Перфузійні мр-зображення захворювань головного мозку у дітей

Відео: Магнітно-резонанстная томографія (МРТ)

Діагностика захворювань головного мозку в цілому, а у пацієнтів дитячого віку зокрема, будь то пухлина або поразки неопухолевого генезу є комплексний багатогранний процес, одним з основних етапів якого, як правило, є використання одного з методів візуалізації. Це може бути КТ або МРТ, рентгенографія або УЗД. Більш звичним для більшості лікарів є оцінка стану мозку дитини на основі отримання анатомічної інформації з використанням пошарових зображень мозку за допомогою УЗД, КТ або МРТ. Однак, у багатьох випадках важливим в ході діагностичного процесу є визначення, не тільки анатомічних змін, але також виявлення функціональних (патофізіологічних) зрушень в мозковій речовині і / або патологічній зоні. Дослідження мозкової гемодинаміки можливо з використанням досить великого арсеналу сучасних діагностичних методик, зокрема, на основі прямої церебральної ангіографії, ультразвукової доплерографії, КТ та МР-ангіографії. Однак, кожен із зазначених методів має свої особливості і обмеження. Наприклад, пряма ангіографія виключно інвазивний метод, хоча є єдиним способом визначення справжнього кровопостачання пухлинної тканини.
Доплерографія - неінвазивний метод, але оцінює тільки лінійні характеристики мозкового кровотоку і переважно у великих кровоносних судинах. МР-ангіографія - також неінвазивний метод, але не дає при стандартною методикою кількісних показників кровотоку.
Відносно новим методом оцінки гемодинамічних, перфузійних характеристик мозкової речовини стала перфузионная МРТ. Цей метод несе додаткову по відношенню до стандартних методів, інформацію про стан мозкової перфузії. Такий рід інформації на сьогоднішній день можна також отримати на основі використання емісійної комп`ютерної томографії (ОФЕКТ), позитронно-емісійної томографії (ПЕТ) і КТ з ксеноном 133. На відміну від зазначених методів перфузионная МРТ не вимагає використання радіоізотопів і не використовує рентгенівського випромінювання, що вкрай важливо в проведенні дослідження мозку у дітей. Більш того, застосовуючи в комплексі зі стандартними імпульсними послідовностями, з ДВІ і спектроскопією, перфузионная МРТ несе додаткову інформацію про цікавій зоні в речовині мозку, що в цілому підвищує точність і специфічність діагностики різних захворювань ЦНС.
В даний час більшість досліджень ЦНС у дітей вимагає застосування МР-контрастних речовин, при цьому в разі наявності в програмному пакеті МР-томографа відповідної імпульсної послідовності, використання даного методу не збільшує вартість МРТ і загальний час сканування в цілому. Хоча спектр захворювань ЦНС у дітей, коли застосування перфузионной МРТ в сукупності зі звичайним «анатомічним» дослідженням, досить широкий, найчастіше методика застосовується в діагностиці різних об`ємних інтракраніальних утворень, при церебро-васкуллярних захворюваннях, метаболічних порушеннях і нейропатиях.
Методи візуалізації тканинної перфузії за допомогою МРТ поділяють на три основні категорії: фазоконтрастної методи, методи мічених спинив і болюсні методи, при яких використовуються екзогенні контрастні речовини. У літературі немає повідомлень про застосування перших двох методів для вивчення тканинної перфузії у дітей. У той час, як блюсний метод знаходить все більш широке застосування в діагностиці захворювань головного мозку, зокрема, в діагностиці пухлин і цереброваскулярних порушень у дітей. В основі болюсного методу вивчення тканинної перфузії лежить «Принцип центрального обсягу», який представляє собою закон збереження маси стосовно до мозкового кровообігу. У МРТ перфузійні зображення оцінюють зміну концентрації контрастної речовини в судинному руслі. В основі кількісних оцінок тканинних параметрів на МРТ лежить проходження болюса контрастної речовини (КВ) за інтракраніальним судинах і витікає з цього лінійної залежності між зміною величини МР сигналу і концентрацією КВ. У динамічної МРТ МР-сигнал пропорційний Т1 або Т2 швидкості релаксації в тканинах, що залежить в свою чергу від концентрації КВ в тканини при проходженні болюса.
Вперше рівняння, що описують зміни концентрації КВ при проходженні болюса в динамічної МРТ, так звану криву «концентрація-час», були виведені в роботах В. Rosen et al (1990). З цих рівнянь випливає, що при малих концентраціях КВ DR2 * = к * [c (t)], де Я2 * = 1Д2 * [C (t)] - концентрація КВ, як функція часу після внутрішньовенної ін`єкції, а до - константа. КВ, проходячи з кров`ю по судинному руслу по тканинах мозку, створює локальні неоднорідності магнітного поля в області капілярів мозку і відповідне йому зниження МР сигналу. Лінійність зв`язку між концентрацією КВ і зміною інтенсивності МР-сигналу є фундаментальним припущенням, на якому засновані методи перфузионной МРТ. На параметричних перфузійних зображеннях в нормі мозкова перфузия видно як області досить симетричного зміни МР сигналу при проходженні болюса, тоді як при аномальної тканинної перфузії спостерігаються асиметричні області гіпо- або гіперперфузії. При динамічних перфузійних дослідженнях невелика кількість КВ вводиться за короткий час і тому такі дослідження вважаються малоінвазійними. Разом з цим, введення навіть невеликої кількості КВ створює зміни інтенсивності МР сигналу на 15-50% більше, в порівнянні з неінвазивними методами (фазоконтрастної і мічення артеріальних спинив). Перфузионная болюсная МРТ дозволяє візуалізувати кровезаполненіе капілярів, які не видно при МР ангіографії або при традиційної цифрової ангіографії.
Застосування перфузионной МРТ у дітей. В даний час при первинній діагностиці новоутворень головного мозку перфузионная МРТ застосовується в рідкісних випадках, тому що вона не дозволяє диференціювати пухлини по їх гістологічної приналежності або оцінювати поширеність пухлини в мозковій речовині. Більш корисним вважається її застосування в разі післяопераційного контролю в диференціальної діагностики продовженого росту або післяопераційних змін, наприклад, променевого некрозу. В обох випадках як при продовженій зростанні, так і при променевому некрозі уражені тканини на стандартних МРТ можуть накопичувати КВ, тому що і в тому і в іншому випадку присутні порушення гематоенцефалічний бар`єр (ГЕБ), які обумовлюють екстравазацію КВ в патологічні тканини з подальшим контрастним посиленням на Т1 МРТ. Однак патофизиологические причини, що призводять до контрастному посилення в двох цих випадках абсолютно різні. І ці відмінності можуть бути наочно продемонстровані при перфузионной МРТ. Для пухлинних тканин характерно підвищення показників тканинної перфузії або принаймні, близькі з нормальним мозком значення. При пухлинах пошкодження гематоенцефалічний бар`єр пов`язано в першу чергу з інвазивним ростом пухлинних клітин і порушенням стінок кровоносних судин. У патофізіології радіаційних уражень первинно поразку гематоенцефалічний бар`єр насамперед на тлі променевого ушкодження судинної стінки і ішемії, які супроводжуються на відміну від пухлини зниженням тканинної перфузії (Гипоперфузия). Області радіаційного ураження на rCBV картах часто виглядає як зони зниженого кровезаполненія темніші. Аналогічно випадків ішемії, час проходження болюса КВ при радіаційних ураженнях знижується, тоді як в пухлинних тканинах воно зазвичай не відрізняється від норми.
Як і у дорослих, найчастіше перфузионная МРТ застосовується для виявлення оклюзійних цереброваскулярних уражень. У дитячій групі, в якій оклюзійні цереброваскулярні ураження досить рідкісні в порівнянні з дорослими, застосування перфузионной МРТ вважається особливо важливим. У дітей на Т2 МРТ зони підвищеного МР сигналу найчастіше обумовлені не інфарктом, а іншими причинами (наприклад, вазогенного набряку, гіпоміелінізаціей). І саме перфузионная МРТ може виявити область ішемії у дитини при малу ймовірність інсульту в цьому віці. Перфузійний дослідження в поєднанні з ДВІ часто використовується для виявлення причин появи зон гіперінтенсивного на Т2 МРТ, оцінці інсульту і його поширеності. При підозрі на інсульт у дитини перфузионная МРТ є важливим методом, здатним диференціювати зони необоротних і оборотних змін мозку.
Іншим прикладом використання перфузионной МРТ є вивчення різних типів артеріопатії у у пацієнтів дитячого віку. Причини, що викликають артеріопатії можуть бути різними, включаючи идиопатические васкуліти, вторинні васкуліти, наслідки хвороби Моя-Моя, а також серповидно клітинні поразки (SSD). У цих випадках перфузионная МРТ порівнянна по чутливості з КТ з ксеноном 133, і з радіонуклідних методами. Але вона має і ряд переваг в візуалізації анатомічних пошкоджень і виявленні патологічно аномального кровотоку, що спостерігається, наприклад, при колатеральною циркуляції. Виявлення патологічних шляхів кровотоку у дітей має особливе значення при відборі пацієнтів для хірургічного лікування артеріопатії. Колатеральна циркуляція в дитячих артеріопатії може бути великою в момент її первинного виявлення. Динамічна перфузионная МРТ може бути використана для визначення часу проходження контрастної речовини в тканини або в режимі кіно для виявлення перфузионной петлі і оцінки колатеральною циркуляції. Все це зумовлює надзвичайну інформативність методу у виявленні і подальше спостереження пацієнтів з ураженням Моя-Моя (Moya mоуа). Вважається, що в початковій стадії цієї хвороби перфузійні параметричні зображення демонструють збільшений кровотік в області базального ганглія і змінену периферичну корковую перфузію, або з дефіцитом, або зі зміненим часом проходження КВ, що є патогномонічними ознаками захворювання.
У літературі є повідомлення, коли за допомогою перфузионной МРТ вивчали дітей з гомозиготними серповидноклеточности порушеннями, виявляли і оцінювали поширеність прихованих васкулярних уражень, виділяли дітей з високим ризиком розвитку інсульту, а в разі його формування - визначали поширеність.
Ми вважаємо, що перфузионная МРТ є важливим дослідженням для динамічного спостереження дітей, оперованих і потім опромінених з приводу новоутворень головного мозку, при цереброваскулярних порушеннях. Постобработка перфузійних зображень дозволяє побудувати параметричні зображення, які дають корисну інформацію для характеристики аномалій тканинної перфузії.