УДК: 616-073.8

Федоров М.А., Диомидова В.Н., Мигушкина Л.П., Мельникова А.С.

ООО «Лечебно-диагностический центр международного института биологических систем – Чебоксары». 428028, г. Чебоксары, пр. Тракторостроителей, 46.

ФГБОУ ВПО «Чувашский государственный университет им. И.Н.Ульянова», Чебоксары, 428015, г. Чебоксары, Московский пр., 15.

БУ «Городская клиническая больница №1». 428028, г. Чебоксары, пр. Тракторостроителей, 46.

Изучение возможностей магнитно-резонансной томографии в диагностике ишемического инсульта

Резюме. Актуальность проблемы. Отсутствуют алгоритмы магнитно-резонансной томографии (МРТ) при обследовании пациентов с острыми нарушениями мозгового кровообращения в острейшую стадию. Необходимы исследования по улучшению возможностей идентификации участков необратимо поврежденной ткани мозга  и  выявления  уровня  критически  сниженного мозгового кровотока при ишемическом инсульте.

Цель работы:  Оценить диагностическую  эффективность применения метода магнитно-резонансной томографии в остром периоде ишемического инсульта.

Ключевые слова: ишемический инсульт, магнитно - резонансная томография, нейровизуализация, диффузионно-взвешенный режим

Контактное лицо:     

Диомидова Валентина Николаевна

Доктор медицинских наук, профессор, заведующий кафедрой пропедевтики внутренних болезней с курсом лучевой диагнсотики ФГБОУ ВПО «Чувашский государственный университет им. И.Н.Ульянова», Чебоксары, 428015, г. Чебоксары, Московский пр., 15; Тел.: 8 (8452) 45 – 26 – 97, e-mail: diomidovavn@rambler.ru

Fedorov M.A., Diomidova V.N., Migushkina L.P.,

 Melnikova A.S.

LLC“Medical and Diagnostic Center of International Institute of Biological Systems – Cheboksary”. 46 Traktorostroiteley pr., 428028, Cheboksary, Russia

Federal State Educational Budget Institution of Higher Professional Education «The Ulianov Chuvash State University». 15Moskovskyave.,428015,Cheboksary;BU“CityClinicalHospital

¼1». 46 Traktorostroiteley pr., 428028, Cheboksary, Russia

The investigation of the Magnetic Resonance Tomography possibility in diagnosis of ischemic stroke

 Aim. To  evaluate   the diagnostic efficacy of the method of magnetic resonance imaging in acute ischemic stroke.

Keywords: ischemic stroke, magnetic resonance imaging, neuroimaging, diffusion-weighted mode

Contact person:

 Diomidova Valentina Nikolaevna

 Doctor in Medical Science,professor,Head of the Chair of Propedaedeutics of Internal Diseases with Radio Diagnosis Course,Federal State Educational Budget Institution of Higher Professional Education «The Ulianov Chuvash State University». 15 Moskovsky ave., 428015, Cheboksary; 8 (8452) 45-26-97, e-mail: Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Актуальность проблемы. В по- следние годы интенсивно изучаются возможности магнитно-резонансной томографии (МРТ) в раннем  распознавании  инсульта [1, 2, 4, 6, 8]. Показана ассоциация клинических и рентгенологических характеристик этой патологии с уровнями перфузии тканей головного мозга [6, 7]. Большинство исследователей считают, что использование метода МРТ является особенно актуальным при редких типах инсультов либо при состояниях, которые имитируют эту патологию, в тех случаях, когда по данным компьютерной томографии (КТ) не удается оценить состояние тканей головного мозга [12, 13]. Традиционная МРТ позволяет выявить наличие мелких (лакунарных) инфарктов, установить наличие ишемических очагов в задней черепной ямке. Метод обеспечивает получение большего объема информации о размерах инфаркта, выраженности отека, состоянии структур, окружающих ишемический очаг [1, 4,5].

В ряде лечебных учреждений МРТиспользуеткакосновнойметод исследования при остроминсульте. Приэтомполагают,чтоприменение МРТ с использованием диффузионно-взвешенного режима более эффективно в отношениидиагностики ранних ишемических измененийпо сравнению с компьютерной томографией [7, 14, 15].

    Несмотря на применение в клинической практике целого ряда современных методов нейровизуализации, алгоритмы обследования пациентов с острыми нарушениями мозгового кровообращения (ОНМК) отсутствуют, в том числе и алгоритм МРТ-обследования таких больных, особенно в острейшую стадию. Обсуждаются возможности идентификации участков необратимо поврежденной ткани мозга и выявления уровня критически сниженного мозгового кровотока при данной патологии [7, 11].

    Вышеизложенное определило цель исследования – оценить диагностическую эффективность применения метода магнитно-резонансной томографии в остром периоде ишемического инсульта.

 Материалы иметоды.Исследование выполнено на базеБУ«Городская клиническаябольница№ 1», г. ЧебоксарыЧувашскойРеспублики. Проведенанализданных МРТ пациентов, поступавшихналечение в блокинтенсивнойтерапии первичногососудистогоотделения. Проанализированы результаты клинико-нейровизуализационного обследования 115 больныхспервичнымишемическиминсультом (ИИ). Определение подтипаинсуль та осуществлено по классификации Научного центра неврологии РАМН (2000) [3]. В исследование  включено 62 мужчины (53,9%) и 52 женщины (46,1%), в возрасте от 39 до 82 лет (средний возраст 65,4±18,2 года), поступившие в течение первых 48 часов после развития заболевания.

   Магнитно-резонансная томография была проведена на высокопольном МРТ «SiemensMagnetomHarmony», с напряженностью магнитного поля 1,0 Тл и толщиной среза 5 мм. При обследовании всех пациентов был использован стандартный протокол исследования, включающий получение аксиальныхизображенийТ1ВИ,Т2ВИ,вИП FLAIR, DWI, SWI (Т2* ВИ), сагиттальных – Т1 ВИ, корональных – Т2 ВИ. Выполнена количественная оценка инфарктов головного мозга с определением объемов очага поражения и оценкойликворосодержащих пространств (желудочков мозга и субарахноидального пространства) с использованием измеряемого коэффициента диффузии (ИКД) в зоне инфаркта по даннымДВ-МРТ.

   Размер(объем)очагаупациентов ИИ с наиболее распространенными подтипами ИИ (атеротромботическим  –  АТИ,  кардиоэмболическим – КЭИ и лакунарным – ЛИ) рассчитывали на основании данных МРТ в режиме Т2 FLAIR.

    На основании полученных данных оценивали: локализацию инфаркта – бассейны средней мозговой артерии (СМА), передней и задней мозговой артерии (ПМА, ЗМА), его отношение к прилежащим структурам головного мозга. Рассчитывали объемное соотношение, объем желудочков и субарахноидального пространства,выявлялисмещение структур мозга относительно срединной линии. Выявляли также сопутствующие инфаркту изменения: очаги глиозной трансформации(как следствие гипертонической микроангиопатии), малые глубинные (лакунарные) инфаркты, лейкоареоз (диффузное изменение MP-сигнала от глубоких отделов белого вещества полушарий большого мозга, локализующиеся перивентрикулярно), постгеморрагические псевдокисты (как последствия перенесенных кровоизлияний). Оценивали площадь (режим ДВ-МРТ) и объем повреждения (режим T2-FLAIR). Рассчитывали измеряемыйкоэффициент диффузии по соответствующейкартевзонеинфарктаипенумбре. Эти же параметры оценивали  в симметричной области здорового полушария. Рассчитывали относительный ИКД, как соотношение показателей в пораженном и здоровом полушариях головного мозга. При измерении площади повреждения зону интереса выделяли на срезе с максимальным размером очага поражения,последующую обработку осуществляли с помощью специального программного обеспечения.

Статистическая обработка полученных   данных   производилась   с использованием пакета STATISTICA8,0.Методыописательнойстатистики включали в себя оценку среднего арифметического (М), ошибки среднего значения (m) – для признаков, имеющих непрерывное распределение. При оценке различий значений количественных параметров использовали t-критерий Стьюдента для независимых выборок (после проверки распределения признаков на соответствие закону нормального распределения по критерию Колмогорова - Смирнова)илинепараметрический U-критерий Манна-Уитни. Оценку достоверности различий между качественными показателями сравниваемых групп проводили с помощью критерия χ2 (хи-квадрат) с учетом поправки Йетса для сравнения частот бинарного признака в двух несвязанных группах парных сравнений.

Критический уровень достоверности нулевой статистической гипотезы принимали равным 0,05.

 Результаты. В рамках нашей работы средний срок от появления неврологических симптомов до первого МРТ исследования при подозрении на ИИ составил 26,5±9,2 часов. Оценка распределениянарушений кровообращения по бассейнам различных артерий показала, что в бассейне СМА очаг повреждения был выявлен у 75 (65,2%) пациентов, в бассейне ПМА – у 5 (4,4%) больных, в бассейне ЗМА – у 7 (6,0%) пациентов. Также у 8 (7,0%) больных были выявлены очаги в бассейне перфорирующих артерий. У  19  пациентов  (16,5%)  ОНМКна блюдалось в бассейне вертебробазилярных артерий.

    Оценка пациентов по распределению очагов  показала,  что  очаги в лобной доле отмечены у 9 (7,8%) больных, в височной – у 27 (23,5%), в теменной – у 32 (27,2%) пациентов. Очаги в глубоких отделах белого вещества полушарий ГМ выявлены у 14 больных (12,2%), вталамусе – у 6 (5,2%) пациентов, во внутренней капсуле – у 11 (7,8%) больных,в стволе мозга – у 8 (7,0%)пациентов, в мозжечке – у 11 (9,5%)больных.

   Следует отметить,что при использовании только стандартных режимов МРТ очаг ишемии в первые часы от начала проявления неврологической симптоматики не визуализировался даже при использовании разных импульсных последовательностей. При этом сдвиги, происходящие в мозговых структурах, отмечались в течение первых 24 часов после развития инсульта, тогда как структурные изменения в веществе головного мозге еще не развились.

     На следующем этапе исследования наряду с оценкой очагов инфаркта в остром периоде инсульта был выполнен анализ наблюдаемых сопутствующих изменений в тканях. При этом были отмечены: постинфарктные изменения, лейкоареоз, геморрагическая трансформация (ГТ) и расширение ликворных пространств.

     При ишемии ГМ отмечались вторичные кровоизлияния в зону инфаркта, которые рассматривались как геморрагическая трансформация и проявлялись как небольшими петехиальными диапедезными кровоизлияниями, так ивнутримозговой гематомой (рис.1).

ГТ у пациентов с ИИ выявлялась в 50 (43,5%) случаях, чаще – по типу гематомы (54%), реже – по петехиальному типу (46%). Частота выявления вариантов ГТ в сроки менее или более 3 суток от начала ИИ представлена ниже (табл. 2).

Полученные при МРТ данные свидетельствовали о более частой встречаемости ГТ в ранние  сроки  от начала проявлений неврологической симптоматики при всех ее типах. При этом динамическийнейровизуализационный мониторинг позволил установить нарастающую ГТ, при которой отмечалось значительное увеличение размеров кровоизлияния. В этой связи была выполнена количественная оценка инфарктов головного мозга с определением объема очага поражения, объема ликворосодержащих пространств (желудочков мозга и субарахноидального пространства), измеряемого коэффициентадиффузии (ИКД) в зоне инфаркта по даннымДВ-МРТ.

     Размер очага ИИ рассчитывали  на основании данных МРТ в режиме Т2 FLAIR. При этом АТИ выявленыв51(44,4%)случае,КЭИ–в39 (33,9%) и ЛИ – в 25 (21,7%) случаях. Как видно из табл. 2, минимальный объем очагов  отмечен  у  больных  с ЛИ, максимальный – с АТИ. При этом значения показателей объема очагов при АТИ и КЭИ были достоверно (p<0,05) выше соответствующего показателя при ЛИ, однако между значениями в  группах  КЭИ и АТИ достоверных различий этого показателя выявлено не было.

    Сравнительный анализ размера первоначального очага повреждения структуры головного мозга при поступлении больных с ИИ, визуализируемого методом ДВ-МРТ, показал   значения   ДВИ   (b1000)  – 713,4±285,5 мм, ИКД в зоне необратимых изменений – на уровне 39,8±6,2х10-5 мм2/c.

Количественную оценку зоны ишемии выполняли путемизучения диффузионно-взвешенных изображений при поступлении и через 3 и болеесуток.Врамкахданногоэтапа работыоценивали:

-  ИКД в очагеинфаркта;

-  ИКД в области ишемическойполутени(пенумбра);

-   ИКД в противоположном «здоровом»полушарии;

-   rADC относительный ИКД - отношение ИКД в очаге поражения (инфаркт или пенумбра) к симметричной зоне противоположного полушария.

     Сравнительная  оценка  показала наличие достоверных различий (p<0,05) значений ИКД в зоне инфаркта в оба срока исследования относительно соответствующих уровней этого показателя интактного вещества противоположного полушария ГМ. Следует отметить, что ИКД в начальном периоде исследования был значимо (p<0,05) ниже по сравнению ссоответствующим уровнем в сроки после 3 суток от начала проявленияневрологической симптоматики. По-видимому, выявленные особенности эволюции очага повреждения обусловле- ны тенденцией к замещению цитотоксического отека на вазогенный. Аналогичная динамика была отмечена при оценке динамики показателя ИКД(rADC). Известно, что к 7 суткам изображения инфаркта на ИКД-картах приближаются к изоинтенсивным, слабо контрастируя с интактнымвеществом головного мозга, при этом соотношение значений ИКД в зоне инфаркта и здоровом веществе мозга стремится кединице. Оценка значений ИКД после 3 суток от начала проявлений неврологической   симптоматики  выявила его значительнуювариабельность. При этом значение показателя для зоны инфаркта составило 55,4±7,5х10-5 мм2/с, уровень ИКД в пенумбре – 87,4±9,3 (табл.3). Значение относительного ИКД приближалось или превышалоединицу (>0,9) только у 8 пациентов и составило 0,63±0,06. Значительный размах колебаний ИКД зоны инфаркта обусловлен, по-видимому, различной динамикой структурной организации тканей в этой зоне у разныхбольных.

Анализ показателей для зоны пенумбры не выявил значимых отличий значений ИКД в различные сроки исследования. Изменения показателя были сопоставимы с таковыми для ИКД в непораженном полушарии. В то же время в этой зоне наблюдалось значимое увеличение (p<0,05) ИКД (до 1,03±0,07 мм2/с), относительно соответствующего уровня в интактном веществе ГМ  (84,1±6,3  х10-5  мм2/с,),  что, по-видимому, обусловлено развитием отека вокруг зоны инфаркта.

     Обсуждение. В настоящее время является общепризнанным, что МРТ является не только «анатомическим», но и «функциональным» методом визуализации [2, 10, 11]. Результаты проведенных нами ис- следований свидетельствуют  о  том, что применение диффузионно-взвешенной МРТ с оценкой показателя ИКД –высокоинформативный метод выявления зоны необратимых изменений, а также зоны ишемической полутени у больных с ишемическим инсультом.

Полученные   нами   данные согласуются с результатами других авторов, в исследованиях которых показаны преимущества применения МРТ в диагностике инсультов. В то же время в рамках выполненного исследования показано, что только применение многопоследовательного протокола МРТ, включающего ДВ-МРТ-исследование, позволяет выявить зоны биоэнергетического повреждения в начальной стадии нарушения диффузионных процессов (рис. 2). Эти данные, на наш взгляд, подтверждают, что МРТ обладает большими   возможностями  именно в ранней диагностике  ишемического инсульта по сравнению с КТ [4, 5, 9]. В то же время некоторые исследователи полагают, что использование ДВИ неинформативно для оценки сформировавшегося очага [9, 13]. При применении данного режима ограниченная диффузия выявляется на основании измеряемого коэффициента диффузии, однако такой подход не является абсолютно специфическим при диагностике ишемического повреждения мозга. Следует отметить, что в настоящее время не определен порог ИКД, позволяющий квалифицировать  наличие  некротизированной ткани и отличить ее от жизнеспособной.Втожевремяпоказано,чтотканьсослабовыраженным уменьшением значения ИКД в ряде случаев оказывается необратимо поврежденной [4, 10,14].

  Заключение. Полученные результаты свидетельствуют о широких возможностях МРТ ГМ как метода выбора при исследовании пациентов с подозрением на ишемический инсульт уже с первых часов от начала заболевания. Наши исследования показали, что применение диффузионно-взвешенной МРТ с оценкой показателя ИКД является высокоинформативным способом выявления и зоны необратимых изменений, и зоны ишемической полутени у больных с ишемическим инсультом. Установленные возможности МРТ в ранней диагностике ишемического инсульта головного мозга позволяют рекомендовать данные технологии использовать в возможно ранние сроки от начала заболевания. Наши данные также указывают на необходимость продолжения углубленных исследований по выявлению дополнительных диагностических возможностей и дальнейшего совершенствования алгоритма ранней диагностики ишемического инсульта. 

Литература

1.  Абдурасулов М.Т. Динамика восстановительных процессов при геморраги- ческом инсульте по данным сопоставления клинических и томографических по- казателей: автореф. дис.  … канд. мед. наук / Абдурасулов М.Т.  - М., 2008. – 22с.

2.  ГубскийЛ.В.Клинико-томографическиесопоставленияиоценкавнутричерепных изменений при инсульте с использованием низкопольной магнитно-резонансной томографии: автореф. дис. …   д-ра мед. наук / Губский   Л.В. -  М., 2009.  -  47 с.

3.   Суслин А.С. Диффузионно-взвешенная и перфузионная МРТ в остром периоде ишемического инсульта (клинико-нейровизуализационное сопоставление): автореф. дис.  … канд. мед. наук / Суслин А.С.  - М., 2008.  – 30с.

4.  Суслина З.А. Подтипы ишемических нарушений мозгового кровообращения:диагностикаилечение/СуслинаЗ.А.,ВерещагинН.А.,ПирадовМ.А.// ConsiliumMedicum. - 2001. – Т.3. - №5. – Р.35-40.

5.  ФокинВ.А.Гетерогенностьперфузионныхрасстройстввобластиобратимойишемииприинсульте/ФокинВ.А.,ГолохвастовС.Ю.,ОдинакМ.М.идр.// Вестник Национального медико-хирургического центра им. Н.И. Пирогова. – 2007. – Т. 2, № 1. – С.72–75.

6.   Bhattacharya P. Early use of MRI improves diagnostic accuracy in young adults with stroke / Bhattacharya P., Nagaraja N., Rajamani K. et al. // J. Neurol. Sci.  – 2013.  – v.324 (1-2). –P.62-64.

7.  Choi P. 'Fogging' resulting in normal MRI 3 weeks after ischaemic stroke / Choi P., Srikanth V., Phan T. // BMJ Case Rep. – 2011. -  v.9. -  P.4110.

8.  Kane I. Comparison of 10 different magnetic resonance perfusion imaging processingmethodsinacuteschemicstroke:Effectonlesionsize,proportion of patients with diffusion/perfusion mismatch, clinical scores, and radiologic outcomes / Kane I., Carpenter T., Chappell F.  et al.  // Stroke. -  2007. – v.38. – /   P. 3158-3164.

9.Kidwell C.S. MRI and CT models of infarct core and favorable penumbral imaging patterns in acute ischemic stroke / Kidwell C.S., Wintermark M., De Silva D.A. et al. // Stroke.  – 2013. – v.44 (1) –P.73-79.

10.NakajimaM.Secondarysignalchangeandanapparentdiffusioncoefficient decrease of the substantia nigra after striatal infarction / Nakajima M., InatomiY., Okigawa T. et al. // Stroke. - 2013. – v.44 (1). –P.213-216.

11.Shrivastava M. Stand alone mechanical thrombectomy (with penumbra system)foracuteischemicstrokebasedonMRimaging:Singlecenterexperience/ Shrivastava M., Lahoti S., Sanghvi D. et al. // Neurol. India.  – 2012. – v.60 (4). –   P. 406-414.

12.Tang W.K. Cerebral microbleeds and symptom severity of post-stroke depression: a magnetic resonance imaging study / Tang W.K., Chen Y.K., Lu J.Y. et al. // J. Affect. Disord. – 2011. – v.129 (1-3). –P.354-358.

13.Thomalla G. We are on the clock. MRI as a surrogate marker of lesion age in acute ischemic stroke / Thomalla G., Gerloff C. // Stroke.  -  2010.  – v.41, №  2.

-  Р. 197-198.

14.UenakaT.Brainimagingmodalitybeforesystemicthrombolysisforischemic strokewithinthreehours/Uenaka T., YonedaY.,YamamotoS.etal.//Eur.Neurol.

– 2010. – v. 64(4). – P.241-245.

15.Ward N.S. Functional neuroimaging / Ward N.S. // Handb. Clin. Neurol. – 2013.–v.110.–P.121-130.