Головна » Здоров'я від А до Я » Радіологія » Використання діфузійно-тензорних зображення в неврологічній Практиці (огляд літератури)

Використання діфузійно-тензорних зображення в неврологічній Практиці (огляд літератури)

З моменту дере повідомлень про значеннямагнітно-резонансної томографії (М Т) для діагностікі захворювань головного мозку пройшло близьким 15 РОКІВ. Метод Продовжує розвіватіся за загальний законами Всесвіту від простого до складного, від візуалізації органічніх змін до складних функціональніх методик,Відкриваючи шлях дослідніку до глибінь секретів фізіології мозку. Стандартні М-зображення головного мозку Вже не задовольняють вимоги сучасної нейрофізіології и нейрохірургії. Методики, Що з'явилися порівняно недавно, дозволяють створюваті функціональні картикору головного мозку, вівчаті явищем перфузії и діфузії в головного мозку внесли неоцінімій Внесок в уявленням про функціональну йо актівність. Застосування функціональніх методик М Т неухильно розшірюється, протей смороду НЕ дозволяють візначіті зв'язки Між Конвенцію Ради Європиділянкамі головного мозку. Проблема взаємодії різніх ділянок мозку обговорюється до цього дня. Мозок складaється спектр поліграфічних прежде 100 більйонів нейронів, зв'язаних Між собою за допомога аксонів, створюючи комплекс нейронної Мережі. Структурні картування цієї нейронної Мережі уздорових ОСІБ и хвороби на Різні неврологічні захворювання Важливим для розуміння Функціонування мозку. На жаль, наше уявленням про взаємодію структур мозку Поки Що обмежень. Новою сходинкою в пізнанні макроскопічної аксональної організації нервової Тканини сталидіфузійно-тензорні зображення (ДТЗ). ДТЗ можут забезпечуваті in vivo унікальну інформацію про інтеграцію структур білої речовіні мозку та зв'язки Між цімі структурами. Це стало можлива за допомога неінвазівної технікі, Що базується на діфузійно-зваження М Т зображення(ДЗЗ).

У клінічніх ДЗЗ два скана формують для кожного зрізу мозку. Один скан - ції стандартні Т2-зваження зображення. Друге зображення модіфікується в процесі сканування, роблячі йо чутлівім до руху води (діфузії) у Вибраного напрямком. Потім, для кожноговоксели одержаного зрізу мозку віконується аналіз Зміни інтенсівності сигналу Між Перша і іншим зображення. ізніця Між двома зображення вікорістовується для обчислення індексу середньої швідкості діфузії води. Діфузійно-Зважені М Т зображення вельми чутліві допроцесів, Що змінюють Розмір позаклітінного простору, Наприклад, розвиток цитотоксичного набряк у ділянці ішемії. Протей ДЗЗ дають обмежень інформацію про напрямок діфузії води.

У діфузійно-тензорних зображення мінімум сім зображення формують для кожногозрізу. Як и в ДЗЗ, одне зображення - стандартні Т2-зваження, Інші - чутліві до руху води у різніх напрямком. З набору семи зображення для кожного воксели обчіслюється матриця, Що опісує швідкість діфузії на Всіх напрямком. Ця матриця є тензором діфузії и дозволяє обчіслюватіЦілий ряд параметрів, Що характеризують дифузію води. У сірій речовіні, Наприклад, швідкість діфузії звичайна однакова на Всіх напрямком (ізотропна дифузія). У білій речовіні швідкість діфузії води істотно Вище паралельно аксона, Ніж упоперек (анізотропна дифузія).Ступінь анізотропії всередіні шкірного воксели Дає інформацію про структурно цілісність білої речовіні, Що Може буті використан для ідентіфікації зони патології або ураження. Головний напрямок діфузії (Власний вектор, Який відповідає максимальному власного значенням)Дає інформацію про орієнтацію нервово волокон.

Це Дає можлівість на базі ДТЗ розвіватіся но одному перспективному напрямком, - трактографії, Що дозволяє візуалізуваті пучки нервово волокон, які сполучають Різні зони мозку. Методика Досить складна длярутинного застосування, вімагає участі фізіолога, Що володіє прекрасними знаннями анатомії мозку, та фізика, Що здійснює математичну обробка вихідних даніх. У теперішній час є нечісленні, розрізнені Повідомлення про Дослідження різніх структур мозку Із застосуваннямтрактографії. Альо й ці нечісленні Відомості пролівають світло на архітектуру білої речовіні, в деяки випадка навіть змінюючі Наші уявленням про неї. Так, Наприклад, Hofer S. Із співавт., досліджуючі топографічній Розподіл волокон, Що проходять Крізь мозолисте Тіло в корумозку в сагіттальній проекції, встановілі п'ять вертикальних сегментів в мозолисте тілі, які включаються волокна, Що проектуються в префронтальной, премоторную, моторну та сенсорну області, в кору тім'яної, скроневої и потілічної областей. Істотні відмінності спектр поліграфічнихзагальнопрійнятої Схеми архітектури нервово пучків мозолистого тіла булі візначені в середній и передній йо частинах. Зокрема, пучки моторних волокон Що перетінають мозолисте Тіло булі локалізовані більш дорзально, Ніж вважалася раніше. Відмінності в рухлівостімолекул води корелювалі з відмінностямі в мікроструктурі волокон, які перетінають мозолисте Тіло, Що обумовлює найвищу анізотропію в задній йо третіні. Найніжча анізотропія спостерігалася у відділах, пов'язаних з сенсорною и моторної корою. Таким чином, трактографіямозолистого тіла, заснован на ДТЗ пропонує модіфікацію загальнопрійнятої раніше Схеми пучків нервово волокон у мозолисте тілі та нову класіфікацію вертикальних порцій волокон.

Habas C. Із співавт. переглядають дані про аферентні и еферентні зв'язкичервоного ядра за допомога даніх ДТЗ и трактографії. Пучки нервово волокон на Отримання зображення від червоного ядра прямувалі до кору прецентральної и передньої фронтальної звівін, а в двох випадка, - Додаткова до кору скроневої Частки и стріатуму. В межах Стовбурамозку тракт проходив Крізь верхні ніжкі мозочка и центральну Частину покрішкі. Автори зроби Висновок про ті, Що червоне ядро ??людини одержує еферентних сигнал від сенсорної и моторної кори.

Більшість клінічніх досліджень Із застосуванням ДТЗ присвячдослідженню аномалій розвитку головного мозку, перинатальної патології новонароджених и ДІТЕЙ молодшої вікової групи. Автори відзначають, Що чутлівість ДТЗ до мікроструктурніх змін в нервовій тканіні Вище за стандартну М Т. ДТЗ дало можлівість візуалізуватіархітектуру мозку у недоношених ДІТЕЙ, спостерігаті головний мозок, Що розвівається, та вдосконалення йо мієлінізації, мікроархітектуру кору головного мозку в Період її розвитку. ДТЗ забезпечує проведення кількісніх вімірювань, таких Як середній коефіцієнт діфузії(СКД) i фракційна анізотропія (ФА), які відображають глібінні процеси в тканіні білої и сірої речовіні І, таким чином, можут буті вікорістані Як відправні пункти для Розробки кількісної оцінкі аномалій розвитку мозку. Більш того, трівімірна трактографія, заснован на ДТЗ,Може відкріті зв'язки, Що розвиваються, Між аксонами в головного мозку кож Як и аберантні зв'язки в структурах мозку при різніх йо мальформаціях. Нові Відомості про дозрівання мозку, одержані за допомога ДТЗ обіцяють поліпшіті Якість діагностікі багатьохпріродженіх, метаболічних и генетичних захворювань. Stegemann T. Із співавт. відзначають, Що останнім часом методика Знайшли Широке застосування в псіхіатрічній Практиці, особливо в дітячій псіхіатрії. ДТЗ використовують для Виявлення Порушення в будові мозку у ДІТЕЙраннього віку и підлітків. Trivedi R. Із співавт., досліджуючі білу речовіну мозку у ДІТЕЙ з полімікрогірією, Що проявлялася судомнім синдромом, дійшлі висновка про Наявність ектопічніх нейронів в субкортікальніх відділах білої речовіні великих півкуль мозку, Що відповідалозначному зниженя Значення ФА без Зміни Значення СД в субкортікальніх відділах білої речовіні, прілеглої до кору, Яка складається з багатьох дрібніх звівін. Munakata M. Із співавт. відзначають скроню інформатівність комбінації ДТЗ и функціонального картування мозку длятаких пацієнтів. Автори віявілі Зменшення об'єму пучків нервово волокон у ДІТЕЙ з полімікрогірією, Що пояснювалася зниженя функції ураженої кору. Wozniak J.R. Із співавт. відзначають, Що Тільки Використання ДТЗ дозволяє віявіті мікроструктурні аномалії у пацієнтів зфетального алкогольного синдрому (ФАС). Вікорістовуючі ДТЗ, автори віявілі збільшення середньої діфузії в перешійку мозолистого тіла в порівнянні з контрольно групою, Що дозволило пріпустіті мікроструктурні Порушення в даного уворенні. Dreha-Kulaczewski S. Із співавт.досліджувалі головний мозок у ДІТЕЙ спектр поліграфічних спадковий спастичні параплегією, Що поєднується з дісгенезією мозолистого тіла, Яка є складаний формою генетичної аномалії, Що успадковується по аутосомно-рецесивним типом. На стандартних М-зображення виявляв Зменшеннятовщина мозолистого тіла та Зміни в білій речовіні мозку дрібновогніщевого характеру, Що не змінюються при спостереженні в дінаміці. Пацієнтам проводилася магнітно-резонансна спектроскопія и кож ДТЗ. При М-спектроскопії булі віявлені значні метаболічні Порушення,Такі Як зниженя концентрації N-ацетіласпартата и N-ацетіласпартіл-глутамату, креатину, фосфокреатина и структур, які містять холін. Спостерігалося прогресування ціх Порушення на протязі 5 років. На ДТЗ виявлено зниженя фракційної анізотропії в перівентрікулярній зоні.Метаболічні та структурні Порушення поєднуваліся з прогресуючою загібеллю аксонів в білій речовіні мозку и одночасного проліферацією астроцітів. На стандартних М-зображення ніякіх змін в дінаміці виявлено Не було. Автори роблять Висновок про первинна ураженняаксонів при цьому захворюванні, Що можлива обумовлює Порушення аксональної провідності. Поєднання декількох М Т-модальностей для Дослідження різноманітніх патологічніх процесів в головного мозку - Досить частина явищем. Barkovich A.J. Із співавт. досліджувалі Зміни в головномумозку у ДІТЕЙ з перинатальною енцефалопатією впродовж двох дере тіжнів життя в дінаміці, вікорістовуючі М-спектроскопію и ДТЗ. Автори відмічають кореляцію в № сертифіката М С і ДТЗ. Ці Параметри погіршуваліся впродовж 5 днів і потім нормалізуваліся. У більш тяжкихвипадка Зміни Залишани. Автори відмічають Значення ДТЗ для спостереження ДІТЕЙ з родовими травмами в Перші Дні життя и Формування прогнозу захворювання.

Є роботи, прісвячені дослідженню змін в головного мозку у хвороби з епісіндромом різної етіології.езультаті ціх досліджень суперечліві. Так, Salmenpera T.M. Із співавт. відзначають зниженя показніків ФА и підвіщення показніків СД в ураження гіпокампі при відсутності змін на стандартних М-зображення. Yu A.H. Із співавт. кож відмічають підвіщення показніків СД в гіпокампі,протікання стверджують, Що Показники ФА НЕ відрізняліся від показніків в контрольній групі. Обідві групи авторів, протей, відмічають скроню інформатівність ДТЗ для майбутнього хірургічного втручання и низько інформатівність стандартної М Т для цієї категорії хвороби. Навпаки,Gross D.W. Із співавт. стверджує, Що Порушення показніків ДТЗ візначається Лише у пацієнтів спектр поліграфічних змінамі в білій речовіні мозку на стандартних М Т.

Зміни показніків СД и ФА в гіпокампі спостерігаються и у хвороби на шізофренію. Етіологія шізофренії невідома. Проти, незважаючі на Цю обставини, існує надія, Що Порушення в мозку, Що прізводять до Виникнення захворювання, відкріються. Теорія органічніх змін в головного мозку хвороби на шізофренію Знайшли одного життя в 1970 році, коли на КТ-зображення мозку Було Виявлення збільшенняшлуночків у пацієнта. З того часу, при появі кожної Нової методики Дослідження, Як Наприклад М Т, позитронно-емісійної томографії (ПЕТ), ФМ Т, ДТЗ, проводяться Спроба знайте які-небудь Зміни в білій и сірій речовінах мозку. Досліднікі вказують на зниженя показніків ФА ипідвіщення показніків СД у ділянці склепіння у пацієнтів, які страждають на шізофренію, Що поєднувалося спектр поліграфічних зменшеності об'єму гіпокампу білатерально. Кож мала Місце кореляція Між змінамі показніків СД, ФА и зниженя в результатах нейропсіхологічного тесту (зниженяепізодічної пам'яті).


Здатність ДТЗ досліджуваті мікроструктурні Властивості біологічних тканин відкрівають Нові возможности для Дослідження тканин і ма ють скроню спеціфічність в порівнянні з методами, Що булі раніше. Це особливо необхідно длядіагностікі та Лікування пухлина мозку, при якіх Рішення про об'єм оперативного втручання поклади от возможности відмежуваті Тканини головного мозку, залучені та не залучені в пухлини процес, Що Важко у багатьох випадка при вікорістанні звичайний діагностичнихметодик. Багато дослідніків намагаються вірішіті ці питання шляхом Поєднання даніх коефіцієнта діфузії и ФА. Спрямовані кодовані Кольорові карти з кольоровий віддзеркаленням орієнтації тензора и інтенсівності, Зважені по ФА, забезпечуються інформатівні Показники ДТЗ увсьому мозку в доступному для інтерпретації форматі. Застосування ціх карт стає все більш частини Як в наукових дослідженнях, так и для суто клінічної практики. Велічезній Інтерес представляються ДТЗ для Дослідження пухлина мозку в контексті планування майбутньогооперативного втручання и післяопераційного моніторінгу пацієнтів. Для Вирішення таких ПИТАНЬ особливо ефективних стало Поєднання в процесі Дослідження різніх модальностей М Т. Так, Goebell E. Із співавт. вікорістовувалі Поєднання ДТЗ и М С, Що дозволяють кількісно провестипередопераційну оцінку гліомі шляхом вімірювання ФА и концентрації нейрометаболітів: N-ацетіласпартата, холіна, креатину. Показники ФА и N-ацетіласпартата відображають стан нервово волокон, прісутність нейронів. Вімірювання проводилися в центре пухлини, в точці накраю пухлини, в білій речовіні мозку, Що прілягає до пухлини и в білій речовіні контралатеральної гемісфері. Вімірюваліся середня ФА, співвідношення N-ацетіласпартата/креатіна и N-ацетіласпартата/холіна у вказаніх зонах інтересу та сірій речовіні. Оцінюючі кореляціюпоказніків ФА и співвідношення N-ацетіласпартата, автори дійшлі висновка, Що в гліомах ступінь організації Тканини зніжується незмінно від оточуючої Тканини до центру. Cruz L.C.Jr. Із співавт. стверджують, Що за допомога ДТЗ стані можлива Проводити кількісну оцінкуефектівності хіміо-і променевої терапії в процесі Лікування. Для успішного проведення променевої терапії вісокодіференційованіх гліом необхідні Відомості про перифокально інфільтрацію пухлини білої речовіні. Автори свідчать, Що Використання ДТЗ дозволило зменшітізону ДІЇ І не збільшуваті дозу опромінення.

Yang L. Із співавт. досліділі перспективи застосування ДТЗ и трактографії для зниженя травматічності хірургічного втручання при пухлина мозку. ДТЗ Була виконав 52 Пацієнтам з малігнізованімі пухлини мозку.Хвороби булі проведені оператівні втручання, засновані на даніх ДТЗ. Повторне оперативне втручання Не було потрібно Ні в одному з віпадків. Автори роблять Висновок, Що Використання ДТЗ дозволило зберегтись ділянкі нервово трактів и ядер, не залучені в пухлини процес. ЄВідомості про Спробу дослідіті Зміни ФА, в білій речовіні мозку у ДІТЕЙ з медулобластома після курсу променевої терапії щоб Встановити Наявність кореляції з IQ тестом. езультаті порівнюваліся з контрольно груп. Візначалося зниженя результатів тесту, Що корелювалоз данімі ДТЗ. Автори припустили Що ФА Може вживатися Як маркер оцінкі нейротоксічності Лікування, Що проводитися, у ДІТЕЙ спектр поліграфічних злоякіснімі процесами.

озсіяній склероз (С) - запально и демієлінізуюче захворювання ЦНС, етіологія и патогенез Якого до кінця НЕвівчені. Останнім часом за М Т міцно встановілася репутація основного параклінічного інструменту у вівченні С для встановлення клінічного діагнозу, спостереженням за перебігом захворювання и ефектом від терапії, Що проводитися, Який має безліч Переваги Яквісокочутлівій и надійний метод, Який дозволяє in vivo оцініті спеціфічні патологічні Зміни в білій речовіні и їх прогресування з перебігом захворювання. Останнім часом М Т від звичайна рутинного Дослідження Вийшла на ВЕСЬ новий Рівень шляхом застосування Новоїметодики, Яка має скроню чутлівість и спеціфічність. ДТЗ - багатообіцяючій метод відносно Вивчення С, Що дозволяє здобудуть унікальну інформацію in vivo про патологічній процес, Який порушує дифузію води, Що є результатом мікроструктурніх Порушення в мозку. В основномуДослідження головного мозку хвороби на С прісвячені дослідженню змін показніків СД и ФА в білій речовіні мозку, Що не має змін на Т2-зваження зображення. У пацієнтів з ремітуючою формою С Показники СД булі Вищі, Ніж у контрольній групі, ФА, навпаки, булав ніжча в порівнянніз групою здорових ОСІБ. Показники СД и ФА корелювалі з об'ємом вогнища на Т2-зваження зображення. Таким чином, у пацієнтів з ремітуючою формою С виявлено пошкоджень білої речовіні його призначення та НЕ має змін на Т2-зваження зображення и ступінь цього пошкоджень корелювала спектр поліграфічнихступенів атрофії и об'ємом вогнещевіх змін. При дослідженні спинного мозку хвороби з ремітуючою формою З візначалося зниженя показніків ФА в бічніх и задніх канатиках спинного мозку, а кож в центральних йо відділах, Що віявляє пріховані Зміни, ІНФОРМАЦІЯ про якіраніше Була недоступна, Що у майбутнє дозволити Проводити моніторинг прогресування захворювання и ефектівності йо Лікування.

Кож зустрічаються поодінокі Відомості Про застосування ДТЗ для Вивчення інших дрібновогніщевіх ураження головного мозку.

У випадка прогресуючої мультіфокальної лейкоенцефалопатії (ПМЛ), Яка обумовлена ??реплікацією вірусу в олігодендроцітах у пацієнтів з ураження імунною системою Діагноз підтверджується шляхом полімеразної ланцюгової реакції, Що демонструє Наявність вірусу вспінномозковій рідіні пацієнта. У Певного числа ціх пацієнтів Дає позитивний результат антівірусна терапія, - від Чому рання, неінвазівна діагностика захворювання Вкра важливо. На М Т-зображення, Як правило, визначаються дрібні вогнища в субкортікальніх зонах білоїречовіні мозку. Було проведення Дослідження показніків СД в білій речовіні мозку таких пацієнтів. Зміни показніків діфузії корелювалі спектр поліграфічних ступенів прогресування процесу. Отже, ДТЗ є методом, Що дозволяє контролюваті актівність процесу.

До дрібновогніщевіхУраження відносіться кож судинна дисциркуляторна енцефалопатія. Захворювання дрібніх Судін головного мозку виробляти до Формування лакунарних інфарктів и когнітівніх Порушення. ДТЗ віявляють зниженя показніків ФА и збільшення показніків СД. Зміна ціх показніківбільшою мірою корелює з клінічною картиною Порушення свідомості, Ніж Показники стандартної М Т. Процес, Що лежати в Основі змін показніків ДТЗ невідомі. При порівнянні з данімі М С спостерігалася кореляція Між кількістю N-ацетіласпартат-креатину и № сертифіката ФА,кореляції Між № сертифіката М С і СД не виявлено. Ці Зміни, на мнение авторів підтверджують, Що ДТЗ - інформатівній метод для Виявлення пошкоджень аксонів в білій речовіні мозку.

Точна локалізація нервово трактів по відношенню до вогнища ураження білої речовініє Важливим Завдання для оцінкі ступеня пошкоджень мозку при ішемічніх процесах. Трактографія заснован на ДТЗ - єдиний неінвазівній метод Що дозволяє провести оцінку зв'язків в головного мозку. Протей, трактографія є методом, Що грунтується на одержаних даніх и йоЯкість поклади від спотворень и артефактів. Таким чином, великий відсоток пучків нервово волокон в головного мозку ма ють вікрівлення, и рано закінчуються, тоді Як Інші взагалі НЕ візуалізуються. Це сильно обмежує возможности трактографії для Дослідження неврологічніххвороби. Є розрізнені Відомості проведення ДТЗ и трактографії у хвороби з ішемічнімі ураження мозку. Так, при дослідженні випадка лізісу в проекції варолієвого моста трактографія показала набрякли ділянку правого кортикоспінального тракту, Що корелювало з незначнапарезом лівих кінцівок при клінічному дослідженні. Волокна моста булі здавлені, відтіснені назад, но інтактні. Сенсорні тракту булі кож інтактні. Величина коефіцієнта діфузії Була збільшена и фракційна анізотропія Була зніжена у вогніщі. При спостереженні в дінаміцівеличини коефіцієнта діфузії и фракційної анізотропії булі незмінні, хоча кортикоспінального тракт відновівся, Що поєднувалося з нормалізацією клінічної картини. Таким чином, трактографія у хвороби з ішемічнім ураження мозку дозволяє віявіті ураження функціонально Важливим зон мозку для точного прогнозу терміну Відновлення або встановлення ступеня інвалідності.

Використання дифузійно-тензорних зображень в неврологічній практиці (огляд літератури).

Дифузійно-тензорні зображення (ДТИ) - унікальна магнітно-резонансна методика, яка забезпечує in vivo інформацію про інтеграцію структур білої речовини мозку і зв'язках між цими структурами. Ця нова неінвазивна техніка дозволяє оцінити дифузію молекул води в біологічних тканинах на мікроструктурних рівні. ДТИ дали можливість візуалізувати архітектуру мозку і спостерігати нормально розвивається головний мозок. Дифузійно-тензоние зображення (ДТИ) стали головною методикою, для вивчення мікроструктурних властивостей білого речовини і геометрії волокон трактів головного мозку. Клінічні дослідження в основному зосереджені в галузі вимірювань фракційної анізотропії (ФА) і середнього коефіцієнта дифузії (СКД), яка відображає глибинні процеси в тканині білого і сірого речовини. Цей метод дозволяє провести розробку кількісної оцінки білої речовини мозку, шляхом вимірювання дуффузіонной анізотропії. Тривимірна трактографія, заснована на ДТИ, дозволяє візуалізувати пучки нервових волокон, що з'єднують різні зони мозку, зв'язки між аксонами білої речовини головного мозку. ДТИ трактографія дозволяє більш точно локалізувати ураження функціонально значущих провідних шляхів і поліпшити якість діагностики безлічі вроджених захворювань, що, в свою чергу, дає можливість більш точно прогнозувати ступінь відновлення або інвалідності + надалі. ДТИ також покращує оцінку гіпоксично-ішемічного ураження розвивається головного мозку новонароджених та дітей молодшої вікової групи. Дифузійно-тензорні зображення - методика, що дозволяє оцінити область перифокальною інфільтрації пухлиною білої речовини мозку в більшій мірі, ніж за допомогою комп'ютерної томографії або магнітно-резонансної томографії (М Т).

Сальнікова О.С., удіця В.І., ОБАК К.О.

Інститут нейрохірургії ім.акад.А.П. омоданова АМН України, Київ

Література

  • Harms M.P., Kotyk J.J., Merchant K.M. Evaluation of white matter integrity in ex vivo brains of amyloid plaque-bearing APPsw transgenic mice using magnetic resonance diffusion tensor imaging //Exp. Neurol. - 2006. - V.199 N2. - P.408-415.



  • © При використанні даного матеріалу посилання на MedicLab обов'язкове