ДИФФУЗИОННАЯ ТЕНЗОРНАЯ МАГНИТНО-РЕЗОНАНСНАЯ ТОМОГРАФИЯ И ТРАКТОГРАФИЯ В ОЦЕНКЕ ПРОВОДЯЩИХ ПУТЕЙ У ПАЦИЕНТОВ С ЭПИЛЕПСИЕЙ

В.В. Евстигнеев¹, О.В. Кистень¹, И.В. Булаев², Р.А. Сакович²

¹ — Белорусская медицинская академия последипломного образования,

² —№ 2-ая городская клиническая больница г. Минска, Беларусь

В статье приведены результаты оценки ДТ МРТ с трактографией в диагностике структурных повреждений головного мозга у пациентов с эпилепсией и сопоставления выявленных изменений с данными ЭЭГ-картирования.

Ключевые слова: трактография, эпилепсия, ЭЭг-картирование.

ЭПИЛЕПСИЯСЫ БАР ЕМДЕЛУШІЛЕРДЕ ӨТКІЗГІШ ЖОЛЫ БАҒАСЫНДА ДИФФУЗИЯ ТЕНЗОРЛЫ МАГНИТТІ-РЕЗОНАНСТЫ ТОМОГРАФИЯ ЖӘНЕ ТРАКТОГРАФИЯ

В.В. Евстигнеев¹, О.В. Кистень¹, И.В. Булаев², Р.А. Сакович²

¹ — Белорус дәрiгерлiк академиясының дипломнан кейiнгi бiлiмі,

² — Қалалық клиникалық аурухана №2 Минск қаласы, Беларус

Мақалада мидың құрылымдық бұзылуларының диагностикадасындағы трактографиясында ДТ МРТ бірге эпилепсиясы бар емделушiлер және айқындалған ЭЭГ-картирлеу өзгерiстердiң салыстыруында бағаның нәтижелері келтiрiлген.

Түйінді сөздер: трактография, эпилепсия, ЭЭГ-картирлеу.

DIFFUSION TENSOR MAGNETIC RESONANCE IMAGING AND TRACTOGRAPHY IN EVALUATING NEURAL PATHWAYS IN PATIENTS WITH EPILEPSY.

V.V. Evstigneev¹, O.V. Kisten¹, I.V. Bulaev², R.A. Sakovich²

¹ — Belarusian Medical Academy of Postgraduate Education,

² — Minsk city hospital № 2, Belarus

The article contains results of DTI with tractography estimation on structure of brain alterations diagnostics on epilepsy patients and data of correlation with EEG parameters.

Keywords: tractography, epilepsy, EEG parameters.

Нейровизуализация определена как важный этап диагностики эпилепсии, являясь незаменимым инструментом для дифференциации вещества мозга, определения этиологического и синдромального диагноза, прогноза и тактики лечения. Вместе с тем, возможности  рутинной КТ и МРТ во многих случаях не позволяют обнаружить морфологический субстрат, лежащий в основе локально-обусловленной эпилепсии. Все это диктует необходимость проведения функциональных методов нейровизуализации [1]. Современные разработки позволяют не только прижизненно изучать патологические изменения в различных структурах мозга, которые проявляются разнообразными дефицитарными  симптомами, но и уточнить некоторые механизмы патогенеза. Одним из таких методов являются диффузионная тензорная магнитно-резонансная томография (DTI – diffusion – tensor imaging) с трактографией, основанная на измерении величины и направления диффузии молекул воды в веществе мозга. Данный метод позволяет провести трехмерную реконструкцию волокон белого вещества, а также обнаружить и оценить повреждение проводящих путей и установить корреляцию структурных повреждений и неврологического дефицита [2].

Диффузионно-взвешенная магнитно-резонансная томография (ДВ МРТ) основана на измерении диффузии воды в каждом объемном элементе (вокселе) изображения. В результате чего формируется диффузионная матрица, из которой можно получить 3 числовых значения и 3 вектора, описывающих силу и направление диффузии в выбранной точке. При различных патологических процессах происходит нарушение линейной организации проводящих путей, так как мембраны аксонов являются препятствием для ее диффузии в других направлениях. Тензор диффузии определяется величиной и направлением диффузии молекул воды в трехмерном пространстве, позволяя получить данные  о величине анизотропии и направления диффузии в каждом вокселе, обладающем трехмерными координатами. Из значений тензора вычисляются некоторые скалярные индексы (средняя диффузионная способность – MD; фракционная анизотропия — FA). Эти значения тензора могут отражать структурные поломки и специфические патологические процессы [2].

Современные разработки методов нейровизуализации позволили использовать трехмерную информацию, получаемую при проведении ДВ МРТ, для построения виртуальных траекторий волокон, отражающих ориентацию и целостность проводящих путей головного мозга. Так появилась МР-трактография, основанная  на данных о величине анизотропии диффузии, позволяющей оценить сохранность проводящих путей [2].

Таким образом, использование комплекса структурных и функциональных методов нейровизуализации позволит неинвазивно обнаружить факторы, лежащие в основе заболевания, определить динамику формирования эпилептогенеза и оценить эффективность проводимого лечения. Согласно рекомендациям международной противоэпилептической лиги, «каждому пациенту с эпилепсией показано проведение высококачественного МРТ-исследования» [3].

Цель исследования. Оценка МРТ и трактографии в диагностике структурных повреждений головного мозга у пациентов с эпилепсией и сопоставление выявленных изменений с данными ЭЭГ-картирования.

Материал и методы исследования. Нами обследовано 39 пациентов с эпилепсией (18 мужчин и 21 женщина) с использованием диффузионной тензорной магнитно-резонансной томографии. Средний возраст пациентов составил 28,1±1,2 лет.

МРТ-исследование проведено на томографе PHILIPS с индукцией магнитного поля 1,5 Тл.

Протокол исследовании включал стандартные программы (TISE, T2SE, FLAIR), а также прицельную визуализацию медиобазальных отделов височных долей с возможностью постпроцессинговой обработки и получением изображений в различных плоскостях. Использовались быстрые спин-эхо, взвешенные по Т2, перпендикулярно продольной оси гиппокампа, а также 3Д ТI SP6R импульсные последовательности для получения изображения медиобазальных отделов височных долей. В всех случаях были получены диффузионно-тензорные изображения, которые обсчитывались с использованием встроенной постпроцессорной программы (Neuro 3D), которая включала построение карт фракционной анизотропии, измеряемого коэффициента диффузии, диффузионного тензора и реконструкцию проводящих путей в трехмерном режиме (трактографию). Дополнительно рассчитывались значения фракционной анизотропии (ФА), средней диффузионной способности (СДС) и длины трактов для передних и задних квадрантов аксиального МРТ-изображения.

Проводилось сопоставление выявленных изменений с особенностями клинического течения заболевания и данными электроэнцефалографии «Нейрон-Спектр-4/ВМП» (Нейрософт, Россия).

Для статистической обработки использовали алгоритмы программы Statistica 6.0. Для оценки результатов использовали критерий Уилкоксона, качественных параметров – критерий Фишера. Корреляционный анализ проводился с использованием коэффициента ранговой корреляции Спирмена.

Результаты и обсуждение. Структурные изменения при МРТ головного мозга у пациентов были выявлены во всех случаях. Неокортикальные поражения выявлены у 26,9%, мезиальный темпоральный склероз – у 34,6%, их сочетание – у 38,5% обследованных.

Были получены следующие значения ФА:  для передних отделов мозга — 0,52 (0,5÷0,55), для задних – 0,53 (0,52÷0,54). Межполушарная асимметрия по данному параметру выявлена лишь для задних квадрантов, основная область которых представлена височными долями (Z=-2,4; р=0,015). Средняя диффузионная способность для передних отделов мозга составила 0,88 (0,86÷0,9), для задних – 0,89 (0,87÷0,91) без значимой асимметрии (р>0,05). Длина трактов в передних квадрантах составила 26,1 (23,8÷28,7) мм, в задних – 44,95 (41,5÷50,8) мм. При визуальной оценке симметричности трактов выявлено, что уменьшение их представленности на стороне очага характерно для пациентов с кортикальной дисплазией или экстрагиппокампальным расположением визуализируемых очагов поражения. В случае наличия мезиального темпорального склероза имело место «обеднение» трактографической картины в противоположном полушарии, что может объясняться феноменом гиппокампальной деафферентации (R=0,66; t=4,07; p=0,0005). Наличие асимметрии трактов также было взаимосвязано со значениями ФА и СДС – на стороне визуальных нарушений, где количество линий трактов было меньшим, отмечалось снижение фракционной анизотропии и увеличение средней диффузионной способности (R=0,99; p<0,05).

У 91% пациентов было обнаружено расширение субарахноидальных пространств, при этом в 24% случаев имела место их асимметрия с преобладанием патологических изменений на стороне очага. У 74% пациентов наблюдалось расширение боковых желудочков, из них в 80% случаев – расширение височного рога бокового желудочка на стороне очага.

Корреляционный анализ выявил достоверную связь значений ФА, СДС и длины трактов с результатами вентрикулометрии (ЦОБЖ, величина III и IV желудочков и клиническими особенностями течения заболевания (частота приступов в месяц, длительность заболевания) (p<0,05).

Изучение особенностей ЭЭГ-картины и значений ФА показало наличие корреляционной связи между наличием эпилептической активности и снижением ФА (R=-0,07; t=-2,44; p=0,01). Нормальные значения амплитуды, частоты и индекса альфа-ритма были характерны для пациентов с высокими значениями ФА (p<0,05). Значения ФА снижались в случае наличия инверсии альфа-ритма и повышения индекса тета-ритма (R=-0,61; t=-28; p=0,001). Следует отметить, что наличие вспышек тета-ритма не имело корреляционной связи ни с одним из показателей диффузионной тензорной МРТ. Обнаружение положительной корреляции фокусирования тета-ритма и высоких значений ФА (R=0,27; t=7,1; p=0,00001) позволяет предположить, что обнаружение данного ЭЭГ-феномена характерно для относительно сохранной ткани мозга, имеющей потенциальную возможность эффективного включения ингибиторных механизмов.

Заключение. Диффузионная тензорная магнитно-резонансная томография является информативной методикой в определении структурных поражений мозга у пациентов с эпилепсией, позволяющей дать количественную оценку фракционной анизотропии структур белого вещества, вовлекаемого в эпилептический процесс.

Литература:

1. Одинак М.М., Базилевич С.Н., Дыскин Д.Е., Прокудин М.Ю. Возможности и опыт применения функциональных методов нейровизуализации в эпилептологии / Материалы Юбилейного конгресса [Электронный ресурс]: Режим доступа — http://www.epilepsia.su/article.php?what=89.

2. Basser P.J., Pajevic S., Pierpaoli C. et al. In vivo fiber tractography using DT-MRI data / Magn. Reson. Med, 2000; 44: 625-632.

3. Comission on neuroimaging of the Internatonal League Against Epilepsy Recommendations of patients with epilepsy / Epilepsia, 1997; 38: 1255-1256.