Функціональне Магнітно-резонансно-томографічне (ФМРТ) картування кору головного мозку при захворюваннях центральної нервової системи, перспективи розвитку (огляд літератури)
Функціональні здібності мозку до теперішнього часу Залишани до кінця НЕ Вивчення, незважаючі на велику кількість робіт, виконан у цьомунапрямком. Проблема взаємодії розуму та ємоцій обговорюється до сьогодення. Для з'ясування механізмів, Що лежати у Основі функціональної актівності, ураження мозок широко вівчався патоморфології. Подалі Вивчення цієї проблеми стало можливіть Завдяк функціональнімдослідженням in vivo з Використання магнітно-резонансної томографії (М Т), результатом якіх є зображення спеціфічніх зон мозку, Що залучаються до процесу виконан різноманітніх Завдання[14]. За допомога М Т-картування Можливе неінвазівне Отримання інформації профізіологію мозку, побудова карт актівності мозку.
На качани, коли возможности М Т Щодо візуалізації функціональніх областей мозку НЕ булі відомі, Вивчення функціональної актівностї мозку обмежувалося радіологічнім дослідженням розподілу крові у мозковійречовіні. Відкриття явищем Зміни інтенсівності магнітно-резонансного (М) сигналу засноване на локальних змінах діоксігемоглобіну у еритроцитах Було використаня для функціонального картування областей мозку, Залучення до виконан певне Завдання[60]. Даніфункціональної магнітно-резонансної томографії (ФМ Т) булі ретельне перевірені за допомога інвазивного картування на протязі оперативного втручання з прямою стімуляцією кору та Використання чутлівіх вікліканіх потенціалів. У Всіх випадка дані інвазивногокартування співпадалі з данімі ФМ Т. Оботе Mima Т. Із співавт. (1999) свідчіть про схожість результатів ФМ Т та позитронно-емісійої томографії (ПЕТ), Що пов'язано з оптімізацією здобуття інформації спектр поліграфічних забезпеченням роздільної здатності менше за 1 мм[37].
озуміння можливости клінічного Використання ФМ Т-картування потребує знання не Тільки методу, фізики та технікі ФМ Т, но й кож фізіології мозку та йо патофізіології. Формування зображення при ФМ Т заснован на підвіщенні інтенсівності М-сигналу, Що відображаєзниженя концентрації діоксігемоглобіну у мікроціркуляційному руслі його призначення та є результатом локального збільшення оксігенації крові у Період актівації Тканини мозку[57]. Підвіщення інтенсівності М-сигналу на тлі відносної магнітної однорідності носити назв BOLD-ефекту(Залежність від рівня оксігенації крові). BOLD-ефект зумовленості вмістом діоксігемоглобіну у венозній частіні капілярної Мережі кож, Як й у більшості великих венозних структур[33]. Проведені Дослідження Frahm J. Із співавт. (1993) розкрили роль різніх венозних структур таефект, Що пов'язано Зі зміною швідкості току крові у формуванні зображення, а кож вівчілі Вплив методики й вибір різноманітніх індівідуальніх параметрів Дослідження на Якість зображення, які одержуються. Клінічно ФМ Т можлива на вісокопольніх системах знапруженістю магнітного поля 15 Тесла, Що надають можлівість побудова ехо-планарних зображення (ЄПЗ) та на звичайний системах з Використання методики Градієнт-ехо[44,45,46,65]. езультаті ФМ Т-картування засновані на прямому порівнянні з данімі досліджень головного мозкуздорових ОСІБ.
Методика ФМ Т-картування розроблення для Вирішення спеціфічніх актіваційніх Завдання, які особливо залежатися від часу реконструкції зображення, індексу накопічування повторення та топографії зони зацікавлення. На Якість результатів, Щоотримуються (т.б. на співвідношення показніків сигнал-шум) суттево вплівають однорідність магнітного поля та Рухи пацієнта. Проблема імобілізації є суттевою при обстеженні пацієнтів, у якіх можлива Поява мімовільніх рухів под годину Обстеження, Наприклад сінкінезій, акож у педіатрічній Практиці, де для подібніх досліджень необхідна пасивна стімуляція[62]. Одержані зображення охоплюють протілежні за сутта періоді спокою та стімуляції, функціональну та структурно інформації. Зображення збіраються послідовно на протязі Певногоперіоду, з актівацією певне зон. Порівняння зображення у стані спокою Із зображення, Що булі Отримані в процесі виконан простих Завдання візначає ділянкі мозку, які залучені до їх виконан. Хоча теоретично виконан Завдання НЕ потребує трівалого годині длягемодинамічних змін (Зміни діоксігемоглобіну трівають декілька секунд), Вплив спеціфічного стимулу повинен тріваті не менше 30с для того щоб надаті можлівість мозку пацієнта розпочаті шкірно фазу. Функціональні послідовності повторюються декілька разів (таким чиномверіфікується чи Дійсно Зміни сигналу є наслідком Зміни Фазі спокою на актівацію), що Дає преревагу у порівнянні з методикою, Що вікорістовує Введення радіоактівніх речовін, Такої Як ПЕТ, Яка обмежен кількістю можливіть фаз актівації.
Особливо Важливим дляпроведення ФМ Т є етап наступної ОБРОБКИ. Функціональні Зміни Дуже малі та коліваються Між 15-25% у первинна актівованій корі та меньш Ніж 2% при асоціатівній актівації. Ці Зміни потребують складного статистичного аналізу для Виявлення та уточнення локалізації відповідніхділянок. Прояв актівації різніх відділів кору порівнюється Зі станом кору у спокої шляхом відніманння груп протилежних серій.
Важливим кроком у наступній обробці є співставлення даніх про анатомічні та функціональні ділянкі. Це дозволяє при отріманнізображення зон актівації зберігаті скроню просторово роздільну здатність в анатомічному зображенні й відкріває шлях для індівідуального підходу до кожного Дослідження для віяву окремої патології[31], Що Дуже Важливим для планування оперативного втручання, колинеобхідно НЕ Тільки відокреміті здорову тканин від ураженної, альо й візначіті ступінь їх функціональної актівності. У цьому зв'язку Вивчення функціональніх здатностями мозку представляє більшій Інтерес, Ніж Вивчення йо анатомічних змін.
З'являється всебільша кількість робіт, прісвяченіх Вивчення можливости клінічного Використання М Т-картування мозку при різніх патологічніх процесах. Функціональні Дослідження мозку підтверділі Своє значення у дослідженнях пацієнтів з патологією розвитку, такою Як артеріо-венознімальформації (АВМ) або при пухлина, Що Повільно зростають для Вивчення феномену кіркової реорганізації. Досліднікі підтверділі здатність ФМ Т-картування до неінвазівного віділення Власне моторної або чутлівої ділянок у пацієнтів з пухлини мозку перед відаленнямостанніх, перед оперативними втручання з приводу епілепсії, радіохірургічнімі втучаннямі, ендоваскулярних втручання, лікуванням больовіх сіндромів. Виявлення залішкової функції Дуже Важливим для нейрохірурга Т.Я. йо Рішення про Максимальний об'єм оперативноговтучання у майбутнього буде залежаться й від показніків функціонального картування.
Вівчається можлівість Використання ФМ Т-картування для Дослідження головного мозку пацієнтів, Що страждають на демієлінізуючі процеси, в тому чіслі розсіяній склероз (PC).Наявність вісокоінтенсівніх вогнища на Т2-зваження нативних зображення візначає Зміни у хімічному складі нормальної білої речовіні, не враховуючих інформацію, Яка має відношення до функціональної актівності вогнище. Чіткі кореляції, знайдені Між вогнища PC таклінічнімі Порушення, Що виявляв при попередніх дослідженнях, зараз підлягають перегляду. Більш того, демієлінізація характерізуєтся обертав свої фізіологічніх рис: Порушення провідності під видом зниженя швідкості, десінхронізація спалахів рухової актівності. При PCанатомо-клінічні кореляції НЕ віражені и причини багатьох сімптомів, таких Як втом або нейропсіхологічній розлад недостатня вівчені І не можут буті пояснені за допомога звичайний М-зображення, Що дають уяву про морфологічну структуру мозку. озвиток ФМ Т обіцяєпролито світло на джерело Порушення, Що вінікають при PC. ФМ Т таким чином можлива розглядаті Як інструмент, Що дозволяє діференціюваті зворотні функціональні Зміни, які є наслідком часткової демієлінізації, та незворотні Зміни, Що є наслідком Зменшення кількості аксонів.Дуже Важливим кож Вивчення механізмів Відновлення функцій у хвороби на PC у процесі Лікування, де розглядається двобічна Наявність актівності та Розширення спеціалізованіх областей. Таким чином, ФМ Т Дає можлівість відкріваті Нові шляхи для подалі Вивчення тавдосконалення напрямків у лікуванні З[1].
ізнімі є свідчення про результати отримані при М Т-картуванні у хвороби на шізофренію. Частина авторів візначає Зменшення зон актівності у корі при віконанні різніх актіваційніх Завдання, а кож уповільненняактівації[52,54,59]на протязі захворювання. Друга група авторів свідчіть про Збереження деяки функцій та вказує Лише на незначна їх Порушення при загостренні процесу[47]. У пацієнтів Зі слуховими галюцінаціямі Була виявлено актівація кору звівіні Гершля[25]. Curtis V.A. Ізспівавт. (1999) вказує на різній ступінь актівації моторної кори в залежності від ступеня складності актіваційного Завдання (вербальні та візуальне) i роблять Висновок, Що збіднення актівації моторної кори у дослідженнях інших авторів можлива зумовленості складністю СхемиСпілкування з пацієнтом у процесі Дослідження.
Найбільша кількість робіт з Використання ФМ Т-картування відносіться до досліджень актівації самє моторної кори при різніх видах подразнень, Як активних, так и пасивних. Boroojerdi В. Із співавт. (1999) опісує моторнокору, Як таку Що має омега-або Епсілон-подібну форму на аксіальніх зображення та форму під видом «ключки» на сагітальніх зображення и пропонує для оцінкі зони актівації вікорістовуваті кількісну оцінку «актівованіх» пікселів на зображення. Відмічається більшширока зона актівації кору при самостійному віконанні пацієнтом актіваційніх Завдання, Ніж при віконанні ціх Завдання з Використання візуального подразника[23,24], При цьому бімануальна актівність віклікає меньш вираженій та більш пізню актівацію моторної кори в обохпівкулях мозку, Ніж актівність тольки однієї руки[36]. Дослідження Lee K.M. Із співавт. (1999) показали, Що в актівованій моторній корі у процесі виконан актіваційніх Завдання можна віділіті Дві зони: передню, Що відповідає за підготовчій Період та задню, Щоконтролює Власне Рухи, при цьому Кожний палець кісті уявлень, власною зоною у моторній корі.
У пацієнтів, Що страждають на судинну дисциркуляторну енцефалопатію Дослідження моторної функції, Що проведені под годину виконан пацієнтамі визначенихактіваційніх Завдання та у Період пасивного реагування на стімуляцію показали, Що для даної категорії хвороби характерна кіркова реорганізація під видом Розширення зони актівності. У пацієнтів з обширними ішемічнімі ураження реорганізація проявлялася під видом появиНової зони актівності у здоровій півкулі мозку.
Велика кількість робіт присвяч Вивчення стану моторної кори у хвороби з інтра-та екстрацеребральнімі інтракраніальнімі пухлини, Що Вкра Важливим для планування об'єму оперативного втручанняз Метою максимального підвіщення соціальної адаптації пацієнта у процесі йо реабілітації. Суттєвім позитивним моментом таких досліджень Була можлівість отрімуваті одночасного дані про анатомічні та функціональні Зміни. Так, при позамозковіх пухлина, Наприклад применінгеомах, відмічаєтся феномен кіркової реорганізації Із зміщенням та Розширення моторної кори іпсілатерально по відношенню до пухлини, а при астроцитомі спостерігається Залучення моторної кори до вогнища, практично без явищем компенсаторної реорганізації.Особливо Важливі ці дані для пацієнтів з пухлини в ділянці оландової борозна, де відсутність актівації кору центральних звівін дозволяє розшіріті зону оперативного втручання. При певне режимах М Т-картування Можливе Отримання зображення усіх ланок пірамідноготракту (власне у моторної кори, corona radiata, внутрішньої капсули, ніжок мозку та вентральної поверхні стовбурових відділів мозку) у трьох взаємо-перпендикулярних площінах, зображення актівованіх структур мозочка.
Дослідження центрів мови проводиться у двохосновних напрямки: Вивчення актівації кору при пасивного прослуховуванні та при віконанні пацієнтом активних вербальних Завдання. Пасивне прослуховування проводитися в основному у хвороби з різнімі ураження мовних центрів з Метою Виявлення возможности Відновленнямовної функції. Thuborn K.R. Із співавт. (1999) досліділі процес Відновлення мови у хвороби після інсульту, Який супроводжувався повно афазією. озуміння мови хворими Було підтверджено прослуховуванням мови, коли актівуваліся зона Верніке Зліва та зона Брока. При ураженні зониБрока у процесі Відновлення мови актівація одінічніх пікселеів сіметрічної ділянкі кору у протілежнії півкулі мозку відмічалась уже з третього дня, а повне Формування нового мовного центру відбувалося на протязі шести місяців, Що демонструвало можлівість Відновленнямови навіть при повну ураженні коркового центру. При пасивного прослуховуванні зрозумілої рідної та зрозумілої іноземної мови у здорових пацієнтів актівувалася зона Верніке, Що свідчіть про долю цієї ділянкі кору у фонологічному процесі. Прослуховуваннязрозумілої іноземної мови актівувало кож зону Брока та gyrus angularis, Що означає доля ціх ділянок у процесах семантики та синтаксису. Про долю суміжніх моторної та премоторної зон кору у контролі семантично процесу свідчіть їх актівування при прослуховуваннізрозумілої мови та відсутність актівування при прослуховуванні незрозумілої мови.[50]. Таким чином прослуховування зрозумілої, альо нерідної мови потребувало Залучення Великої кількості актівованніх ділянок кору. Протікання, при віконанні активних вербальних Завданняпацієнтамі, які володілі двома мовами, розбіжностей у результатах М-картування виявлено Не було[16].
При вівченні сенсорних ділянок кори головного мозку кож вікорістовується методика пасівної стімуляції. Дослідження чутлівості проводилися задопомога вібраційної стімуляції, тактильних подразнень різноманітніх ділянок шкірніх покрівів, температурного вплива (у деяки випадка температурного вплива з больовім ефектом), електрічної стімуляції Конвенцію Ради Європи нервів, акупунктури. Виразности двобічна актівація БулаВиявлено у вторінній соматосенсорній корі при вібраційному подразненні пучки великого пальці лівої руки. Більш велика зона візначалась у контралатеральній корі[44,45,4б]. Подразнення при тактильному впізнанні об'ємніх літер демонструвало актівацію кору Навколоцентральної борозна білатерально, Що обумовлено рухово актівністю пальців при віконанні Завдання, а кож отриманням сенсорної інформації, та зони у лівій тем'яній кopі (intraparietal sulcus), власно сенсорної зони (S1)[64]. Актівація зони S1 відмічалася кож и при температурному тактильному подразненні шкірі руки та ноги[7]. При пасівній електрічній стімуляції n.medianus однаково актівувалася іпсі-та контралатеральная первинна моторна кора (М1) та сенсорна кора (S1)[63]; У оперкулярній корі розрізняліся Дві окремі ділянкі: у передній та задній її зонах[41]. Оботе Servos та співавт. (1999) кож показала, Що у соматосенсорній корі є окремі представніцьтва різніх ділянок шкірніх покрівів: при тактильному подразненні шкірі чола зона актівації з'являлася у Нижній частіні постцентральної звівіні, при подразненні шкірі підборіддя актівувалася Верхня Частина постцентральної звівіні.
Надзвичайно Важливим для неврологічної практики є Дослідження больовіх центрів. Попередні свідчення про коркові больові центри булі суперечліві, не надавали комплексного вічерпного уявленням про їх локалізацію та про Формування Відчуття болю. Apkkarian спектр поліграфічних співавт. (1999) та Gelnar спектр поліграфічних співавт. (1999) досліділі актівацію кору при температурному впліві на рівні больового Відчуття. Актівація спостерігалася у тем'яній корі. У межах цієї зони актівація передніх її ділянок спостерігалася при простому температурному впліві, коли ж з'являлися Відчуття болю, актівуваліся задні відділі кору. При температурному впліві кож актівувалася кора острівка на рівні передньої комісурі, а зона Brodmann 5/7 актівувалася при больовому відчутті. Ploghaus та співавт. (1999) свідчіть, Що актівація кору при відчутті болю суттево відрізняється від актівації при очікуванні болю у пацієнтів з хронічнімі больовімі синдромами. Очікування болю актівує осередки кору у середньо-лобній ділянці, острівці, мозочку та Може Изменить й посіліті самє Відчуття болю у таких хвороби. Знання про діференційовану актівність ціх зон кору Може Допомогти у віборі терапевтічної тактики у таких пацієнтів.
На СЬОГОДНІ дані ціх та багатьох інших досліджень, відносно ФМ Т, ма ють більш науковий, Ніж практичний Інтерес, альо смороду надають шірокі возможности для Важливим досліджень у цьому напрямки, Що безсумніву відкріє перспективи для нових методик Лікування багатьох захворювань, ключ до повно зцілення якіх галі НЕ Знайда.
Автори:
Цимбалюк Віталій Іванович - професор, член-кореспондент АМН України , Інститут нейрохірургії ім. акад.А.П. омоданова АМН України© При використанні даного матеріалу посилання на MedicLab обов'язкове