CC BY
2
https://doi.org/10.55308/1560-9510-2022-26-2-74-81
О КОЛЛЕКТИВ АВТОРОВ, 2022
Дмитренко Д.М., Ахадов T.A., Мещеряков С.В., Мельников И.А., Божко О.В., СеменоваЖ.Б., Ублинский М.В., Семенова Н.А., Манжурцев А.В., Ахлебинина М.И., Костикова Т.Д., Хусаинова Д.Н.
Диффузионно-тензорные изображения при травме шейного отдела позвоночника у детей
ГБУЗ города Москвы «Научно-исследовательский институт неотложной детской хирургии и травматологии» Департамента здравоохранения города Москвы, 119180, Москва, Российская Федерация
Введение. Методика диффузионно-тензорных изображений (ДПИ) широко используется при исследованиях головного мозга. Однако при исследованиях спинного мозга, особенно в педиатрии, применение ДПИ затруднительно: небольшие размеры спинного мозга, для которого характерно низкое соотношение сигнал/шум, артефакты от дыхания и пульсации сердца и крупных сосудов, глотательных движений. Последовательности EPI, используемые для получения индексов диффузии, также вызывают вихретоковые искажения.
Цель - исследовать изменения параметров ДПИ спинного мозга у детей с травмой шейного отдела спинного мозга. Материал и методы. 56 детей в возрасте от 2 до 17 лет с травмой шейного отдела позвоночника (ПШОП) и 20 детей, у которых не было ПШОП, исследовано на магнитно-резонансном томографе Phillips Achieva S Пл. Протокол состоял из сагиттальных STIR, сагиттальных и аксиальных П1- и П2ВИ SE и аксиальных ДПИ. Для ДПИ рассчитывались: исчисляемый коэффициент диффузии (ИКД), фракционная анизотропия (ФА), коэффициенты диффузии аксиальной (АД) и радиальной (РД).
Результаты. По критериям ASIA по травмам из 56 детей у 29 (51%) ПШОП была с неврологическими осложнениями, у 27 (49%%) - без осложнений. Степень нарушения неврологических функций A была у 1S, B - у S, C - у 9, D - у 4, E - у 27 пациентов. Средние показатели диффузии в группе пациентов были: ИКД = 0,74 i 0,12 • 10-S мм2/с-1, ФА = 0,S6 i 0,07, АД = 1,15 i 0,28• Ю^мм'/с-1, РД = 0,52 i 0,S2 • 10-S мм2/с-1
Заключение. ДПИ могут обнаруживать изменения, выводящие за пределы обычной МРП. Низкие значения ИКД при острой травме могут указывать на повреждение спинного мозга и прогнозировать негативный функциональный исход.
Ключевые слова: дети; магнитно-резонансная томография; шейный отдел позвоночника; диффузионно-тензорные изображения; травма
Для цитирования: Дмитренко Д.М., Ахадов T.A., Мещеряков С.В., Мельников И.А., Божко О.В., Семенова Ж.Б., Ублинский М.В., Семенова Н.А., Манжурцев А.В., Ахлебинина М.И., Костикова Т.Д., Хусаинова Д.Н. Диффузионно-тензорные изображения при травме шейного отдела позвоночника у детей. Детская хирургия. 2022; 26(2): 74-81. https://doi.org/10.55308/1560-9510-2022-26-2-74-81
Для корреспонденции: Максим Вадимович Ублинский, кандидат биологических наук, научный сотрудник ГБУЗ г. Москвы «НИИ нДхиТ ДЗМ», 119180, г. Москва. E-mail:maxublinsk@mail.ru
Участие авторов: Дмитренко Д.М. - концепция и дизайн исследования, сбор и обработка материала, написание текста, утверждение окончательного варианта статьи; Ахадов T.A. - концепция и дизайн исследования, статистическая обработка, написание текста, редактирование, утверждение окончательного варианта статьи, ответственность за целостность всех частей статьи; Семенова Ж.Б. - концепция и дизайн исследования; Мельников И.А., Мещеряков С.В., Ахлебинина М.И., Костикова П.Д. - сбор и обработка материала; Божко О.В. - сбор и обработка материала, редактирование; Ублинский М.В. - статистическая обработка, редактирование; Манжурцев А.В., Хусаинова Д.Н. - статистическая обработка.
Согласие пациентов. Каждый участник исследования (или его законный представитель) дал информированное добровольное письменное согласие на участие в исследовании и публикацию персональной медицинской информации в обезличенной форме в журнале «Детская хирургия».
Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов. Финансирование. Исследование не имело спонсорской поддержки.
Поступила в редакцию: 18 января 2022 / Принята в печать: 03 апреля 2022 / Опубликована: 30 мая 2022
Dmitrenko D.M., Akhadov T.A., Meshcheryakov S.V., Melnikov I.A., Bozhko O.V., Semenova Zh.B., Ublinskiy M.V., Semenova N.A., Manzhurtsev A.V., Akhlebinina M.I., Kostikova T.D., Khusainova D.N.
Diffusion tensor imaging in injuries of the cervical spine in children
Clinical and Research Institute of Emergency Pediatric Surgery and Trauma, Moscow, 119180, Russian Federation
Introduction. The technique of diffusion tensor imaging (DTI) is widely used in brain examination. However, DTI application for examining the spinal cord, especially in children, is not easy: .small dimensions of the spinal cord with a typical low signal-to-noise ratio, artifacts from the respiration and pulsation of the heart and large vessels, as well as from swallowing movements. EPI sequences used to obtain diffusion indices cause eddy current distortions.
Objective. To study changes in DTI parameters of the spinal cord in children with cervical spinal cord injury.
Material and methods. 56 children aged 2-17 years with cervical spine injury (CSI) and 20 children without CSI were examined with Phillips Achieva3 T magnetic resonance scanner. The protocol consisted of sagittal STIR, sagittal and axial T1- and T2WI
SE and axial DTI. To assess DTI, the following parameters were calculated: apparent diffusion coefficient (ADC), fractional anisotropy (FA), axial (AD) and radial (RD) diffusion coefficients.
Results. By ASIA criteria, 29 (51%) children out of 56 had CSI with neurological complications; 27 (49%) had no complications. Neurological dysfunction of degree A was in 13 patients; B - in 3; C - in 9; D - in 4; E - in 27. Average values of diffusion in patients were: ADC = 0.74 ± 0.12 • 10-3 mm2/s-1, FA = 0.36 ± 0.07, BP = 1.15 + 0.28 • 10-3 mm2/s-1, RD = 0.52 + 0.32 • 10-3 mm2/s-1. Conclusion. DTI can detect changes which cannot be detected by conventionalMRI. Low ADC values in the acute injury may indicate spinal cord injury and predict a negative functional outcome.
Keywords: children; magnetic resonance tomography; cervical spine; diffusion tensor imaging; trauma
For citation: Dmitrenko D.M., Akhadov T.A., Meshcheryakov S.V., Melnikov I.A., Bozhko O.V., Semenova Zh.B., Ublinskiy M.V., Semenova N.A., Manzhurtsev A.V., Akhlebinina M.I., Kostikova T.D., Khusainova D.N. Diffusion tensor imaging in injuries of the cervical spine in children. Detskaya khirurgiya (Russian Journal of Pediatric Surgery). 2022, 26(2): 74-81. https://doi.org/10.55308/1560-9510-2022-26-2-74-81 (In Russian)
For correspondence: Maxim V. Ublinskiy, MD, radiologist, researcher, Clinical and Research Institute of Emergency Pediatric Surgery and Trauma, Moscow, 119180, Russian Federation. E-mail: maxublinsk@mail.ru Information about authors:
Akhadov T.A., https://orcid.org/0000-0002-3235-8854 Meshcheryakov S.V., https://orcid.org/0000-0003-3701-4628 Melnikov I.A., https://orcid.org/0000-0002-2910-3711 Bozhko O.V., https://orcid.org/0000-0002-4709-9461 Semenova Zh.B., https://orcid.org/0000-0002-1610-2672 Ublinskiy M.V., https://orcid.org/0000-0002-4627-9874 Semenova N.A., https://orcid.org/0000-0001-6641-0668 Manzhurtsev A.V., https://orcid.org/0000-0001-5022-9952 Dmitrenko D.M., https://orcid.org/0000-0003-1260-4509 Akhlebinina M.I., https://orcid.org/0000-0001-9862-3609 Kostikova T.D., https://orcid.org/0000-0002-9103-9191 Khusainova D.N., https://orcid.org/0000-0002-1698-0547
Author contribution: Dmitrenko D.M. - study concept and design, material collection and processing, text writing, approval of the final version of the article; Akhadov T.A. - study concept and design, statistical processing, text writing, editing, approval of the final version of the article, responsibility for the integrity of all parts of the article; Semenova Zh.B. - study concept and design;
Melnikov I.A., Meshcheryakov S.V., Akhlebinina M.I., Kostikova T.D. - material collection and processing; Bozhko O.V. - material collection and processing, editing; Ublinsky M.V. - statistical processing, editing; Manzhurtsev A.V., Khusainova D.N. - statistical processing.
Patients consent. Each participant of the study (or his legal representative) gave informed voluntary written consent to participate in the study and publish personal medical information in an impersonal form in the journal " Detskaya khirurgiya (Russian Journal of Pediatric Surgery)". Conflict of interests. The authors declare no conflict of interest. Funding. The study had no sponsorship.
Received: January 18, 2022 / Accepted: April 03, 2022 / Published: May 30, 2022
Введение
Травма шейного отдела позвоночника потенциально катастрофична, когда она связана с повреждениями спинного мозга (СМ) и сопровождается неврологическими нарушениями, так как может привести к значительным медицинским, социальным, эмоциональным и финансовым последствиям [1]. Хотя у детей позвоночно-спин-номозговые травмы относительно редки по сравнению с взрослыми, но показатели инвалидности и смертности их выше: 40% у педиатрических пациентов и 20% у взрослых [2, 3]. У детей 60-80% всех травм СМ приходится на шейный отдел [4]. По российским данным, среднее значение травм шейного отдела позвоночника составляет 10,34 ± 11,55 случаев от всех повреждений [5]. Большинство из них приводит к необратимой инвалидности.
Для выявления повреждений спинного мозга и мягких тканей при спинальной травме обычно выполняется традиционная магнитно-резонансная томография (МРТ), так как с её помощью хорошо визуализируются разрывы СМ, интрамедуллярные и оболочечные гематомы, повреждения дисков, даже переломы позвонков [6].
В последние годы ведётся много исследований чтобы оценить изменения в нормальном и повреждённом СМ с помощью диффузионно-взвешенных / диффузионно-тензорных изображений (ДВИ / ДТИ) [7-9].
ДВИ - метод МРТ, позволяющий получить изображения, взвешенные по диффузии молекул воды. Патофизиологические процессы приводят к изменению клеточных мембран и объёма межклеточного пространства, вызывают повышенную чувствительность ДВИ к регионам отёка, позволяя отличать цитотоксический отёк от вазогенно-го. Интенсивность сигнала на ДВИ отражает не строение анатомических структур мозга, а диффузионную способность молекул воды в исследуемом вокселе [10, 11]. Возможности и роль ДВИ при исследовании головного мозга
описаны во многих публикациях, но работ, посвящённых исследованию спинного мозга, мало.
ДТИ позволяют измерять степень и направление диффузии воды - анизотропию, которая измеряется вычислением значения коэффициента фракционной анизотропии (ФА) с последующим построением карт. Анизотропия диффузии воды отражает целостность трактов белого вещества. Одним из поражений, меняющим анизотропию, является травма СМ любой тяжести [8]. Получение ДВИ и ДТИ шейной части СМ технически затруднено из-за низкого отношения интенсивности сигнала к шуму, небольшого объёма ткани спинного мозга, артефактов пульсации спинномозговой жидкости, сердечных и дыхательных движений, а также артефактов магнитной восприимчивости, вызванных соседством с костью, и тем, что последовательности EPI, используемые для получения индексов диффузии, вызывают вихретоковые искажения. Способность ДТИ дополнять обычную МРТ, диагностируя даже лёгкие повреждения спинного мозга, или прогнозировать необходимость раннего консервативного лечения для достижения оптимального результата еще предстоит изучить. Считается, что ДВИ/ДТИ обеспечивают объективную, неинвазивную оценку повреждения микроструктуры спинного мозга значительно лучше, чем стандартные МРТ-последовательности. Есть данные, что обнаруженные изменения на ДТИ коррелируют с тяжестью повреждения СМ [12].
Цель - исследовать изменения параметров диффузионно-тензорных изображений спинного мозга у детей с травмой шейного отдела спинного мозга.
Материал и методы
Исследование проводилось в соответствии с Этическими принципами проведения медицинских исследований с участием человека в качестве субъекта
-ъ. У v.
V
A
&
-
л?1* • / с
'ту V
• fS.«; T
'nti 3 * ч.
Рис. 1. Сагиттальные ДВИ (а), ИКД (б), ФА (в) и переформатированные цветные изображения цветной ФА (г) визуализируют однородный сигнал на протяжении всей шейной части спинного мозга - отсутствие повреждения (доброволец без травмы). Fig. 1. Sagittal DWI (a), ACD (б), FA (в) and reformatted color images of color FA (г) visualize a homogeneous signal throughout the entire cervical part of the spinal cord - no damage (volunteer without injury).
(Хельсинкская декларация Всемирной медицинской ассоциации). Каждый участник исследования (или его законный представитель) дал информированное добровольное письменное согласие на участие в исследовании и публикацию персональной медицинской
Рис. 2. Локализация аксиальных срезов по сагиттальным центральным срезам Т1ВИ (а) и ДВИ (б) в выбранном поле зрения (FOV) для получения ДТИ шейного отдела спинного мозга. Внутренний прямоугольник - дискретный iFOV для устранения эффекта сглаживания. Полоса отсечения (мелкая сетка) применяется для уменьшения артефактов, связанных с потоком. Fig. 2. Localization of axial sections by sagittal central sections of T1WI (a) and DWI (б) in the selected field of view (FOV) to obtain DTI of the cervical spinal cord. An inner rectangle is discrete iFOV to eliminate anti-aliasing effect. A clipping band (fine mesh) is applied to reduce flow-related artifacts.
информации в обезличенной форме в журнале «Детская хирургия».
В исследование включены 76 детей, 1-я группа - 56 пациентов с травмой шейного отдела позвоночника (ТШОП), 2-я - 20 детей, у которых не было травмы шейного отдела позвоночника (ШОП). Возраст пациентов варьировал от 2 до 17 лет, средний - 14,2 ± 1,43.
МРТ проведена всем пациентам на томографе Phillips Achieva 3 Тл. Протокол состоял из сагиттальных STIR, сагиттальных и аксиальных Т1- и Т2ВИ SE и аксиальных ДТИ шейной части СМ. Синхронизация с сердечным циклом и дыханием не использовалась, так как она значительно увеличивает продолжительность сканирования (> 50%), не давая значительного улучшения соотношения сигнал/шум и качества изображения. Протокол для оптимизации параметров сканирования был отработан на взрослых испытуемых и детях контрольной группы.
Структурная МРТ использовалась для оценки степени компрессии спинного мозга на уровне максимального повреждения у пациентов с ТШОП. Слабая компрессия СМ - это, когда переднезадний диаметр спинного мозга составлял более двух третей диаметра спинного мозга на уровне С1 позвонка, сильная компрессия - когда передне-задний диаметр СМ - менее двух третей его диаметра на этом уровне.
Для ДТИ (рис. 1) рассчитывались: исчисляемый коэффициент диффузии (ИКД), фракционная анизотропия (ФА), коэффициенты диффузий аксиальной (АД) и радиальной (РД). Коэффициенты ДТИ были рассчитаны в каждой представляющей интерес области шейной части СМ. Данные области были определены вручную по аксиальным сечениям. Интересующие области СМ для вычисления параметров ДТИ на каждом уровне были локализованы серединой тела шейного позвонка (рис. 2). Области интереса для параметров ДТИ на аксиальных срезах СМ были определены на картах ФА (рис. 3). Для всех пациентов значения каждого параметра ДТИ были усреднены.
Рис. 3. Аксиальная проекция шейного отдела спинного мозга: Т2ВИ (а) цветная карта ФА (FA) (б), размещение ROI в зоне интереса (в), распределение тензора диффузии в белом и сером веществе СМ (г).
Fig. 3. Axial projection of the cervical spinal cord: T2WI (a) FA color map (FA) (б), ROI placement in the interest area (в), distribution of diffusion tensor in the white and gray matter of the spinal marrow (SM) (г).
Следует отметить, что все данные, полученные с помощью ДТИ были соотнесены с оценкой функционального состояния спинного мозга и степени неврологических нарушений по шкале ASIAЛSCSCL Соответственно рекомендациям, в качестве критериев состояния спинного мозга были использованы: оценка мышечной силы, тактильной и болевой чувствительности, рефлекторной активности в аногенитальной зоне.
Результаты
Проанализированы результаты МРТ 56 детей с ТШОП (1-я группа) и 20 детей без ТШОП - 2-я (контрольная) группа. Мальчиков в 1-й группе было 34 (61%), девочек - 22 (39%), во 2-й - мальчиков - 12, девочек - 8. Причиной травмы чаще всего было дорожно-транспортное происшествие (ДТП) - 23 (41%), падения с высоты выше первого этажа - 8 (14%), ныряние 11 (20%), спортивная травма - 7 (12,5%) и падение с велосипеда или мо-
тоцикла - 7 (12,5%). При этом ТШОП у 29 (51%) детей была сочетанной, у 27 (49%) - изолированной. Из 56 детей у 29 (51%) ТШОП была с неврологическими осложнениями, у 27 (49%) - без неврологических осложнений.
При поступлении в качестве неврологического инструмента измерения и определения тяжести повреждения СМ и позвоночника использовались критерии моторной оценки Американской ассоциации по травмам позвоночника (ASIA). Согласно этой системе, оценка степени нарушения неврологических функций A была у 13, B - у 3, C - у 9, D - у 4, E - у 27 пациентов. Таким образом, среди пострадавших преобладали пациенты с травмой степени E - самые лёгкие по тяжести травмы СМ (рис. 4), второй по частоте была группа пациентов с травмой степени A - самой тяжёлой по тяжести травмы СМ (рис. 5).
По уровню травмы СМ повреждения на уровне С2 были самыми частыми, далее следовали уровни
Рис. 4. Компрессионный перелом С5 позвонка, ушиб/ишемия СМ. Трак-тография в сагиттальной (а) и аксиальной (б) проекциях, наложение трак-тографии на Т2ВИ шейного отдела СМ (в). В вентральной части СМ (б) чётко прослеживается зона с гиперинтенсивным МР-сигналом (стрелка) и обеднение волокон на сагиттальном срезе (а) на отрезке С3-С6.
Fig. 4. A compression fracture of vertebra C5, SM contusion/ischemia. Tractogra-phy sagittal (a) and axial (б) projections, tractography overlay on T2WI of cervical SM (в). In the SM ventral part (б), there is a clearly visible zone with hyperintense MR signal (arrow) and fiber depletion on the sagittal section (a) in segment C3-C6.
Рис. 5. Взрывной перелом С5, С6, Th1, вывих С7 позвонков, разрыв СМ (красная стрелка). Сагиттальная проекция Т2ВИ (а) и трактография (б). Fig. 5. An explosive fracture of C5, C6, Th1, dislocation of C7 vertebrae, rupture of the spinal marrow (red arrow). T2WI sagittal projection (a) and tractography (б).
Рис. 6. Оскольчатый перелом С2 позвонка (синяя стрелка), вывих С6 позвонка, разрыв СМ (красная стрелка), разрыв связок, под-связочные гематома (жёлтая стрелка), хилоторакс. Сагиттальная проекция Т2ВИ (а) и трактография (б), корональная (в) и сагиттальная (г) проекции МРТ грудной полости. Fig. 6. C2 comminuted fracture (blue arrow), dislocation of C6 vertebra, SM tear (red arrow), ligament rupture, subglottic hematoma (yellow arrow), chylothorax. Sagittal T2WI (a) and tractography (б), coronal (в) and sagittal (г) projections at chest MRI.
С5, С4, С6 (рис. 6), С7, С0-С1 соответственно. Таким образом, чаще всего спинной мозг был повреждён на уровне С2 и С4-С6. Кроме того, следует отметить, что у 10 (17,85%) из 56 пациентов была многоуровневая травма, при которой повреждение визуализировалось на С0-С2 и С3-С7.
Гематомиелия, отёк и набухание СМ, травматический стеноз позвоночного канала, протяжённость повреждения (рис. 7), травматические грыжи дисков чётко выявлялись на Т2ВИ и STIR (рис. 8). Полученные параметры ДТИ были корректны и использовались для межгруп-
пового анализа путём сравнения величин при ТШОП с соответствующими данными контрольной группы детей без травм СМ. Для статистического анализа параметров ДТИ между пациентами с ТШОП и контрольной группой применялся парный /-критерий Стьюдента, а значение р < 0,05 считалось статистически значимым.
В контрольной группе отмечались вариации значений параметров диффузии по протяжённости спинного мозга, от С1 к ТЫ. Поэтому для каждого параметра в контрольной группе были получены средние значения: ИКД = 0,92 ± 0,14 • 10-3 мм2/с; ФА = 0,52 ± 0,11;
г ¿4 Уv
•¿VI l ' SSfi Sri ' \ ч $ •
1
0H¡ _ ШЁ
Рис. 7. МРТ трёх больных: а - гематомиелия, ушиб, отёк СМ, травматические грыжи С5-С6 и С6-С7, разрыв задней продольной и жёлтой связок, гематома мягких тканей дорзального отдела шеи; б - оскольчатый перелом С2 позвонка (красная стрелка), переломовывих С5, гематомиелия, разрыв связок, подсвязочная гематома; в - взрывной перелом С5, С6 с геморрагическим ушибом СМ (белые стрелки) и гематомой (жёлтая стрелка, г).
Fig. 7. MRI of three patients. Hematomyelia, contusion, SM edema, traumatic hernias of C5-C6 and C6-C7, rupture of the posterior longitudinal and yellow ligaments, soft tissue hematoma of the dorsal neck (a). Comminuted fracture of C2 vertebra (red arrow), C5 fracture-dislocation, hematomyelia, ligament rupture, subglottic hematoma (б). C5 explosive fracture, C6 with SM hemorrhagic contusion (white arrows) and hematoma (yellow arrow - в, г).
Рис. 8. МРТ шейного отдела позвоночника: а - сагиттальная проекция Т2ВИ; б - STIR; в - аксиальная проекция Т1 ВИ; г - сагиттальная проекция ДВИ; д - ДТИ. Геморрагический ушиб спинного мозга С4-С7, гематомиелия, нестабильный "раскалывающий" перелом тела С5 позвонка, неосложненные компрессионные переломы тел позвонков С6, С7, Th2 (А1), разрыв жёлтой связки и межостистых связок в сегменте С4-С5, частичный разрыв затылочной связки (А2, В2), умеренный стеноз позвоночного канала на уровне С5.
Fig. 8. MRI of the cervical spine. T2WI sagittal projection (a), STIR (б), T1WI axial projection (в), DWI sagittal projection (г), DTI (д). SM hemorrhagic contusion at C4-C7, hematomyelia, unstable «split» fracture of C5 vertebral body, uncomplicated compression fractures of C6, C7, Th2 (A1) vertebral bodies, rupture of the yellow ligament and interspinous ligaments in C4-C5 segment, partial rupture of the occipital ligament (A2, B2), moderate spinal channel stenosis at C5 level.
Средние показатели группы сравнения и группы пациентов с ТШОП Average indices in comparison group and in CSI group
Показатель Норма Травма ШОСМ
среднее по группе с гематомиелией с тетраплегией
ИКД, 10-3 мм2/с 0,92 ± 0,14 0,74 ± 0,12 0,63 ± 0,11 0,84 ± 0,17
ФА 0,52 ± 0,11 0,36 ± 0,07 0,28 ± 0,078 0,30 ± 0,083
АД, 10-3 мм2/с 0,98 ± 0,20 1,15 ± 0,28 1,26 ± 0,66 1,18 ± 0,62
РД, 10-3 мм2/с 0,40 ± 0,12 0,52 ± 0,32 0,48 ± 0,12 0,82 ± 0,27
АД = 0,98 ± 0,20 • 103 мм2/с; РД = 0,40 ± 0,12 • 103 мм2/с. При этом ФА, АД и ИКД прогрессивно снижались, а РД увеличивалась от С1 к ТЫ.
Из таблицы видно, что ИКД снижается у всех пациентов с ТШОП, причём наибольшее снижение наблюдается у пациентов с гематомиелией. Также у пациентов с гематомиелией наблюдается наибольшее снижение показателя ФА.
У пациентов с травмой шейной части СМ, где обычные Т2ВИ не показали никаких изменений сигнала от СМ, выше или ниже поражения значение ФА составило 0,36 ± 0,07. Эта разница в значениях ФА между группой контроля и группой пациентов с травмой ШОСМ является статистически значимой (р = 0,042). При этом показатели АД у пациентов с травмой СМ значительно выше, чем у пациентов контрольной группы. По сравнению с контрольной группой наибольшие различия в ФА, ИКД и РД всей шейной части СМ были у пациентов с геморрагическими ушибами.
Значения ФА и АД значительно различались между группой нормы и группой пациентов с неполным поражением и группой пациентов с полным поражением спинного мозга. У других пациентов различия как ФА, АД, так и РД были значительными только между контрольной группой и группой с полным поражением спинного мозга.
Обсуждение
Самым частым механизмом травмы у 56 пациентов были ДТП, затем травма, полученная при нырянии в воду. Чаще всего повреждения СМ были на уровне C2, С5 и С4. При поступлении у большинства пациентов была лёгкая или неполная травма спинного мозга степени E (48,2%) и C (16%), а более низкие моторные баллы ASIA отмечены при более выраженной компрессии позвоночного канала и спинного мозга и при отёке спинного мозга. У пациентов степени B, C и D, по сравнению с пациентами степени A, показатели максимальной компрессии позвоночного канала и СМ были меньше. У пациентов с травмой СМ степени А чаще были гематомиелия, отёк и набухание спинного мозга, повреждение мягких тканей. По данным Т1- и Т2ВИ, частота полного моторного паралича была выше у пациентов с сильной компрессией спинного мозга (30%) по сравнению с пациентами со слабой компрессией спинного мозга (20%). При этом протяжённость поражения спинного мозга чаще была больше у пациентов степени А. В результате, у пациентов с минимальными изменениями спинного мозга при МРТ отмечаются лучшие результаты, а у пациентов с гематомиелией и ушибом спинного мозга - худшие, которые аналогичны полученным другими исследователями [13-16].
Сравнительный анализ результатов МРТ и тяжести травмы шейного отдела позвоночника выявил повышение АД и РД и снижение ИКД и ФА у пациентов с ТШОП, а также значимую связь между ФА, АД и РД и произвольным сокращением ануса, наличием анального рефлекса, зиянием ануса. Сочетание значений ДТИ показало высокую диагностическую точность для прогнозирования наличия анального сокращения (АД и РД), анального рефлекса (FA), зияния ануса (ФА, РД), моторного уровня (ФА, АД и РД).
Это указывает на то, что ДТИ является важным инструментом диагностической визуализации для оценки пациентов с подозрением на травму шейного отдела позвоночника. Из всех показателей ДТИ ФА в настоящее время является самым сильным предиктором травмы ТШОП. По данным традиционной МРТ, при острой травме шейного отдела позвоночника мы определили, что ге-матомиелия, отёк и набухание СМ, а также тяжесть его компрессии являются основными критериями степени его повреждения и неврологического восстановления. Поражения у пациентов с неполными травмами СМ с минимальным (степень B, C или D по ASIA) или отсутствием неврологического дефицита (степень E по ASIA) имели протяженность до 18-20 мм или меньше, а у пациентов с полным повреждением СМ протяжённость была больше 20 мм. В итоге МРТ имеет существенные прогностические корреляции с неврологическими исходами: нормальная визуальная МР-картина спинного мозга - признак полного выздоровления, а интрамедуллярные изменения коррелируют с неврологическим дефицитом и функциональной инвалидностью. Однако анализ неврологического статуса при поступлении в стационар, показал, что только гематомиелия и отёк СМ достоверно коррелируют с неврологическим исходом после травмы. Наша оценка результатов МРТ аналогична ряду исследований, описанным в литературе [16-18].
Таким образом, у детей с неполной травмой СМ шанс на полное неврологическое восстановление значительно выше, чем у пациентов с полной травмой СМ. Считается, что степень повреждения СМ в момент травмы определяет наиболее вероятный прогноз. Однако большинство травм СМ сопровождается острым нарушением спиналь-ного кровообращения, соответственно отёком и набуханием, что приводит к различной степени его компрессии. Это усиливает ишемические изменения [19]. Сроки оптимального хирургического лечения для этих пациентов до настоящего времени все еще остаются неясными. В связи с этим для определения оптимальных сроков хирургического вмешательства необходимы объективные радиологические критерии, соответствующие степени тяжести травмы, определённой с помощью моторных баллов ASIA. Мы, как и другие авторы, считаем, что детальный анализ данных ДТИ, которые позволяют более точно, чем стандартная МРТ выявить повреждения СМ, помогут разработать подобные критерии [18-21].
Заключение
Диффузно-тензорные изображения, с недавнего времени использующиеся в исследованиях спинного мозга, могут обнаруживать микроскопические изменения, выходящие за пределы стандартной МРТ. Измерение параметров диффузии может дать исчерпывающее понимание структурной анизотропии аксонов белого вещества в СМ. Низкие значения ИКД при острой травме могут указывать на повреждение СМ и прогнозировать плохой функциональный исход. Однако полезность использования ДТИ при анализе детской спинальной травмы для количественной оценки диффузных изменений изуче-
на недостаточно и требует дальнейших исследований с большой выборкой. Небольшой объём спинного мозга, поток спинномозговой жидкости, сердечная/дыхательная активность и артефакты восприимчивости от соседних костных структур ограничивают точность и воспроизводимость значений ДТИ. Дополнительной проблемой являются отсутствие адекватного набора данных ДТИ при норме для сравнения, а также обеспечение неподвижности ребёнка в течение исследования без седации. Исходя из этого, ДТИ - это радиологический метод для будущих клинических исследований.
ЛИТЕРАТУРА / REFERENCES
1. Devivo M.J. Epidemiology of traumatic spinal cord injury: Trends and future implications. Spinal Cord. 2012; 50(5): 365-72. https//doi.org/10.1038/sc.2011.178
2. Brown R.L., Brunn M.A., Garcia V.F. Cervical spine injuries in children: A review of 103 patients treated consecutively at a level 1 pediatric trauma center. Journal of Pediatric Surgery. 2001; 36(8): 1107-14. https//doi.org/10.1053/jpsu.2001.25665
3. Osler T.M., Vane D.W., Tepas J.J., Rogers F.B., Shackford S.R., Badger G.J. Do pediatric trauma centers have better survival rates than adult trauma centers? An examination of the national pediatric trauma registry. Journal of Trauma - Injury, Infection and Critical Care. 2001; 50(1): 96-101. https//doi.org/10.1097/00005373-200101000-00017
4. Cirak B., Ziegfeld S., Knight V.M., Chang D., Avellino A.M., Paidas C.N. Spinal Injuries in Children. Journal of Pediatric Surgery. 2004; 39(4): 607-12. https//doi.org/10.1016/j.jpedsurg.2003.12.011
5. Залетина А.В., Виссарионов С.В., Баиндурашвили А.Г., Садовой М.А., Соловьева К.С., Купцова О.А. Структура повреждений позвоночника у детей в регионах Российской Федерации. Хирургия позвоночника. 2017; 14(4): 52-60. https//doi.org/10.14531/SS2017.4.52-60 Zaletina A.V., Vissarionov S.V., Baindurashvili A.G., Sadovoj M.A., Soloveva K.S., Kupcova O.A. Structure of spinal injuries in children in the regions of Russian Federation. Hirurgija pozvonochnika. 2017; 14(4): 52-60. https//doi.org/10.14531/SS2017.4.52-60 (in Russian)
6. Ахадов Т. А., Панов В.О., Айхофф У Травма спинного мозга и позвоночника и её последствия. In: Магнитно-резонансная томография спинного мозга и позвоночника. М.: 2000; 586-633.
Ahadov T.A., Panov V.O., Ajhoff U. Trauma of the spinal cord and spine and its consequences. In: Magnetic resonance imaging of the spinal cord and spine [Magnitno-rezonansnaja tomografija spinnogo mozga i pozvonochnika]. Moscow: 2000; 586-633. (in Russian)
7. Yoo W.K., Kim T.H., Hai D.M., Sundaram S., Yang Y-M., Park M.S., Kim Y-C., et al. Correlation of magnetic resonance diffusion tensor imaging and clinical findings of cervical myelopathy. Spine Journal. 2013; 13(8): 867-76. https//doi.org/10.1016/j.spinee.2013.02.005
8. Chen X., Kong C., Feng S., Guan H., Yu Z., Cui L., et al. Magnetic resonance diffusion tensor imaging of cervical spinal cord and lumbosacral enlargement in patients with cervical spondylotic myelopathy. Journal of Magnetic Resonance Imaging. 2016; 43(6): 1484-91. https//doi.org/10.1002/jmri.25109
9. Liang W., Han B., Hai Y., Yin P., Chen Y., Zou C. Diffusion tensor imaging with fiber tracking provides a valuable quantitative and clinical evaluation for compressed lumbosacral nerve roots: a systematic review and meta-analysis. European Spine Journal. 2021; 30(4): 818-28. https//doi/org/10.1007/s00586-020-06556-8
10. Mayer A.R., Ling J.M., Yang Z., Pena A., Yeo R.A., Klimaj S. Diffusion abnormalities in pediatric mild traumatic brain injury. Journal of Neuroscience. 2012; 32(50): 17961-9. https//doi.org/10.1523/JNEUR0SCI.3379-12.2012
11. Shah R.N., Allen J.W. Advances in Mild Traumatic Brain Injury Imaging Biomarkers. Current Radiology Reports. 2017; 5(4): 1-9. https//doi.org/10.1007/s40134-017-0210-3
12. Basser P.J., Mattiello J., LeBihan D. MR diffusion tensor spectroscopy and imaging. Biophysical Journal. 1994; 66(1): 259-67. https//doi.org/10.1016/S0006-3495(94)80775-1.
13. Shimada K., Tokioka T. Sequential MR studies of cervical cord injury: Correlation with neurological damage and clinical outcome. Spinal Cord. 1999; 37(6): 410-5. https//doi.org/10.1038/sj.sc.3100858.
14. Takahashi M., Harada Y., Inoue H., Shimada K. Traumatic cervical cord injury at C3-4 without radiographic abnormalities: Correlation of magnetic resonance findings with clinical features and outcome. Journal of Orthopaedic Surgery. 2002; 10(2): 129-35. https//doi.org/10.1177/230949900201000205
15. Liao C.C., Lui T.N., Chen L.R., Chuang C.C., Huang Y.C. Spinal cord injury without radiological abnormality in preschool-aged children: Correlation of magnetic resonance imaging findings with neurological outcomes. Journal of Neurosurgery. 2005; 103 PEDIAT(SUPPL. 1): 17-23. https//doi.org/10.3171/ped.2005.103.1.0017
16. Miyanji F., Furlan J.C., Aarabi B., Arnold P.M., Fehlings M.G. Acute cervical traumatic spinal cord injury: MR imaging findings correlated with neurologic outcome - Prospective study with 100 consecutive patients. Radiology. 2007; 243(3): 820-7. https//doi.org/10.1148/radiol.2433060583
17. Martin A.R., Aleksanderek I., Cohen-Adad J., Tarmohamed Z., Tetreault L., Smith N., et al. Translating state-of-the-art spinal cord MRI techniques to clinical use: A systematic review of clinical studies utilizing DTI, MT, MWF, MRS, and fMRI. NeuroImage: Clinical. 2016; 10: 192-238. https//doi.org/10.1016/j.nicl.2015.11.019
18. Zaninovich O.A., Avila M.J., Kay M., Becker J.L., Hurlbert R.J., Martirosyan N.L. The role of diffusion tensor imaging in the diagnosis,
prognosis, and assessment of recovery and treatment of spinal cord injury: A systematic review. Neurosurgical Focus. 2019; 46(3): E7. https//doi.org/10.3171/2019.1.F0CUS18591
19. Banaszek A., Bladowska J., Podgorski P., S^siadek M.J. Role of Diffusion tensor MR imaging in degenerative Cervical Spine Disease: a Review of the Literature. Clinical Neuroradiology. 2016; 26(3): 26576. https//doi.org/10.1007/s00062-015-0467-y
20. Sun P., Murphy R.K.J., Gamble P., George A., Song S.K., Ray W.Z. Diffusion assessment of cortical changes, induced by traumatic spinal cord injury. Brain Sciences. 2017; 7(2): 21. https//doi.org/10.3390/brainsci7020021
21. Wang K.Y., Idowu O., Thompson C.B., Orman G., Myers C., Riley L.H., et al. Tract-Specific Diffusion Tensor Imaging in Cervical Spondylotic Myelopathy Before and After Decompressive Spinal Surgery: Preliminary Results. Clinical Neuroradiology. 2017; 27(1): 61-9. https//doi.org/10.1007/s00062-015-0418-7
