Высокие технологии МРТ: черепно-мозговая травма, нейродегенерация и другие приложения метода

Чем дальше медицина уходит в науку, тем больше инструментов для диагностики появляется в арсенале клиницистов в итоге. На конгрессе Российского общества рентгенологов и радиологов 2017 относительно новым методам магнитно-резонансной томографии и их клиническому применению впервые посвятили целый день. В ходе четырех секционных заседаний обсудили сферы «влияния» и фМРТ, и МР-спектроскопии, и диффузионно-взвешенной МРТ, а также прочие возможности магнитного резонанса в частных ситуациях. Особое внимание уделили черепно-мозговым травмам, нейродегенеративным и сосудистым патологиям, но были и «экзотические» исследования, касающиеся спекроскопии и трактографии мозга плода.

МРТ мозга с болезнью Пика


Успехи и неудачи в диагностике травм мозга

Разные источники данных дают разные статистические показатели, однако, все они «сходятся» в том, что черепно-мозговая травма (ЧМТ) – одна из наиболее частых видов травматического повреждения и одна из основных причин инвалидизации в России. Причем, в группу особого риска попадает именно трудоспособная часть населения от 21 до 45 лет. Диагностику ЧМТ, основанную на каких-либо точных количественных показателях, проводить довольно сложно, и неврологи находятся в постоянном поиске такой методики, которая бы рассказала о состоянии пациента максимально подробно.

Максим Ублинский из Института химической физики им. Н.Н. Семенова РАН поделился результатами попыток применить функциональную магнитно-резонансную томографию в качестве диагностической техники при легкой детской черепно-мозговой травме. Ученые анализировали нейрональные связи между областями головного мозга, которые участвуют в координации движений, и так называемой сетью пассивного режима работы мозга (Default Mode Network, DMN), проводя фМРТ состояния покоя (resting state fMRI).

Эта методика изначально появилась по необходимости и в принципе играет роль своеобразной «базовой линии» для сравнения со «стандартной» фМРТ. От пациента во время ее проведения требуется просто лежать в томографе спокойно при полном отсутствии каких-либо задач, чтобы его базальную активность мозга потом можно было сравнить в разных состояниях и провести корреляции между спонтанными BOLD-сигналами из функционально или структурно связанных областей. Одной из таких систем, которая заинтересовала исследователей, стала DMN.

Авторы набрали две группы по 17 пациентов в среднем возрасте 14,6 лет (от 12 до 17), в одну из которых вошли здоровые добровольцы, а в другую – дети с легкой черепно-мозговой травмой. Исследования проводились в течение первых трех суток после травмы, то есть в острый период. Всем участникам помимо фМРТ выполнялась также и обычная МРТ в стандартных режимах с включением FLAIR, DTI и SWI.

Оценивая силы нейрональных связей внутри сети пассивного режима работы мозга, ученые пришли к выводу, что статистически значимой разницы между двумя группами нет. Тогда они решили проанализировать связи DMN с другими областями мозга и остановили свой выбор на мозжечке (а именно – зоне клочка), так как он отвечает за координацию движений, а у всех пациентов из опытной группы наблюдались характерные расстройства в этой сфере.

Однако, анализ и этих связей не дал каких-либо значимых результатов. Докладчик пришел к выводу, что если на этой весьма небольшой выборке связей нет, то не исключено, что более многочисленная группа даст меньшее значение P-value. Поэтому работа в этом направлении продолжится. Авторы также планируют изучить и влияние возрастного фактора, разбив участников на группы.

Другая работа из того же Института химической физики была посвящена протонной МР-спектроскопии. По словам докладчика Петра Меньщикова, исследовательская группа использовала методы «вычищения» спектра церебральных метаболитов для того, чтобы похожие по химической структуре нейромолекулы не перекрывали сигнал друг друга в зоне, которую нужно внимательно изучить. Например, такое может происходить с глутаматом, глутамином, гамма-аминомасляной кислотой, разделение спектров которых открывает больше возможностей для того, чтобы изучать метаболические и функциональные связи в норме и при патологии.

В своей работе авторы воспользовались последовательностью MEGA PRESS, чтобы выделить именно аспартат и глутамат, и изучили то, как менялись их спектры в группе пациентов, состоящей из 8 человек с тяжелой черепно-мозговой травмой со средним возрастом 13,2 лет. При этом средние значения по шкале ком Глазго составляли 4,3±2,1 балла, а исследование проводилось не позже, чем через сутки после травмы. В контрольную группу вошли 11 человек, схожих по параметрам с опытной. Воксель (зона интереса) располагался в лобной доле, преимущественно сером веществе, где повреждения отсутствовали.

В результате ученые наблюдали достоверное снижение сигналов аспартата, глутамата, а также дополнительно измеренных N-ацетиласпартата (NAA) и суммарного сигнала креатина/фосфокреатина у пациентов по сравнению с нормой. Докладчик отметил, что методику для подобных целей применили впервые, и глубокое изучение литературных данных показало, что наблюдаемый феномен – скорее всего, следствие эксайтотоксичности. Поскольку глутамат – основной источник аспартата, то снижение первого (на 56% в острый период травмы) неминуемо приведет к снижению второго, снижение а второго – к уменьшению количества N-ацетиласпартата, основного маркера нейрональной активности.

Петр Меньщиков заметил, что эти результаты сходятся с предыдущими данными, полученными хроматографически, in vitro и на животных, где степень повреждения тканей коррелировала со концентрацией глутамата в спинномозговой жидкости, а концентрация NAA была связана с выходом из тяжелого состояния. Дальнейшее погружение в тему позволит, по словам докладчика, выявить прогностические in vivo и биологические маркеры того, насколько сильно при травме поврежден мозг, из чего можно будет сделать выводы о тактике лечения и прогнозе. Более же глобальная задача, стоящая перед исследователями – изучить спектр этих веществ при других заболеваниях.

Трактография при болезни Альцгеймера

Актуальное применение высокотехнологичных методик, построенных на ЯМР, касается и нейродегенеративных заболеваний. Коллектив специалистов из ПМГМУ им. И.М. Сеченова и РМАНПО предоставил доказательства того, что диффузионно-тензорную томографию можно использовать в качестве дополнительного маркера при обследовании пациентов с подозрением на болезнь Альцгеймера.

В свое исследование ученые включили 20 человек 60-79 лет с умеренными когнитивными нарушениями и отсутствующими патологиями, которые бы могли эти нарушения обуславливать. По данным морфометрии (FSL-VBM) у всех них также уменьшался объем гиппокампа. В группу же здоровых добровольцев вошли 12 человек того же возраста без какой-либо когнитивной дисфункции.

Ученые сконцентрировались на изучении у испытуемых фракционной анизотропии (FA) и средней диффузионной способности (MD) мозолистого тела, правого/левого верхнего продольного и крючковидного пучков, а также задней части правого/левого поясного пучка.

В итоге в группе с умеренной когнитивной слабостью было зафиксировано достоверное изменение в микроструктуре белого вещества, на что указывало снижение FA и повышение показателя MD. Также авторы обнаружили у пациентов статистически значимую латерализацию нарушений этой микроструктуры влево.

Они сделали вывод, что этот метод имеет все шансы стать дополнительным «шлажком», с помощью которого удастся прижизненно поставить диагноз «болезнь Альцгеймера» еще до выраженных клинических проявлений.

Восстановление после инсульта

Функциональная МРТ может оказаться полезной в реабилитации после инсультов. Об этом рассказал Алексей Петрушевский из Центра патологии речи и нейрореабилитации (Москва). Он и его коллеги изучали показатели фМРТ 15 человек с изолированной сенсорной афазией после курса комплексной медико-психолого-педагогической реабилитации.

Они обнаружили, что в раннем восстановительном периоде у больных наблюдаются крупные нейросетевые перестройки, которые сопровождаются уменьшением количества связей в сети DMN с одновременным усилением ее взаимодействия с лобными долями. Также растет функциональная связанность зон речи с областями коры зрительной и входящей в DMN, сети управляющих функций со зрительной и сетью внимания, а также сенсомоторной сети с «речевой» корой (задний отдел верхней височной извилины справа).

Ученые пришли к выводу, что соотнесение изменений внутренней активности мозга с характером анатомического нарушения может стать перспективным клиническим направлением и помогать врачу оценивать лечение, а также рассчитывать прогнозы на то, что пациент восстановится.


Анна Хоружая

 

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *