4. МРТ МАРКЕРЫ МИКРО- И МАКРОСТРУКТУРНЫХ ИЗМЕНЕНИЙ ГОЛОВНОГО МОЗГА СОСУДИСТОГО ГЕНЕЗА

Однако ученые указывают на сложность прогноза прогрессирования ДЭ при малом или умеренном количестве макроизменений, видимых на МРТ [29]. Данная схема может не обнаружить потенциально высокий риск развития осложнений ДЭ в виде, например, сосудистых когнитивных нарушений (СКН), часто встречающихся на практике случаях у пациентов с небольшим количеством очагов и морфометрическими показателями ликворных пространств, незначительно отличающихся от нормы. В таком случае требуется дополнительные МР-методики диагностики риска прогрессирования ДЭ, нацеленные на выявление скрытых микроструктурных процессов в белом веществе головного мозга на стадиях, когда макроморфологические изменения не выражены. Такой методикой, дополняющей общее исследование, является диффузионно-тензорная МРТ (ДТ-МРТ).

ДТ-МРТ – магнитно-резонансная методика, позволяющая получать информацию о расположении структур белого вещества головного мозга, связях между этими структурами и диффузионных характеристиках исследуемого волокна. В среде без барьеров, свободно диффундирующие во всех направлениях протоны создают изотропную диффузию, представляющую из себя сферу. В нервном волокне протоны перемещаются преимущественно в одном направлении, так как их движение ограничено несколькими слоями миелиновой оболочки аксона. Общее направление движения протонов «вытягивается» вдоль главного вектора в объемный эллипс (рис.7). Направленная диффузия направлением называется анизотропной.

Рис. 7. Диффузия молекул воды

Основными количественными показателями, характеризующими диффузионный процесс, и определяемыми при ДТ-МРТ являются коэффициент фракционной анизотропии (КФА) и средний коэффициент диффузии (СКД). С помощью этих скалярных величин возможна оценка (количественная) состояния вещества головного мозга.

При возникновении патологического процесса, который приводит к гибели клеток, разрушению барьеров, препятствующих свободной диффузии коэффициент диффузии, увеличивается, а КФА уменьшается.

Значения КФА измеряется в диапазоне от 0 до 1 (1000), где 0 – это изотропная диффузия, а 1 (1000) – максимальная анизотропная диффузия. При его измерении появляется возможность обнаружения микроструктурных нарушений проводящих путей, невидимых с помощью стандартных импульсных последовательностей при МРТ.

Диффузионно-тензорная визуализация при хроническом сосудистом поражении обнаруживала снижение КФА у пациентов с ДЭ в трактах неокортекса, мозолистом теле и базальных ядрах [30, 31]. Числовые значения анизотропии в белых волокнах путей, ответственных за когнитивную функцию, четко коррелируют с когнитивным статусом и не всегда сопоставимы с макроморфологией, видимой при стандартной МРТ.

Учитывая задачу заблаговременного выявления группы риска развития цереброваскулярной патологии головного мозга, использование методики ДТМРТ имеет принципиальное значение.

При выполнении диффузионно-тензорной МРТ используют импульсную последовательность DTI с измерением диффузии в 12 направлениях с параметрами: TR = 4200 мс, ТЕ = 109 мс, FOV = 230 × 230 мм, толщина среза – 4 мм, количество срезов – 25, длительность исследования – 3 мин 59 с. (программное обеспечение приложения Neuro 3D рабочей станции Syngo Imaging XS, Siemens). (Рис. 8).

Рис. 8. Диффузионно-тензорная МРТ – передовой метод структурной визуализации проводящих путей головного мозга.

При построении двухмерных цветных карт ФА направление диффузионного движения молекул воды кодируется цветом в зависимости от ориентации главного вектора диффузионного тензора.

Красным цветом выделяются волокна, в которых диффузионное движение протонов происходит слева направо (по оси Х) – комиссуральные волокна, зеленый цвет – движение спереди назад (по оси Y) – ассоциативные волокна, синие – сверху вниз (по оси Z) – проекционные волокна (Рис. 9).

Рисунок 9. Цветная карта фракционной анизотропии (цветовое кодирование диффузионных тензоров)

Измерение КФА проводят билатерально в различных зонах интереса – ROI (Region of Interest), включающих основные пучки проводящих путей белого вещества и таламус.

Целесообразно исследовать следующие области (12 ROI): верхний продольный пучок, ассоциативные и кортикоспинальные отделы лучистого венца, основные отделы внутренней капсулы и мозолистого тела, нижний продольный пучок, нижний лобно-затылочный пучок, ножки мозга, Варолиев мост (рис. 10).

Рис. 10. Измерение КФА в 12 основных зонах интереса – ROI (верхний продольный пучок, лучистый венец по ходу кортикоспинальных трактов, отделы внутренней капсулы и мозолистого тела, передние отделы лучистого венца по ходу ассоциативных трактов, нижний лобно-затылочный пучок, нижний продольный пучок, ножки мозга, Варолиев мост).

Выделение ROI производят мануальным методом, в соответствии с МРТатласом трактов белого вещества. Для большей точности проводят несколько измерений на смежных срезах и из них рассчитывают среднее значение. В трактах вытянутой формы используют методику Freehand ROI (свободное контурирование регионов интереса, или же его разновидность – контуринг цветовых максимумов по руслу тракта), которая, по мнению большинства ученых, более устойчива и отличается высокой воспроизводимостью в протяженных волокнах (внутренняя капсула, нижний лобно-затылочный пучок). Методику с использованием опции Circular (аппроксимации круглыми отметками), используют для округлых или приближенных по форме к кругу ROI – таких, как таламус или нижний продольный пучок в аксиальной проекции.

Применение ДТ-МРТ в определении диагностических критериев оценки риска когнитивного снижения было проведено у пациентов с дисциркуляторной энцефалопатией.

Проведенное исследование выявило связь между поражением белого вещества головного мозга в виде зон снижения фракционной анизотропии и результатами нейропсихологического тестирования, клинически отметившими наличие когнитивного дефицита в данных пациентов.

Нарушение целостности проводящих путей коррелирует с когнитивными расстройствами. У пациентов с дисциркуляторной энцефалопатией, имеющих когнитивную дисфункцию, отмечалось снижение КФА в трактах неокортекса лобных, височных долей и переднего бедра внутренней капсулы (рис. 11).

Рис. 11. Три зоны неокортекса лобных и височных долей (передние отделы лучистого венца, нижний продольный пучок, переднее бедро внутренней капсулы), повреждение которых вызывает риск развития когнитивной дисфункции.

Снижение КФА наблюдалось по ассоциативным волокнам неокортекса, связывающим различные доли одного полушария.

Числовые значения КФА, вычисленные в трактах, ответственных за когнитивную функцию (передние отделы лучистого венца, нижний продольный пучок, переднее бедро внутренней капсулы) могут служить предикторами возможного когнитивного снижения и использоваться для определения так называемого «диапазона риска» (табл.1) [31]

Таблица 1. Проводящие пути белого вещества мозга, поражение которых влечет за собой когнитивную дисфункцию, с диапазоном значений КФА, попадание, или выход за нижнюю границу которого, может является предиктором риска когнитивного снижения

Примечание: ПП (правое полушарие), ЛП (левое полушарие)

Методика диффузионной тензорной магнитно-резонансной томографии является эффективной в определении изменений вещества головного мозга на микроструктурном уровне у пациентов с дисциркуляторными заболеваниями головного мозга, позволяет провести количественную оценку коэффициента фракционной анизотропии интересующих зон и областей и подтвердить вовлечение в патологический процесс белого вещества головного мозга.