CC BY
39
УДК 615.849.1
i КОМПЛЕКСНАЯ ЛУЧЕВАЯ ДИАГНОСТИКА ХРОНИЧЕСКОЙ ИШЕМИИ ГОЛОВНОГО МОЗГА Чухонцева Е.С.
Научный руководитель - д.м.н. Морозова Т.Г.
Смоленский государственный медицинский университет Россия,214019, Смоленск, ул. Крупской, 28 [email protected] - Чухонцева Е.С.
Резюме. Целью настоящего исследования явилась оценка возможностей комплексной лучевой диагностики хронической ишемии головного мозга (ХИМ) с помощью бесконтрастной МР-перфузии и транскраниальной электростимуляции с обратной связью (ТЭТОС). Пациентам с установленным диагнозом «ХИМ с наличием легкого когнитивного дефицита» в возрасте от 65±5,6 лет проводились магнитно-резонансная томография головного мозга, транскраниальная электростимуляция методом ТЭТОС. Принципиальным в исследовании стала оценка скорости церебрального кровотока (CBF) до ТЭТОС и после с помощью режима перфузионной МРТ без введения контрастного вещества (ASL - Arterial Spin Labeling), а также сравнение CBF с группой контроля, в которой транскраниальная электростимуляция головного мозга не проводилась.
Ключевые слова: бесконтрастная перфузионная МРТ, транскраниальная электростимуляция с обратной связью, хроническая ишемия мозга
i COMPLEX RADIAL DIAGNOCTICS OF CHRONIC CEREBRAL ISCHEMIA Chukhontseva E.S.
Scientific adviser - Morozova T.G, MD
Smolensk State Medical University
28, Krupskoj str, Smolensk, 214019, Russia
[email protected] - Chukhontseva E.S.
Abstract. The aim of this study was to assess the possibilities of complex radiation diagnosis of chronic cerebral ischemia using non-contrast MR perfusion and transcranial feedback stimulation. Magnetic resonance imaging of the brain, transcranial electrostimulation were performed for patients with a diagnosis of "Chronic cerebral ischemia with mild cognitive deficit" aged 65 ± 5.6 years. The principal thing in the study was the assessment of cerebral blood flow (CBF) before transcranial electrostimulation and after using perfusion MRI (ASL - Arterial Spin Labeling), as well as comparison of CBF with a control group in which transcranial electrical stimulation of the brain was not performed.
Key words: non-contrast perfusion MRI, feedback transcranial electrical stimulation, chronic brain ischemia
Актуальность
Хроническое нарушение мозгового кровообращения (ХНМК) - одно из наиболее распространенных в неврологической практике патологических состояний, особенно среди пациентов пожилого возраста [2]. Для обозначения ХНМК используют различные диагнозы: «медленно прогрессирующая недостаточность мозгового кровообращения», «дисциркуляторная энцефалопатия», «цереброваскулярная недостаточность», «хроническая мозговая дисфункция сосудистой этиологии», «хроническая ишемия мозга» (ХИМ) и др.
На современном этапе медицины уже в рутинной практике для диагностики ХИМ применяется комплексная лучевая диагностика: магнитно-резонансная томография головного мозга, компьютерная томография, ультразвуковое исследование сосудов головы и шеи [1].
По разным данным, хроническое сосудистое поражение головного мозга, не вызванное инсультом или вызванное не только инсультом, наблюдается у 70-95% пациентов пожилого и старческого возраста [10,12]. Так, De Leeuw F.E. и соавт. проанализировали МРТ 1077 пациентов в возрастном диапазоне от 60 до 90 лет. Согласно полученным данным, лишь 8% больных не имели
нейрорадиологических признаков сосудистого поражения головного мозга [6]. В другом исследовании, выполненном Fei Han и соавт., с участием 1211 пациентов в возрасте 55,6 ± 9,3 года без инсульта в анамнезе лакунарные инфаркты выявлялись у 14,5%, микрокровоизлияния - у 10,6%, диффузное поражение перивентрикулярного белого вещества - у 72,1% и диффузное поражение глубокого белого вещества - у 65,4% [8].
Несмотря на широкое распространение ХИМ в популяции, поставить данный диагноз на ранней стадии чрезвычайно сложно. Это связано с тем, что симптомов, характерных исключительно для ХИМ первой степени, не существует [9]. На современном этапе медицины в рутинной практике врача-невролога для диагностики ХИМ применяется комплексная лучевая диагностика: магнитно-резонансная томография головного мозга, компьютерная томография, ультразвуковое исследование сосудов головы и шеи. Фактически достоверный диагноз на ранней стадии можно установить только с помощью МРТ головного мозга, что неприменимо в широкой клинической практике, так как MP-признаки поражения белого и серого вещества головного мозга не всегда соотносятся с тяжестью клинических симптомов [13]. В литературе недостаточно данных об усовершенствованной комплексной лучевой диагностике в виде совместного применения MP-перфузии головного мозга и транскраниальной электростимуляции с обратной связью, которая является перспективным методом диагностики ХИМ на ранней стадии.
Как известно бесконтрастная перфузионная MPT (ASL - Arterial Spin Labeling) - это полностью неинвазивная методика измерения тканевой перфузии, использующая магнитное маркирование артериальных спинов протонов водорода молекул воды в крови как эндогенный трейсер [7,14]. Это преимущество дает возможность применять ASL-перфузию у здоровых добровольцев, пациентов с почечной недостаточностью или у пациентов, нуждающихся в повторных исследованиях [5]. Другими преимуществами ASL-перфузии являются отсутствие лучевой нагрузки, а также возможность получения количественных данных. Количественная оценка позволяет выявлять гипо- и гиперперфузионные состояния, а также сопоставлять данные различных исследований при динамической оценке [7,11].
Транскраниальная электростимуляция с обратной связью (ТЭТОС) - это метод повышения адаптационных возможностей организма человека путем стимуляции головного мозга малыми дозами электрического тока, с оценкой в режиме реального времени ответной реакции биоэлектрической активности головного мозга (БЭА ГМ) на это электровоздействие [3,4]. Электростимуляция и регистрация БЭА ГМ осуществляются через одни и те же электроды. Генератор стимулов ТЭТОС предназначен как для генерации импульсов тока, так и для регистрации 8-ми независимых каналов биосигналов (полоса частот 0,5-90 Гц). Благодаря этому риск возникновения побочных эффектов сводится к минимуму. Одним из основополагающих механизмов воздействия ТЭТОС на головной мозг является ее вазоактивное действие. Анализируя данные литературы выявлено, что до настоящего момента ТЭТОС никогда не использовался как диагностическая вспомогательная процедура в протоколах МРТ, в том числе при исследовании ХИМ.
Цель исследования
Оценить возможности комплексной лучевой диагностики хронической ишемии мозга в виде бесконтрастной MP-перфузии и транскраниальной электростимуляции с обратной связью.
Методика исследования
В настоящем исследовании принимало участие 40 человек (женщин - 65% (п=26), мужчин - 35% (п=14), средний возраст - 65±5,6 лет) с установленным клинически диагнозом «Хроническая ишемия мозга, легкие когнитивные нарушения».
Алгоритм обследования включал: анализ анамнестических данных, общий клинический и неврологический осмотр испытуемых, магнитно-резонансную томографию (МРТ) головного мозга, транскраниальную электростимуляцию головного мозга (ТЭС). МРТ головного мозга осуществлялась на аппарате величиной магнитной индукции 1,5 Т (Toshiba).
Протокол нейровизулиазационного обследования включал: Т1-, Т2- взвешенные изображения, диффузионно-взвешенные изображения (DWI), FLAIR и бесконтрастную МР-перфузию (ASL) в аксиальной, саггитальной и коронарной проекциях для оценки вещества мозга и получения подробных анатомических данных с целью последующего наложения на них данных ASL перфузии. Транскраниальная электростимуляция головного мозга выполнялась при помощи электростимулятора транскраниального компьютеризированного с обратной связью для оптимизации нейропсихологических характеристик «ТЭТОС» (производства ИПФ «БИОСС», Россия). В методике задавались следующие параметры: вид генерируемых стимулов (экспоненциальный), режим и время стимуляции (экспертный, корригирующий - 5 минут),
амплитуда стимулов (мА), дискретность амплитуды стимулов (мА), длительность стимула (с). Анализу подвергались амплитудно- мощносгные и пространственные характеристики (преимущественная локализация) биоэлектрической активности головного мозга.
Статистическая обработка данных проводилась с помощью статистического пакета Statistica, версия 6.0. Изучение различий скорости церебрального кровотока проводилось методом двухвыборочного t-теста, р<0,05.
Результаты и их обсуждения
Согласно схеме исследования, вначале испытуемым выполнялась контрольная МРТ головного мозга с использованием режимов Tl, Т2, DWI, бесконтрастной MP-перфузии (ASL). Стандартные режимы выполнялись для исключения острой сосудистой патологии и других объемных и воспалительных процессов. При оценке Т1-, Т2-взвешенных изображений, диффузионно-взвешенных изображений (DWI), FLAIR у 90% пациентов (п=36) были выявлены те или иные косвенные признаки хронической сосудистой патологии: единичные и множественные дисгрофическине участки, соответветсгвующие ангиопатии размерами от 2 до 4 мм; лейкоареоз -Фазеказ I-H; признаки расширения ликворных пространств от незначительной до умеренной степени выраженности; расширение пространств Вирхова -Робина I-H типа. Из исследования группы были исключены пациенты, перенесшие острые нарушения мозгового кровообращения (рис.1).
Рисунок 1. МРТ головного мозга: а - Т2-ВИ (аксиальный срез); б - FLAIR (аксиальный срез). МР-признаки ангиопатии вещества головного мозга, умеренно выраженного лейкоареоза (Фазекас 2), наружной и внутренней гидроцефалии.
Получены абсолютные значения скорости мозгового кровотока (CBF) в покое, измеряемые по правому и левому полушариям варьирующие в пределах 44±5, мл/100г/мин.
Далее часть пациентов - I группа (п=22) проходили сеанс ТЭТОС, который состоял из последовательности действий: регистрация и анализ биоэлектрической активности головного мозга. Во время исследования каждый пациент находился в состоянии спокойного бодрствования (глаза закрыты, мышцы шеи и лица расслаблены). Для биоэлектрической активации мозга использовались функциональные пробы (открывание глаз, фотостимуляция, гипервентиляция). Оценивалась преимущественная локализация, межполушарная асимметрия; кроме того, выявлялось наличие артефактов и эпилептиформных графоэлементов. У 100% испытуемых не было выявлено специфической пароксизмальной активности. Мощностная межполушарная асимметрия у всех пациентов (п=22) не превышала 30%.
На основании этих данных проводилась экспертная электроимпульсная стимуляция по центрально-саггитальной схеме расположения электродов (катоды на лбу, анод на затылке), биполярно-экспоненциальным импульсом. Данная стимуляция проводилась для определения индивидуального порога болевой чувствительности пациента на электрический раздражитель. Терапевтический диапазон значений силы тока при ТЭТОС должен быть меньше индивидуального порога болевой чувствительности на 10-20% (учитывая коэффициент адаптационных реакций). Средние значения силы тока у пациентов с легкими когнитивными нарушениями при ХИМ по нашим наблюдениям установились в пределах от 0,15 до 0,3 мА. После компенсаторной паузы, вновь по амплитуде и спектру мощности оценивалась БЭА FM. У всех испытуемых существенных изменений выявлено не было. Время воздействия при
корригирующей стимуляции составляло у всех пациентов 5 минут, сила тока до 0,3 мА, согласно экспертной стимуляции. Последующая регистрация БЭА ГМ показала у 57 % пациентов усиление корково-волновой активности, у 14% - дезорганизация БЭА ГМ с диффузными изменениями активности, у 29% - без значимой динамики. Завершающим пунктом в исследовании было выполнение ASL после ТЭТОС с оценкой церебральной перфузии CBF. Полученные значения представлены в таблице 1.
П группа пациентов (контрольная) состояла из 18 испытуемых. Они также проходили МРТ головного мозга с использованием режимов Tl, Т2, DWI, бесконтрастной МР-перфузии (результаты указаны выше при описании всех пациентов). Затем через 20-30 минут повторно проходили бесконтрастную MP-перфузию (ASL), без предварительной стимуляции коры головного мозга методом ТЭТОС (таблица 1).
Таблица 1. Медианы CBF в выбранных долях головного мозга в I исследуемой группе до воздействия ТЭТОС (CBF*) и после ТЭТОС CCBF**), а также во П контрольной группе при первой (CBF*) и повторной (CBF***) ASL- перфузии без воздействия ТЭТОС.
I группа II группа
Зона CBF* CBF** прирост CBF CBF* CBF*** прирост CBF
головного мл/100г/мин мл/100г/мин мл/100г/мин мл/100г/мин мл/100г/мин мл/100г/мин
мозга
Правое 46,8 50,6 3,88 46,8 45,9 -0,9
полушарие [42,7 ;55,6] [43,2;60,5] [42,7 ;55,6] [41,7; 55,6]
Левое 45,7 48,5 2,7 45,7 46,9 1,2
полушарие [40,1; 68] [43,3; 68,2] [40,1; 68] [40,3; 68,1]
СВР* - скорость церебрального кровотока при выполнении контрольной АБЬ-перфузии в обеих группах, СВР** - скорость церебрального кровотока при выполнении АБЬ-перфузии в I группе после ТЭТОС, СВБ*** - скорость церебрального кровотока при выполнении АБЬ-перфузии во П группе без стимуляции ТЭТОС/
Согласно значениям, представленным в таблице после транскраниальной электростимуляции, отмечается увеличение церебральной перфузии у пациентов с легкими когнитивными нарушениями при ХИМ, в среднем на 3,5 мл/100г/мин (рис.2). В группе контроля, при повторном проведении АБЬ-перфузии, без предварительной транскраниальной стимуляции статистически значимого отклонения показателя СВР не выявлено (р> 0,05).
Рисунок 2. МРТ головного мозга в режиме ASL-перфузии: а - до ТЭТОС; б - после ТЭТОС. МР-признаки увеличения скорости церебрального кровотока преимущественно в лобных долях обоих полушарий (б) после воздействия ТЭТОС у пациента с хронической ишемией головного мозга.
Выводы
При комплексной лучевой диагностике хронической ишемии в виде бесконтрастной МР-перфузии и транскраниальной электростимуляции с обратной связью у пациентов отмечается гемодинамический ответ. Исключено непосредственное влияние процедуры магнитно-резонансной томографии на вазоактивность головного мозга. Усовершенствованная при помощи
ТЭТОС бесконтрастная MP-перфузия может явиться перспективным методом в диагностике ранних стадий ХИМ.
Литература
1. Добрынина Л.А. Управляющие функции мозга: функциональная магнитно-резонансная томография с использованием теста Струпа и теста серийного счета про себя у здоровых добровольцев / Л.А. Добрынина, З.Ш. Гаджиева и др. // Журнал неврологии и психиатрии им. С.С. Корсакова. - 2018. - №11. - С.35-42.
2. Захаров В.В. Ведение коморбидных пациентов с хронической ишемией головного мозга и вертеброгенными болевыми синдромами / В.В. Захаров, В.В. Тринюк и др. // Медицинский совет. -2019,-№9.-С. 15-20.
3. Звоников В.М. Применение электростимулятора транскраниального компьютеризированного с обратной связью для оптимизации нейропсихологических характеристик «ТЭТОС» (методические рекомендации) / В.М. Звоников, А.В. Грищенко, И.К. Герасин // М.: ОАО «Российские железные дороги». - 2006. - 26с.
4. Электростимулятор транскраниальный компьютеризированный с обратной связью для оптимизации нейропсихилогических характеристик «ТЭТОС»: руководство по эксплуатации // М.: НПФ «БИОСС» . - 2006. - 16с.
5. Chen, J. Arterial spin labeling perfusion MRI in pediatric arterial ischemic stroke: initial experiences / J. Chen, D. J. Licht, S. E. Smith et al. // J Magn Reson Imaging. - 2009. - Vol. 29. - P.282-290.
6. De Leeuw F.E. Prevalence of cerebral white matter lesions in elderly people: a population based magnetic resonance imaging study. The Rotterdam Scan Study / F.E. De Leeuw, J.C. de Groot et al. // J Neurol Neurosurg Psychiatry. - 2001. - Vol.70. - P.9-14.
7. Deibler, A. R. Arterial spin-labeling in routine clinical practice, part 1: technique and artifacts / A. R. Deibler, J. M. Pollock, R. A. Kraft et al. // AJNR Am J Neuroradiol. - 2008. - Vol. 29. - P. 1228-1234.
8. Fei Han. Prevalence and Risk Factors of Cerebral Small Vessel Disease in a Chinese Population-Based Sample /Han Fei, Zhai Fei-Fei et al. IIJ Stroke. - 2018. - Vol. 20. -P.239-246.
9. Harris, A. D. Diffusion and perfusion MR imaging of acute ischemic stroke / A. D. Harris, S. B. Coutts, R. Frayne II Magn Reson Imaging Clin N Am. - 2009. - Vol. 17. - P. 291-313.
10. Hilal S. Prevalence, risk factors and consequences of cerebral small vessel diseases: data from three Asian countries / S. Hilal, V. Mok, Y.C. Youn et al. IIJ Neurol Neurosurg Psychiatry. - 2017. - Vol. 88. -P.669-674.
11. Pollock, J. M. Arterial spin-labeled MR perfusion imaging: clinical applications / J. M. Pollock, H. Tan, R. A. Kraft et al. Magn Reson Imaging Clin N Am. - 2009. - Vol. 17. - P. 315-338.
12. Prins N.D. White matter hyperintensities, cognitive impairment and dementia: an update / N.D. Prins, P. Scheltens//Nat Rev Neurol. -2015. - Vol.11. -P.157-165.
13. Shourong Lu. Periventricular rather than deep white matter hyperintensities are associated with white matter lesion relevant vascular cognitive impairment / Lu Shourong, Qiu Shuwei, Liu Renyuan et al. II Int J Clin Exp Med. - 2018. - Vol. 11,- P.237-245.
14. Zaharchuk, G. Arterial spin-label imaging in patients with normal bolus perfusion weighted MR imaging findings: pilot identification of the borderzone sign / G. Zaharchuk, R. Bammer, M. Straka et al. II Radiology. - 2009. - Vol. 252. - P. 797- 807.
