CC BY
257
УДК: 616.711-007.271-073.43
МАГНИТНО-РЕЗОНАНСНАЯ ТРАКТОГРАФИЯ В КЛИНИЧЕСКОЙ ПРАКТИКЕ О.В. АБЛЯЗОВ
Ташкентский институт усовершенствования врачей
Описаны возможности магнитно-резонансной трактографии в исследовании головного мозга. Освещены комиссуральные, ассоциативные и проекционные пути проводимости в норме и структурные изменения, то есть истончение, обрыв и оттеснение, наблюдаемые при таких патологических процессах головного мозга, как хроническая ишемия головного мозга, болезнь мотонейрона, рассеянный склероз, острый дис-семинированный энцефаломиелит, опухоли головного мозга и аномалии развития центральной нервной системы, кортикальный инфаркт и др. Подчеркнуто, что, помимо академического интереса, знание точной локализации и внутренней организации волокон проекционного тракта имеет крайне важное практическое значение при планировании нейрохирургических операций.
Ключевые слова: головной мозг, проводящие пути, заболевания, диагностика, магнитно-резонансная трактргкафия.
MAGNETIC RESONANCE TRACTOGRAPHY IN CLINICAL PRACTICE O.V. ABLYAZOV
Tashkent advanced studies institute of doctors
The article discusses the abilities of magnetic resonance tractography for brain investigations. Normal commissural, associative and projective pathways and structural changes of them like thinning, breakage and displacement of tracts during pathological processes of the brain such as chronic brain ischemia, motor neuron diseases, multiple sclerosis, acute disseminated encephalomyelitis, brain tumors, developmental abnormalities of central nervous system, cortical infarction etc. are discussed. It was highlighted that, in addition to academic interest, knowledge of the exact localization and internal organization of the fibers of the projection tract is of crucial practical importance when planning neurosurgical operations.
Key words: brain, pathways, diagnostics, magnetic resonance tractography.
Трактография головного мозга - диагностический метод, основанный на диффузионно-взвешенной магнитно-резонансной томографии (ДВ МРТ), позволяющий визуализировать ориентацию и целостность проводящих путей головного мозга ¡n vivo. Области клинического применения этого метода в настоящее время уточняются.
Диффузионно-тензорная магнитно-резонансная томография (ДТ МРТ) - относительно новый метод прижизненной количественной и качественной оценки направленности диффузии воды в мозге человека, позволяющий изучать микроскопическую структуру проводящих путей белого вещества, не определяемую дру-
гими последовательностями МРТ, а также при помощи рентгеновской компьютерной томографии. ДТ МРТ позволяет реконструировать трехмерные изображения ко-миссуральных, ассоциативных и проекционных трактов, обеспечивающих нормальную функцию мозга [3].
ДВ МРТ - техника получения изображений головного мозга, основанная на измерении диффузии воды в каждом объемном элементе (вокселе) изображения. На его основании формируется диффузионная матрица, из которой можно получить 3 числовых значения и 3 вектора, описывающих силу и направление диффузии воды в выбранной точке. Вода диффундирует быстрее вдоль волокон проводящих путей белого вещества, поскольку
а
2ЕЗ №1ЯИ
Щк \ ЩД^Ж MQI / шЯ Щу^З
ИЯГ Г Ш' щШщш Щ Ш щ
ШЯ
■БвтщНрЯн вЯвллФп/З^шкС Б чж ДДДДШРИ Шл'ЙЯ
1 Ю1Д ШШ'Ш ш РРш fb f« I'll
Ш \Щ < З^Н т^Ш
■g* Ж Щш Шт Шт Ipjl
I' ^^ШшН Т1*пТм -^я^та г \:
Рис. 1. Пути проводимости головного мозга в норме: зрительный тракт (а); ассоциативные и ком-миссуральные волокна (б); проекционные волокна (в).
мембраны аксонов служат препятствием для ее диффузии в других направлениях. При патологических процессах, например, при ишемии, воспалении, нейродегене-ративных заболеваниях, травме, происходит нарушение линейной организации проводящих путей. ДВ МРТ улавливает эту перемену направления диффузии, создавая изображения, позволяющие изучить изменения микроструктуры проводящих путей мозга in vivo. Большинство работ, авторы которых исследовали микроструктуру белого вещества головного мозга при помощи ДВ МРТ, ос-
новано на построении двухмерных серошкальных карт с использованием показателей величины диффузии в каждом вокселе [1,3].
Трактографию проводят на МР-томографах с силой поля 1,5-3 Тл. Это выглядит так: используется многоканальная (не менее 6 каналов) фазированная поверхностная катушка для головного мозга. Для ДВ МРТ применяют спин-эхо и эхо-планарную последовательность (single-shot spin-echo echo-planar imaging). Для коррекции двигательных артефактов используют эхо-навига-
/ *
£
г \
а б
Рис. 2. Кистовидная опухоль в теменно-затылочно-височной области (а); оттеснение ветвей больших затылочных щипцов (б).
б
в
Магнитно-резонансная трактография в клинической практике
а б
Рис. 3. Кистовидная опухоль в лобно-теменной области (а); близкое расположение ветвей проекционного пути к зоне опухолевой инфильтрации (б).
тор. Применяется методика параллельной томографии (например, SENSE) с фактором 2-4. Количество срезов - 96. Они ориентированы перпендикулярно линии, соединяющей переднюю и заднюю спайки мозга. Толщина среза - 2,3 мм, промежуток между ними - 0, поле изображения - 220 мм, время повторения (TR) - 6,599-8,280 мс, время эхо (ТЕ) - 70 мс, количество усреднений - 2, коэффициент диффузии (Ь) - 600 с/мм2. Время исследования - около 9 мин [1].
Реконструкцию трактограмм проводят с использованием специального программного обеспечения. После получения МР-изображений исследователь, знакомый с анатомией и физиологией головного мозга, выделяет область интереса, в которой будет проводиться реконструкция трактограмм (например, кортикоспинальный тракт на аксиальных изображениях, мозолистое тело на сагиттальных). В результате получаются векторные карты, в которых направление диффузии кодируется цветом: чаще всего красным обозначается движение воды «вправо-влево» (х-элементы), зеленым - «вперед-назад» (у-элементы), синим - «вверх-вниз» (z-элементы). На их основе создаются трехмерные изображения трактов [1].
Рассмотрим области клинического применения. Трактография - не рутинный метод клинической диагностики, а предмет научных исследований. В настоящее время трактографию пробуют применять в диагностике аксональных повреждений при хронической ишемии головного мозга и при болезнях мотонейрона, при рассеянном склерозе и остром диссеминированном энцефаломиелите, опухолях головного мозга и аномалиях
развития ЦНС, кортикальных инфарктах. Для уточнения топографии прохождения проводящих путей в белом веществе головного мозга трактографию предложили сочетать с обычным анатомическим исследованием мозга. На основании метода трактографии были составлены атласы анатомии проводящих путей белого вещества головного мозга, причем с его помощью их данные были уточнены.
Возможно исследование in vivo проводящих путей мозга человека и подопытных животных и сравнение их между собой (рис. 1).
ДВ МРТ можно использовать для диагностики повреждения головного мозга в результате гипоксии в родах или лекарственного воздействия, возникших при нарушении кровотока. Кроме того, ДВ МРТ и трактография дают дополнительную информацию о развитии головного мозга. ДВ МРТ может быть полезна при диагностике многочисленных заболеваний белого вещества головного мозга, например, при травме, нарушениях мозгового кровообращения, опухолях головного мозга, фокальной эпилепсии, рассеянном склерозе, тубероз-ном склерозе, болезнях Паркинсона и Альцгеймера, ВИЧ-инфекции, болезни Краббе, церебральной адрено-лейкодистрофии, алкогольной или гипертонической энцефалопатии, митохондриальных энцефаломиопатиях и некоторых других заболеваниях (рис. 2).
При опухолях головного мозга трактография позволяет определить повреждение и смещение проводящих путей белого вещества, асимметрию проводящих путей белого вещества между здоровым и пораженным опухолью полушарием головного мозга. Опухоли и отек во-
А UA i У *
Ш J ж ЧЧ и
Рис. 4. Кистовидная опухоль в теменно-височной области. Б. Близкое расположение и оттеснение ветвей проекционного пути опухолью.
круг них - частая причина значительных изменений в волокнах прилежащих к ним проводящих путей. ДВ МРТ и трактография могут использоваться при изучении роста опухоли и планировании оперативного вмешательства (рис. 3).
Помимо академического интереса знание точной локализации и внутренней организации волокон проекционного тракта при прохождении через лучистый венец и заднее бедро внутренней капсулы имеет крайне важное практическое значение. Например, оно может быть использовано при планировании нейрохирургических операций у пациентов с кровоизлияниями, с опухолями головного мозга [2].
Случайное пересечение КСТ может иметь крайне негативные последствия, в то время как трактография позволяет точно описать взаимосвязь КСТ с опухолью и улучшить планирование операции. Таким образом, трактография становится доступной методикой магнитно-резонансного исследования головного мозга. Она удлиняет проведение процедуры МРТ всего на 7-9 минут. При наличии специального программного обеспечения обработка ДВ изображений занимает менее 5 минут. Методика реконструкции трактограмм необременительна для неврологов или специалистов по лучевой диагностике.
Таким образом, трактографию можно использовать в рутинной клинической практике. Трактография имеет определенные ограничения:
- ДВ МРТ хорошо отображает анатомическую структуру проводящих путей, но не дает информации о процессах, происходящих в синапсах. Пространственное разрешение томографах мощностью магнитного поля 1,5 Тесла составляет приблизительно 1-2 мм. В воксел такого объема помещается множество синаптических соединений, которые не могут быть видны, поэтому такие крупные проводящие пути, как кортикоспинальный тракт или мозолистое тело, хорошо видны при помощи трактографии, в то время как визуализация, например, мозжечково-таламо-кортикальных соединений затруднена;
- трактография определяет пространственную ориентацию и связи проводящих путей, но лишена ошибок, связанных с эффектом частичного объемного усреднения, шумом, с корректным выделением области интереса;
- техника проведения трактографии зависит от исследователя - его знания анатомии проводящих путей и умения соотнести их с МР-изображениями;
- результаты трактографии определяются исследователем визуально, поэтому они весьма субъективны. Эта методика нуждается в дальнейшей стандартизации. Кроме того, это в большей степени экспериментальный прием, требующий дальнейшей активной разработки;
- интерпретация трактограмм осложнена отсутствием «золотого стандарта», поскольку это единственный метод визуализации проводящих путей in vivo, в то время как при гистологическом исследовании in vitro мозг подвергается деформации из-за выполнения секции, охлаждения, дегидратации, фиксации.
ЛИТЕРАТУРА
1. Куликова С.Н., Брюханов В.В., Переседова А.В. и др. Диффузионная тензорная магнитно-резонансная томография и трактография при рассеянном склерозе: обзор литературы // Журн. неврол. и психиатр. им. С.С. Корсакова. - 2012. - № - С. 52-59.
2. Розуменко В.Д., Чувашова О.Ю., Рудица В.И., Розу-менко А.В. Применение данных магнитно-резонансной трактографии в нейронавигационном сопровождении хирургических вмешательств при опухолях полушарий большого мозга // Украинский журн. нейрохир. - ГОД. - №2. - С. 65-69.
3. Устюжанина М.К., Синицын В.Е.Трактография головного мозга: метод визуализации проводящих путей на основе диффузионно-взвешенной магнитно-резонансной томографии // Диагностическая и интервенционная радиология. - М.: Радиология-Пресс, 2007. - С. 89-97.
МАГНИТ-РЕЗОНАНС ТРАКТОГРАФИЯ КЛИНИК АМАЛИЁТИДА
АБЛЯЗОВ О.В.
Бош мияни текширишда магнито-резонанс трактографиянинг имкониятлари ёритилган. Комиссурал, ассоциатив ва проекцион утказувчи йулларнинг нормадаги х,амда бош миянинг сурункали ишемиясида, мотонейрон касаллигида, тарко; склерозда, уткир диссеминацияланган энцефаломиелитда, усмаларида, марказий асаб тизимининг ривожланиш нуксонларида, кортикал инфарктда ва бош;а шу каби касаллик-ларда кузатиладиган таркибий узгаришлар санаб утилган. Проекцион тракт толаларининг локализацияси ва ички тузилмасини ани; урганиш академик ;изи;иш уйготишидан ташцари, нейрохирургик амалиётлар-ни режалаштиришда х,ам жуда катта амалий ах,амиятга эгалиги алох,ида кайд килинган.
Калит сузлар: бош мия,утказувчи йуллар, касалликлар, диагностика, магнит-резонанс трактография.
Контакт:
Аблязов Отабек Вахабович
Доктор медицинских наук, профессор кафедры «Медицинской радиологии» ТашИУВ.
Тел.: + 998-97-767-23-86
e-mail: [email protected]
