Научная статья на тему 'Динамическая контрастная МРТ в лучевой диагностике объемных образований головного мозга срединной локализации'

Динамическая контрастная МРТ в лучевой диагностике объемных образований головного мозга срединной локализации Текст научной статьи по специальности «Медицинские технологии»

CC BY
5580
409
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
МРТ / динамическая контрастная МР-томография / нейровизуализация / контрастные вещества / опухоли средней линии головного мозга / magnetic-resonance therapy / dynamic contrast MR-tomography / neurovisualization / contrast substances / tumors of cerebral middle line

Аннотация научной статьи по медицинским технологиям, автор научной работы — Яковлев С. А., Поздняков А. В., Панфиленко А. Ф., Карлова Н. А., Тютин Л. А.

Статья посвящена анализу диагностических возможностей динамической контрастной МРТ. Это одно из самых современных направлений в нейровизуализации. Динамическое сканирование с графическим отображением результатов может демонстрировать различия показателей накопления и выведения контрастных веществ при разных типах опухолей. Таким образом, динамическая контрастная МРТ с анализом скорости изменения интенсивности МР-сигнала от солидного компонента опухоли может дать представление о гистологической структуре образования. В статье отражены методологические аспекты проведения данного исследования, в том числе способы анализа полученной информации и методики вычисления количественных показателей. В статье также приведены данные о применении динамической контрастной МРТ при наиболее распространенных типах опухолей средней линии головного мозга: аденомах гипофиза, краниофарингиомах, менингиомах и др.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по медицинским технологиям , автор научной работы — Яковлев С. А., Поздняков А. В., Панфиленко А. Ф., Карлова Н. А., Тютин Л. А.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

The article is devoted to the nalysis of diagnostic potentialities of dynamic contrast-enhanced MR imaging. Methodological aspects of this investigation performing including the analysis of obtained information and methods of a calculation of quantitative indices are given in this article. Also, data concerning using dynamic contrast-enhanced MR imaging in most widespread types of midline brain tumors are presented in the article.

Текст научной работы на тему «Динамическая контрастная МРТ в лучевой диагностике объемных образований головного мозга срединной локализации»

УДК 616-006.48

С.А. Яковлев*, А.В. Поздняков*, А.Ф. Панфиленко***, Н.А. Карлова**, Л.А. Тютин*, В.А. Грантынь***

E-mail: yakovlev-sa@mail.ru

ДИНАМИЧЕСКАЯ КОНТРАСТНАЯ МРТ В ЛУЧЕВОЙ ДИАГНОСТИКЕ ОБЪЕМНЫХ ОБРАЗОВАНИЙ ГОЛОВНОГО МОЗГА СРЕДИННОЙ ЛОКАЛИЗАЦИИ

*ФГУ Российский научный центр радиологии и хирургических технологий; **Санкт-Петербургская государственная медицинская академия им. И.И. Мечникова; ***Городская многопрофильная больница № 2, г Санкт-Петербург

ВВЕДЕНИЕ

Группа объемных образований головного мозга срединной локализации, объединяющая в себе новообразования хиазмально-селлярной и пинеальной областей, серповидного отростка, мозолистого тела, III и IV желудочков и ствола мозга, отличается большим разнообразием и в совокупности составляет до 13-29% от всех интракраниальных новообразований [2].

Ведущими методами лучевой диагностики опухолей головного мозга продолжают оставаться магнитнорезонансная томография (МРТ) и рентгеновская компьютерная томография (КТ) [7]. В качестве уточняющей методики при МР-диагностике различных объемных образований головного мозга широко применяется внутривенное контрастное усиление с использованием соединений гадолиния [6, 9]. Как правило, на постконтрастных изображениях более отчетливо дифференцируются особенности структуры опухоли, особенно солидный и кистозный компоненты, а также граница опухолевого узла и перитуморозного отека [7]. Одним из наиболее перспективных направлений использования контрастных веществ в диагностике объемных образований является метод динамической контрастной МР-томографии с болюсным введением контрастного препарата [4, 10]. Эта методика позволяет оценить не только факт накопления КВ в опухолевом узле, но и динамику процесса с определением количественных временных параметров накопления, что способствует получению дополнительной диагностической информации и может быть использовано при проведении дифференциальной диагностики объемных образований [1, 5, 8]. Однако следует признать, что, несмотря на оптимистическое освещение диагностических возможностей динамической контрастной МРТ рядом авторов, метод все еще не нашел широкого применения в клинической практике. Этому, в пер-

вую очередь, препятствуют проблемы технического и методологического характера. Единичные работы, выполненные в этом направлении, главным образом посвящены глиальным опухолям и, как правило, не представляют исчерпывающую информацию по отдельным нозологическим формам внемозговых объемных образований, к которым относится большинство срединно-расположенных опухолей [10, 11, 12, 13].

Цель данного исследования - определение роли динамической контрастной магнитно-резонансной томографии в лучевой диагностике объемных образований головного мозга срединной локализации.

МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ

Были обследованы 60 пациентов с различными типами срединно-расположенных объемных образований в возрасте от 19 до 75 лет (женщин - 38 (63,3%), мужчин - 22 (36,7%)).

Магнитно-резонансная томография выполнялась на аппаратах Magnetom Vision 1,5T и Magnetom Impact 1,0T (Siemens, Германия).

Были выявлены объемные образования следующих локализаций: хиазмально-селлярная область - 29 (48,3%), пинеальная область - 7 (11,7%), область III желудочка и мозолистого тела - 6 (10%), менин-гиомы срединной и срединно-базальной локализации

- 18 (30%). Верификация осуществлялась в процессе оперативного вмешательства с последующим гистологическим заключением. Данные о распределении объемных образований по гистологическим типам представлены в таблице 1.

Комплексное лучевое обследование пациентов с объемными образованиями головного мозга, расположенными по средней линии, включало сочетание различных методик нейровизуализации. Данные

о характеристике и объеме лучевого исследования больных представлены в таблице 2.

Таблица 1

Распределение объемных образований в зависимости от гистологического типа (п = 60)

Гистологическая структура Количество

Абс. %

Макроаденомы гипофиза 22 36,67%

Менингиомы срединной и срединно-базальной локализации 18 30%

Краниофарингиомы 7 11,67%

Глиальные опухоли мозолистого тела Ш-ГУ ст. злокачественности 4 6,67%

Кисты шишковидной железы 2 3,33%

Пинеоцитомы 2 3,33%

Коллоидные кисты III желудочка 2 3,33%

Пинеобластомы 2 3,33%

Астроцитома пинеальной области 1 1,67%

ВСЕГО 60 100

Таблица 2

Характеристика и объем лучевого обследования

Методы лучевой диагностики Количество

Абс. %

Магнитно-резонансная томография + динамическое контрастное усиление 60 100%

Магнитно-резонансная ангиография 17 28,3%

Рентгеновская компьютерная томография 15 25%

Обзорная рентгенография черепа 6 10%

В качестве препаратов для искусственного контрастирования при МРТ применялись парамагнетики: Магневист фирмы Schering и Омнискан фирмы Nycomed в дозировке 0,2 мл/кг веса тела пациента.

Динамическая контрастная МРТ включала три обязательных этапа: полипроекционная преконтраст-ная МРТ головного мозга, динамическое сканирование в одной плоскости и получение полипроекционных постконтрастных изображений.

По сериям преконтрастных изображений выбиралась наиболее информативная плоскость сканирования и позиционировались срезы таким образом, что они захватывали только выделенную область, проходя непосредственно через новообразование. Количество срезов для динамического исследования составляло от 5 до 9. Введение контрастного вещества производилось после прохождения первой из 20 серий импульсных последовательностей болюсно (со скоростью около 2 мл/сек). Вслед за парамагнетиком внутривенно вводился физиологический раствор в объеме 10 мл - для полного опорожнения катетера. Общее время прохождения серий коротких импульс-

ных последовательностей составляло 10 мин. После окончания коротких импульсных последовательностей выполнялось отсроченное томографирование с использованием стандартных программ получения Т1 ВИ. Отстроченные постконтрастные изображения служили для получения детальной анатомической информации о распределении парамагнитного вещества в объемном образовании, а также для поиска дополнительных участков патологического усиления интенсивности МР-сигнала во всем объеме головного мозга. Изображения, полученные при коротких импульсных последовательностях, служили для построения кривых, отражающих динамику накопления и выведения контрастного вещества в опухоли. Результатом постпроцессинговой обработки были графики зависимости «интенсивность сигнала - время» в каждой интересующей точке изображения (в каждом случае использовались 3-4 точки).

При оптимизации методики динамической контрастной МРТ были выделены следующие основные параметры, влияющие на результат этой методики: используемая импульсная последовательность, время сканирования, плоскость сканирования, ROI-область интереса (точка) в структуре образования, по которой строится график интенсивности сигнала, - время, калибровка шкалы, отражающей интенсивность МР-сигнала на графике.

Для расчета степени максимального контрастирования применялась следующая формула:

С = (ИС /ИС . ) ■ 100%,

max v maX min / ’

где cmax - степень максимального контрастирования в процентах по отношению к исходной интенсивности сигнала (отражает то, до какого уровня повысилась интенсивность сигнала).

ИС

максимальная интенсивность сигнала от

опухоли, т.е. пиковое его значение,

ИС„;„ - минимальная интенсивность сигнала, т.е.

min

исходная.

а) б) в)

Рис. 1 а, б, в. Основные типы кривых накопления и выведения контрастного вещества. а - I тип кривой - постепенное линейное нарастание интенсивности сигнала в течение длительного периода времени (более 3 мин.); б - II тип кривой -линейное нарастание интенсивности сигнала в течение первых 1-2 минут после введения контрастного вещества с последующей продолжительной фазой плато; в - III тип кривой - интенсивность сигнала после достижения пика на 2-3-й минуте начинает снижаться, отражая процесс быстрого вымывания контрастного вещества. Обозначения: ось абсцисс - время с момента введения контрастного вещества в секундах, ось ординат - интенсивность сигнала в условных единицах, А - площадь области интереса (ROI).

Рис. 2 а, б, в. Результаты динамической контрастной МРТ у больного с макроаденомой гипофиза: а - преконтрастное Т1 ВИ в сагиттальной проекции, б - постконтрастное Т1 ВИ во фронтальной проекции, в - кривая накопления и выведения

контрастного вещества в макроаденоме, III тип кривой.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

Для оценки результатов исследования, по нашему мнению, необходимо определять следующие основные показатели: тип кривой накопления и выведения контрастного вещества, время достижения пика контрастирования и степень максимального контрастирования опухоли.

Все кривые накопления и выведения контрастного препарата были разделены на 3 основные группы, которые представлены на рисунке 1. Отнесение кривой контрастирования опухоли к тому или иному типу, как показало дальнейшее исследование, имеет большое значение при проведении дифференциальной диагностики различных объемных образований.

Диагностические возможности динамической контрастной МРТ изучались при локализации объемных образований в хиазмально-селлярной области, пинеальной области, в области III желудочка и мозолистого тела и при менингеальных опухолях срединной и срединно-базальной локализации. Результаты динамической контрастной МРТ зависели от типа и строения опухоли.

При макроаденомах гипофиза в большинстве случаев кривая накопления и выведения контрастного

вещества относилась к III типу, с быстрым достижением пика (в течение 1-2 минут) и последующей фазой выведения контрастного вещества (рис. 2). В наиболее крупных гигантских аденомах гипофиза на фоне выраженной гетерогенности структуры отмечалось соответствующее различие кривых накопления и выведения контрастного вещества, однако наиболее близким типом кривой и в этих случаях был III тип. Степень максимального контрастирования при макроаденомах гипофиза достигала 180%.

При краниофарингиомах динамическая контрастная МРТ демонстрировала совершенно иной, чем при макроаденомах гипофиза, характер контрастирования. Указанная методика была выполнена при краниофарингиомах в 7 случаях, причем 5 из них имели кистозный компонент. Кривая накопления и выведения контрастного вещества, полученная от солидного компонента, либо от стенок краниофарингиом, во всех случаях относилась к I типу, а именно характеризовалась постепенным повышением интенсивности сигнала с достижением пика только во второй половине или к концу сканирования (рис. 3). В большинстве случаев (п=4) пик контрастирования краниофарин-гиом фиксировался на 6-7-й минуте. Еще в 3 случаях

#

дат

< "ЧГ Л

' «с* > -м\

: V’- )

V ' ' I

..-г

а) б) в)

Рис. 3 а, б, в. Результаты динамической контрастной МРТ у больной с краниофарингиомой: а - Т2 ВИ в аксиальной проекции, б - постконтрастное Т1 ВИ во фронтальной проекции, в - кривая накопления и выведения контрастного вещества

в краниофарингиоме, I тип кривой.

а) б) в)

Рис. 4 а, б, в. Результаты динамической контрастной МРТ у больной с типической фалькс-менингиомой: а - Т2 ВИ в аксиальной проекции, б - постконтрастное Т1 ВИ во фронтальной проекции, в - кривая накопления и выведения

контрастного вещества в менингиоме, II тип кривой.

пик достигался только к 10-й минуте, в самом конце динамического сканирования. При этом фаза плато не была выражена. Значения максимального контрастирования, полученные при кранифарингиомах, ниже, чем при макроаденомах гипофиза, и составляли 165%. Для кистозных краниофарингиом был характерен периферический тип накопления контрастного вещества, но при этом показатели динамической контрастной МРТ при кистозных и солидных краниофарингиомах принципиально не различались.

При кистозных пинеоцитомах наблюдалось небольшое повышение интенсивности сигнала от стенок опухоли. Характерным типом кривой накопления и выведения контрастного вещества при пинеоцитомах был

I тип - с постепенным повышением интенсивности МР-сигнала. Пик контрастирования достигался к 8-й минуте, а степень максимального контрастирования в среднем составила 185%. При этом интенсивность сигнала от внутренней структуры новообразования не повышалась.

Характер кривых накопления и выведения контрастного вещества, обнаруживаемых при пинеобла-стомах, приближался к III типу. Пик контрастирования при этом достигается достаточно быстро - на 2-й минуте, а затем интенсивность МР-сигнала постепенно волнообразно снижалась. Степень максимального контрастирования при пинеобластомах оказалась равной 160%.

Для доброкачественной астроцитомы характерным оказалось горизонтальное расположение кривой контрастирования, вследствие чего время достижения пика практически не фиксируется, а саму кривую нельзя отнести ни к одному из трех основных типов кривых накопления и выведения контрастного вещества. Степень максимального контрастирования в этом случае не превышала 115-120%.

При проведении анализа данных динамической контрастной МРТ у пациентов со злокачественными глиальными опухолями мозолистого тела выявлялся неоднородный характер контрастирования, преимущественно III тип кривой накопления и выведения кон-

трастного вещества. Для них также были характерны достаточно быстрое достижение пика (на 2-й минуте) и высокие показатели максимальной контрастности (до 230%).

При менингиомах динамическая контрастная МРТ выполнена 18 пациентам. При этом в большинстве случаев при построении графика зависимости «интенсивность сигнала - время» определялся II тип кривой с длительным сохранением повышенной интенсивности МР-сигнала. Продолжительность фазы плато составляла от 5 до 9 минут, пик контрастирования в 17 случаях фиксировался в пределах 1-2 минут (рис. 4).

Отличительные особенности имели 3 менингиомы атипического строения. Они отличались менее выраженной фазой плато с тенденцией к понижению интенсивности сигнала после достижения пика. Тип кривой накопления и выведения контрастного вещества при этих опухолях приближался к III типу (аналогично злокачественным глиальным новообразованиям).

Приведенные данные свидетельствуют о том, что выявленные сдвиги накопления и выведения контрастного вещества при объемных образованиях головного мозга срединной локализации определяются, главным образом, степенью васкуляризации и нарушения гематоэнцефалического барьера. Степень злокачественности объемных образований коррелирует со скоростью захвата контрастного вещества опухолевыми клетками, что нашло подтверждение в работах некоторых авторов. В наших исследованиях для подобного типа изменений был характерен III тип кривой накопления и выведения контрастного вещества. Также анализ полученных результатов показал, что аналогичный тип кривой определялся при макроаденомах гипофиза, что, по-видимому, обусловлено особенностями кровоснабжения гипофиза, в частности изначальным отсутствием в гипофизе ГЭБ и богатой собственной капиллярной сетью с превалированием артериального кровотока. Следовательно, полученные данные подтверждают одинаковые механизмы захвата контрастного вещества клетками этих опухолей. Наоборот, для доброкачественного типа объемных

образований характерен I тип кривой накопления и выведения контрастного вещества, а отличительной особенностью менингеальных опухолей является преимущественно II тип кривой с длительным сохранением плато.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Таким образом, данные динамической контрастной МРТ с болюсным введением КВ и последующим динамическим сканированием (60 больных) позволяют высказаться о том, что приведенная модификация методики является высокоэффективным методом диагностики объемных образований, расположенных по средней линии. Эта методика позволяет провести разграничение между опухолями по степени их злокачественности на основе характеристик кривых накопления и выведения контрастного вещества, что улучшает информативность МРТ при объемных образованиях.

ЛИТЕРАТУРА

1. Величко О.Б. Оценка кинетики поглощения контрастного парамагнитного препарата (магневист) новообразованиями головного мозга методом динамической магнитно-резонансной томографии на низкопольном томографе: Дис...канд. мед. наук. - Томск, 2001. - 118 с.

2. Гайдар Б.В. (ред.) Практическая нейрохирургия. - С-Пб, 2002. - 647 с.

3. Ибатуллин М.М. Алгоритмы магнитно-резонансной диагностики наиболее распространенных опухолей головного мозга на томографах среднего поля // Медицинская визуализация - 2002 - №1. - С. 16-23.

4. Ибатуллин М.М. Магнитно-резонансная диагностика опухолей и многоочаговых поражений головного мозга на томографах среднего поля: Дисс. .д-ра мед. наук.-С-Пб, 2002. - 262 с.

5. Колесникова Н.О. Динамика контрастного усиления в диагностике опухолей головного мозга с помощью МР-томографии с применением «омнискана». // Материалы научно-практической конференции «Магнитнорезонансная томография в клинической практике», Санкт-Петербург, 16 и 17 октября 1996. - С. 124-125.

6. Колесникова Н.О. Магнитно-резонансная томография (0,5T) с контрастным усилением в диагностике опухолей головного мозга: Автореф. дисс. . канд. мед. наук - М., 1998. - 20 с.

7. Корниенко В.Н., Пронин И.Н. Диагностическая нейрорадиология. - М., 2006. - 1328 с.

8. Пронин И.Н., Корниенко В.Н., Петряйкин А.В., Родионов П.В. Болюсное введение контрастного вещества при МР-томографии опухолей головного мозга - возможности и ограничения. // Материалы научно-практической конференции «Магнитно-резонансная томография в медицинской практике», Москва, 15 и 17 ноября 1995.

- С. 97.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

9. Ринкк П.А., Синицын В.Е. Контрастные средства для компьютерной и магнитной резонансной томографии. Основные принципы // Вестник рентгенологии и радиологии - 1995. - № 6. - С. 52-59.

10. Joo Y.G., Korogi Y., Hirai T., Sakamoto Y., Sumi M., Takahashi M., Ushio Y. Differential diagnosis of extraaxial intracranial tumours by dynamic spin-echo MRI. // Neuroradiology. - 1995. - Oct; 37(7). - P. 522-525.

11. Rijpkema M., Kaanders J.H., Joosten F.B., van der Kogel A.J., Heerschap A. Method for quantitative mapping of dynamic MRI contrast agent uptake in human tumors. // J. Magn. Reson. Imaging. - 2001. - Oct; 14(4). - P. 457-463.

12. Gao R., Isoda H., Tanaka T., Inagawa S., Takeda H., Takehara Y., Isogai S., Sakahara H. Dynamic gadolinium-enhanced MR imaging of pituitary adenomas: usefulness of sequential sagittal and coronal plane images. // Eur. J. Radiol. - 2001.

- Sep; 39 (3). - P 139-146.

13. Provenzale J.M., Wang G.R., Brenner T., Petrella J.R., Sorensen A.G. Comparison of permeability in high-grade and low-grade brain tumors using dynamic susceptibility contrast MR imaging. // AJR Am. J. Roentgenol. - 2002. -Mar; 178(3). - P 711-716.

DYNAMIC CONTRAST MRT IN RADIAL DIAGNOSIS OF VOLUMIC CEREBRAL FORMATIONS OF MEDIAN LOCALIZATION

S.A. Yakovlev, A.V. Pozdnyakov, A.F. Panfilenko, N.A. Karlova, L.A. Tyutin, V.A. Grantyn’

SUMMARY

The article is devoted to the nalysis of diagnostic potentialities of dynamic contrast-enhanced MR imaging. Methodological aspects of this investigation performing including the analysis of obtained information and methods of a calculation of quantitative indices are given in this article. Also, data concerning using dynamic contrast-enhanced MR imaging in most widespread types of midline brain tumors are presented in the article.

Key words: magnetic-resonance therapy, dynamic contrast MR-tomography, neurovisualization, contrast substances, tumors of cerebral middle line.

УВАЖАЕМЫЕ АВТОРЫ РУКОПИСЕЙ,

ПРЕДСТАВЛЯЕМЫХ В «СИБИРСКИЙ МЕДИЦИНСКИЙ ЖУРНАЛ»!

С целью повышения оперативности взаимодействия между редакцией «СМЖ» и авторами с 2003 г. в каждой рукописи должен указываться электронный адрес (e-mail) лица, ответственного за переписку с редакцией «СМЖ».

Обработка рукописей без e-mail задерживает её публикацию в очередных номерах.

Приоритет в публикации рукописей отдается авторам, имеющим текущую годовую подписку на «СМЖ».

Переписка с авторами осуществляется по e-mail: medicina@tomsk.ru

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.