего
проанализировано 158 источников, из них 52 - отечественных, 106 -зарубежных.
На втором этапе были обследованы 191 больных гидроцефалией. Из них 106 пациентов до хирургического лечения, 85 после хирургического лечения.
На третьем этапе диссертационного исследования проводили анализ результатов различных методик МРТ в диагностике гидроцефалии, оценки ликвородинамики и состояния вещества головного мозга и статистическую обработку полученных результатов.
Положения, выносимые на защиту:
1. Комплексное MP-исследование, включающее применение стандартных
импульсных последовательностей и «функциональных» методик, а также
проведение постпроцессингового группового анализа, позволяет выявить
ликвородинамические, функциональные и структурные изменения головного
мозга у пациентов с гидроцефалией.
-
При недостаточной информативности стандартных импульсных последовательностей «функциональные» методики с кардиосинхронизацией позволяют визуализировать ток СМЖ в интересующих зонах, провести количественную оценку его параметров и подтвердить наличие и характер нарушения ликвородинамики.
-
Применение диффузионно-тензорной МРТ позволяет провести количественную оценку изменений различных структур белого вещества (кортикоспинальных трактов, ассоциативных волокон семиовальных центров), которые характеризуются повышением коэффициента фракционной анизотропии.
-
Использование многовоксельной МР-морфометрии с проведением группового анализа позволяет выявить зоны снижение объема серого вещества у больных с открытой и сообщающейся гидроцефалией (в области базальных ядер, медиобазальных отделах лобных, височных, затылочных долей).
-
Применение функциональных методик МРТ в послеоперационном периоде позволяет оценить проходимость наложенных соустий, а также определить наличие и степень восстановления коэффициента фракционной анизотропии белого вещества.
Степень достоверности и апробация результатов. Степень достоверности результатов проведенного исследования определяется значительным и репрезентативным объемом выборки обследованных пациентов (п=191), применением современных методов исследования, использующих возможности программного нейровизуализационного анализа (МР-морфометрия), а также обработкой полученных данных современными методами математической статистики. В результатах комплексного MP-
обследования приводятся качественные и убедительные иллюстрации выявленных патологических изменений.
Результаты диссертационного исследования используются в практической работе отделений магнитно-резонансной томографии кафедры рентгенологии и радиологии, в клиниках нейрохирургии и нервных болезней, а также внедрены в учебный процесс на кафедре рентгенологии и радиологии Военно-медицинской академии им. СМ. Кирова.
Основные результаты работы доложены и обсуждены на научно-практических конференциях: итоговой конференции военно-научного общества слушателей и ординаторов I факультета Военно-медицинской академии им. СМ. Кирова (СПб., 2011); научно-практической конференции неврологов, XVIII Всероссийской конференции «Нейроиммунология. Рассеянный склероз», Симпозиуме «Современные возможности нейровизуализации» (к 20-летию первого ПЭТ исследования в России), конференции Российского комитета исследователей рассеянного склероза (СПБ., 2011); Юбилейной Всероссийской научно-практической конференции «Актуальные вопросы клиники, диагностики и лечения в многопрофильном лечебном учреждении» (СПб., 2011); Невском радиологическом форуме (СПб., 2011, 2013); заседании Санкт-Петербургского радиологического общества (СПб., 2013).
Апробация диссертационной работы проведена на межкафедральном совещании кафедр: рентгенологии и радиологии с курсом ультразвуковой диагностики, нервных болезней и нейрохирургии ФГБВОУ ВПО «Военно-медицинская академия имени СМ. Кирова» МО РФ (протокол № 11 от 13.12.2013 г.).
Личный вклад. Тема и план диссертации, ее основные идеи и содержание разработаны совместно с научным руководителем на основе многолетних целенаправленных исследований.
Автор самостоятельно обосновал актуальность темы диссертации, цель, задачи и этапы научного исследования. Разработана формализованная карта и на ее основе создана электронная база данных.
Диссертант лично провел МР-исследования 191 больным с сообщающейся и окклюзионной гидроцефалией, до и после хирургического лечения, а также для 35 человек, которые составили группу контроля.
Личный вклад автора в изучение литературы, сбор, обобщение, анализ, статистическую обработку клинических материалов и написание диссертации -100%.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 13 работ, из них 2 - в изданиях, рекомендованных ВАК Министерства образования и науки РФ.
Внедрено 3 рационализаторских предложения (№13232/6 от 26.10.2012, №13252/6 от 29.10.2012 и №13253/6 от 29.10.2012).
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения и обсуждения результатов, выводов, практических рекомендаций и списка используемой литературы. Работа содержит 48 рисунков, 9 таблиц, 5 диаграмм. Список литературы включает 158 источников (52 отечественных и 106 зарубежных). Диссертация изложена на 153 листах машинописного текста.
Возможности лучевых методов в диагностике нарушений ликвородинамики
Нарушение ликвородинамики возникает вследствие патологических процессов, связанных с поражением оболочек и паренхимы мозга различного генеза. В большинстве случаев это становится причиной развития гидроцефалии, которая является одной из наиболее распространенных заболеваний нервной системы (Гайдар Б.В., 2002). По данным североамериканского общества нейрохирургов ежегодно выставляется до 80 тысяч диагнозов гидроцефалии (Bradley W.G., 2001). Это заболевание встречается во всех возрастных группах и является одной из причин инвалидизации и ухудшения качества жизни пациентов. По современным представлениям врождённая гидроцефалия составляет 0,05-0,91 случаев на 1000 рождений по EUROCAT (Европейского международного регистра врожденных пороков развития) – 0,2-0,8 случаев на 1000 рождений (Кузнецова В.Н. и соавт., 2012). Из всех пороков развития нервной системы гидроцефалия составляет 27% (Демикова Н.С. и соавт., 2012), из них в 37% в структуре изолированных форм (Степакина Е.И., 2005;Кашина Е.В. и соавт., 2008).
Ликвородинамика включает в себя ликворопродукцию, ликвороциркуляцию и резорбцию спинномозговой жидкости (СМЖ). Эти три процесса являются динамическими параметрами функционирования ликворной системы, способными изменяться как в норме, так и при патологии (Корниенко В.Н., 2009). В образовании СМЖ участвуют сосудистые (хориоидальные) сплетения желудочков мозга, эпендима и оболочки мозга. Основной объем (примерно 2/3) СМЖ продуцируется сосудистыми сплетениями (Johanson C.E. et al., 2008), остальная часть имеет экстрахориоидальное происхождение, которое до сих пор изучено не достаточно.
Ликворопродукция осуществляется как активно, так и пассивно. Пассивный механизм секреции СМЖ является результатом прохождения электролитов и белков через биологические мембраны. Активный транспорт электролитов и воды осуществляют мембранные ионозависимые ферменты, ключевую роль в котором играют Na/K-АТФаза и карбоангидраза эпителия сосудистых сплетений (Catala M. et al., 2004). Они перемещают электролиты и воду против электрохимического градиента, используя метаболическую энергию АТФ. Скорость секреции СМЖ зависит от перфузии сосудистых сплетений и по данным авторов колеблется в большом диапазоне, составляет от 0,1 до 0,5 мл/мин (Гайдар Б.В., 2002; Коршунов А.Е., 2010). По данным других авторов скорость секреции СМЖ в физиологических условиях постоянна и составляет 0,36 мл/мин. Она заметно падает при выраженной артериальной гипотонии. При ликворном давлении ниже 25-30 мм рт.ст. скорость продукции СМЖ не зависит от внутричерепного давления. В тоже время, даже резкое повышение внутричерепного давления не прекращает секрецию СМЖ. При выраженной (более 30 мм рт.ст.) ликворной гипертензии продукции СМЖ снижается (Гайдар Б.В., 2002). Таким образом, линейной зависимости секреции СМЖ от церебрального перфузионного давления нет. Скорость секреции СМЖ значимо снижается с возрастом, что особенно заметно после 50-60 лет. Клинически значимое увеличение скорости секреции СМЖ отмечается при гиперплазии или опухолях сосудистых сплетений, в этом случае избыточная секреция может стать причиной гиперсекреторной формы гидроцефалии (Stephensen H. Et al., 2005) при текущих воспалительных заболеваниях ликворной системы (менингит, вентрикулит) (Bauer D.F. et al., 2008). Секреция СМЖ регулируется (в незначительной степени) симпатической нервной системой, а также посредством различных эндокринных влияний (Catala M. et al., 2004). Средний объем СМЖ - около 150 мл, примерно 1/3 этого объема располагается в желудочках мозга, остальное количество равномерно распределено в субарахноидальных пространствах головного и спинного мозга (Коновалов А.Н. и соавт., 1997).
Транспорт СМЖ от желудочков мозга в субарахноидальные пространства происходит через отверстия и полости, называемые ликворопроводящими путями. К этим анатомическим образованиям относят межжелудочковое отверстие, водопровод мозга, медиальные и латеральные отверстия IV желудочка, полости III и IV желудочков. Долгое время ликвороциркуляцию рассматривали как медленный, однонаправленный процесс перемещения СМЖ из желудочковой системы в субарахноидальное пространство и в пахионовы грануляции, обусловленный постоянной секрецией и резорбцией СМЖ, градиентом давления в полостях, вертикальным положением тела и движением ворсинок эпендимы. Объемная скорость медленных перемещений СМЖ равна скорости его секреции и резорбции, то есть 0,005-0,0075 мл/сек, что в 60 раз медленнее быстрых перемещений (Коршунов А.Е., 2010).
В мозге, богатом кровеносными сосудами, вследствие пульсации крови происходит изменение его объёма. В момент прилива крови к голове наступает компенсаторное вытеснение СМЖ через соответствующие отверстия (Baledent O. et al., 2004). Пульсирующее действие на мозг оказывают крупные сосуды основания и центральной части головного мозга (Alperin N. et al., 2006). III желудочек является естественным насосом СМЖ, в результате сдавления его стенок таламусом, расширяющимся во время систолы. Кроме того, на быстрые перемещения СМЖ оказывает влияние пульсация сосудистых сплетений боковых желудочков.
Особенности применения традиционных импульсных последовательностей
Полученные данные заставили многих исследователей пересмотреть свои взгляды на модели ликвородинамики при гидроцефалии нормального давления. Поэтому большинство последующих работ было направлено на изучение динамического взаимодействия между кровью, СМЖ и паренхимой мозга внутри черепа (Dixon G.R. et al., 2002; Bateman G.A., 2005; 2008; Stoquart-El Sankari S. et al., 2011).
Ряд авторов (Luetmer P.H. et al., 2002; Baledent O. et al., 2004) предположили, что церебральная атрофия или гидроцефалия может быть вызвана дисбалансом во взаимодействии между паренхимой мозга, СМЖ в желудочках и субарахноидальном пространстве и сосудистой сетью.
Исследования, проведенные в Японии, установили, что существует возрастное снижение краниоспинального соответствия, которое может способствовать развитию субклинических форм гидроцефалии нормального давления у пожилых пациентов (Iseki C. et al., 2009; Henry-Feugeas M.C. et al., 2009). С возрастом вследствие нарушения краниоспинального соответствия, снижения эластичности крупных сосудов, артериальная пульсовая волна более глубоко проникает в сосудистое русло (Greitz D., 2004; O Rourke M.F. et al., 2007; Henry-Feugeas M.C. et al., 2009) с развитием так называемой Windkessel дисфункции (функция буферизации, необходимая для сглаживания пульсирующего оттока крови из сердца) и приводит к снижению артериальной перфузии (Соколова Л.Н., 2012; Baldent O. et al., 2006). Высокая амплитуда ударного объема СМЖ и снижение скорости оттока венозной крови также снижают краниоспинальное соответствие (Henry-Feugeas M.C. et al., 2001, de Marco G. et al., 2004).
У больных с гидроцефалией нарушение венозного оттока и/или снижение пульсации в конвекситальных субарахноидальных пространствах для компенсации артериального притока приводит к гиперпульсации СМЖ в желудочках. У данных пациентов пик венозного оттока происходил значительно раньше (p 0,01), чем у здоровых добровольцев (Tanaka N. et al., 2009).
Таким образом, в исследованиях с помощью методики фазово-контрастной МРТ наиболее часто проводился анализ «артериовенозной задержки», индекса артериальной пульсации (IP – index of arterial pulsatility), индекса соответствия (Bateman G.A., 2008; Henry-Feugeas M.C. et al., 2008) у разных групп больных.
Важным звеном в патогенезе гидроцефалии является снижение резорбции СМЖ. Так у пациентов после лучевой терапии развивается триада Хакима-Адамса, которая регрессирует после шунтирующей операции (Perrini P. et al., 2002; Baldent O. et al., 2006). Увеличение притока крови, наблюдающееся после шунтирования, также поддерживает гипотезу о связи между гидроцефалией нормального давления и снижением мозгового кровотока (Corkill R.G. et al., 2003). Группа исследователей из Сингапура предложила в диагностике гидроцефалии нормального давления использовать такие количественные показатели: индекс Эванса (более 0,3), пиковые скорости СМЖ на уровне сильвиего водопровода (9 мл/сек – диастолическая, 10 мл/сек – систолическая) и измеряемого коэффициента диффузии вещества головного мозга 10,65 х 10 -4 мм 2/с (Ng S.E. et al., 2009). В изучении процессов, протекающих в ликворной системе, прочные позиции завоевали методы математического моделирования, которые дают возможность не только изучить эти процессы, но и расширить возможности диагностических методик, позволяют осуществить расчет ряда количественных параметров, характеризующих состояние ликворной системы (Kurtcuoglu V. et al., 2005; Zhu, D.C. et al., 2006; Cohen B. . et al., 2011). На этапе подготовки к операции для оценки функционального состояния ликворной системы используют инвазивные методики мониторирования внутричерепного давления и специальные нагрузочные тесты, которые являются обременительными для пациентов (Кошурников Д.С. и соавт., 2010). Одним из оцениваемых с помощью этих тестов параметров является податливость, которая характеризует эластичность ликворной системы и рассчитывается как отношение объема вводимого физиологического раствора к приросту внутричерепного давления. В последнее десятилетие были разработаны математические модели, учитывающие пульсирующий характер ликворотока и позволяющие оценивать его количественные характеристики (Cohen B. et al, 2011). Российские ученые разработали математическую модель ликворной системы и компьютерную программу, позволяющую неинвазивно рассчитать значение податливости, используя данные, полученные с помощью методики фазово-контрастной МРТ при разных видах нарушения ликвородинамики. Рассчитанные с ее помощью величины коррелируют со значениями, получаемыми инвазивно (Кошурников Д.С., 2012).
Разработанная Японскими учеными методика Time-SLIP (time-spatial labeling inversion pulse) позволяет визуализировать перемещение СМЖ неинвазивно, путем преднасыщения спинов радиочастотным импульсом. Исследований ликвородинамики с применением данной методики относительно немного, в основном они проводятся на территории Японии. Возможности методики Time-SLIP изучаются на здоровых добровольцах и больных с гидроцефалией, на разных уровнях ликворных пространств: в водопроводе мозга, предмостовой цистерне, позвоночном канале и отверстиях Монро. С помощью Time-SLIP можно визуализировать сообщение ликворных полостей: между желудочками, крупными арахноидальными кистами и желудочками или субарахноидальным пространством.
Результаты оценки ликвородинамики путем визуализации движения СМЖ и количественной оценки его скоростных показателей
Всего обследовано 36 пациентов с хронической окклюзионной гидроцефалией.
Средний возраст пациентов составил 38,8±16,8 лет (диапазон 16-76 лет). Большой возрастной диапазон обусловлен врожденными и приобретенными причинами гидроцефалии, а также долгим периодом клинической компенсации при субокклюзии (стенозе).
Среди обследованных пациентов половину составили пациенты молодого возраста (50%), что обусловлено большой долей врожденных причин окклюзии. Во всех возрастных группах женщины преобладали над мужчинами.
Контрольную группу составили 35 человек (15 мужчин и 22 женщины) средний возраст 37,7±18,6.
В клинической картине у пациентов с окклюзионной гидроцефалией определяли разной степени выраженности признаки внутричерепной гипертензии. Все обследованные (100%) жаловались на головную боль, которая у 8 из них (22,2%) сопровождалась тошнотой и рвотой. Пациенты описывали свое состояние, как постоянное чувство тяжести, неясности, «несвежести» в голове, быструю утомляемость. При осмотре глазного дна у 14 больных (39%) определялись признаки застойных явлений. У 3 пациентов (8,3%) имелись судорожные приступы, у 5 (13,8%) – случаи потери сознания. У 1 пациентки (2,7%) 23 лет на фоне проявлений внутричерепной гипертензии отмечались гормональные нарушения, проявляющиеся аменореей. Нарушение походки в виде замедленной шаркающей ходьбы при клиническом обследовании выявлено у 13 пациентов (36%). В 3 (8,3%) случаях имелись нарушения мочеиспускания.
При оценке полученных МР-томограмм решали следующие задачи: уточнить уровень окклюзии и ее этиологию, оценить размеры желудочков, наличие перивентрикулярного глиоза и других структурных изменений белого вещества, состояние субарахноидальных пространств, пролабирование дна третьего желудочка в межножковую цистерну. Рассчитывали индексы передних и задних рогов боковых желудочков, третьего и четвертого желудочков. У всех пациентов было выявлено расширение желудочков мозга, на разных уровнях. Распределение больных по форме заболевания представлено на диаграмме 1. Как видно на диаграмме абсолютное большинство составляли пациенты с тривентрикулярной гидроцефалией с окклюзией на уровне водопровода мозга. Наиболее редко встречались моно- и тетравентрикулярные формы.
Среди этиологических факторов гидроцефалии лидирующее место занимали стеноз водопровода мозга, окклюзия передних отделов четвертого желудочка спаечным процессом (n=17). Супратенториальные объемные образования вызывали окклюзию ликворных путей у 7 пациентов, аномалия Киари I – у 3 пациентов. Примерно с одинаковой частотой встречались стеноз отверстий Монро (n=5), киста прозрачной перегородки (n=4). Единичными оказались пациенты с субтенториальной опухолью (n=1), крупной арахноидальной кистой (n=1), послеоперационными изменениями в пинеальной области (n=1). В трех случаях имело место сочетание двух указанных этиологических факторов.
При визуальной оценке полученных томограмм учитывали прямые и косвенные признаки нарушения ликвородинамики. К прямым отнесили случаи явно выраженной окклюзии ликворных пространств спайками, опухолями или сдавление их извне.
Косвенными признаками, помимо расширения желудочков мозга, считались: отсутствие эффекта «пустоты потока» за счет движения жидкости в месте сужения ликворных пространств, пролабирование стенок и дна третьего желудочка за счет градиента давления между ним и базальными цистернами, перивентрикулярный отек. Кроме того, оценивались состояние конвекситальных ликворных пространств и цистерн.
Из таблицы видно, что у пациентов с окклюзионой гидроцефалией признаки нарушения ликвородинамики встречаются с разной частотой. Наиболее постоянные из них: расширение желудочков мозга и отсутствие артефактов от пульсации СМЖ.
На изображениях в аксиальной плоскости измеряли поперечные размеры желудочков и рассчитывали вентрикуло-краниальные индексы. Анализ значений индексов показал их достоверное увеличение у пациентов с гидроцефалией по сравнению с группой контроля.
Результаты оценки ликвородинамики путем визуализации движения СМЖ и количественной оценки его скоростных показателей у пациентов с открытой гидроцефалией
Обобщая информацию, полученную в ходе анализа данных пациентов с открытой гидроцефалией, можно выделить зависимость между зонами уменьшения объема серого вещества и изменениями в кортикоспинальных, ассоциативных волокнах с интеллектуально-мнестическими, эмоциональными и двигательными нарушениями у этих больных.
Таким образом, изменения в головном мозге выявленные с применением стандартной МРТ у пациентов с открытой гидроцефалией, в виде расширения желудочкового комплекса, сужения конвекситальных субарахноидальных пространств, артефактов от турбулентного движения СМЖ, не всегда позволяло исключить их окклюзионный или заместительный характер. Применение функциональных методик значительно повысило диагностическую значимость исследований, демонстрируя проходимость ликворных пространств. Количественная оценка ликвородинамических параметров показала достоверное повышение линейных и объемных показателей в группе пациентов с открытой гидроцефалией в сравнении с группой контроля. Следовательно, эти изменения свидетельствуют о нарушении ликвородинамики, обусловленные гипорезорбцией СМЖ.
Статистический групповой анализ изображений, полученных с применением ИП 3D MPRAGE, продемонстрировал объем и характер изменений структур вещества мозга у пациентов с открытой гидроцефалией.
Выявлены обширные участкиaуменьшения объема серого вещества не только в перивентрикулярных областях, но по конвекситальным поверхностям полушарий мозга. Наибольшие изменения выявлены в лобных долях, что, вероятно, может объяснить преимущественно «лобный характер» когнитивных нарушений и изменения походки. Выявлены зоны снижения объема коры в медиобазальных отделах височных и затылочных долей. В меньшей степени изменения затронули теменные доли.
Результаты группового анализа КФА продемонстрировали изменения всех типов проводящих путей в зонах, подвергающихся наибольшей компрессии. Эти изменения также оказывают влияние на выраженность когнитивных и двигательных нарушений.
Операционное вмешательство является основным методом коррекции гидроцефалии. Целью хирургического вмешательства является удаление избыточного объема спинномозговой жидкости, устранения причины окклюзии или формирования альтернативного оттока СМЖ, нормализация внутричерепного давления, устранение деформации ликворосодержащих систем мозга и черепа. От вида гидроцефалии во многом зависит метод хирургического вмешательства.
Проанализированы результаты лучевого обследования 85 пациентов с гидроцефалией в разные сроки после хирургического лечения. Из них 40 человек с окклюзионной гидроцефалией (13 мужчин и 27 женщин) – группа А. Средний возраст 30,4±15,8 лет. Группу В составили 45 пациентов с открытой гидроцефалией (22 мужчин и 23 женщины). Средний возраст их 51,5±18,5 лет. Ликворошунтирующие операции выполнены 11 пациентам группы А и 36 пациентам группы В. Нейроэндоскопические операции выполнены 29 и 9 пациентам соответственно. Распределение пациентов по виду оперативного вмешательства в представлено в таблице 9.
Из таблицы видно, что в лечении пациентов с окклюзионной гидроцефалией предпочтение отдавалось малоинвазивным эндоскопическим вмешательствам. Большинству пациентов с открытой гидроцефалией выполнены ликворошунтирующие операции.
Послеоперационные МР-исследования выполняли с использованием стандартных ИП и функциональных методикв разные сроки: первые 2 недели после операции, в течение первого года, в сроки более года после операции, а также в другие сроки по клиническим показаниям.
Техника эндоскопической тривентрикулоцистерностомии, эндоскоп в третьем желудочке: пульсирующее, растянутое дно третьего желудочка - стрелка (а), перфорация дна третьего желудочка коагулятором – стрелка (б), сформированная стома в дне третьего желудочка – стрелка (в).
После операции у всех пациентов отмечалось клиническое улучшение, причем первыми регрессировали проявления внутричерепной гипертензии.
Задачами МРТ после эндоскопических оперативных вмешательств являлись: контроль послеоперационных изменений, исключение геморрагических осложнений, состояние кист, функционирование соустий, динамика уменьшения размеров желудочков.
При визуальной оценке полученных МР-томограмм, выполненных в Т1- и Т2-ВИ в трех взаимно перпендикулярных плоскостях в первые две недели, у всех пациентов были определены признаки послеоперационных отечных изменений по ходу эндоскопа, размеры желудочков не изменялись, у одного пациента (2,6%) выявлена эпидуральная гематома, кисты третьего желудочка и пинеальной области частично или полностью удалены, или перфорированы, в области стомы на Т2-ВИ четко визуализировали артефакты от тока СМЖ (flow-effect) у 44,7% больных.
При проведении исследования в более поздние периоды на МР-томограммах, выполненных с применением стандартных ИП, по ходу эндоскопа визуализировали небольшие кистозно-глиозные изменения, у одного пациента (2,6%) выявили послеоперационную субдуральную гигрому, отмечали уменьшение размеров желудочков на 5,3-16%, определяли артефакты от турбулентного тока СМЖ на уровне соустий у 65,8% пациентов.
Для визуализации тока СМЖ использовались функциональные методики: фазово-контрастная МРТ (flash in plane) и Time-SLIP, в 26 и 12 случаях соответственно.
У всех пациентов, обследованных в первые две недели, в области оперативного вмешательства (на уровне перфорации) визуализировался ток СМЖ (Рисунок 35, 36).
Похожие диссертации на Магнитно-резонансная томография в качественной и количественной оценке ликвородинамики и состояния вещества головного мозга у больных с гидроцефалией
