Возможности магнитно-резонансной томографии в морфо-функциональной оценке церебрального венозного кровотока и ликвороциркуляции (30.08.2011)

Автор: Тулупов Андрей Александрович

ТУЛУПОВ Андрей Александрович

Возможности магнитно-резонансной томографии

в морфо-функциональной оценке

церебрального венозного кровотока и ликвороциркуляции

14.01.13 - лучевая диагностика, лучевая терапия

03.03.01 - физиология

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

доктора медицинских наук

Томск – 2011

Работа выполнена в Учреждении Российской академии наук Институте «Международный томографический центр» Сибирского отделения РАН (г. Новосибирск, Россия).

Научные консультанты:

доктор медицинских наук СЕМЕНОВ СТАНИСЛАВ ЕВГЕНЬЕВИЧ

доктор медицинских наук, профессор, академик РАН Иванова Людмила Николаевна

Официальные оппоненты:

доктор медицинских наук, профессор Дергилев Александр Петрович

доктор медицинских наук, профессор Колпинский Глеб Иванович

доктор медицинских наук, профессор Баскаков Михаил Борисович

Ведущая организация: Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Алтайский государственный медицинский университет Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию» (ГОУ ВПО АГМУ Росздрава), г. Барнаул.

Защита состоится «___» _____________ 2011 г. в 9:00 часов на заседании диссертационного совета Д 001.036.01 при Учреждении РАМН Научно-исследовательском институте кардиологии СО РАМН по адресу: 634012, ул. Киевская, 111а, г. Томск.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Учреждения РАМН Научно-исследовательского института кардиологии СО РАМН (634012, г. Томск, ул. Киевская 111а).

Автореферат разослан «___» _________________ 2011 г.

Ученый секретарь диссертационного совета:

Ворожцова И.Н.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Патологические процессы, развивающиеся в организме человека, практически всегда в основе патогенеза имеют механизм нарушения циркуляции какой-либо из биологических жидкостей: крови, лимфы, цереброспинальной жидкости (ликвора), тканевой жидкости, мочи, желчи, кишечного содержимого, слизи дыхательных путей, околоплодных вод, внутриглазной, внутрисуставной, внутриплевральной и внутриперитонеальной и др. жидкостей. Необходимо отметить, что существуют весьма различные условия перемещения жидкостей: линейная и объемная скорость, характер взаимодействия жидкости с трубчатыми системами организма (в условиях нормы и при патологическом изменении их стенок и просвета), состояние систем коагуляции крови и лимфы, а также аналоги этих механизмов в других жидкостях (выпадение конкрементов, сгущение и др.) (Бородин Ю.И. и др., 2000; Летягин А.Ю., 2002). Диагностическая визуализация и количественная оценка динамики перемещения этих субстратов считается основой клинической диагностики в большинстве медицинских специальностей (Сагдеев Р.З. и др., 2000).

Среди всего многообразия методов лучевой диагностики отличительной особенностью магнитно-резонансная томографии (МРТ) является факт возможности прижизненного неинвазивного изучения структур человеческого тела, а широкий спектр научно-диагностических подходов к визуализации и диагностической оценке центральной нервной системы (ЦНС) и ее жидких сред (крови и ликвора), реализуемый в МРТ, не может предложить ни один другой метод лучевой диагностики, предоставляя МР-томографии пальму первенства в этой области (Корниенко В.Н. и др., 2006).

В области головы и шеи можно выделить две наиболее актуальные сферы приложения МРТ методик:

1. Оценка тока крови по венозным и артериальным сосудам в норме и при патологии. Головной мозг ? одна из наиболее кровоснабжаемых областей человеческого организма. Достаточный приток артериальной, адекватный отток венозной крови и хороший микроциркуляторный обмен кислорода, углекислоты, питательных веществ и метаболитов в тканях очень важен для нормального функционирования всех отделов нервной системы и других структур этого региона. Нарушение таких параметров кровотока как: скорость, давление, вязкость и др. может вызвать тяжелую патологию с фатальным исходом.

При этом, подавляющее большинство исследований посвящено изучению артериального звена мозговой гемодинамики и лишь в единичных работах обсуждается роль венозной системы в формировании цереброваскулярных заболеваний (Бабенков Н.В. 2000). Тем не менее, исследования последних лет, направленные на изучение различных отделов венозной системы, позволили утвердить взгляд на венозное звено как активную часть кровообращения (Григорюк А.А. 1995), во многих случаях ответственную за развитие сложных и имеющих важнейшее физиологическое значение компенсаторных реакций, обеспечивающих постоянство мозгового кровотока и внутричерепного объёма. Следует также отметить, что в отличие от артериального звена, изучение венозной патологии более строго требует применения неинвазивных методов, что обусловлено нежелательностью риска проведения контрастных методов исследования при малой выраженности клинической картины, когда серьёзные нарушения церебрального венозного кровообращения проявляются «латентной» формой симптомокомплекса, но ведут при этом к значительному и длительному снижению трудоспособности (Семенов С.Е., 2001; Тен С.Б., 2006). Существующие диагностические методы долгое время не позволяли получать достаточно полную информацию о параметрах церебрального венозного кровотока, и именно поэтому разработка новых подходов и оригинальных методик визуализации венозных коллекторов головного мозга с целью верификации диагноза, определения дальнейшей терапевтической или хирургической тактики лечения, а также прогноза при заболеваниях центральной нервной системы – представляется чрезвычайно перспективным направлением в ангиологии, неврологии и нейрохирургии.

В настоящее время единственным неинвазивным методом исследования кровоснабжения головного мозга является магнитно-резонансная ангиография (МРА), которая позволяет без использования контрастных средств визуализировать кровоток по сосудам головного мозга. Хотя МРА пока ещё не может полностью заменить контрастную рентгеновскую ангиографию ни при одном из видов патологических изменений, тем не менее, такие достоинства этого метода как: неинвазивность, безопасность, отсутствие лучевой нагрузки (Абрамова Н.Н. и др., 1995; Иванова О.П. и др., 1996; Синицин В.Е., 1997; Тютин Л.А. и др., 1998; Ринк П.А., 2003; Алиханов А.А., 2006; Корниенко В.Н. и др., 2006), достаточно высокая диагностическая информативность изображений (Тютин Л.А., 1997; Яковлева Е.К. и др., 2005; Siewert B. et al., 1995) и наличие по многим параметрам высокой корреляции с данными контрастной рентгеновской ангиографии (Прохорова Е.С. и др., 2005) позволяют говорить о перспективности метода. Именно поэтому улучшение качества получаемых МР-ангиограмм на основе совершенствования программного обеспечения, разработка и внедрение новейших методик МРА, сокращение времени исследования и постобработки являются основными направлениями в развитии этого метода (Корниенко В.Н. и др., 1997). В результате, был разработан ряд модификаций МР-ангиографии, направленных на визуализацию не только церебральных артерий, но и вен, получивших название магнитно-резонансной венографии (МРВ), которая наиболее предпочтительна для оценки крупных венозных структур головы и шеи (Абрамова Н.Н. и др., 1997; Семёнов С.Е., 1999; Яковлева Е.К. и др., 2005; Liauw L. et al., 2000; Lee S.K. et al., 2002).

2. Оценка движения цереброспинальной жидкости (ликвора) в норме и при патологии. Нормальное функционирование центральной нервной системы человека невозможно без продукции, депонирования, перемещения и реабсорбции цереброспинальной жидкости, поскольку она обеспечивает питание и дренирование тканей головного и спинного мозга, создавая для них специфическую внутреннюю среду, нарушение параметров которой ведет к тяжелым заболеваниям и гибели организма (Di Chiro G., 1964). Эти процессы, по существу, являются аналогами работы лимфатической системы организма и тесно связаны с ней (Бородин Ю.И. и др., 2000; Бородин Ю.И. и др., 2005; Foldi M., 1999).

На сегодняшний день методики рентгеновской миелографии и пневмоэнцефалографии практически полностью вытеснены безопасной магнитно-резонансной миелографией (МРМ), которая позволяет получать изображения ликворосодержащих полостей и пространств ЦНС без введения дополнительного контрастного вещества.

Движение цереброспинальной жидкости имеет определенную ритмику в различных отделах ЦНС, изменяющуюся при различных заболеваниях, нарушении обменных процессов, поражении сердечно-сосудистой системы и других патологиях, а «статическая» МРМ не дает возможности исследовать ритмическую составляющую процесса ликворотока.

До недавнего времени количественную оценку потока способно было осуществить, пожалуй, только ультразвуковое исследование с допплерографией, обладающее всеми присущими данному методу недостатками (Baumgartner R.W. et al., 1997). Именно поэтому, для исследования количественных особенностей перемещения крови и ликвора наиболее актуальным направлением является внедрение в диагностическую практику наиболее современных и высокоинформативных диагностических методик с возможностью количественной оценки потока. Одна из них – это методика оценки потока Quantitative Flow (Q-Flow) («Philips») в кино-режиме на основе метода фазового контраста (Lotz J. et al., 2002) с кардиосинхронизацией по электрокардиографии (ЭКГ) с последующей реконструкцией и совмещением по времени сердечного цикла и полученных при исследовании профилей потока.

Вместе с этим, для исследования циркуляции ликвора можно использовать методику кино-МРМ на основе двухмерной импульсной последовательности MYUR («Bruker»). С ее помощью можно достоверно, в динамике визуализировать особенности перемещения ликвора в желудочках и субарахноидальных пространствах головного и спинного мозга, оценивать средней уровень и амплитуду ритмов движения цереброспинальной жидкости в норме и при патологии (Сагдеев Р.З. и др., 2000; Fanucci E. et al., 1992).

В комплексе с другими импульсными последовательностями МРТ данные методики расширяют возможности морфо-функционального исследования сосудистых и ликворосодержащих структур головы и шеи, позволяя достоверно оценивать количественные особенности потока крови и цереброспинальной жидкости (Alperin N. et al., 2000; Freund M. et al., 2001; Huang T.E. et al., 2004).

Однако, несмотря на стремительное развитие высоких диагностических технологий до настоящего времени остаются недостаточно освещенными вопросы закономерностей церебральной гемодинамики и ликвородинамики в норме и при патологии, а недостаточное количество фактических данных в литературе пока не дает возможности создать целостную картину кровообращения и ликвороциркуляции в центральной нервной системе (Шумилина М.В. и др., 2004). Остается малоизученным вопрос о том, как взаимосвязаны повреждения артериальной и венозной систем, а имеющиеся данные противоречивы (Шумилина М.В., 2002).

Кроме того, остается нерешенным круг задач, связанных с характером течения жидкостей (крови и ликвора) в полых трубчатых структурах (сосудах и ликворосодержащих полостях), требующих моделирования с увеличением масштаба и сохранением гидродинамического подобия течения, учитывая физико-химические свойства жидкости и анатомо-топографический ход сосудистой структуры (Lorenz R. et al., 2009).

Еще в прошлом веке предпринимались попытки стандартизировать основные методики МРТ (Reimer P. et al., 1998). Однако, поскольку МРТ является высокотехнологичным дорогостоящим методом диагностики, со временем появляется необходимость так оптимизировать методики, чтобы при минимальном времени исследования получить необходимую диагностическую информацию, анатомически адекватную и бесспорную (Бондарчук Д.В. и др., 2005; Коростышевская А.М., 2010; Kirchhof K. et al., 2002). Несмотря на то, что в литературе по МРТ имеются описания методик исследования некоторой сосудистой патологии и обсуждение особенностей визуализации изменений, связанных с ликворосодержащей системой (Henry-Feugeas M.C. et al., 2001), нормальные анатомические особенности этих структур головного мозга и количественные аспекты функционирования данных систем по данным МРТ обсуждались недостаточно (Chaceres D.W. et al., 1991; Lee J.H. et al., 2004).


загрузка...