ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ НАУЧНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ «НАУЧНЫЙ ЦЕНТР НЕВРОЛОГИИ» КРОТЕНКОВА ИРИНА АНДРЕЕВНА

1 ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ НАУЧНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ «НАУЧНЫЙ ЦЕНТР НЕВРОЛОГИИ» На правах рукописи КРОТЕНКОВА ИРИНА АНДРЕЕВНА АТРОФИЯ ГОЛОВНОГО И СПИННОГО МОЗГА ПРИ РАССЕЯННОМ СКЛЕРОЗЕ (КЛИНИКО - НЕЙРОВИЗУАЛИЗАЦИОННОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ) Нервные болезни Лучевая диагностика, лучевая терапия ДИССЕРТАЦИЯ на соискание ученой степени кандидата медицинских наук Научные руководители: доктор медицинских наук М.Н. Захарова кандидат медицинских наук В.В. Брюхов Москва

2 2 ОГЛАВЛЕНИЕ Введение. 3 Глава 1. Обзор литературы Рассеянный склероз. Общие сведения Методы нейровизуализации при рассеянном склерозе МРТ-морфометрия при рассеянном склерозе Сосудистый фактор при рассеянном склерозе Церебральная гипоперфузия при рассеянном склерозе МРТ методика SWI при РС Глава II. Материалы, методология и методы исследования Общая характеристика обследуемых пациентов Методы исследования Статистическая обработка результатов ГЛАВА III. Результаты исследования Клиническая характеристика обследованных пациентов Анализ морфометрических данных у пациентов с РРС Анализ морфометрических данных у пациентов с ВПРС Анализ морфометрических данных у пациентов с РРС и ВПРС Анализ оценки площади спинного мозга у пациентов с РРС и ВПРС Анализ оценки очагового поражения головного мозга Анализ перфузионных показателей у пациентов с РРС и ВПРС Анализ морфометрических данных у пациентов с РРС, обследуемых в динамике Глава IV. Обсуждение Выводы Практические рекомендации Список сокращений и условных обозначений Список литературы. 94

3 3 Введение Актуальность и степень разработанности темы исследования Рассеянный склероз (РС) является одной из наиболее значимых проблем современной неврологии. Повышенное внимание к проблеме РС связано с тем, что этим заболеванием страдают преимущественно молодые люди, ведущие активную социальную и трудовую деятельность [5]. Более чем у половины больных РС через 10 лет возникают трудности в выполнении профессиональных обязанностей, через 15 лет проблемы в самостоятельном передвижении, а при длительности РС более 20 лет в самообслуживании. При этом механизмы формирования неврологического дефицита, особенно необратимого, остаются предметом многочисленных научных исследований. В настоящее время именно атрофия центральной нервной системы (головного и спинного мозга) считается ответственной за неуклонное прогрессирование как очаговой неврологической симптоматики, так и когнитивных нарушений [125]. При этом атрофия ЦНС при РС обусловлена не только очаговой и диффузной потерей миелина, но и нейродегенеративным процессом с потерей аксонов, возможно, нейронов, что отражается в уменьшении объема коры и подкорковых структур головного мозга (ГМ). Первоначально наличие атрофии головного мозга у пациентов с рассеянным склерозом на МРТ характеризовалось качественно (описательно) в виде расширения желудочков мозга, субарахноидальных пространств и уменьшения объема вещества мозга. Следующим этапом явилась полуавтоматическая количественная оценка без дифференциации на серое и белое вещество. Наконец, более детальный количественный анализ степени атрофии стал возможным после внедрения техники, позволяющей получать тонкие срезы с помощью МРТ с высокой степенью пространственного разрешения в специальных программах с целью

4 4 дальнейшего постпроцессинга. Один из них воксельная МРТ-морфометрия, которая позволяет вычислять объем мозга (серого и белого вещества, в целом и в отдельности) и при проведении серийных исследований изучать его изменение, произошедшее в течение определенного времени [68, 181]. В ходе некоторых исследований, в которых отдельно друг от друга оценивалась атрофия белого (БВ) и серого вещества (СВ) головного мозга при рассеянном склерозе, отмечено, что атрофические изменения СВ начинаются на ранних стадиях заболевания, развиваются быстрее и в большей степени коррелируют с развитием нетрудоспособности и когнитивными нарушениями, чем патология БВ [80, 136, 147, 170]. Однако согласно мнению других исследователей, поражение СВ преобладает на более поздних стадиях болезни [148]. Таким образом, исследования по указанной проблеме на настоящий момент довольно противоречивы. Нет четкой концепции последовательности вовлечения различных структур ЦНС в атрофический процесс по мере течения заболевания, в том числе и при трансформации во вторичное прогрессирование. Также отсутствуют данные о взаимосвязи атрофии головного и спинного мозга. В настоящее время одним из активно обсуждаемых аспектов патогенеза РС является участие сосудистого фактора. В частности, по немногочисленным данным ОФЭКТ и МРТ наблюдается гипоперфузия серого и белого вещества, особенно у пациентов старшей возрастной группы [120]. Ведется дискуссия об участии сосудистых изменений, вероятнее вторичных, в формировании неврологических нарушений, включая и когнитивный дефицит. Также обсуждается вопрос о возможности коррекции терапевтических подходов в связи с выявленными перфузионными нарушениями. На данный момент отсутствуют четкие количественные данные о состоянии перфузии серого и белого вещества при различных вариантах течения РС и разной степени очагового поражения ЦНС. Детальная количественная оценка перфузии головного мозга и клиниконейровизуализационных корреляций позволит определить патогенетическое значение изменений кровоснабжения вещества мозга мелкими сосудами на различных этапах течения болезни.

5 5 Практическая значимость оценки атрофических изменений связана с необходимостью выявления особенностей течения болезни (в том числе атрофического нейродегенеративного компонента) уже на самых ранних этапах заболевания. В некоторых работах показано, что у пациентов со стойким прогрессированием нетрудоспособности по шкале EDSS отмечается значительно более высокая скорость атрофических процессов по сравнению с пациентами со стабильной неврологической симптоматикой [88, 96, 134]. Кроме этого, было отмечено, что при прогрессировании нетрудоспособности по шкале EDSS более 2 лет выявляются атрофические изменения таламуса; у пациентов с прогрессирующей неврологической симптоматикой выявляются более высокие темпы уменьшения объема коры головного мозга [31, 64]. Таким образом, разработка прогностических маркеров нарастания атрофии имеет важное значение не только в плане предопределения прогрессирования инвалидизации, но и в плане терапевтического выбора, направленного преимущественно на иммуно-воспалительный или нейродегенеративный компоненты. Цель исследования: Изучить патогенетическое и прогностическое значение атрофических изменений вещества головного и спинного мозга при рассеянном склерозе на основании клинико-нейровизуализационных сопоставлений. Задачи исследования: 1. Оценить степень атрофии серого и белого вещества головного мозга и спинного мозга у пациентов с различными вариантами течения рассеянного склероза: ремиттирующим и вторично-прогрессирующим; 2. Проанализировать динамику развития атрофического процесса серого и белого вещества головного мозга и спинного мозга у пациентов с ремиттирующим рассеянным склерозом; 3. Оценить перфузию головного мозга при различных вариантах течения рассеянного склероза;

6 6 4. Исследовать корреляционные связи между клинической картиной и данными нейровизуализации с целью уточнения патогенетических механизмов и особенностей течения заболевания и нарастания инвалидизации пациентов. Научная новизна На группе пациентов с ремитирующим и вторично-прогрессирующим рассеянным склерозом проведено комплексное клинико-нейровизуализационное сопоставление атрофических изменений серого и белого вещества головного и спинного мозга. Были выявлены морфометрические маркеры атрофии, достоверные корреляционные взаимосвязи между количественными показателями атрофии, степенью нетрудоспособности и когнитивными нарушениями. Впервые проведено динамическое исследование пациентов с ремиттирующим типом течения рассеянного склероза во время обострения и затем трехкратное наблюдение во время ремиссии в течение трех лет, с сопоставлением нейровизуализационных и клинических данных. Впервые показана связь между состоянием когнитивных функций и изменениями характера кровотока головного мозга, измеряемого с помощью КТперфузии, у пациентов с ремиттирующим и вторично-прогрессирующим типми течения рассеянного склероза. Теоретическая значимость Полученные результаты имеют большое значение для понимания процессов нейродегенерации с уточнением особенностей распределения зон наибольшей атрофии вещества головного и спинного мозга. Последовательность вовлечения структур центральной нервной системы в дегенеративный процесс (с поражением подкоркового серого вещества на самых ранних стадиях с последующим вовлечением коры, белого вещества головного мозга и затем спинного мозга) объясняет особенности развития и неуклонного прогрессирования неврологической симптоматики у пациентов с рассеянным склерозом.

7 7 Практическая значимость Взаимосвязь степени инвалидизации и атрофии отдельных структур головного мозга и спинного мозга говорит о необходимости направления лечения в сторону предотвращения дегенеративного процесса. Воксельная МРТ морфометрия с измерением объема отдельных структур головного мозга может быть использована для оценки степени и тонких топических особенностей дегенеративного процесса у пациентов с рассеянным склерозом. В комплексной терапии пациентов с рассеянным склерозом выявленные нарушения церебральной перфузии позволяют предложить препараты, влияющие на мозговой кровоток. Основные положения, выносимые на защиту: 5. Ремиттирующий и вторично-прогрессирующий типы течения рассеянного склероза характеризуются различными паттернами тонких атрофических изменений головного и спинного мозга. 6. Последовательность вовлечения отдельных структур центральной нервной системы в дегенеративный процесс имеет свои особенности: на самых ранних этапах развития заболевания выявляется атрофия подкоркового серого вещества головного мозга, во вторую очередь вовлекается кора, затем белое вещество головного мозга и в последнюю очередь спинной мозг. 7. Степень инвалидизации и прогрессирование неврологической симптоматики у пациентов с рассеянным склерозом связана в первую очередь с дегенеративным процессом. 8. У пациентов с рассеянным склерозом отмечается гипоперфузия во внешне неизмененном белом веществе, что говорит о развитии патологического процесса не только в очагах демиелинизации, но и во внешне неизмененном веществе мозга.

8 Степень достоверности и апробация работы 8 Достоверность полученных результатов определяется количеством наблюдений, постановкой цели и задач, критериями включения пациентов в исследование, использованием в работе современных методов обследования, применением адекватного задачам исследования статистического анализа. Диссертация апробирована и рекомендована к защите на заседании сотрудников отделения анестезиологии и реанимации с палатами реанимации и интенсивной терапии, 1-го, 2-го, 3-го, 5-го, 6-го неврологических, нейрохирургического отделений, научно-координационного и образовательного отдела, отделения нейрореабилитации и физиотерапии, научно-консультативного отделения с лабораторией нейроурологии и уродинамики, лаборатории клинической нейрофизиологии, ДНК-лаборатории, лаборатории эпидемиологии и профилактики заболеваний нервной системы, лаборатории патологической анатомии, научно-консультативного отделения, отделения лучевой диагностики, лаборатории гемореологии, гемостаза и фармакокинетики (с клинической лабораторной диагностикой) Федерального государственного бюджетного научного учреждения «Научный центр неврологии» (Протокол 6 от 18 августа 2016 года). Материалы диссертации были представлены и обсуждены: на конгрессе Российской ассоциации радиологов (Москва, 2014), IX Всероссийский национальный конгресс лучевых диагностов и терапевтов «Радиология 2015» (Москва, 2015), III Национальный съезд нейрорадиологов (С.-Петербург, 2016), European Congress of Radiology (Vienna 2015, 2016), Congress of European Society of Neuroradiology (Istambul, 2015), Congress of Europian Society of Treatment and Research in Multiple Sclerosis (London, 2016).

9 9 Глава 1. Обзор литературы 1.1. Рассеянный склероз. Общие сведения Рассеянный склероз (РС) это прогрессирующее демиелинизирующее заболевание центральной нервной системы (ЦНС), которое представляет одно из наиболее социально значимых заболеваний, так как поражает лиц преимущественно молодого и работоспособного возраста. Клиническая картина данного заболевания чрезвычайно разнообразна, что связано с многоочаговым поражением как белого, так и серого вещества ЦНС [16]. Очаги демиелинизации могут обнаруживаться только при микроскопическом исследовании или сливаться между собой, формируя большие зоны, измеряемые кубическими сантиметрами. При этом механизмы формирования неврологического дефицита, особенно необратимого, остаются предметом многочисленных научных исследований. Очаги демиелинизации возникают на фоне цитотоксического действия аутореактивных Т-клеток, специфичных к компонентам миелина [182]. От момента активации этих клеток проходит сложный каскад реакций, в результате которого нарушается гематоэнцефалический барьер (ГЭБ), отмечается мультифокальное воспаление ЦНС, демиелинизация, гибель олигодендроглиоцитов, реактивный глиоз, а также нейродегенерация [3, 34]. Именно гибель аксонов в настоящее время считается основным фактором развития неврологического дефицита, особенно необратимого, и нарастания нетрудоспособности у пациентов с РС. Показано, что помимо патологии белого вещества (БВ) отмечается поражение серого вещества (СВ). Повреждение СВ при РС вовлекает кору головного мозга (ГМ), подкорковые структуры и спинной мозг. Необходимо отметить, что дегенеративные изменения БВ и СВ отмечаются на самых ранних этапах заболевания, независимо от типа течения, и прогрессируют

10 во времени, однако четкая взаимосвязь и очередность вовлечения отдельных структур ЦНС до сих пор не изучена Методы нейровизуализации при рассеянном склерозе Магнитно-резонансная томография (МРТ) считается стандартом в диагностике РС из-за высокой чувствительности в определении очагов демиелинизации в ГМ и спинном мозге (СМ). В настоящее время возможности современных магнитно-резонансных томографов привели к росту фундаментальных исследований в области демиелинизирующих заболеваний. За последние 20 лет неврологическое сообщество неоднократно обновляло МРТ-критерии постановки диагноза РС, основываясь на постоянно появляющихся новых сведениях о заболевании [121, 138, 139, 141]. Как оказалось, препараты, изменяющие течение РС (ПИТРС), влияют на прогноз развития заболевания с самых начальных этапов, поэтому крайне важна ранняя диагностика РС. Критерии McDonald основаны на диссеминации очагов в пространстве (ДВП) и во времени (ДВВ). Кроме того, необходимо исключение других заболеваний ЦНС, которые имеют сходную радиологическую и клиническую картину с РС [52, 126]. Формально, диагноз РС может быть поставлен на основании клинических проявлений, а МРТ применяется для его подтверждения и исключения другой патологии [188]. В 2010 году Международный комитет по диагностике РС (The International Panel on the Diagnosis of MS) пересмотрел критерии McDonald от 2005 года. Согласно новым данным, в качестве свидетельства ДВП необходимо наличие очагов в двух из четырех типичных локализаций (субкортикальной, перивентрикулярной, инфратенториальной, спинальной); подтверждением ДВВ служит одновременное наличие накапливающих и не накапливающих контрастное вещество очагов вне зависимости от времени исследования, а также появление новых очагов на Т2-ВИ или накапливающих КВ очагов при повторных исследованиях вне зависимости от времени проведения первого исследования. В результате возросла чувствительность критериев ДВП и ДВВ. Таким образом,

11 11 отмечены следующие положительные моменты: данные критерии сосредоточены не на количестве очагов, а на их локализации, что облегчает интерпретацию МРТ данных; устранен временной промежуток между обострением клинических симптомов и МРТ исследованием (который раньше был строго регламентирован), что позволяет раньше начать лечение пациента; одновременное выявление очагов, накапливающих и не накапливающих контрастное вещество (что подтверждает ДВВ), позволяет подтвердить диагноз на основании однократного МРТ исследования на ранних этапах заболевания. Однако, пересмотренные критерии McDonald от 2010 года неоднократно подвергались критике. Некоторые ученые считают, что упрощенные условия определения ДВП и ДВВ уменьшили специфичность постановки диагноза, что привело к росту случаев ложноположительной диагностики РС [167]. К сожалению, это происходит при интерпретации МРТ картины без сопоставления с клиническими и лабораторными данными, а также при недостаточном опыте специалистов. Несмотря на то, что в соответствии с пересмотренными критериями не требуется исследование цереброспинальной жидкости (ЦСЖ), его результаты играют ключевую роль в постановке диагноза, если МРТ критерии не выполняются [66, 176]. В 2015 году состоялся очередной пересмотр критериев McDonald под эгидой MAGNIMS (Magnetic Resonance Imaging in MS), согласно которому критерии ДВВ остались прежними, а критерии ДВП стали более специфичными. Теперь, в качестве свидетельства ДВП необходимо наличие очагов в двух из пяти типичных локализаций (субкортикальной, перивентрикулярной, инфратенториальной, спинальной и в зрительном нерве). Помимо появления дополнительной локализации зрительных нервов, отмечаются и другие особенности [198]. Вопервых, необходимо наличие как минимум трех перивентрикулярных очагов, количество очагов другой локализации не изменилось один или более. Вовторых, термин «юкстакортикальные очаги» расширен на «юкстакортикальные/кортикальные», к которым теперь относятся очаги в

12 12 юкстакортикальных отделах БВ или с захватом СВ и БВ, а также очаги расположенные в коре ГМ [72]. Получается, что стандартные МРТ методики незаменимы в плане подтверждения характера, определения активности патологического процесса и мониторирования течения болезни, но в отношении корреляций между клиническими симптомами и нейровизуализационными параметрами их возможности крайне ограничены (так называемый «клинико-радиологический парадокс»). В настоящее время обсуждаются различные причины подобного феномена, включая особенности клинической оценки, отсутствие гистопатологической специфичности (особенно для аксональной гибели), недостаточное внимание к вовлечению спинного мозга, недооценка повреждения внешне неизмененного вещества мозга (как белого, так и серого), а также маскирующие эффекты кортикальной адаптации [77]. В связи с этим на современном этапе основные задачи МРТ исследований с использованием новых методик (МР-спектроскопия, ДТИ, функциональная МРТ, МРТ-морфометрия, SWI, DIR, MTC) направлены на уточнение патогенеза, патофизиологических механизмов формирования неврологического дефицита, разработку эффективных прогностических критериев и новых маркеров мониторирования течения не только иммуно-воспалительного, но и нейродегенеративного, атрофического компонента [2, 8]. Согласно данным гистологических исследований и МРТ у пациентов с РС на самых ранних стадиях заболевания выявляются необратимые диффузные изменения вещества ГМ. Раннее выявление подобных изменений может быть предиктором развития тяжелой степени инвалидизации и выраженного снижения когнитивных функций, поэтому такие пациенты нуждаются в скором и эффективном лечении. Стандартные импульсные последовательности (ИП), такие как Т2-ВИ и Т1-ВИ с контрастным усилением, чувствительны к очаговому поражению ГМ, но при этом они не дают информацию об изменениях, происходящих внутри очагов демиелинизации, а также во внешне неизмененном

13 13 БВ (ВНБВ) и СВ. Таким образом, с целью выявления этих изменений были разработаны современные количественные МРТ методики. Например, протонная МР спектроскопия обеспечивает дополнительную информацию о биохимических изменениях как в измененном, так и внешне неизмененном веществе ГМ с помощью регистрации изменений пиков метаболитов [158]. У пациентов с клинически изоированным синдромом (КИС) выявляют снижение пика N-ацетиласпартата (NAA) (маркера нейроаксонального повреждения) и повышение пика миоинозитола (mi) (маркер активности глиальных клеток) во ВНБВ [1, 83, 106]. Причем, наибольшее изменение пиков отмечается у тех пациентов, у которых затем КИС переходит в РС [128]. С помощью таких МРТ методик, как изображения с переносом намагниченности и диффузионно-тензорные изображения, можно оценить структурные изменения в очагах демиелинизации и внешне неизмененном БВ и СВ [25, 110]. Возможность данных методов характеризовать патологические изменения в веществе ГМ была подтверждена с помощью гистологических и МРТ сопоставлений. При этом, чувствительность и специфичность современных МРТ методик в дифференциальной диагностике с другими заболеваниями требует дальнейшего изучения. Применение современных количественных МРТ методик показывает, что изменения вещества ГМ прогрессируют во времени независимо от типа течения РС [14, 74]. Атрофия является доказательством повреждения вещества ГМ, и коррелирует с когнитивными нарушениями, усталостью и нарастанием нетрудоспособности [71, 76, 84, 95, 108, 140, 165]. Дегенеративные процессы ЦНС оцениваются с помощью специальных методов морфометрии [187] МРТ-морфометрия при рассеянном склерозе Работы по оценке атрофии головного мозга активно проводятся в последние десятилетия. Первоначально наличие атрофии головного мозга у пациентов отмечалось качественно (описательно) в виде расширения желудочков мозга, субарахноидальных пространств и уменьшения объема вещества мозга [11].

14 14 Следующим этапом явилась полуавтоматическая количественная оценка атрофии ГМ без дифференцировки на СВ и БВ. В настоящее время в исследованиях используются различные МРТ-измерения для оценки как глобальной (головной мозг в целом), так и региональной атрофии. Одним из наиболее часто применяемых методов является оценка фракции паренхимы мозга (brain parenchymal fraction), которая определяется соотношением объема вещества ГМ к сумме объема вещества ГМ и цереброспинальной жидкости [98]. Достоинством этого метода является полностью автоматический подсчет объемов и возможность индивидуальной оценки параметров в каждом конкретном случае, но при этом сложно проводить продолженные исследования. Также широко используется измерение толщины коры головного мозга автоматизированная методика, которая включает этапы сегментации СВ и БВ и регистрации не объема как при морфометрии, а именно толщины коры, но ее недостатком является трудность в получении четких границ СВ из-за неоднородности магнитного поля. Наконец, детальная количественная оценка стала возможной после внедрения воксельной МРТ-морфометрии метода статистического анализа структурных МРТ изображений с использованием компьютеризированной сегментации вещества мозга на СВ и БВ. Данные об этой методике впервые были опубликованы в 2000 году [29]. Воксельная МРТ-морфометрия требует обработки данных, получаемых с помощью проведения МРТ исследования в режиме 3D Т1- ВИ с толщиной среза 1 мм. Этот препроцессинг включает нормализацию, сегментацию и сглаживание [23]. Процесс нормализации заключается в межсубъектном сравнении объема мозга и приведении его к единому стереотаксическому пространству. Путем сегментации производится разделение основных мозговых и внемозговых структур (СВ, БВ и цереброспинальная жидкость). С помощью сглаживания достигается устранение особенностей серого вещества каждого отдельного индивидуума, что необходимо для дальнейшего группового анализа. МРТ-морфометрия используется не только для вычисления объемов серого и белого вещества в целом, но и отдельных зон интереса, применяя так называемые "маски" для каждой определенной области головного

15 15 мозга. При морфометрии большое значение отводится выбору специальных приложений для персонального компьютера, с помощью которых производят обработку полученных МРТ данных. Использование таких программ позволяет точно оценивать структуры головного мозга и избегать ошибок оператора. Существует несколько разновидностей таких программ, например, статистическое параметрическое картирование (statistical parametric mapping - SPM) [4]. Глобальные изменения объема ГМ при РС Атрофия ГМ при РС является результатом комплексного процесса демиелинизации и аксональной и/или нейрональной гибели [147]. В лечении РС особое внимание уделяется предупреждению нейродегенеративного компонента, поэтому за последнее время было проведено несколько исследований, направленных на его оценку при применении ПИТРС [62]. Показано, что общее воздействие терапии на нейродегенеративный компонент тесно связано со степенью нетрудоспособности пациентов [22, 168]. Однако, есть работы, демонстрирующие низкую корреляцию между применением ПИТРС и объемом ГМ. Действительно, при применении противовоспалительных препаратов отмечается снижение степени атрофии ГМ в течение первых 6-12 месяцев, в течение же следующего года процесс стабилизируется [95]. Таким образом, помимо постепенно нарастающей потери вещества мозга, при РС могут отмечаться и краткосрочные колебания объема ГМ. Так, воспаление и отек в результате формирования новых очагов приводят к временному увеличению объема ГМ, и наоборот прием кортикостероидов ведет к кратковременному его уменьшению псевдоатрофии [63, 159, 180, 185]. Считается, что это происходит в результате уменьшения воспаления в ЦНС и связанного с ним отека. Для оценки псевдоатрофии необходимо измерять объем ГМ каждые 3-6 месяцев [36]. Атрофия ГМ начинается на самых ранних стадиях заболевания. Причем у пациентов с РС в целом (без разделения на типы течения) объем мозга

16 16 уменьшается в среднем на 0,5-1,3% в год, что втрое превышает нормальное старение мозга (0,1-0,4%) [35]. Атрофия ГМ выявляется у пациентов с различными типами РС, включая КИС, но у всех имеет не одинаковые темпы прогрессирования. Так, у пациентов с КИС с трансформацией в РРС в течение 3 месяцев до измерений отмечается двукратное увеличение скорости атрофии по сравнению с группой контроля, у пациентов с ВПРС почти шестикратное увеличение. При этом атрофия БВ и СВ имеет разные темпы. Так, объем БВ постепенно уменьшается с относительно постоянным темпом у пациентов всех типов РС, в 3 раза превышающим скорость физиологической атрофии. Что касается СВ, то наименьшая скорость атрофии отмечается у пациентов с КИС, но при этом превышает темп у здоровых добровольцев в среднем в 3,5 раза, у пациентов с ВПРС она доходит до 14- кратного увеличения, а пациенты с РРС занимают промежуточное положение с зарегистрированным нарастанием скорости атрофии по мере прогрессирования заболевания [75]. Показана связь степени атрофии с типом течения, стадией заболевания, генетическими и токсическими факторами [82]. Было выявлено, что у пациентов с различными типами течения РС и КИС снижение объема головного мозга в целом на 5,7% больше по сравнению с контролем, причем у пациентов с вторичнопрогрессирующим типом течения РС (ВПРС) оно было значительно выше, чем с ремиттирующим типом течения РС (РРС) [170]. Считается, что одним из ведущих механизмов в патогенезе РС является митохондриальная дисфункция. Митохондрии являются «энергетической станцией» клетки, так как в них в сопряженных реакциях окисления и фосфорилирования синтезируется большая часть необходимого клетке аденозинтрифостафата (АТФ). Функции нейронов и аксонов в значительной степени зависят от окислительных реакций, происходящих в митохондриях, и количества синтезированного АТФ, так как он регулирует работу Na/K-насоса и тем самым обеспечивает создание и передачу электрических импульсов. Измененный митохондриальный метаболизм ведет не только к снижению

17 17 количества АТФ, но и к накоплению активных форм кислорода, который повреждает клетку. Таким образом, митохондриальная дисфункция считается ключевым фактором в развитии нейродегенеративного процесса и отмечена при таких заболеваниях как болезнь Альцгеймера и Паркинсона. В последних исследованиях показана ее роль как у пациентов с РС, так и на мышиной модели экспериментального аутоимунного энцефалита [70]. На объем ГМ мозга могут влиять и другие факторы: вредные привычки и стиль жизни (курение, употребление алкоголя, количество потребляемой жидкости и индекс массы тела), сопутствующие заболевания (сахарный диабет, сердечно-сосудистая патология) и другие. Вышеописанные причины, а также применение различных МР-томографов и способов постпроцессорной обработки могут оказывать существенное воздействие на получаемые результаты [62]. Поэтому требуется дальнейшее проведение работы для установления правильных алгоритмов оценки атрофии вещества ГМ с помощью метода морфометрии, как показателя прогрессирования заболевания. Доказано, что атрофические процессы ЦНС при РС обусловлены не только потерей миелина, но и нейродегенеративным процессом с потерей аксонов, нейронов, что отражается в уменьшении объема коры и подкорковых структур. В связи с этим, оценивая атрофический процесс при РС с помощью метода воксельной морфометрии, выделяются следующие составляющие: атрофия белого вещества, атрофия коры головного мозга и подкорковых структур. Атрофия белого вещества при РС Изначально при РС ключевое значение отдавалось именно воспалительной демиелинизации БВ, и поэтому считалось, что именно оно подвергается атрофическим изменениям. Повреждение аксонов в рамках поражения БВ ведет к атрофии, которое, вероятнее всего, развивается двумя путями: потеря вещества в самих очагах демиелинизации и дальнейшая валлеровская дегенерация путей, связанных с очагом поражения. Атрофия БВ затрагивает определенные зоны ГМ, включая оба полушария большого мозга, ствол мозга и мозжечок. У пациентов с

18 18 РРС по сравнению с группой контроля выявляется атрофия практически всех отделов БВ: мозолистое тело, поясные извилины с обеих сторон, некоторые отделы лобных долей (включая верхние отделы лучистого венца и верхние продольные пучки), височные и затылочные доли (свод, нижние и верхние продольные пучки, нижние лобно-затылочные тракты) [169]. У пациентов с РРС по сравнению с группой контроля атрофия БВ (в отличие от атрофии СВ) также выражена в стволе мозга и мозжечке и в основном поражает кортико-спинальные тракты, верхние мозжечковые ножки (преимущественно правую), оба полушария мозжечка, дорсальные отделы варолиева моста и ростральные отделы продолговатого мозга [143]. В некоторых исследованиях показано, что атрофия БВ менее заметна по сравнению с атрофией СВ из-за более выраженных воспалительных процессов, которые могут маскировать его атрофию [129, 151]. Атрофия коры головного мозга при РС С появлением высокопольных магнитных томографов стало возможным выявление очагов демиелинизации в коре in vivo. Наиболее чувствительной в выявлении таких очагов является импульсная последовательность DIR (double inversion recovery двойная инверсия-восстановления), в которой селективно подавляется МР-сигнал от белого вещества и ЦСЖ, что улучшает визуализацию очагов [6, 166]. Применяются и другие импульсные последовательности, такие как PSIR и MPRAGE, но они являются менее информативными. Выделяют 4 типа кортикальных очагов: (1) лейкокортикальные, захватывающее БВ и СВ, не доходящие до поверхности коры; (2) мелкие, располагаются в толще СВ и часто расположены вокруг сосудов; (3) субпиальные, иногда захватывающие несколько извилин и (4) обширные очаги в СВ, не доходящие до границы БВ и СВ [59]. Кортикальные очаги выявляются в 36% случаев у пациентов с КИС, что говорит о раннем вовлечении СВ в патологический процесс. Однако показано, что кортикальные очаги демиелинизации отличаются от таковых в БВ по иммунологическим характеристикам [137].

19 19 Согласно проведенным исследованиям in vivo, как с измерением объема СВ, так и с оценкой истончения коры ГМ, именно потеря СВ ускоряется по мере прогрессирования заболевания. Например, в исследовании Е. Fisher и др. у пациентов с переходом КИС в РРС было обнаружено 3-х, 4-х кратное увеличение степени атрофии СВ, а у пациентов с трансформацией РРС в ВПРС 14- тикратное увеличение [75]. Однако до сих пор нет однозначного мнения, является ли атрофия СВ более значимой в развитии прогрессирования РС по сравнению с атрофией БВ. У пациентов с РС (без разделения на группы по типам течения) отмечается диффузная и локальная атрофия коры головного мозга [7, 20, 22]. Средняя толщина коры у пациентов с РС составляет 2,3 мм по сравнению с 2,48 мм у здоровых людей. Выявляется преимущественная атрофия коры лобных (2,37 мм по сравнению с 2,73 мм в группе контроля) и теменных долей (2,65 мм по сравнению с 2,95 мм) даже на ранних стадиях заболевания. У пациентов с большой длительностью заболевания преимущественно атрофируется моторная кора (2,35 мм по сравнению с 2,74 мм в норме) [156]. Атрофия подкоркового серого вещества при РС Согласно последним данным атрофия таламуса развивается раньше, чем атрофия коры ГМ, что было продемонстрировано в исследовании пациентов с РРС и ППРС при динамическом исследовании [61]. Атрофия таламуса отмечается при всех типах течения РС, в наибольшей степени при ВПРС, что вероятно, связано с длительностью заболевания [18]. В работе A. Cifelli et. al. было показано, что у пациентов с ВПРС по сравнению с группой контроля объём таламуса уменьшился на 17%, а поперечный размер третьего желудочка возрос вдвое, причем была выявлена четкая обратно пропорциональная зависимость между их объемами. Вышеописанные МРТ данные подтверждаются гистологическими исследованиями: выявлено сокращение количества нейронов в медиальном заднем таламическом ядре и уменьшение общего объема таламуса в среднем на

20 20 22%. В целом потеря нейронов головного мозга оценивалась в 30-35% [55]. Сходные данные были получены у пациентов с РРС при МР-спектроскопии в ходе оценки концентрации NAA в таламусе, и именно его снижение коррелировало с атрофией таламуса и продолжительностью заболевания. В ходе мета-анализа у пациентов с РРС и КИС зона наибольшей атрофии была в таламусе, а также отмечалось билатеральное вовлечение базальных ядер. Согласно исследованиям с использованием воксельной МРТ-морфометрии и режима Т1-ВИ с применением импульса переноса намагниченности также отмечалась атрофия таламуса [32, 91]. Однако, согласно данным А. Ceccarelli и др. у пациентов с КИС не обнаруживалось зон значительного снижения объема СВ, в частности таламуса, по сравнению с контролем [51]. Расхождение данных может быть связано с тем, что режим Т1-ВИ с применением импульса переноса намагниченности обладает большей чувствительностью по отношению к изменениям СВ, которые предшествуют атрофии. Противоречивые результаты вышеописанных исследований могли быть получены также из-за различных методик, которые применялись для измерения атрофии. У пациентов с ВПРС по сравнению с РРС наблюдалось значительное снижение объема некоторых подкорковых структур (таламус, хвостатые ядра), верхних и нижних холмиков крыши четверохолмия. Атрофия спинного мозга при РС Клиническая картина РС чрезвычайно гетерогенна, а симптоматика, которая возникает в результате повреждения СМ, часто доминирует и на определенном этапе отмечается у 90% больных [150]. В спинном мозге выявляются как локальные, так и диффузные очаги демиелинизации [13]. У пациентов с КИС и доброкачественным типом течения РС (ДТРС) количество очагов меньше, чем при РРС, ВПРС и ППРС, что, вероятно, обусловливает более легкое течение заболевания у пациентов с первыми типами РС. При этом в исследованиях показано отсутствие корреляции между количеством очагов, визуализируемых на

21 21 Т2-ВИ, и атрофией, что говорит об их незначительной роли в развитии атрофии СМ [37, 69]. Атрофические изменения наиболее часто выявляются в шейном отделе СМ, причем в большей степени у пациентов с прогрессирующими типами течения. Существует связь между степенью атрофии СМ и тяжестью клинической симптоматики [152]. Учитывая небольшой размер СМ и строение окружающих тканей измерять его объем довольно сложно. Однако с применением МРТморфометрии это стало возможным. Выраженная атрофия СМ отмечается у пациентов с ВПРС, ППРС и даже при ДТРС [150]. Это подтверждает то, что атрофия развивается при прогрессирующем и длительно текущем заболевании. При данных типах течения отмечается одинаковое уменьшение объема на всем протяжении шейного отдела СМ, при этом на каждом отдельном уровне оно больше выражено в задних и латеральных отделах его поперечника. Это подтверждается также и с помощью других методов, таких как ДТИ и режима Т1- ВИ с применением импульса переноса намагниченности. У пациентов с ДТРС отмечается меньшая степень атрофии в целом по сравнению с пациентами с ВПРС, что говорит о том, что чем меньше выражены дегенеративные процессы, тем доброкачественнее течет РС. Это также подтверждается наличием корреляций между выраженностью атрофии СМ при ППРС и ВПРС и степенью нетрудоспособности по функциональной шкале EDSS. При ППРС наблюдается выраженная атрофия спинного мозга, особенно задних его отделов, по сравнению с пациентами с КИС и РРС и группой контроля, несмотря на небольшую длительность заболевания. Тем не менее, атрофия СМ при ППРС менее выражена, чем при ВПРС. Хотя оба этих типа течения являются прогрессирующими, выявленные отличия подтверждают различные механизмы их развития [80, 116]. Корреляции атрофических изменений и клинических симптомов при РС В настоящее время именно развитие атрофии вещества ГМ и СМ считается ответственным за неуклонное прогрессирование, как очаговой неврологической

22 22 симптоматики, так и когнитивных нарушений [21, 125]. С помощью применения гистологических и нейровизуализационных методик доказана наибольшая корреляция ряда клинических симптомов с изменениями СВ, нежели БВ или ГМ в целом [46, 153]. Корреляции атрофии ГМ с развитием инвалидизации при РС Согласно ряду данных существуют корреляции между баллом по шкале EDSS и общей толщиной коры ГМ, коры левых пре- и постцентральных, правой парагиппокампальной и левой латеральной затылочной извилин, а также с объемом правого хвостатого ядра и правого прилежащего ядра (группа нейронов в вентральной части полосатого тела) [19, 177]. В некоторых работах показано, что у пациентов со стойким прогрессированием нетрудоспособности по шкале EDSS отмечается значительно более высокая скорость атрофических процессов по сравнению с пациентами со стабильной неврологической симптоматикой. Также считается, что объем СВ по сравнению с объемом БВ является более чувствительным предиктором инвалидизации, которая оценивалась по шкале EDSS [78]. Противоположные данные были получены в исследовании А. Cecarelli, в котором у пациентов с РС не была выявлена взаимосвязь между локальным поражением СВ и шкалой EDSS [50]. У пациентов с ДТРС также не отмечено связи между атрофией СВ, продолжительностью заболевания и шкалой EDSS [147]. Корреляции между изменением объема БВ и клинической симптоматикой также не были выявлены. Исследование, которое привнесло новый взгляд на низкую степень корреляции между клинической картиной и МРТ данными, было выполнено в 2009 году [155]. В течение 6 лет у пациентов с различными типами течения РС проводилась оценка клинических проявлений по шкале EDSS и функциональной шкале РС MSFC (Multiple Sclerosis Functional Composite). В итоге было выявлено, что прогрессирование по шкале MSFC коррелировало с объемом ГМ в целом, объемами СВ и БВ, а отсутствие связи со шкалой EDSS подтвердилось. Эти результаты, по мнению авторов, связаны с относительно низким уровнем

23 23 согласованности между способами измерения степени нетрудоспособности по этим двум шкалам (62%). Отсутствие корреляции между атрофией ГМ и шкалой EDSS может быть связано со следующими факторами: нечувствительностью шкалы EDSS в определении прогрессирования заболевания у пациентов с высокой степенью нетрудоспособности, а также ошибками в оценке прогрессирования заболевания у пациентов со стабильными значениями по шкале MSFC и низкими баллами по шкале EDSS [40, 123]. Также, расхождения в результатах могут быть связаны с тем, что и другие факторы приводят к развитию нетрудоспособности, например, изменения СМ [100, 110, 161]. При исследовании пациентов с ВПРС были получены аналогичные результаты, а именно наличие корреляций между атрофией всего головного мозга, серого вещества и спинного мозга со шкалой MSFC. Корреляции атрофии ГМ с когнитивными нарушениями при РС Когнитивные нарушения, включающие снижение памяти, внимания и скорости воспроизведения информации, отмечаются у 70% пациентов с РС, причем они наблюдаются уже на ранних стадиях заболевания (в течение первых трех лет). У пациентов с РРС с когнитивными нарушениями по сравнению с пациентами без таковых выявляется снижение объема ГМ в целом, а также серого вещества коры ГМ [9, 30, 130]. Действительно, кортикальная атрофия является предиктором когнитивных нарушений, потому что даже легкие когнитивные изменения связаны со значительным истончением коры ГМ [47]. Также значительная корреляция была обнаружена и с атрофией таламуса [15]. При различных типах течения РС с наличием когнитивных нарушений отмечены разные паттерны поражения СВ: у пациентов с РРС и когнитивными изменениями выявляется атрофия коры левой верхней височной извилины, левого островка, таламуса и правой средней затылочной извилины; с ВПРС отмечается атрофия коры передней поясной извилины, островка гиппокампа и правой верхней лобной извилины; а при ППРС атрофия коры передней поясной извилины и правой верхней височной извилины.

24 24 Существуют данные о том, что атрофия ГМ в меньшей степени влияет на когнитивные нарушения у пациентов с высоким «когнитивным резервом», который является результатом высокой степени образованности и интеллекта Сосудистый фактор при рассеянном склерозе В последние годы большое внимание уделяется возможному участию сосудистого фактора в патогенезе РС. При этом можно выделить три основных направления изучения сосудистой патологии у пациентов с РС [10, 58, 73]. Вопервых, нейровизуализационные исследования свидетельствуют о церебральной гипоперфузии, включающей и ВНБВ. Во-вторых, при РС обсуждалось хроническое нарушение венозного оттока, которое обозначается термином «хроническая цереброспинальная венозная недостаточность» (chronic cerebrospinal venous insufficiency, CCSVI), однако вопрос влияния венозной системы на РС до сих пор остается дискутабельным. В-третьих, согласно эпидемиологическим данным при РС отмечено повышение риска развития острых нарушений мозгового кровообращения по ишемическому типу. Так, по данным нескольких эпидемиологических исследований у пациентов с РС риск развития сердечно-сосудистых заболеваний на 30% выше, чем в общей сопоставимой по возрасту популяции [43, 103]. Также при оценке причин госпитализаций показано повышение риска развития ишемического инсульта у пациентов с РС [27, 54] Церебральная гипоперфузия при рассеянном склерозе В настоящее время активно изучаются функциональные характеристики головного мозга, в частности, особенности его микроциркуляторного русла в норме и при патологических изменениях. Для измерения церебральной гемодинамики были разработаны и применялись на практике различные методы. Первые исследования в этой области выполнили Stewart и Fick в 1870 году, последний предложил измерять скорость кровотока, основываясь на величине потребления кислорода [173]. Позже характеристики кровотока в сосудистой системе стали определять с помощью кратковременной инъекции контрастного

25 25 вещества в сосудистое русло. Эти методики в дальнейшем стали прототипом современных методов оценки тканевой перфузии с помощью болюсного введения контрастного вещества. Для оценки церебрального кровотока используются следующие методики: Позитронно-эмиссионная томография (ПЭТ), однофотонная эмиссионная компьютерная томография (ОФЭКТ), КТ с контрастированием ксеноном (Хе КТ), перфузионная компьютерная томография (ПКТ), динамическая МРТ с контрастированием гадолинием, бесконтрастная МРТ перфузия с мечением артериальных спинов и допплеровское ультразвуковое исследование. Перфузионная компьютерная томография (ПКТ) является одним из самых воспроизводимых методов и основана на оценке кинетики короткоживущих контрастных веществ, вводимых внутривенно болюсно. ПКТ является одной из немногих методик, в результате которой получают абсолютные числовые показатели [42]. ПКТ функционально оценивает кровоток в веществе головного мозга, тем самым объединяя данные о физиологии и анатомии церебральной сосудистой системы. Оценка кровотока происходит путем измерения рентгеновской плотности вещества ГМ во время прохождения внутривенно введенного контрастного препарата. Протокол проведения ПКТ является стандартным для большинства современных сканеров. Контрастное вещество вводится внутривенно, и его прохождение по капиллярной сети оценивается с помощью динамического КТ-сканирования [124]. Далее строится график, отражающий зависимость плотности от времени (time-density curve, TDC). С помощью этого графика для проекции крупной внутричерепной артерии и вены определяются артериальная и венозная функции, и затем рассчитываются перфузионные параметры в каждом пикселе среза. В клинической практике ПКТ выполняется при первом прохождении контрастного препарата. Во время быстрого введения йодсодержащего контрастного агента (обычно объемом мл со скоростью 4-8 мл/сек) начинается динамическое сканирование исследуемых областей. Затем для каждого из параметров церебральной перфузии строятся карты.

26 26 Достоинствами ПКТ являются возможность количественной оценки перфузионных показателей с созданием параметрических карт, отсутствие потребности в специальном аппаратном обеспечении и радиофармпрепаратах, а также широкая распространенность компьютерных томографов. Одним из предполагаемых факторов развития ишемических очагов в головном мозге у пациентов с РС является глобальное снижение церебральной перфузии, которая была описана как в белом, так и в СВ с использованием различных методов. По данным ОФЭКТ у пациентов с РС старше 45 лет с отягощенным сосудистым анамнезом (наличие атеросклероза сосудов сердца с ИБС, артериальной гипертензии) выявлены очаговые нарушения микроциркуляции, сопоставимые с изменениями у больных с цереброваскулярными заболеваниями, с динамикой этих показателей на фоне курса лечения сосудисто-метаболическим препаратом. На основании полученных данных сделан вывод о том, что в проведении комплексного лечения больных РС в возрасте старше 45 лет, особенно при наличии в анамнезе сосудистого компонента, целесообразно более активное включение в комплексное лечение сосудисто-метаболических препаратов [17]. Согласно исследованиям с использованием МРТ перфузии у пациентов с РРС и ППРС во ВНБВ выявлено выраженное снижение скорости церебрального кровотока (CBF) по сравнению с группой нормы, более чем двукратное увеличение среднего времени прохождения контрастного вещества (MTT), а также снижение объема мозгового кровотока (CBV) и скорости церебрального кровотока (CBF) по сравнению с группой нормы [24]. Полученные данные свидетельствуют о снижение перфузии белого вещества независимо от типа РС. Подобные результаты (в частности, снижение CBF) получены и при применении бесконтрастной МРТ перфузии [58]. Помимо гипоперфузии во внешне неизмененном белом веществе, отмечается ее снижение в коре и в подкорковых структурах, что может быть связано с теми же причинами, что и снижение показателей перфузии в белом веществе, или быть результатом функционального разобщения коры и подкорковых структур в связи

27 27 с патологией белого вещества семиовальных центров [44, 119, 174, 175]. Была выявлена взаимосвязь между изменениями перфузии в глубоких отделах серого вещества и во ВНБВ и нейропсихологической дисфункцией у пациентов как с РРС, так и с ППРС [94]. При исследовании очагов, накапливающих контрастное вещество, было выделено два основных паттерна изменения перфузии. Диффузно накапливающие контрастное вещество очаги характеризуются увеличением CBF и CBV, в то время как в очагах, накапливающих контрастное вещество по типу кольца, аналогичные изменения отмечаются лишь в области кольца, тогда как в центре очага наблюдается снижение CBF, что может свидетельствовать об ишемии центральной зоны [89, 183]. Большинство же «хронических», не накапливающих контрастное вещество очагов, характеризуются еще более выраженным снижением перфузии по сравнению с ВНБВ [109]. С помощью перфузионных методик также оценивают проницаемость гематоэнцефалического барьера. Этиология РС до сих пор изучена не до конца, но считается, что проницаемость ГЭБ является одним из ключевых моментов патогенеза, и последние разработки в терапии направлены именно на этот компонент развития заболевания. Согласно гистологическим исследованиям изменение проницаемости ГЭБ отмечается не только в «острых» очагах демиелинизации, накапливающих КВ, но и в неактивных очагах и ВНБВ [57]. МРТ-данные также показывают, что изменения проницаемости ГЭБ предшествуют демиелинизации и лимфоцитарной инфильтрации [85]. С другой стороны, лимфоциты вырабатывают цитокины, которые в свою очередь изменяют проницаемость ГЭБ. Проводились исследования с целью определить взаимосвязь между изменениями ГЭБ во ВНБВ и в очагах, накапливающих контрастное вещество (КВ), но результаты оказались неубедительными [118]. В своей работе S. Cramer показал, что у пациентов с РРС отмечается повышение BBP как в ВНБВ, так и в таламусе по сравнению со здоровыми людьми [56]. При этом не было выявлено значительных различий в проницаемости ГЭБ в коре ГМ [118].

28 МРТ методика SWI при РС SWI (Susceptibility Weighted Imaging), или изображения, взвешенные по магнитной восприимчивости это относительно новая методика МРТ, впервые описанная Haacke и коллегами в 2004 году [87]. Изображения, взвешенные по магнитной восприимчивости это импульсная последовательность градиентное эхо высокого разрешения, в которой используется информация о магнитуде и фазе отдельно и в комбинации друг с другом для получения различной контрастности изображений. С появлением параллельного сканирования и МРТ с высокой индукцией магнитного поля 3Т стало возможным исследование всего ГМ в режиме SWI всего за 4 минуты. В качестве контрастного агента используется магнитная восприимчивость таких веществ, как дезоксигемоглобин, железо и кальций. Таким образом, МРТ в режиме SWI позволяет визуализировать следы мелких кровоизлияний спустя длительное время, отложения железосодержащих веществ в отдельных структурах головного мозга, а также позволяет хорошо контрастировать венозную кровь. Вышеописанные характеристики режима SWI позволяют применять его в диагностике таких неврологических заболеваний как травма ГМ, коагулопатии и геморрагические изменения, сосудистые мальформации, ишемические инсульты, опухоли и многих других. Метод SWI в последние годы широко применяется в диагностике РС, а также с целью углубления знаний о патогенезе патологического процесса. Дифференциальная диагностика очагов демиелинизации с очагами другого происхождения основана на выявлении отложений железа в их структуре, а также перивенулярного паттерна расположения. Дополнительную диагностическую ценность имеет сочетание SWI со стандартными последовательностями, например, с T2-FLAIR, которая получила название FLAIR* [102]. Считается, что более 40% очагов демиелинизации располагаются перивенулярно, однако в последнем исследовании на 3.0 Тесловом МРТ с внутривенным введением КВ в 95% случаев был продемонстрирован веноцентрический паттерн расположения очагов [99].

29 29 В последнее время особое внимание уделяется исследованиям, направленным на оценку венозной системы ГМ при РС, что связано с теорией о роли нарушений венозного кровотока в его патогенезе. С помощью изображений, взвешенных по магнитной восприимчивости, у пациентов с РС было показано выраженное снижение контрастности между перивентрикулярными венозными сосудами и веществом головного мозга по сравнению со здоровыми испытуемыми [81]. Аналогичные, но менее выраженные изменения наблюдаются в коре и субкортикальных отделах белого вещества. Уменьшение визуализации венозных сосудов перивентрикулярной локализации может быть объяснено снижением уровня экстракции кислорода и, соответственно, снижением уровня дезоксигемоглобина в крови, отражая глобальное гипометаболическое состояние при РС [132]. У пациентов с РС выявляется значительное уменьшение визуализации венозных сосудов в перивентрикулярном белом веществе, в месте типичной локализации очагов демиелинизации. Кроме того, отмечена корреляция между объемом венозного русла (venous blood voxels) и объемом очагов демиелинизации, а именно количество визуализированных вен при SWI венографии существеннее снижено у пациентов с РС с большим количеством очагов на Т2ВИ. Полученные данные позволили авторам рассматривать SWI как неинвазивный и относительно простой метод оценки сатурации венозной крови кислородом применительно к мониторированию тяжести, прогрессирования заболевания и эффективности проводимой терапии [67, 86, 184]. Учитывая противоречивость описанных данных, концепция CCSVI вызвала дискуссию среди специалистов, занимающихся проблемой РС. Существующие к настоящему моменту данные не дают окончательного ответа, является ли CCSVI самостоятельным значимым патологическим аспектом при РС или свидетельствует о значительной вариабельности анатомических особенностей при данном заболевании [33].

30 30 Заключение Таким образом, современные методики МРТ, в том числе и воксельная МРТморфометрия, значительно расширяют наши представления о патогенезе РС. Многочисленные исследования показывают, что помимо атрофии БВ атрофия СВ при РС отмечается на ранних этапах развития и прогрессирует быстрее, чем у здоровых людей, а также является хорошим МРТ предиктором развития нетрудоспособности. Исследования, в которых показана атрофия разных зон ГМ при различных типах течения РС, привносят новый вклад в понимание патофизиологических механизмов дегенеративного процесса. Однако, последовательность развития атрофических процессов до конца не установлена. Дополнительная детализация закономерностей атрофии при РС с помощью МРТморфометрии играет одну из важных ролей в исследованиях при РС как в фундаментальном значении уточнение патофизиологических механизмов, так и в практическом плане разработка прогностических критериев течения болезни, мониторирование прогрессирования и оценка эффективности проводимой терапии в плане предупреждения/замедления нейродегенеративного процесса. Сосудистая патология при РС, вероятнее всего, является одним из аспектов в сложном каскаде патогенетических событий при данном заболевании. Отмеченная корреляция распространенной церебральной гипоперфузии с когнитивными нарушениями при РС делает актуальным вопрос о целесообразности нового терапевтического направления: влиянии на перфузию головного мозга с целью улучшения функций при РС. Несмотря на дискутабельность выше приведенных данных, безусловно, сосудистый, гемодинамический подход открывает новые перспективы как исследований, так и разработки стратегий лечения при РС.

31 31 Глава II. Материалы, методология и методы исследования Общая характеристика обследуемых пациентов Работа проводилась в ФГБНУ «Научный центр неврологии» на базе 6 неврологического отделения и отделения лучевой диагностики. В исследовании принимали участие 65 пациентов с РС (из них 45 женщин) в возрасте от 18 до 63 лет (медиана 35 [28;50] лет здесь и далее: медиана [1 й ; 3 й квартили]). А также группа из 20 здоровых добровольцев (из них 14 женщин), сопоставимая по полу и возрасту (36 [30,6;48,3] лет). Все обследуемые были правши (Edinburgh Handedness Inventory). Были обследованы 25 пациентов с ремиттирующим течением РС (из них 18 женщин) в возрасте от 19 до 50 лет (31 [26; 42] год) в динамике: во время обострения; через три месяца при переходе в ремиссию и через год после первого обследования [12]. Из этой группы 13 пациентам также выполнялось повторное обследование через 3 года от момента первого исследования. Кроме того, 20 пациентов с ремиттирующим течением РС (из них 13 женщин) в возрасте от 26 до 59 лет (37 [28; 53,5] лет) и 20 пациентов с вторичнопрогрессирующим течением РС (из них 14 женщин) в возрасте от 22 до 63 лет (39 [31,3;55,3] лет) были обследованы однократно во время обострения. Давность начала обострения на момент первого обследования составляла до 30 дней у всех пациентов. Все пациенты были обследованы до начала кортикостероидной терапии и до появления субъективного уменьшения выраженности симптомов, возникших во время настоящего обострения Методы исследования. Неврологический осмотр:

32 32 1. Расширенная шкала оценки инвалидизации EDSS (Expanded Disability Status Scale) применялась для объективизации степени выраженности имеющегося неврологического дефицита и выполнялась всем пациентам с РС (включает, в том числе, FS-зрительные нарушения, FS-стволовые нарушения, FSпирамидные нарушения, FS-мозжечковые нарушения, FS-чувствительные нарушения, FS-тазовые нарушения). 2. Функциональная шкала MSFC (Multiple Sclerosis Functional Composite) с оценкой когнитивного теста PASAT (Paced Auditory Serial Addition Test) выполнялась пациентам с ремиттирующим течением РС и с вторичнопрогрессирующим течением РС, обследованным однократно. Инструментальные методы исследования: Всем обследуемым проводилась МРТ головного мозга, шейного отдела позвоночника и спинного мозга: пациентам с ремиттирующим течением РС, обследуемым в динамике, на магнитно-резонансном томографе Magnetom Avanto (Siemens, Германия) с величиной магнитной индукции 1,5 Тесла. пациентам с ремиттирующим и вторично-прогрессирующим течением РС, обследованным однократно, а также группе контроля на магнитно-резонансном томографе Magnetom Verio (Siemens, Германия) с величиной магнитной индукции 3.0 Тесла. Данные, получаемые на МРТ с величиной магнитной индукции 1,5 Тесла и 3.0 Тесла были сопоставимы, все режимы были идентичны друг другу по плоскости их постановки и подобны по параметрам сканирования с учетом разной величины магнитной индукции. Критерии исключения пациентов для исследования МРТ помимо общих противопоказаний включали следующие: 1. Терапия препаратами группы кортикостероидов менее чем за три месяца до настоящего обострения;

33 33 2. Наличие сопутствующей патологии вещества головного мозга, которая может повлиять на результаты обследований (объемные образования, артериовенозные мальформации и прочее). МРТ головного мозга включала в себя: стандартные режимы Т2 dark-fluid (FLAIR) и Т2-взвешенные изображения (Т2-ВИ) для оценки очагового поражения вещества мозга и исключения другой патологии, исследование в режиме 3D-Т1 градиентное эхо (3D Т1-MPR) с возможностью последующей реконструкции изображений в любых проекциях для получения подробных анатомических данных, а также для выполнения воксельной МРТ-морфометрии. 1. Стандартный режим Т2 dark-fluid (межд. FLAIR) выполнялся в аксиальной плоскости. Срезы были параллельны линии, проводимой между нижним краем гипофиза и дном четвертого желудочка. Параметры сканирования: TR 9000 мс; TE 92 мс; толщина среза 5.0 мм; межсрезовый интервал 1.5 мм; количество срезов 22; поле обзора 230 мм, матрица 256х256 пикселей, продолжительность: 4 м 32 с. Т2 dark-fluid использовался для подсчета общего объема очагового поражения ГМ. Однако, учитывая, что данный режим обладает высокой чувствительностью в выявлении юкстакортикальных и перивентрикулярных очагов, но низкой в выявлении инфратенториальных очагов, он дополнялся режимом Т2-ВИ для наилучшей визуализации и сопоставления очагов в структурах задней черепной ямки. ИП Т2-ВИ также выполнялась в аксиальной плоскости, идентично плоскости сканирования режима Т2 dark-fluid. Оценка изображений проводилась при помощи программы для работы с медицинскими изображениями efilm Workstation. Далее с помощью компьютерной программы xviewsys на каждом срезе ГМ проводилось полуавтоматическое измерение общего объема очагового поражения в кубических сантиметрах (рисунок 1).

34 34 Рисунок 1. Оценка объема очагового поражения ГМ в программе xviewsys: срез ГМ в ИП Т2 dark-fluid (1), очаги выделены красным цветом полуавтоматическим методом в программе xviewsys (2). 2. Исследование в режиме 3D-Т1 градиентное эхо (3D Т1-MPR) выполнялось для получения подробных анатомических данных, а также с целью последующего проведения морфометрического анализа с получением набора из 176 сагиттальных срезов, покрывающих весь объем вещества ГМ, с возможностью последующей реконструкции изображений в любых проекциях, объемной реконструкции вещества головного мозга. Параметры сканирования составили: TR=1940 мс, TE=308 мс, межсрезовый интервал 0,5 мм, поле обзора 250 мм, матрица 256х256 пикселей, толщина среза 1,0 мм, время исследования: 4 мин 23 сек. В ходе постобработки режима Т1-MPR были получены количественные результаты с возможностью последующего статистического анализа данных. Постобработка проводилась при помощи программы SPM8 (Statistical parametric mapping, Welcome Trust Centre of Neuroimaging, London, UK) на базе MatLab 7.4 (MAtlab) и состояла из нескольких этапов (рисунок 2):

35 35 Рисунок 2. Этапы воксельной морфометрии. 1 анатомические сканы с коррекцией движений головы (T1 MPR); 2 сегментированные изображения головного мозга на серое вещество (А), белое вещество (В) и ликворосодержащие пространства (С); 3 нормализованные изображения белого и серого вещества; 4 сглаженные изображения белого и серого вещества. 1) Коррекция движения головы испытуемого Движение головы неизбежно, несмотря на использование различных приспособлений для фиксации головы (маски, зажимы на головной катушке и прочее). Общепринято, что оптимальным является смещение головы не более 1 мм [186]; при этом смещение перпендикулярно плоскости сканирования (направление голова-ноги) существенно хуже для корректной статистической обработки результатов, чем смещение в плоскости сканирования. На данном этапе используется алгоритм ригидной трансформации (rigid-body transformation) пространственная трансформация, при которой изменяются только позиция и ориентация объекта, а его размеры или форма остаются неизменными [29]. Выбирают референтны (первый) функциональный объем изображений, а все последующие функциональные объемы математически совмещают с ним. 2) Сегментация

36 36 В SPM8 используется система пространственных координат Монреальского неврологического института (MNI) на основе суммарного обсчета данных анатомических изображений головного мозга 152 канадцев. Всем анатомическим областям мозга даны координаты относительно референтной линии, соединяющей переднюю и заднюю комиссуры. Любой головной мозг может быть приведен к единому стереотаксическому пространству, и интересующие зоны интереса могут быть описаны при помощи трехмерной системы координат (x, y, z). В процессе сегментации нормализованные изображения разделяются на серое и белое вещество, цереброспинальную жидкость и три вида тканей не относящихся к ГМ. Это достигается с помощью использования Байесовой сети, которая представляет собой графическую вероятностную модель, состоящую из различных переменных и их вероятностных зависимостей [135]. Байесова сеть кодирует пространственное распределение различных видов тканей в норме и значения интенсивности их МР-сигнала (цветовые характеристики). Для того чтобы избежать смешивания интенсивности от белого и серого вещества, разрешение нормализованных изображений должно быть высоким (в нашем исследовании 1-миллиметровый воксель). Также выполняется бинаризация, то есть операция порогового разделения изображений, которая в результате дает бинарное изображение. Целью бинаризации является уменьшение количества информации, содержащейся в изображении. В процессе исходное полутоновое изображение, имеющее некое количество уровней яркости, преобразуется в однотонное изображение, пиксели которого имеют только два значения (0 и 1). Таким образом, в процессе бинаризации каждый воксель изображения относят к той или иной группе. 3) Пространственная нормализация Данный этап включает приведение МРТ изображений индивидуума к стандартному шаблону. Идеальный шаблон состоит из большого количества усредненных МР изображений, которые приведены к одному стереотаксическому пространству. Пространственная нормализация состоит из оценки 12 параметров

37 37 трансформации, необходимых для точного определения характеристик МР изображений и приведении их к шаблону, а также происходит максимальное нивелирование различий между шаблоном и МР изображениями. Необходимо отметить, что в процессе нормализации не достигается полное соответствие между извилинами ГМ и шаблоном, а лишь корректируются глобальные различия формы ГМ. В противном случае, если бы нормализация была идеально точной, то все получаемые изображения были бы одинаковыми и невозможно было бы выявить различия между объемами белого и серого вещества между группами или индивидуумами. Размер воксела при нормализации составил 1 х 1 х 1 мм. 4) Сглаживание Во время сглаживания происходит усреднение интенсивности МР-сигнала части рядом расположенных вокселей с получением более мягких контуров ГМ. Целью сглаживания является дополнительное нивелирование анатомической вариабельности ГМ, которая не компенсируется в процессе нормализации, а также улучшение соотношения сигнал/шум в каждом вокселе (максимальное уменьшение шума приводит к увеличению статической значимости результатов). Сглаживание изображений белого и серого вещества происходит с помощью изотропного Гауссова ядра [146]. Hopfinger и соавторы показали, что наилучшее значение кернеля, то есть полная ширина на полувысоте (FWHM), в коре равна 6 мм, а в субкортикальных отделах 10 мм, но так как сложно сравнивать результаты с разными значениями, то используют одно значение. Используемый в настоящем исследовании размер ядра сглаживания 10 х 10 х 10 мм. Недостатком сглаживания является потеря пространственного разрешения, особенно при использовании кернеля с большими значениями [92]. 5) После всех вышеописанных этапов препроцессинга проводилась статистическая обработка с получением статистических параметрических карт в цифровом формате с указанием уровня статистической значимости, отражающих результат повоксельного сравнения ГМ в целом, отдельных его областей, включая разделение на СВ, БВ и ликворосодержащие пространства и их координат в стереотаксическом пространстве MNI (, мм).

38 38 Данный анализ проводился для каждого испытуемого отдельно при динамическом исследовании (порог статистической значимости p < 0,001 uncorrected). В дальнейшем для определения объема статистически различающихся зон, просмотра и представления полученных данных использовался пакет xjview 8.4 (Human Neuroimaging Lab, Baylor College of Medicine), также на базе SPM8. В ходе группового анализа были выявлены статистически значимые различия в определенных областях ГМ у пациентов с РС и группой нормы. К ним были добавлены те зоны ГМ, которые по данным мета-анализа подвергаются атрофии у пациентов с КИС и различными типами течения РС [107]. Таким образом, мы измеряли объемы 30 различных структур СВ ГМ, включая объем СВ в целом, отдельных извилин лобных, теменных, височных и затылочных долей, а также подкоркового СВ. Кроме того, оценивался объем БВ ГМ в целом, БВ полушарий большого мозга и мозолистого тела по-отдельности, а также объем ликворосодержащей системы с разделением на боковые, третий и четвертый желудочки мозга и субарахноидальное пространство. МРТ шейного отдела позвоночника и спинного мозга включала в себя стандартный режим Т2-взвешенных изображений (Т2-ВИ) в сагиттальной и аксиальной плоскостях для уточнения наличия очагового поражения вещества спинного мозга и исключения другой патологии, а также разработанный в рамках настоящего исследования в ФГБНУ НЦН режим STIR* (патент от ) для более точной локализации и оценки очагового поражения спинного мозга. 1. Стандартный режим Т2-ВИ выполнялся в сагиттальной и аксиальной плоскостях. Сагиттальные изображения были получены при помощи протокола сканирования со следующими параметрами: TR = 3500 мсек, ТЕ = 84 мсек, толщина среза 3 мм, межсрезовый интервал 0,3 мм, поле обзора 300, матрица 384х384, количество срезов 13, время исследования 1 мин 29 сек. Параметры протокола для получения аксиальных изображений были следующими: TR = 675

39 39 мсек, ТЕ = 24 мсек, толщина среза 3 мм, межсрезовый интервал 0,3 мм, поле обзора 180х180, матрица 256х217, количество срезов 3 в одном слабе, время исследования 2 мин 45 сек. 2. Режим STIR*, разработанный в ФГБНУ НЦН, выполнялся дополнительно в сагиттальной проекции, были получены данные о том, что он обеспечивает достоверно более высокую контрастность очагов в спинном мозге при рассеянном склерозе. Параметры сканирования: TR = 3100 мсек, TE = 12 мсек, TI 400 мсек, толщина среза 3 мм, межсрезовый интервал 0,3 мм, поле обзора 281 мм, матрица 384 х 288, количество срезов 13, время исследования 3 мин 30 сек. 3. Режим 3D-Т1 градиентное эхо (3D Т1-MPR), получаемый при сканировании головного мозга, использовался для оценки площади спинного мозга (см. выше). На срединном сагиттальном срезе по центру спинного мозга от уровня верхушки зубовидного отростка до уровня С2-С3 межпозвонкового диска проводилась прямая, к которой затем выставлялся перпендикуляр, в плоскости которого выполнялась аксиальная реконструкция. Далее с помощью компьютерной программы xviewsys проводилось полуавтоматическое измерение площади спинного мозга в квадратных сантиметрах (рисунок 3). Выбор шейного уровня для измерения площади спинного мозга был основан на данных зарубежных исследований атрофии спинного мозга при РС, согласно которым наибольшая атрофия спинного мозга отмечается на уровне С2-С5 позвонков [114, 172]. Выбор центра С2-С3 межпозвонкового диска был связан с анатомическими преимуществами данного сегмента. Во-первых, ликворное пространство на данном уровне достаточно широкое и спинной мозг не прилежит к твердой мозговой оболочке, что обеспечит максимальный контраст между спинным мозгом и цереброспинальной жидкостью. Во-вторых, в данном сегменте отмечается небольшая вариабельность площади спинного мозга. Наконец, на данном уровне наименее вероятно образование протрузий и экструзий дисков, что может повлиять на результаты измерений, а также минимальны двигательные артефакты от пульсации сосудов, дыхательных и глотательных движений.

40 40 Рисунок 3. Процесс подсчета площади спинного мозга: уровень С2-С3 межпозвонкового диска (1), построение реконструкции в аксиальной плоскости (2), измерение площади спинного мозга с помощью компьютерной программы xviewsys (см 2 ) (3). Пациентам с ремиттирующим и вторично-прогрессирующим течением РС, обследованным однократно, помимо вышеописанных режимов проводилось исследование в режиме SWI для оценки венозного русла, а также сканирование до и после внутривенного введения КВ для выявления «активных» очагов демиелинизации. 4. Изображения SWI, взвешенные по магнитной восприимчивости, выполнялись в аксиальной плоскости, идентично плоскости сканирования режимам Т2-ВИ и Т2 dark-fluid и имели следующие параметры: TR 28 мс; TE 20 мс; толщина среза 1.2 мм; межсрезовый интервал 0.24 мм; срезов 72; поле обзора 230 мм, матрица 448х448 пикселей, продолжительность: 6 мин 38 с. Для последующего обсчета общего объема венозного русла использовались суммарные данные режима SWI (рисунок 4).

41 41 Рисунок 4. Суммарные данные SWI (1), артерии и венулы на фрагменте изображения (2). Режим 3D Т1-MPR с последующей обработкой в пакете SPM, описанной ранее, использовался для получения анатомических данных и сегментации белого вещества головного мозга и затем сопоставлялся с режимом SWI, на основании которого выполнялась сегментация венозных сосудов головного мозга в специальном модуле к рабочей станции MultiVox (рисунки 5, 6). Данная программа по количественной оценке объема вен основана на выделении (сегментации) и последующем подсчете количества вокселей венозных сосудов в заданном объеме головного мозга. Была выбрана зона толщиной 3,36 см (28 срезов толщиной 1,2 мм) на уровне боковых желудочков ГМ и семиовальных центров. Данная программа также применяется для просмотра и трехмерной визуализации сегментированных областей [189]. Рисунок 5. Сегментированное белое вещество головного мозга.

42 42 Рисунок 6. Результат сегментации венул. 5. Режим Т1-ВИ до и после внутривенного введения КВ с 5-минутной задержкой сканирования выполнялся в аксиальной плоскости. Параметры сканирования составили: TR 550 мс; TE 8,7 мс; толщина среза 5.0 мм; межсрезовый интервал 1.5 мм; срезов 20; поле обзора 230 мм, матрица 253х253 пикселей, продолжительность: 2 мин 25 с. Перфузионная компьютерная томография головного мозга Пациентам с ремиттирующим и вторично-прогрессирующим течением РС, обследованным однократно, также выполнялась перфузионная компьютерная томография для оценки кровотока головного мозга на на 128-детекторном 64- срезовом мультиспиральном компьютерном томографе Somatom Definition AS (Siemens, Германия) с автоматическим инжектором контрастного вещества Ohio tandem (компания Ulrich Medical, Германия). Критерии исключения пациентов для исследования КТ-перфузия были общими и включали следующие: 1. аллергия на йод и йодсодержащие вещества; 2. сахарный диабет; 3. бронхиальная астма; 4. почечная и печеночная недостаточность; 5. заболевание сердца; 6. заболевание щитовидной железы. В исследовании применялся протокол Neuro VPCT (Volume Perfusion Computed tomography) 4D adaptive при первом прохождении КВ, заключающийся

43 43 в динамическом сканировании (вращение рентгеновской трубки c постоянным двунаправленным перемещением стола томографа) исследуемых областей со скоростью 1 оборот спирали за 1,5 секунды через 5 с после начала внутривенного введения КВ (объем 40 мл, скорость введения 5 мл/с), с последующим введением физиологического раствора NaCl (объем 20 мл, скорость введения 20 мл/с). Параметры сканирования были следующие: 80кВ, 180 мас, толщина поля сканирования 84 мм. Результатом сканирования являлись 83 КТ-изображения в аксиальной плоскости, которые отражали прохождение КВ по микроциркуляторному руслу в течение 47,9 с. Все пациенты были без сердечнососудистых заболеваний, которые могут влиять на фракцию сердечного выброса. Сканирование проводилось на уровне базальных ганглиев, тел боковых желудочков и семиовальных центров. Оценка полученных данных проводилась в приложение VPCT (Syngo Volume Perfusion CT Neuro, Siemens, Германия). Выполнялись следующие этапы: А) Коррекция движений головы; Б) Соотношение сигнал/шум корректировалось автоматически с помощью специальных пространственных фильтров; В) Сегментация выполнялась на изображениях, получаемых в первые секунды исследования до введения контрастного вещества, и затем коррегистрировалась с последующими изображениями. Кости были удалены автоматически методом дополнительной сегментации, которая основана на выделении паренхимы головного мозга и ликвора в соответствии с единицами Хаунсфилда (HU), верхняя граница которых составляла 100 ед. HU; Г) Следующий этап включал автоматическое определение сосудов головного мозга (артерии и вены) на изображениях в проекции максимальной временной интенсивности (tmip). Все воксели, чья плотность была выше ранее определенного максимума контрастирования сосудов, автоматически не учитывались в подсчётах. Для оценки параметров церебральной перфузии с помощью деконволюционного метода формировались графики «времяплотность», на основании которых строились карты перфузионных параметров.

44 44 В исследовании оценивались следующие характеристики церебрального кровотока: Церебральный объем крови (cerebral blood volume, CBV) - общий объем крови в выбранном участке мозговой ткани. Это понятие включает объем крови как в капиллярах, так и в более крупных сосудах - артериях, артериолах, венулах и венах. CBV измеряется в миллилитрах крови на 100 г мозгового вещества (мл/100 г); Церебральный кровоток (cerebral blood flow, CBF) - скорость прохождения определенного объема крови через заданный объем ткани мозга за единицу времени. CBF измеряется в миллилитрах крови на 100 г мозгового вещества в минуту (мл/100г/мин); Среднее время прохождения крови (mean transit time, MTT) - среднее время, за которое кровь проходит по сосудистому руслу выбранного участка мозговой ткани, измеряется в секундах (сек). Вышеописанные параметры связаны соотношением CBV = CBF х MTT Время пика (Time To Peak, TTP) - это время, необходимое для достижения пика концентрации контрастного вещества в выбранном объеме ГМ (сек). Оно обратно пропорционально церебральному кровотоку, то есть при понижении CBF требуется больше времени для достижения пика концентрации. Время дренирования (Time to drain, TTD) промежуток времени, необходимый для выведения контрастного вещества из сосудистого русла (сек). Проницаемость гематоэнцефалического барьера (Blood-brain Barrier permeability, BBP) это величина, которая отражает способность молекул контрастного вещества передвигаться внутри или вне сосуда через ГЭБ (ммоль/с). Области интереса на перфузионных картах выбирались вручную и сопоставлялись с данными МРТ исследования с внутривенным введением контрастного вещества и включали следующие зоны: очаги, накапливающие контрастное вещество ( острые очаги ); неактивные очаги, которые в свою очередь делились на 2 категории: повышенной интенсивности МР-сигнала в Т2- ВИ, изоинтенсивные в Т1-ВИ и повышенной интенсивности МР-сигнала в Т2-ВИ,

45 45 и пониженной в Т1-ВИ; ВНБВ, которое измерялось на расстоянии минимум 10 мм от неактивных очагов и 30 мм от очагов, накапливающих КВ, а также таламус (рисунки 7, 8). Рисунок 7. КТ исследование и перфузионные карты параметров CBF, CBV, TTP, TTD, MTT, PMB (в-и, соответственно) в сопоставлении с МРТ-данными: Т2darkfluid (а) и Т1-ВИ после введения контрастного вещества (б) в выделенных областях интереса: белый круг «активный» очаг, накапливающий КВ, красный круг неактивный очаг демиелинизации, лиловый круг внешне неизмененное белое вещество.

46 46 Рисунок 8. КТ исследование и перфузионные карты параметров CBF, CBV, TTP, TTD, MTT, PMB (б-з) в сопоставлении с Т2-ВИ (а) в таламусе с обеих сторон красные круги Статистическая обработка результатов Помимо статистического анализа данных МРТ, проводимого с помощью вышеописанных приложений на базе MATLAB, статистическая обработка полученных результатов проводилась с применением программ Microsoft Excel, а также пакетов компьютерной прикладной программы SPSS При этом применялись следующие непараметрические методы: ранговый анализ связи (корреляции) двух признаков (метод Спирмена); сопоставление двух независимых групп по количественному признаку (с использованием U-критерия Манн-Уитни (Mann-Whitney U-Test); сопоставление двух зависимых групп по количественному признаку (с использованием критерия Уилкоксона (Wilcoxon matched pairs test); описательная статистика. Данные представлены в виде медианы, 25% и 75% квартилей (Ме [1 й квартиль; 3 й квартиль]). Статистически значимыми считались результаты при р < 0.05.

47 47 ГЛАВА III. Результаты исследования 3.1. Клиническая характеристика обследованных пациентов Демографические и клинические данные всех пациентов с РРС, ВПРС и группы контроля (ГК) суммированы в таблице 1. У пациентов с РРС общий балл по шкале EDSS составлял 4 [3,5; 4,5]. Длительность болезни составляла 7 [2,8; 22,5] лет, до включения в исследование (до настоящего обострения) у пациентов было зафиксировано 5 [2; 9,5] обострений, в том числе, за последние два года 1 [0; 2] обострение. Медиана по FS-зрительные нарушения 0 [0; 0] баллов. Медиана по FS-стволовые нарушения 2 [1;2] балла. Медиана по FS-пирамидная симптоматика 3 [2; 3] балла. Медиана по FS-мозжечковые нарушения 1 [1;2,75] балла. Медиана по FS-нарушения чувствительности 2 [2; 3] балла. Медиана по FS-тазовые нарушения 0 [0; 1] баллов. При оценке когнитивного теста PASAT медиана правильных ответов в процентах составила 73,3 [58;82]. У пациентов с ВПРС общий балл по EDSS составлял 6 [5; 6,5]. Длительность болезни составляла 10 [8; 19,25] лет. Медиана по FS-зрительные нарушения 0 [0; 0] баллов. Медиана по FS-стволовые нарушения 2 [1; 2] балла. Медиана по FS-пирамидная симптоматика 3,5 [3; 4] балла. Медиана по FSмозжечковые нарушения 3 [2; 4] балла. Медиана по FS-нарушения чувствительности 2 [1; 3] балла. Медиана по FS-тазовые нарушения 1 [0; 1] балл. При оценке когнитивного теста PASAT медиана правильных ответов в процентах составила 51,7 [30;55]. Как видно из таблицы, все группы были сопоставимы по возрасту и половому соотношению. У пациентов с ВПРС по сравнению с РРС отмечалось более длительное течение заболевания и степень инвалидизации по шкале EDSS, а также достоверно больший балл по шкале FS-пирамидная симптоматика и FS-

48 мозжечковая симптоматика без различия по остальным FS-шкалам. (Mann- Whitney U-test, p<0,05). 48 Таблица 1 Демографические и клинические характеристики всех пациентов с РРС, ВПРС и группы контроля на момент включения в исследование. Данные Количество Возраст Пол (Муж/Жен) Длительность болезни (лет) EDSS (расширенная шкала оценки степени инвалидизации) представлены в виде медианы [1 и 3 квартилей]. Пациенты с РРС Пациенты с ВПРС ГК p (РРС- ВПРС) РРС- ГК<0,001 РРС- ВПРС<0, [28;42] 39 [31,3;55,3] 36 [30,6;48,3] >0,05 14/31 6/14 6/14 >0,05 5 [2,5; 11] 10 [8; 19,25] - 0,004 4 [3,5; 4,5] 6 [5; 6,5] - <0,001 FS (зрительные нарушения) 0 [0;0] 0 [0;0] - >0,05 FS (стволовые нарушения) 2 [1;2] 2 [1;2] - >0,05 FS (пирамидная симптоматика) 3 [2; 3] 3,5 [3; 4] - 0,002 FS (мозжечковые нарушения) 1 [1;2,75] 3 [2;4] - 0,04 FS (нарушения чувствительности) 2 [2; 3] 2 [1; 3] - >0,05 FS (тазовые нарушения) 0 [0;1] 1 [0;2] - >0,05 PASAT (% правильных ответов) 73,3 [58;82] 51,7 [30;55] - 0,038 Примечание: ГК группа контроля 3.2. Анализ морфометрических данных у пациентов с РРС Анализ морфометрических данных ГМ у пациентов с РРС по сравнению с группой нормы

49 49 При сравнении пациентов с РРС с группой контроля у первых была выявлена статистически значимая атрофия подкоркового серого вещества: таламус с обеих сторон, хвостатые и лентикулярные ядра (p<0,05) (Таблица 2, Рисунок 1). Однако, отсутствовала разница в объеме СВ в целом, отдельных регионов коры ГМ, а также БВ и ликворосодержащих пространств. Рисунок 1. Результаты воксельной МРТ морфометрии при сравнении группы пациентов с РРС и группы контроля в программе SPM8 (MATLAB). Желтым цветом выделены области, которые были статистически меньше в объеме у пациентов с РРС при выполнении two-sample t-test (p < 0,05) [192]. Таблица 2 Отделы ГМ, в которых была выявлена атрофия, у пациентов с РРС по сравнению с группой контроля. Значения бъемов представлены в виде медианы. Отдел ГМ, сторона Объем в вокселах РРС ГК Таламус П ,002 Таламус Л <0,001 Головка ХЯ П ,001 Головка ХЯ Л ,001 Тело ХЯ П ,001 Тело ХЯ Л ,002 Лентикулярное ядро П <0,001 Лентикулярное ядро Л <0,001 Примечание: ХЯ хвостатое ядро, П правая сторона, Л левая сторона Анализ взаимосвязи длительности заболевания и морфометрических показателей у пациентов с РРС Корреляционный анализ по методу Спирмена показал наличие обратной связи между длительностью заболевания у пациентов с РРС и объемом отдельных р