CC BY
72
68
ОРИГИНАЛЬНАЯ СТАТЬЯ
Оригинальные статьи
© КОЛЛЕКТИВ АВТОРОВ, 2016
УДК 616.831-009.2-053.4-073.756.8:537.635
Ермолина Ю.В., Намазова-БарановаЛ.С., Мамедъяров А.М., Аникин А.В., Маслова О.И.
диффузионно-тензорная мрт и трактография у больных детским
ЦЕРЕБРАЛЬНЫМ ПАРАЛИЧОМ: ОЦЕНКА СТРУКТУРНЫх ПОВРЕжДЕНИЙ
проводящих путей
Научный центр здоровья детей, 119991, г. Москва, Ломоносовский просп., д. 2, стр. 1
Введение. Применение ДТ-МРТ и трактографии у больных детским церебральным параличом (ДЦП) позволяет выявить механизмы двигательных и сенсорных нарушений, провести клинические сопоставления и определить корреляции между поражением проводящих путей и неврологическим дефицитом.
Для определения изменений фракционной анизотропии (ФА) и среднего коэффициента диффузии (СКД), полученных при ДТ-МРТ, в кортикоспинальных и сенсорных проводящих путях, структурах мозолистого тела при спастических формах ДЦП было обследовано 105 детей со спастическими формами ДЦП (спастический те-трапарез — 47, спастическая диплегия — 38, гемипаретическая форма — 20) и 50 детей без неврологического дефицита, в возрасте 2—18 лет. У всех пациентов с ДЦП оценивалась тяжесть двигательного дефицита с использованием шкалы развития больших моторных функций (GMFCS). Всем участникам проводилась ДТ-МРТ на аппаратах General electric (США), напряженностью магнитного поля 1,5 Тл и 3 Тл, с расчетом ФА и СКД в областях интереса — ножки мозга, заднее бедро внутренней капсулы, колено и валик мозолистого тела, задняя таламическая лучистость, постцентральная извилина, таламус.
Результаты. Установлено распределение детей по шкале GMFCS: I — 14 (13,4%), II — 19 (18,1%), III — 20 (19%), IV — 10 (9,5%), V — 42 (40%) человек. Тяжесть двигательных нарушений по шкале GMFCS тесно коррелировала со значениями ФА и СКД в ножках мозга, заднем бедре внутренней капсулы, задней таламической лучистости, колене мозолистого тела.
ДТ-МРТ позволяет адекватно оценивать изменения белого вещества мозга, структурно-функциональное состояние моторных и сенсорных проводящих путей, дает возможность прогнозировать развитие ребенка с ДЦП.
Ключевые слова: магнитно-резонансная томография; диффузионно-тензорная трактография; детский церебральный паралич; миелинизация; перивентрикулярные повреждения; фракционная анизотропия; дети; уровень больших моторных функций.
Для цитирования: Ермолина Ю.В., Намазова-Баранова Л.С., Мамедъяров А.М., Аникин А.В., Маслова О.И. Диффузионно-тензорная МРТ и трактография у больных детским церебральным параличом: оценка структурных повреждений проводящих путей. Российский педиатрический журнал. 2016; 19 (2): 68-74. DOI 10.18821/1560-9561-2016-19(2)-68-74
Ermolina Yu.V., Namazova-BaranovaL.S., MamedyarovA.M., AnikinA.V., Maslova O.I.
DIFFUSIoN-TENSoR MRI TRAcToGRAPHY IN PATIENTS WITH cHILDREN'S cEREBRAL PALSY: ASSESSMENT oF
structural lesions of conduction tracts
Scientific centre of children health, 2, bld. 2, Lomonosov avenue, Moscow, 119991, Russian Federation
Introduction. The application of diffusion-tensor (DT)-MRI tractography in patients with children S cerebral palsy (CP) allows to establish pathophysiological mechanisms of the development of motor and sensory impairments, to perform a clinical and neuroimaging comparison, as well as to determine correlations between lesions of the conduction tracts and neurological deficits.
Aim. For the determination of changes in fractional anisotropy (FA) and mean diffusivity coefficient (MDC), obtained with DT-MRI in the corticospinal and sensory tracts, structures of the corpus callosum in spastic forms of CP.
Materials and methods. There were examined 105 children with spastic forms of CP (spastic tetraparesis — 47, spastic diplegia — 38, hemiparetic form — 20) and 50 children without neurological deficit, at the age of 2—18 years. In all CP patients the severity of motor deficit was evaluated according to Gross Motor Function Classification System (GMFCS). DT-MRI was performed in all cases with the use of devices of General Electric (US), under magnetic field strength of 1.5T and 3T, with the calculation of the FA and the MDC in areas of interest — cerebral peduncles the brain stem, the posterior limb of the internal capsule, the genu and splenium of the corpus callosum, posterior thalamic radiation, postcentral gyrus, the thalamus.
Для корреспонденции: Ермолина Юлия Викторовна, аспирант отд-ния восстановительного лечения детей с болезнями нервной системы НИИ педиатрии НЦЗД Минздрава России, e-mail: [email protected]
ORIGINAL ARTICLE
Results. There was established the distribution of children according to the GMFCS scale: I — 14 (13,4%), II — 19 (18,1%), III — 20 (19%), IV— 10 (9,5%), V — 42 (40%) cases. The severity of motor impairment on the GMFCS scale closely correlated with the values of FA and ADC in cerebral peduncles, posterior limb of the internal capsule, posterior thalamic radiance, genu of the corpus callosum.
Conclusion. DT-MRI enables to assess adequately the changes in the white matter of the brain, structural andfunctional state of the motor and sensory conduction tracts, gives a possibility to predict the development of a child with CP.
Keywords: magnetic resonance imaging; diffusion tensor tractography; cerebral palsy; myelination; periventricular damage; fractional anisotropy; children; Gross Motor Function Classification System.
For citation: Ermolina Yu.V., Namazova-BaranovaL.S., MamedyarovA.M., AnikinA.V., Maslova O.I. Diffusion-tensor MRI tractography in patients with children's cerebral palsy: assessment of structural lesions of conduction tracts. Rossiiskii Pediatricheskii Zhurnal. (Russian Pediatric Journal). 2016; 19 (2): 68-74. (In Russ) DOI: 10.18821/1560-9561-2016-19 (2)-68-74
For correspondence: Yulia V. Ermolina, postgraduate of the Department for medical rehabilitation of children with diseases of the nervous system of the Research Institute of Pediatrics, E-mail: [email protected]
Information about authors: Namazova-Baranova L.S., orcid: http://orcid.org/0000-02-2209-7531
Conflict of interest. The authors declare no conflict of interest.
Funding. The study had no sponsorship.
Received 11.01.16 Accepted 20.01.16
Летский церебральный паралич (ДЦП является непрогрессирующим заболеванием ЦНС, развитие которого связано с перинатальным поражением головного мозга на различных этапах развития плода и ребенка [1—6]. Основой клинической картины ДЦП являются разнообразные двигательные нарушения, изменения мышечного тонуса, задержка психоречевого развития, вторичные ортопедические изменения, патология органа зрения и слуха, эпилепсия [3, 7].
Заболеваемость ДЦП в Европе составляет в среднем 1,0—2,52 на 1000 новорожденных [8], а в мире — около 2:1000 [9]. В нашей стране эпидемиологические исследования показали превышение среднемирового показателя — от 5 до 9 случаев на 1000 новорожденных [10]. В связи с этим определение диагностических и прогностических маркеров ДЦП и развитие методов, способствующих уточнению реабилитационного потенциала больных, представляются необходимыми для разработки персонифицированных программ реабилитации. Это связано с выраженной гетерогенностью ДЦП, как по тяжести клинических проявлений и патоморфологического субстрата, так и по прогнозу в отношении восстановления функций [2, 11—13].
Диффузионно-тензорная трактография (ДТ-МРТ) является информативным методом нейровизуализа-ции, позволяющим выявлять минимальные изменения проводников головного мозга путем оценки таких показателей, как фракционная анизотропия (ФА) и средний коэффициент диффузии (СКД) [14—16]. Однако диагностические и прогностические возможности ДТ-МРТ, а также необходимость проведения клинико-нейровизуализационных сопоставлений у больных ДЦП все еще требуют новых исследований [17—19]. Проведение структурной МРТ головного мозга у пациентов с задержкой психомоторного развития, начиная с раннего возраста, позволяет провести точную оценку процессов мие-линизации, а также выявить структурные нарушения развивающего головного мозга [20]. ДТ-МРТ является важным методом изучения микроструктурных изменений белого вещества головного мозга при ДЦП. Она необходима для анализа патоморфоза
заболевания, оценки развития основных двигательных нарушений, изучения миелинизации белого вещества при динамическом наблюдении и позволяет определить реабилитационный потенциал с разработкой прогностических предикторов и биомаркеров заболевания [11, 21, 22].
Метод ДТ-МРТ позволяет оценивать диффузионные характеристики исследуемой среды. Направление диффузии воды вдоль миелиновой оболочки аксона (анизотропия) дает информацию о степени интегрированности нейрональных трактов и их целостности. Количественными показателями ДТ-МРТ являются фракционная анизотропия (ФА) и средний коэффициент диффузии (СКД). ФА характеризует пространственную ориентацию молекул воды вдоль миелиновой оболочки, а СКД отражает общую диффузию воды. Показатели ФА находятся в диапазоне от 0 до 1, где 0 — это максимальная изотропная диффузия в идеальной сфере, 1 — максимальная анизотропная диффузия в гипотетическом длинном цилиндре с минимальным диаметром. Диффузионная анизотропия различна в структурах головного мозга и отражает миелинизацию волокон, их диаметр и направленность. Прогностическое значение ДТ-МРТ показано у детей с высоким риском ДЦП, недоношенных детей с критически низкой массой тела при рождении и гипоксией во время родов [23]. Установлено также, что показатели фракционной анизотропии ФА при рождении тесно коррелировали со степенью выраженности неврологических нарушений, что позволяет использовать их в качестве предикторов тяжести ДЦП [24].
Однако остается открытым вопрос о степени повреждения моторных и сенсорных проводящих путей, а также структур мозолистого тела при различных формах ДЦП. В связи с этим нами были изучены диффузионные способности нейрональных трактов и мозолистого тела с помощью ДВ-МРТ, а также определены повреждения проводящих путей с двигательным дефицитом по шкале развития больших моторных функций Gross Motor Function Classification System (GMFCS) при спастических формах ДЦП.
70
оригинальная статья
Материалы и методы
Были проанализированы данные, полученные посредством структурной МРТ головного мозга, диффузионно-тензорной МРТ и трактографии у i05 больных со спастическими формами ДЦП. Критериями включения в исследование были: возраст пациентов от i,5 до i8 лет, наличие спастической формы ДЦП. Из исследования были исключены больные с атонически-астатической формой ДЦП, генетической патологией, посттравматическими изменениями.
Референтную группу составили 50 детей без неврологической патологии, средний возраст — 88 ± 39,1 мес (24 мальчиков и 26 девочек).
Диагноз ДЦП устанавливали в соответствии с классификацией МКБ-10. Общее число больных со спастическим формам ДЦП составило: с тетрапарезом — 47 (44,7%; 27 мальчиков и 20 девочек), с диплегией — 38 (36,2%; 25 мальчиков и 13 девочек), с гемипарезом — 20 (i9,i%; i0 девочек и i0 мальчиков).
Всем обследованным детям был проведен комплексный педиатрический и неврологический осмотр. Для интегральной оценки больших моторных функций у пациентов с ДЦП использовали «Систему классификации глобальных моторных функций» (GMFCS). Шкала GMFCS отражает тяжесть моторного дефицита, соотнесенную с возрастом ребенка, что дает объективную информацию о состоянии моторного развития ребенка при определенной степени проявлений ДЦП. Всем участникам исследования была проведена МР-томография головного мозга на МР-системах с напряженностью магнитного поля 1,5 Тс (Signa Excite, GE, USA) и 3,0 Тс (General Electric Signa HDxt, USA) с получением Ti и T2 взвешенных изображений, с подавлением сигнала свободной жидкости — FLAIR (Fluid Attenuated Inversion Recovery), градиентного эха (Т2*, 2D, 3D или SWAN), а также диффузионно-взвешенных изображений — DWI (Diffusion-Weight Imaging).
Диффузионно-тензорные изображения были получены с использованием импульсной последовательности ДВ SE EPI со следующими параметрами: TR/ТЕ — 8000/93,2 мс; направления / повторы — 6/4; матрица 256 s 256 толщина среза / зазор — 5/1,0; максимальный коэффициент диффузии (b-value) — i000 с/мм2.
Таблица 1
Распределение детей с церебральными параличами по возрасту и полу
Пол Возраст
Med Min Max 25% 75%
Мальчики 3 года 1 год 11 лет 2 года 5 лет 8 мес 6 мес 8 мес 3 мес
Девочки 2 года 1 год 13 лет 1 год 4 года 6 мес 6 мес 6 мес 8 мес
Полученные данные обрабатывались рабочей станцией AW версии 4.3 в режиме диффузионно-тензорных изображений и трактографии. У всех пациентов были получены показатели ФА и СКД в симметричных регионах больших полушарий и ствола мозга: ножки мозга и заднее бедро внутренней капсулы (по ходу кортикоспинальных трактов), таламус, задняя тала-мическая лучистость (ЗТЛ), постцентральная извилина (ПЦИ, по ходу сенсорных проводящих путей). Для каждой исследуемой анатомической структуры выделялись области интереса (region of interest, ROI). Количество пикселей соответствовало размерам анатомической области на данном срезе. Для исследуемой и контрольной групп показатели анизотропии и диффузии были получены в аналогичных анатомических структурах.
Постпроцессинговая обработка данных ДТ-МРТ с реконструкцией проводящих путей в трехмерном режиме позволила визуализировать структурные изменения головного мозга, а также определить наличие дезинтеграции нервных волокон и повреждений их миелиновой оболочки. Пациентам раннего возраста, а также детям с задержкой психомоторного развития для обеспечения неподвижности при МРТ исследовании проводилась седация в виде общей ингаляционной анестезии севофлураном в кислороде.
Статистическую обработку полученных данных проводили с использованием пакета программ «Sta-
Таблица 2
Распределение больных по полу, клиническим формам ДЦП и уровню моторного развития
Клинические формы GMFCS I GMFCS II GMFCS III GMFCS IV GMFCS V Всего
Спастический тетрапарез — — — 5 42 47 (44,7%)
Спастическая диплегия — i3 20 5 — 38 (36,2%)
Спастический гемипарез i4 6 — — — 20 (19,1%)
Распределение пациентов по полу (число детей)
Мальчики ii 12 i4 6 23 62 (59,1%)
Девочки 3 7 6 4 i9 43 (40,9%)
Всего детей 14 (13,4 %) 19 (18,1%) 20 (19 %) 10 (9,5%) 42 (40%) 105 (100%)
ORIGINAL ARTicLE
90°/° 80706050403020100--
83
12
Щ Перивентрикулярные изменения
Ш Локальные
инсульты/инфаркты
И Аномалии развития
Ц Повреждение подкоркового серого вещества
Рис. 1. Структурные изменения головного мозга по данным МРТ у пациентов с ДЦП.
tistica 10.0». Определение распределения больных по величинам показателей проводилось с помощью критерия Шапиро-Уилка Для количественных признаков, если распределение признавалось нормальным — рассчитывались среднее и стандартное отклонение. Если распределение отличалось от нормального, рассчитывались медиана и 25%—75% квартили. Для качественных признаков рассчитывалась мода и 25%—75% квартили.
Для сравнения больных по показателям между группами использовался критерий Манна-Уитни с уровнем значимостир < 0,05.
Таблица 3 Значения ФА в выбранных областях интереса у пациентов с ДЦП и здоровых детей
Область инте- Значения ФА: Med [25%4 75%]
реса основная группа (n = 105) контрольная группа (n = 50)
Ножки мозга, справа 0,32 [0,29; 0,38]* 0,59 [0,50; 0,62]
Ножки мозга, слева 0,33 [0,28; 0,36] * 0,58 [0,51; 0,60]
ЗБВК, справа 0,45 [0,39; 0,49] * 0,63 [0,58; 0,66]
ЗБВК, слева 0,44 [0,39; 0,51] * 0,61 [0,57; 0,68]
Таламус, справа 0,23 [0,18; 0,26] * 0,30 [0,27; 0,34]
Таламус, слева 0,22 [0,19; 0,25] * 0,31 [0,27; 0,33]
ПЦИ, справа 0,33 [0,25; 0,4] * 0,46 [0,4; 0,52]
ПЦИ, слева 0,3 [0,25; 0,36] * 0,49 [0,42; 0,54]
ЗТЛ, справа 0,31 [0,25; 0,37] * 0,4 [0,35; 0,46]
ЗТЛ, слева 0,30 [0,28; 0,34] * 0,38 [0,36; 0,41]
Колено МТ 0,58 [0,48; 0,69] * 0,76 [0,70; 0,79]
Валик МТ 0,49 [0,34; 0,52] * 0,78 [0,75; 0,78]
Примечание. Здесь и в табл. 4 * — статистически значимые различия с основной группой (р < 0,001, M-W test).
Результаты
Распределение больных по полу, клиническим формам ДЦП и уровню моторного развития по шкале GMFCS представлено в табл. 2. У пациентов с гемипа-ретической формой ДЦП были диагностированы легкие нарушениями глобальных моторных функций согласно шкале GMFCS, чем у больных со спастической диплегией и спастическим тетрапарезом. 33 (31,5 %) пациентов имели легкий (GMFCS I—II) уровень двигательного дефицита и были способны перемещаться самостоятельно, либо с минимальными ограничениями; 20 (19%) человек передвигались с поддержкой и использованием вспомогательных средств реабилитации (GMFCS III); 52 (49,5%) детям требовалась значительная помощь со стороны окружающих для осуществления повседневной деятельности (GMFCS IV—V).
Изучение данных анамнеза показало, что геста-ционный возраст и вес при рождении у пациентов со спастическим тетрапарезом и спастической ди-плегией были значимо меньше, чем у больных с ге-мипаретической формой (р = 0,001 и р = 0,005 соответственно).
Анализ МР-данных показал, что у 87 пациентов
Таблица 4
Значения СКД в выбранных областях интереса у больных ДЦП и здоровых детей
Область интереса Значения СКД: Med [25%; 75%] (-103 мм/с)
основная группа (n = 105) контрольная группа (n = 50)
Ножки мозга, справа 0,890 [0,806; 0,945] * 0,804 [0,77; 0,823]
Ножки мозга, слева 0,88 [0,817; 0,937] * 0,808 [0,79; 0,82]
ЗБВК, справа 0,86 [0,813; 0,918] * 0,757 [0,722; 0,783]
ЗБВК, слева 1,04 [0,956; 1,14] * 0,858 [0,828; 0,901]
Таламус, справа 0,891 [0,831; 11,3) * 0,782 [0,771; 0,832]
Таламус, слева 0, 974 [0,859; 0,84] * 0,831 [0,792; 0,862]
ПЦИ, справа 0,989 [0,93; 1,09] * 0,881 [0,805; 0,952]
ПЦИ, слева 0,97 [0,86; 1,06] * 0,832 [0,776; 0,863]
ЗТЛ, справа 0,941 [0,864; 1,12] * 0,794 [0,778; 0,831]
ЗТЛ, слева 1,06 [0,92; 1,14] * 0,856 [0,813; 0,899]
Колено МТ 1,03 [0,965; 1,12] * 0,864 [0,822; 0,901]
Валик МТ 0,882 [0,84; 0,94] * 0,762 [0,717; 0,792]
оригинальная статья
0,8-1
к 0,7-
О а. 0,6-
Ь со 0,5-
ГО К 0,4-
со
I о 0,3-
^ СО 0,2-
а.
е 0,1-
0
Ножки мозга ЗБВК Таламус ЗТЛ Колено МТ Валик МТ
ЩТетрапарез 0,28 0,39 0,18 0,25 0,6 0,53
ЦДиплегия 0,36 0,47 0,22 0,28 0,62 0,56
Щ Гемипарез 0,48 0,59 0,25 0,37 0,67 0,6
Сравнение средних значений ФА у пациентов со спастическими формами
Рис. 2. ДЦП.
(83%) преобладали перивентрикулярные изменения белого вещества от умеренной до выраженной степени. В 13 (12%) случаях клиническая картина ДЦП была сформирована перенесенным локальным инсультом/ инфарктом в раннем перинатальном периоде, в 3 (3%) случаях были выявлены аномалии развития головного мозга (шизэнфецалия, пахигирия, полимикрогирия), а у 2 (2%) пациентов определено повреждением подкоркового серого вещества (рис. 1).
Обсуждение
У всех больных ДЦП было установлено уменьшение значений ФА и увеличение значений СКД во всех обследованных регионах: ножках мозга, заднем бедре внутренней капсулы, задней таламической лучистости, таламусе, постцентральной извилине, как правого, так и левого полушарий (табл. 3, 4). Обнаружено также значимое снижение показателя ФА и повышение СКД у пациентов по ходу кортикоспинальных и сенсорных
0,8—1
0,7-
о 0,6—| а
™ 0,4—| к го
I 0,34 о
га
а ©
0,2-
0,1-
Ножки мозга
ЗБКВ
Таламус ЗТЛ Колено МТ
Структуры головного мозга
■СМРСБ I
• СМРСБ I-
Рис. 3. Корреляция уровней моторного развития по шкале GMFCS и показателей ФА в структурах головного мозга.
проводящих путей по сравнению с показателями референтной группы. У всех больных ДЦП средние показатели ФА и СКД в колене и валике мозолистого тела были существенно уменьшены, чем в контрольной группе (р < 0,05). У пациентов с гемипарезами было выявлено достоверное снижение ФА на уровне ножек мозга и заднего бедра внутренней капсулы на гомолатеральной парезу стороне, по сравнению с контрольной группой (р < 0,01).
Указанные различия, вероятно, обусловлены недостаточной, либо нарушенной миелинизацией, а также структурным повреждением аксонов проводящих путей и согласуются с результатами ранее проведенных исследований [22, 25, 26]. Полученные нами данные свидетельствуют, что для ДЦП характерно распространенное и многоуровневое поражение проводников и белого вещества головного мозга. В связи с этим, значительный интерес вызывает изучение изменений патоморфоза поражений различных проводников в развитии двигательных нарушений при ДЦП. До недавнего времени считалось, что основное значение в их развитии имеют поражения кортикоспинальных трактов, в то время как многие современные исследования с применением методов нейровизуализации демонстрируют важную роль и других участков белого вещества, таких как мозолистое тело и задняя таламическая лучистость [17—19]. Ранее нами было показано, что обнаруженные изменения указывают на низкую упорядоченность трактов белого вещества, связанную с повреждением и последующим развитием глиоза различной выраженности у больных ДЦП. Очевидно, что выявленные структурные повреждения, локализующиеся как в моторных, так и в сенсорных трактах, играют ведущую роль в развитии клинической картины детского церебрального паралича [27].
При сравнении значений ФА в зависимости от формы ДЦП были выявлены значимые различия между пациентами с тетрапарезом, дипле-гией и гемипарезом в следующих регионах интереса: заднее бедро внутренней капсулы справа (р = 0,0085) и слева (р = 0,01), задняя таламиче-ская лучистость (р = 0,03 справа и р = 0,009 слева), колено и валик мозолистого тела (р = 0,02 и р = 0,04 соответственно). При этом у больных с тетрапарезом значения ФА на уровне заднего бедра внутренней капсулы справа и слева были существенно меньшими (р < 0,01), чем у пациентов с диплегией и гемипарезом. Для пациентов с гемипарезом были характерны высокие значения ФА (р < 0,01) задней таламической лучистости справа и слева по сравнению
Валик МТ
Норма
0
ORIGINAL ARTicLE
g 0,80-i P
£ 0,75 g
I 0,704
g 0,65 s
я 0,600}
I 0,55-
I 0,50-
(D
о 0,45-|
0
1 0,40-
1
mt 1: KW-H(2;53) = 7,805; p = 0,0202
-i — Median 125-75%
Рис. 4. Значения ФА (медиана, 25% и 75% квартили) в области колена мозолистого тела (у пациентов: 1 — с тетрапарезом, 2 — с диплегией и 3 — с гемипарезом).
с больными с тетрапарезом и диплегией (рис. 2). Эти данные указывают на выраженное распространенное поражение белого вещества мозга с вовлечением и сенсорных волокон у больных с тетрапарезом и диплегией по сравнению с пациентами с гемипарезом.
В зависимости от уровня моторного развития по шкале GMFCS, мы выделили 3 подгруппы больных:
— GMFCS I—II — самостоятельная ходьба либо с незначительными трудностями;
— GMFCS III — ходьба с использованием вспомогательными средств реабилитации;
— GMFCS IV—V — полная зависимость передвижения от окружающих.
При сопоставлении показателей ФА и уровней моторного развития было выявлено, что тяжесть двигательных нарушений по шкале GMFCS тесно коррелировала со значениями ФА в ножках мозга, заднем бедре внутренней капсулы (р < 0,001), структурах мозолистого тела (р < 0,05), задней таламической лучистости и постцентральной извилине (рис. 3). Низкие значения ФА с двух сторон по ходу кортикоспиналь-ного тракта были определены у больных с уровнем моторного развития GMFCS IV—V и исходом в спастический тетрапарез. В совокупности эти закономерности свидетельствуют, что чувствительным индикатором структурной сохранности проводящих путей является показатель фракционной анизотропии.
Таким образом, наши исследования показали, что тяжесть двигательных нарушений при ДЦП определяется не только повреждением кортикоспинальных трактов, но и других структурных регионов мозга, в частности, мозолистого тела. Так, по данным J.D. Lee и соавт. [22] с клинической оценкой двигательных нарушений тесно коррелируют показатели ФА кортикоспинальных трактов (в области заднего бедра внутренней капсулы) и мозолистого тела, а также (в меньшей степени) таламокортикальных чувствительных проводящих путей. Некоторые авторы полагают, что более точным индикатором моторного дефицита у детей с ДЦП является снижение ФА волокон мозолистого тела, а не кортикоспинальных трактов, особенно в отношении тонких мануальных навыков и точности выполнения тонких дифференцированных движений
[28]. Важная роль поражений мозолистого тела в гене-зе двигательных нарушений у больных ДЦП установлена нами в виде статистически значимой корреляции показателей тяжести двигательных нарушений со значениями ФА в колене мозолистого тела. Причем выраженное поражение мозолистого тела более характерно для пациентов со спастическим тетрапарезом (рис. 4), что свидетельствует о значительной роли поражений мозолистого тела в развитии двигательных нарушений у больных с тетрапарезом.
Таким образом, полученные нами данные свидетельствуют, что при ДЦП наблюдаются распространенные поражения белого вещества головного мозга. При этом развитие двигательного дефицита при ДЦП обусловлено повреждением не только кортикоспи-нальных путей, но и других проводников, в частности, колена мозолистого тела и задней таламической лучистости. Проведение ДТ-МРТ позволяет адекватно оценивать микроструктурные изменения белого вещества и структурно-функциональное состояние моторных и сенсорных проводящих путей, что представляется необходимым для определения прогностического значения выявленных повреждений и имеет существенное клинико-диагностическое значение.
Источник финансирования. Исследование не имело спонсорской поддержки.
Конфликт интересов. Авторы данной статьи подтвердили отсутствие конфликта интересов, о котором необходимо сообщить.
■
ЛИТЕРАТУРА
■
1. Bax M., Goldstein M., Rosenbaum P., Levitón A., Paneth N., Dan B., Jacobsson B., Damiano D. Proposed definition and classification of cerebral palsy. Dev. Med. Child. Neurol. 2005; 47: 571—6.
2. Баранов А.А., Намазова-Баранова Л.С., Ильин А.Г., Булгакова В.А., Антонова Е.В., Смирнов И.Е. Научные исследования в педиатрии: направления, достижения, перспективы. Рос. педиатр. журн. 2013; (5): 4—14.
3. Бадалян Л.О., Журба Л.Т., Тимонина О.В. Детские церебральные параличи. Киев; 1988.
4. Шакина Л.Д., Смирнов И.Е. Биомаркеры перинатальной гипоксии. Молекул. мед. 2010; (3): 19—28.
5. Смирнов И.Е., Ровенская Ю.В., Кучеренко А.Г., Зайниддинова Р.С., Иванов В.А., Акоев Ю.С. Нейроспецифические биомаркеры в диагностике последствий перинатальных поражений нервной системы у детей 1-го года жизни. Рос. педиатр. журн. 2011; (2): 4—7.
6. Шакина Л.Д., Смирнов И.Е. Нарушения церебрального ангиоба-рьеронейрогенеза у детей с последствиями гипоксической перинатальной энцефалопатии. Молекул. мед. 2011; (6): 3—14.
7. Colver A., Fairhurst С., Pharoah P.O. Cerebral palsy. Lancet. 2014; 383 (9924): 1240—9.
8. Watson L., Blair E., Stanley F. Report of the Western Australian Cerebral Palsy Register. To Birth Year 1999. Telethon Institute for Child Health Research. Perth; 2008.
9. Oskoui M., Coutinho F., Dykeman J., JettéN., Pringsheim T. An update on the prevalence of cerebral palsy: a systematic review and meta-analysis. Dev. Med Child. Neurol. 2013; 55 (6): 509—19.
10. Акопян Т.А. Распространенность, медико-социальные аспекты и прогноз первичной инвалидности детей раннего возраста вследствие заболеваний нервной системы в крупном агропромышленном комплексе. Сибирский медицинский журнал. 2008; 23 1—2: 52—4.
11. Casey B.J., Tottenham N., Liston С., Durston S. Imaging the developing brain: what have we learned about cognitive development? Trends Cogn. Sci. 2005; 9 (3): 104—10.
12. Lenroot R.K., Giedd J.N. Brain development in children and adolescents: insights from anatomical magnetic resonance imaging. Neuro-sci. Biobehav. Rev. 2006; 30 (6): 718—29.
13. Hoon A.H., Vasconcellos F.A. Pathogenesis, neuroimaging and management in children with cerebral palsy born preterm. Dev. Disabil. Res. Rev. 2010; 16 (4): 302—12.
оригинальная статья
14. Rollins N.K. Clinical applications of diffusion tensor imaging and tractography in children. Pediatr. Radiol. 2007; 37 (8): 769—80.
15. Spader H.S., Ellermeier A., O'Muircheartaigh J., Dean D.C., Dirks H., Boxerman J.L. et al. Advances in myelin imaging with potential clinical application to pediatric imaging. Neurosurg. Focus. 2013; 34 (4): E9.
16. Qiu A., Mori S., Miller M.I. Diffusion tensor imaging for understanding brain development in early life. Annu. Rev. Psychol. 2015; 66: 853—76.
17. Argyropoulou M.I. Brain lesions in preterm infants: initial diagnosis and follow up. Pediatr. Radiol. 2010; 40 (6): 811—8.
18. Porter E.J., Counsell S.J., Edwards A.D., Allsop J., Azzopardi D. Tract based spatial statistics of magnetic resonance images to assess disease and treatment effects in perinatal asphyxial encephalopathy. Pediatr. Res. 2010; 68: 205—9.
19. Min K., Yu S.J., Lee J.H., Song J., Shim J.S., Lee H.S. et al. Reliability of fractional anisotropy measurement for children with cerebral palsy. Neuropediatrics. 2014; 45 (2): 84—92.
20. Аникин А.В., Каркашадзе М.З., Кузнецова Г.В. Современные возможности магнитно-резонансной томографии в педиатрии. Вопросы диагностики в педиатрии. 2009; (2): 50—4.
21. Miller S.P., Vigneron D.B., Henry R.G. et al. Serial quantitative diffusion tensor MRI of the premature brain: development in newborns with and without injury. J. Magn. Reson. Imag. 2002; 16 (6): 621—32.
22. Lee J.D., Park H.J., Park E.S., Oh M.K., Park B., Rha D.W. et al. Motor pathway injury in patients with periventricular leucomalacia and spastic diplegia. Brain. 2011; 134 (4): 1199—210.
23. Scheck S.M., Boyd R.N., Rose S.E. New insights into the pathology of white matter tracts in cerebral palsy from diffusion magnetic resonance imaging: a systematic review. Dev. Med. Child. Neurol. 2012; 54 (8): 684—96.
24. Rose J., Mirmiran M., Butler E.E., Lin C.Y., Barnes P.D., Kermoian R., Stevenson D.K. Neonatal microstructural development of the internal capsule on diffusion tensor imaging correlates with severity of gait and motor deficits. Dev. Med. Child Neurol. 2007; 49: 745—50.
25. Fan G.G., Yu B., Quan S.M., Sun B.H., Guo Q.Y. Potential of diffusion tensor MRI in the assessment of periventricular leukomalacia. Clin. Radiol. 2006; 61 (4): 358—64.
26. Suzuki T., Kidokoro H., Kubota T., Natsume J., Negoro T. The relationship between the severity of periventricular leukomalacia and the fractional anisotropy values of diffusion tensor imaging. No To Hattatsu. 2013; 45 (1): 21—5.
27. Мамедьяров А.М., Намазова-Баранова Л.С., Ермолина Ю.В., Аникин А.В., Каркашадзе М.З., Маслова О.И., Клочкова О.А. Возможности оценки моторных и сенсорных проводящих путей головного мозга с помощью диффузионно-тензорной трактографии у детей с детским церебральным параличом. Вестн. РАМН. 2014; 9—10: 70—6.
28. Koerte I., Pelavin P., Kirmess B., Fuchs T., Berweck S., Laubender R.P. Anisotropy of transcallosal motor fibres indicates functional impairment in children with periventricular leukomalacia. Dev. Med. Child. Neurol. 2011; 53 (2): 179—86.
REFERENCES
1. Bax M., Goldstein M., Rosenbaum P., Leviton A., Paneth N., Dan B., Jacobsson B., Damiano D. Proposed definition and classification of cerebral palsy. Dev. Med. Child. Neurol. 2005; 47: 571—6.
2. Baranov A.A., Namazova-Baranova L.S., Ilin A.G., Bulgakova V.A., Antonova E.V., Smirnov I.E. Scietific research in pediatrics: directions, achivements, prospects. Ross. pediatr. zhurn. 2013; (5): 4—14. (in Russian)
3. Badalyan L.O., Zhurba L.T., Timonina O.V. Children's Cerebral Paralysis [Detskie tserebral'nyeparalichi]. Kiev; 1988. (in Russian)
4. Shakina L.D., Smirnov I.E. Biomarkers of perinatal hypoxia. Molekul. med. 2010; (3): 19—28. (in Russian)
5. Smirnov I.E., Rovenskaya Yu.V., Kucherenko A.G., Zayniddinova R.S., Ivanov V.A., Akoev Yu.S. Neurospecific biomarkers in the diagnosis of sequels of perinatal nervous system lesions in babies of the first year of life. Ros. pediatr. zhurn. 2011; (2): 4—7. (in Russian)
6. Shakina L.D., Smirnov I.E. Violations of cerebral аngiobarrieroneurogenesis of children with consequences of perinatal hypoxic encephalopathy. Molekul. med. 2011; (6); 3—14. (in Russian)
7. Colver A., Fairhurst C., Pharoah P.O. Cerebral palsy. Lancet. 2014; 383 (9924): 1240—9.
8. Watson L., Blair E., Stanley F. Report of the Western Australian Cerebral Palsy Register. To Birth Year 1999. Telethon Institute for Child Health Research. Perth; 2008.
9. Oskoui M., Coutinho F., Dykeman J., Jette N., Pringsheim T. An update on the prevalence of cerebral palsy: a systematic review and meta-analysis. Dev. Med. Child Neurol. 2013; 55 (6): 509—19.
10. Akopyan T.A. the Prevalence of health and social aspects and prog-
nosis of primary disability of children of early age due to diseases of the nervous system in the large agro-industrial complex. Sibirskiy meditsinskiy zhurnal. 2008; 23 1—2: 52—4. (in Russian)
11. Casey B.J., Tottenham N., Liston C., Durston S. Imaging the developing brain: what have we learned about cognitive development? Trends Cogn. Sci. 2005; 9 (3): 104—10.
12. Lenroot R.K., Giedd J.N. Brain development in children and adolescents: insights from anatomical magnetic resonance imaging. Neuro-sci. Biobehav. Rev. 2006; 30 (6): 718—29.
13. Hoon A.H., Vasconcellos F.A. Pathogenesis, neuroimaging and management in children with cerebral palsy born preterm. Dev. Disabil. Res. Rev. 2010; 16 (4): 302—12.
14. Rollins N.K. Clinical applications of diffusion tensor imaging and tractography in children. Pediatr. Radiol. 2007; 37 (8): 769—80.
15. Spader H.S., Ellermeier A., O'Muircheartaigh J., Dean D.C., Dirks H., Boxerman J.L. et al. Advances in myelin imaging with potential clinical application to pediatric imaging. Neuro,surg. Focus. 2013; 34 (4): E9.
16. Qiu A., Mori S., Miller M.I. Diffusion tensor imaging for understanding brain development in early life. Annu. Rev. Psychol. 2015; 66: 853—76.
17. Argyropoulou M.I. Brain lesions in preterm infants: initial diagnosis and follow up. Pediatr. Radiol. 2010; 40 (6): 811—8.
18. Porter E.J., Counsell S.J., Edwards A.D., Allsop J., Azzopardi D. Tract based spatial statistics of magnetic resonance images to assess disease and treatment effects in perinatal asphyxial encephalopathy. Pediatr. Res. 2010; 68: 205—9.
19. Min K., Yu S.J., Lee J.H., Song J., Shim J.S., Lee H.S. et al. Reliability of fractional anisotropy measurement for children with cerebral palsy. Neuropediatrics. 2014; 45 (2): 84—92.
20. Anikin V.A., Karkashadze M.Z., Kuznetsova G.V. Modern possibilities of magnetic resonance imaging in pediatrics. Voprosy diagnostiki vpediatrii. 2009; (2): 50—4. (in Russian)
21. Miller S.P., Vigneron D.B., Henry R.G. et al. Serial quantitative diffusion tensor MRI of the premature brain: development in newborns with and without injury. J. Magn. Reson. Imag. 2002; 16 (6): 621—32.
22. Lee J.D., Park H.J., Park E.S., Oh MK, Park B., Rha D.W. et al. Motor pathway injury in patients with periventricular leucomalacia and spastic diplegia. Brain. 2011; 134 (4): 1199—210.
23. Scheck S.M., Boyd R.N., Rose S.E. New insights into the pathology of white matter tracts in cerebral palsy from diffusion magnetic resonance imaging: a systematic review. Dev. Med. child Neurol. 2012; 54 (8): 684—96.
24. Rose J., Mirmiran M., Butler E.E., Lin C.Y., Barnes P.D., Kermoian R., Stevenson D.K. Neonatal microstructural development of the internal capsule on diffusion tensor imaging correlates with severity of gait and motor deficits. Dev. Med. Child Neurol. 2007; 49: 745—50.
25. Fan G.G., Yu B., Quan S.M., Sun B.H., Guo Q.Y. Potential of diffusion tensor MRI in the assessment of periventricular leukomalacia. Clin. Radiol. 2006; 61 (4): 358—64.
26. Suzuki T., Kidokoro H., Kubota T., Natsume J., Negoro T. The relationship between the severity of periventricular leukomalacia and the fractional anisotropy values of diffusion tensor imaging. No To Hattatsu. 2013; 45 (1): 21—5.
27. Mamed'yarov A.M., Namazova-Baranova L.S., Ermolina Yu.V., Anikin A.V., Karkashadze M.Z., Maslova O.I., Klochkova O.A. The possibility of assessing motor and sensory pathways of the brain using diffusion-tensor tractography in children with cerebral palsy. Vesn. RAMN. 2014; 9—10: 70—6. (in Russian)
28. Koerte I., Pelavin P., Kirmess B., Fuchs T., Berweck S., Laubender R.P. Anisotropy of transcallosal motor fibres indicates functional impairment in children with periventricular leukomalacia. Dev. Med. Child Neurol. 2011; 53 (2): 179—86.
Поступила 11.01.16
Сведения об авторах:
Намазова-Баранова Лейла Сеймуровна, член-корр. РАН, проф., зам. директора НЦЗД по научной работе, директор НИИ педиатрии НЦЗД, зав. каф. аллергологии и клинической иммунологии педиатрического факультета Первого МГМУ им. И.М. Сеченова, зав. каф. факультетской педиатрии педиатрического факультета РНИМУ им. Н.И. Пирогова, член Исполкома Международной педиатрической ассоциации, Президент Европейской педиатрической ассоциации (EPA/UNEPSA), e-mail: [email protected]; Мамедъяров Аяз Маге-рамович, канд. мед. наук, врач высшей категории, зав. отд-нием восстановительного лечения детей с болезнями нервной системы НИИ педиатрии НЦЗД, e-mail: [email protected]; Аникин Анатолий Владимирович, канд. мед. наук, врач высшей категории, зав. отделом лучевой диагностики КДЦ НЦЗД, e-mail: [email protected]; Маслова Ольга Ивановна, доктор мед. наук, проф., заслуженный деятель науки России, зав. отделом когнитивных исследований НЦЗД, e-mail: [email protected]
