Возможности магнитно-резонансной томографии в пренатальной диагностике патологии головного мозга и биометрии интракраниальных ликворных структур

Размещено на http: //www. allbest. ru/

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

доктора медицинских наук

14.01.13 - лучевая диагностика, лучевая терапия

Возможности магнитно-резонансной томографии в пренатальной диагностике патологии головного мозга и биометрии интракраниальных ликворных структур

Коростышевская Александра Михайловна

Томск 2010

Работа выполнена в Институте «Международный томографический центр» Сибирского отделения Российской Академии Наук

Научный консультант:

доктор медицинских наук, профессор Завадовская Вера Дмитриевна

Официальные оппоненты:

доктор медицинских наук Усов Владимир Юрьевич

доктор медицинских наук Семенов Станислав Евгеньевич

доктор медицинских наук, профессор Колпинский Глеб Иванович

Ведущая организация:

Институт мозга человека РАН, г. Санкт-Петербург

Защита диссертации состоится «_18_»__октября_2010 г. в _900_часов на заседании диссертационного совета Д 001.036.01 при НИИ кардиологии СО РАМН (634012, Томск, ул. Киевская, 111-А).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке НИИ кардиологии СО РАМН (634012, Томск, ул. Киевская, 111-А).

Автореферат разослан «____»___________2010 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, д.м.н., профессор Ворожцова И.Н.

1. Общая характеристика работы

Актуальность темы. Врожденные пороки развития центральной нервной системы (ЦНС) составляют около 25% всех врожденных пороков у детей и обусловливают выраженную неврологическую симптоматику (Барашнев Ю.И. и др., 2004; Полунин В.С. и др., 2006). Ежегодно в мире рождается 500 тысяч детей с такими аномалиями (Rosenblatt D.S., 1999). Эти дети чаще всего становятся тяжелыми инвалидами с параличами и нарушениями тазовых функций и, как правило, у них отмечается отставание в умственном развитии и снижение адаптивности к окружающей среде. Встречаемость внутричерепных поражений при нормальном строении нервной трубки остается неизвестной, так как многие подобные нарушения остаются нераспознанными при рождении и манифестируют позже.

Предупреждение возникновения врожденных пороков развития ЦНС крайне затруднительно, так как большинство из них обусловлены мультифакторной этиологией. В рамках национальной программы по сохранению генофонда России и стабилизации демографических показателей актуальность предотвращения рождения детей с пороками развития ЦНС, а также раннего выявления этой патологии для своевременной хирургической и терапевтической коррекции приобретает большую значимость.

Современный технический и научный прогресс в медицине позволяет эффективно лечить значительную часть врожденных пороков развития при своевременной их диагностике, в том числе и в пренатальном периоде.

Пренатальная диагностика врожденных пороков развития определена врачами УЗИ как основная задача эхографического скрининга при беременности, а выявляемость пороков стала главным критерием его эффективности. Однако, количество пренатально недиагностированных пороков развития у новорожденных, особенно ЦНС, по-прежнему велико. По данным многочисленных зарубежных исследований, проведенных в разные годы, дородовая выявляемость пороков в среднем составляет 45%. Отечественное исследование демонстрирует аналогичный результат - 55% (Юдина М.В., Медведев М.В., 2002).

Магнитно-резонансная томография за последние годы стала одним из ведущих методов диагностики. Совершенствуются техническое оснащение, программное обеспечение, развиваются методики получения изображений, что позволяет находить новые сферы применения МРТ.

МРТ плода представляет собой новый неинвазивный и безвредный метод визуализации, позволяющий детально рассмотреть плод, материнские структуры, родовые пути (Панов В.О., 2006). До последнего времени получение качественных изображений плода было затруднено артефактами от его движения за время достаточно продолжительного исследования. С появлением высокопольных (1,5-3,0Т) томографов появилась возможность минимизировать этот недостаток за счет использования сверх быстрых (до 400 мс на срез) последовательностей. Однако, несмотря на всемирное признание МРТ как верификационного метода пренатальной диагностики, в России этот метод до сих пор широко не внедрен в клиническую практику. Вместе с тем, развитие новейших технологий в неонатологии и хирургии новорожденных требует все большей точности как в топической, так и в нозологической диагностике.

Кроме того, представляется актуальным и совершенствование теоретических знаний, разработка новых объективных критериев в оценке нормального и патологически измененного строения головного мозга по результатам МРТ (Ананьева Н. И., Трофимова Т.Н., Шарова Л.Е., 2005). В настоящее время количественные критерии диагностики патологии головного мозга накоплены преимущественно на основе аутопсийных и УЗИ исследований (Guibaud L. et al., 2008). При этом основное количество таких исследований с определением гестационной динамики размеров отдельных структур головного мозга сосредоточено на изучении мозжечка, больших полущарий, боковых желудочков (Wong S.K. et al., 2009; Guibaud L. et al., 2008; Mittal P. et al., 2007). В последние годы появились работы по изучению возможностей МРТ в проведении биометрии головного мозга плода (Garel C., 2004; Tilea B. et al., 2009; Filly M.R. et al., 2010), которые показали высокую информативность и воспроизводимость метода, корреляцию результатов с данными УЗИ и патогистологических исследований. Кроме того, благодаря лучшему контрастному разрешению, анатомические структуры на МРТ разграничены более четко, чем на УЗИ, в результате этого, измерение является более точным и надежным, и, таким образом, более востребованным в клинической практике (Корниенко В.И., Пронин И.Н. 2006).

Наибольшее количество работ по МР биометрии связаны с исследованием количественных характеристик головного мозга при какой-либо одной патологии (Filly M.R. et al., 2010; Callen A.L. et al., 2009) или с изучением динамики развития мозговых структур (Reichel T.F. et al., 2003; Kazan-Tannus J.F., 2007; Корниенко В.И., Пронин И.Н., 2006). При этом изучение ликворной системы обычно ограничивается размерами желудочков и базальной цистерны (Grossman R., 2006), хотя известно, что все интракраниальные ликворные пространства является единой системой, быстро реагирующей на любые внутри- и внемозговые патологические влияния. Ее изменения могут быть маркерами различной патологии ЦНС, такой как гидроцефалия, арахноидальные кисты, аномалия Дэнди-Уокер и другие. Только состояние всей этой системы отражает правильность развития структур головного мозга и большинство внутримозговых патологических процессов, являясь зачастую единственным видимым отклонением от нормы. Именно поэтому, системное изучение размеров внутри- и внемозговых ликворных пространств, так называемая расширенная биометрия, в норме и при различной патологии может служить важным источником новых количественных критериев для более ранней и точной пренатальной диагностики и прогнозировании будущего развития ребенка.

Цель работы: Повышение эффективности пренатальной диагностики патологии центральной нервной системы путем разработки и внедрения новых методологических подходов к оценке ликворных пространств головного мозга плода при использовании МРТ.

Задачи исследования:

1. Используя расширенную биометрию ликворных путей плода установить наиболее характерные биометрические критерии состояния интракраниальных ликворных структур, включая боковые желудочки, прозрачную перегородку, конвекситальное субарахноидальное пространство ретроцеребеллярной и парието-окципитальной областей в норме и при различной патологии ЦНС. Определить встречаемость основных патологий, сгруппированных по этиопатогенетическому принципу.

2. Проследить динамику размеров вне- и внутримозговых ликворных пространств, встречаемости асимметричности боковых желудочков у плодов без патологии ЦНС и при изолированной вентрикуломегалии с 15-й по 37-ю недели гестационного развития.

3. Оценить распространенность вентрикуломегалии и асимметричности боковых желудочков как изолированных состояний, так и ассоциированных с патологией ЦНС.

4. Адаптировать методику проведения МРТ плода к 1,5Т томографу Achieva (Philips, Нидерланды) и разработать оптимальный набор импульсных последовательностей (в том числе в кино-режиме) для проведения сравнительной оценки информативности УЗИ и МРТ в диагностике аномалий срединных структур головного мозга.

6. Выявить отличительные черты ликвородинамики при разных аномалиях срединных структур головного мозга плода путем проведения кино-МРТ. патология ликворный плод томография

Научная новизна.

Впервые разработана расширенная биометрия интракраниальных ликворных структур плода и аргументирована целесообразность этого метода для определения новых критериев диагностики патологии срединных структур головного мозга. Применен оригинальный подход к группировке вариантов пренатальной патологии ЦНС для оптимизации применения диагностических критериев патологических состояний.

С помощью расширенной МРТ-биометрии получены новые данные сравнительного анализа размеров интракраниальных ликворных структур у плода в норме и при ИВМ в различные сроки гестации и в различных группах патологий ЦНС.

Впервые по данным МРТ показана динамика размеров полости прозрачной перегородки, супра- и субтенториальных субарахноидальных ликворных структур в комплексе с размерами боковых желудочков у плода во второй половине гестационного периода как отображение закономерностей эмбриогенеза головного мозга.

На основании анализа репрезентативного материала получены новые данные о встречаемости изолированной и ассоциированной вентрикуломегалии и асимметричности боковых желудочков.

На основании сравнительного анализа результатов УЗИ и МРТ (с применением кино-методики) в дифференциальной диагностике патологии срединных структур головного мозга плода впервые в отечественной радиологии показаны различия диапазонов возможностей обоих методов.

Включение в протокол исследования плода кино-методики позволило впервые наглядно продемонстрировать особенности ликвородинамики в реальном времени при различных вариантах патологии срединных структур.

Практическая значимость.

1. Внедрение в клиническую практику разработанных методических подходов адаптации имеющихся в стандартной комплектации любого высокопольного томографа импульсных последовательностей к проведению обследований на пренатальном этапе будет способствовать предупреждению рождения детей с тяжелой патологией ЦНС или своевременной коррекции акушерской тактики и постнатального лечения.

2. Разработанная для внедрения в клиническую практику расширенная биометрия ликворных пространств обеспечивает установление особенностей ликворной системы, уточнение конкретных нозологических форм патологии срединных структур в качестве дополнительных критериев в дифференциальной диагностике патологии ЦНС плода.

3. Установленные гестационные особенности развития ликворных структур способствуют снижению количества ложно-положительных результатов в диагностике патологи ЦНС плода.

4. Включение в протокол МРТ исследования плода методики динамического сканирования (DYN-BFE) позволит получать кино-изображения ликвородинамики в реальном времени, что повышает точность топической и нозологической диагностики различных аномалий срединных структур головного мозга.

На защиту выносятся следующие основные положения:

1. Характерные особенности размеров интракраниальных ликворных структур головного мозга у плодов могут служить дополнительным критерием в диагностике грубых и сочетанных аномалий, изолированных вентрикломегалии и кровоизлияний, аномалий Киари и срединных структур, уточнять представление о патогенезе и степени тяжести выявленных аномалий.

2. Полученные на основании расширенной биометрии данные о динамике размеров ликворных пространств в течение гестации в норме и при изолированной вентрикуломегалии представляют собой новые критерии для оценки соответствия развития головного мозга плода гестационному возрасту.

3. Увеличение ширины и асимметричность боковых желудочков мозга у плода могут быть как особенностью развития, так и маркерами сопутствующей патологии ЦНС, которая часто остается скрытой при УЗИ, но может и должна быть уточнена с помощью МРТ.

4. Разработанные способы адаптации импульсных последовательностей для проведения МРТ плода являются универсальными и воспроизводимыми на любых высокопольных томографах, оснащенных катушками для исследования тела взрослых пациентов.

5. Для исследования головного мозга плода наиболее информативными для диагностики являются сверхбыстрые последовательности Т2-ВИ типа Т2-SSh-TSE, HASTE. Применение дополнительных методик сканирования, к которым относятся Т1-ВИ, SPIR, MYUR, EPI, DYN-BFE (кино-режим), а также биометрия структур головного мозга расширяют возможности пренатальной МРТ диагностики.

Апробация диссертации. Основные результаты работы доложены: III региональная конференция «Достижения современной лучевой диагностики в клинической практике» (Томск, 2004); II Международный конгресс Невский радиологический форум «Наука - клинике» (Санкт-Петербург, 2005); Межрегиональная конференция “От рентгенологии к лучевой диагностике” (Новокузнецк, 2007); European Society for Magnetic Resonance in Medicine and Biology (Valencia, Испания, 2008); American Society of Neuro Radiology 2008 (Chikago, США, 2008); III Всероссийский национальный конгресс лучевых диагностов и терапевтов «Радиология- 2009» (Москва, 2009); European Society for Magnetic Resonance in Medicine and Biology (Antalia, Турция, 2009), European Congress of Radiology (Vienna, Австрия, 2010), IV Всероссийский национальный конгресс лучевых диагностов и терапевтов «Радиология- 2010» (Москва, 2010).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 25 работ, из них 13 - в журналах, рекомендованных ВАК РФ.

Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 205 страницах машинописного центра, состоит из введения, пяти глав, выводов и списка литературы, включающего 231 источник, из которых 37 отечественных. Работа иллюстрирована 55 томограммами, 4 сонограммами, 13 графиками, 4 рисунками, 17 таблицами.

2. Материалы и методы исследования

Проведен анализ результатов МРТ головного мозга у 294-х плодов обоего пола, гестационный возраст 15-37 недель, в среднем 24,4±4,6 (M±Sd) недель, выполненных на 1,5Т томографе Siemens в Детском Госпитале Филадельфии штата Пенсильвания (США) - основная группа исследований. Анализ результатов в реальном времени и формирование врачебного заключения осуществлялись во время 1,5 месячной стажировки на рабочем месте в Нейрорадиологическом отделении Госпиталя (The Children's Hospital of Philadelphia). Разрешение на проведение работы получены от комитета по безопасности научных исследований после сдачи квалификационного экзамена «CITI Course in the Protection of Human Research Subjects and HIPAA for Research» (Серия: HS102913106) и получения сертификата от 29.10.2007 (действительного до 29.10.2010) на право проведения совместных научно-практических исследований и публикации результатов. По итогам стажировки по специальности «МРТ диагностика нейропатологии плода и детей раннего возраста» получен сертификат, удостоверяющий право на проведение клинических и научных исследований в этой области.

Во второй части исследования проведена МРТ головного мозга 31 плода обоего пола, гестационного возраста 21-38 недель на 1,5Т сверхпроводящем томографе Achieva (Philips, Нидерланды) в Институте «Международный Томографический Центр» СО РАН (г. Новосибирск) - дополнительная группа исследований. Протокол исследования одобрен этическим комитетом Международного Томографического Центра СО РАН (Протокол №5 от 18.06.2007 г).

Возраст беременных женщин в основной группе исследований составлял от 15-и до 45-и лет, в среднем 30,4±6,24 (M±Sd) лет, в дополнительной - от 21 года до 40 лет, в среднем 29,6±4,7 (M±Sd) лет. Гинекологический анамнез и соматический статус в исследовании не учитывались.

Основным показанием к проведению МРТ являлось подозрение или установление аномалии развития головного мозга или других органов и систем по результатам УЗИ. Все пациентки МТЦ СО РАН перед МРТ исследованием проходили трансабдоминальное УЗИ на аппарате уровня ATL 5000 (ATL, Bothell, WA) с датчиками 2,5-5,0 MHz (к.м.н. Ю.Ф. Лузянин, к.м.н. А.В. Макогон, к.м.н. А.А. Махотин).

В контрольную группу (147 случаев) вошли плоды, у которых при МРТ патология ЦНС не была подтверждена и/или исследовали другие органы и системы по поводу подозреваемой по УЗИ патологии. В группу плодов с патологией ЦНС (99 случаев) включены плоды, у которых различные аномалии ЦНС были диагностированы по результатам МРТ двумя независимыми радиологами. В группу плодов с изолированной вентрикуломегалией (48 случаев) относились те плоды, у которых было определено увеличение размеров одного или обоих боковых желудочков без какой-либо сопутствующей патологии ЦНС.

В дополнительную группу исследований (31 плод), проведенных по адаптированной к 1,5 Т томографу Achieva (Philips, Нидерланды) методике в Институте «Международный Томографический Центр» СО РАН были включены 11 плодов без выявленной патологии ЦНС по результатам МРТ, 20 плодов с различными патологическими изменениями ЦНС (в том числе ИВМ) по результатам МРТ. Кроме того, выделена группа плодов (13) с подозрением на аномалии срединных структур по результатам УЗИ.

Для всех групп обследованных плодов вентрикуломегалией (ВМ) признавалось состояние, когда ширина хотя бы одного или обоих желудочков составляла 10 мм и более. ВМ классифицировалась на: (1) умеренную (ширина желудочков ?10 мм и <15 мм) и выраженную (?15 мм); (2) изолированную (ИВМ) - при отсутствии выявленной патологии ЦНС и ассоциированную (АВМ) - при наличии другой сопутствующей патологии ЦНС. Асимметричными считались желудочки, разница между абсолютной шириной которых была равна или превышала 2 мм (Garel С. et al., 2000).

Изображения головного мозга получали в аксиальной, фронтальной и сагиттальной ортогональных плоскостях относительно анатомии плода. Для оптимального отражения нейроанатомии добивались получения как минимум трех пакетов качественных изображений в каждой из трех плоскостей сканирования. Аксиальная плоскость ориентировалась по наиболее длинной оси полушарий мозга. Фронтальные срезы ориентировались вдоль оси ствола мозга по сагиттальным и аксиальным томограммам. Сагиттальные - чаше всего ориентировались в последнюю очередь по уже полученным аксиальным и/или фронтальным срезам.

В Нейрорадиологическом отделении Детского Госпиталя Филадельфии (США) протокол исследования головного мозга плода включал использование следующих импульсных последовательностей в трех ортогональных плоскостях сканирования:

HASTE (SSFSE) являлась основной импульсной последовательностью в МРТ головного мозга плода, т.к. отличалась быстротой, высокой чувствительностью к жидкости и анатомическим деталям из-за прекрасного мягкотканного контраста на изображениях. Основные параметры сканирования: TR=1100 мс, TE=78(54) мс, NA=1, MTX=256, STh=3 мм, FOV=280Ч280 мм. Другие импульсные последовательности, в чем-то дублирующие HASTE, также использовались для получения Т2-ВИ: T2-Ssh-TSE (TR=24,617 мс, TE=100 мс, FA=90°, STh=3 мм, FOV=280Ч280 мм, MTX=256, NA=1-2, TF=84 мм, NS=24, AT=19-24 с) и True FISP (b FFE, FLASH, FIESTA) с TR=9,24 мс и TE=4,45 мс. Во всех случаях для оценки процесса миелинизации, исключения кровоизлияний и кальцификатов получали Т1-ВИ. Для этого использовались импульсные последовательности T1-FLASH или VIBE (SPGR или FAME): TR=5,87 мс, TE=2,61 мс или T1-GE: TR=196 мс, TE=4,76 мс. Их получение требовало задержки дыхания беременной для исключения артефактов от дыхательных движений передней брюшной стенки. В некоторых случаях ограничивались получением аксиальных и фронтальных срезов в режиме получения Т1-ВИ. Эхо-планарные изображения с двумя различными значениями ТE получали также во всех случаях для исключения скрытых кровоизлияний и кальцификатов по методике EPI: TR=92-130 (5290) мс, TE=42-26 (42-94) мс. Кино-методика применялась для исследования актов глотания, ликвородинамики и общей двигательной активности плода. Использовалось только строго сагиттальное расположение среза, импульсная последовательность True-FISP: TR=3,77 мс, NE=1,23 мс, 5-6 кадров в секунду, FOV=320 мм, sTH=25-30 мм.

В Институте «Международный Томографический Центр» СО РАН (г. Новосибирск) в стандарт поставки программного обеспечения 1,5Т сверхпроводящего томографа Achieva (Philips, Нидерланды) пакет импульсных последовательностей для обследования плода не входил. Поэтому самостоятельно был разработан набор оптимальных импульсных последовательностей на основе уже имеющихся, предназначенных фирмой-производителем для исследования других органов и систем детей и взрослых.

Для проведения биометрии отбирались наиболее качественные Т2-ВИ: высокого разрешения (в основном SSh-Т2-TSE). Для измерения ликворных структур мозга использовали стандартные проекции и срезы по C. Garel (2004). Ретроцеребеллярное субарахноидальное пространство (РЦСП) измеряли на срединном сагиттальном срезе № 1, ширину полости прозрачной перегородки (ППП) - на фронтальном срезе параллельном оси ствола на уровне третьего желудочка (срез № 5), парието-окципитальное субарахноидальное пространство (ПОСП) - на аксиальном срезе перпендикулярном оси ствола на уровне третьего желудочка (срез № 9), боковые желудочки (отдельно правый и левый) - на аксиальном срезе на уровне прозрачной перегородки сразу над талямусом, проходящем через преддверия боковых желудочков.

Статистическая обработка данных проводилась в пакете Statistica, версия 6.0 и 9.0 (совместно с С.В.Фоминой). Результаты представлены в виде параметрических (среднего и ошибки среднего) и непараметрических критериев (медианы и квартилей) в зависимости свойств выборки. Достоверность различий с контролем определена по критерию Стьюдента (р <0,05) и непараметрическим критерием Sign test. (Гланц С., 1999). Так как некоторые анализируемые данные не подчинялись нормальному закону распределения, и в них не выполнялось условие равенства дисперсий, сравнение групп было проведено с использованием непараметрических критериев (Kruskal-Wallis, Mann-Whitney) с уровнем значимости p<0,05. Достоверность различий качественных показателей определяли по критерию хи-квадрат с уровнем значимости p<0,05.

Для доказательного определения эффективности УЗИ в диагностике аномалий срединных структур определялось количество ложноположительных и и ложноотрицательных результатов на основании последующего МРТ исследования. Определялась чувствительность, специфичность и точность, прогностическая целость результата УЗИ в определении аномалии срединных структур головного мозга.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Для правильной интерпретации томограмм и оценки гестационной зрелости ЦНС плода необходимо знать не только патологическую МРТ-семиотику, но и МРТ-картину нормального строения головного мозга в зависимости от этапа развития плода. Первоочередной задачей морфометрических исследований было определить величину, вариабельность и соотношение линейных размеров интракраниальных ликворных пространств в различные сроки гестационного развития у плодов без патологии ЦНС (контроль). Результаты получены на основе анализа проведенных МРТ у 147 плодов 15-37 недель гестационного развития. Гестационный возраст подразделяли на следующие периоды с соответствующим количеством исследований в каждом (в скобках): ?22 (53), 22-25 (47), 26-29 (21), ?30 (26) недель. В соответствии с задачей расширенного исследования внутри- и внемозговых ликворных пространств как системы в целом для биометрии выбраны наиболее значимые и менее изученные показатели: ширина ПОСП, РЦСП, ППП, БЖ и ЛЖ.

В контрольной группе плодов изменения ширины ППП, РЦСП и ПОСП по ходу развития оказались однотипными: они достоверно увеличивались в период 22-29-и недель (с максимумом на 26-29-й неделях) и уменьшались после 30-й недели. Изменения ширины правого и левого желудочков были незначительными в течение всего изученного гестационного периода с наименьшими значениями в период от 26-й до 29-й недели беременности (Рис. 1). Асимметрия боковых желудочков более 2 мм в контрольной группе встретилась в 6% случаев. Многие исследователи также указывают на стабильность ширины преддверия задних рогов боковых желудочков на протяжении второго и в начале третьего триместров, которая в среднем составляет 6-8 мм и в норме не превышает 10 мм (Pilu G. et al., 1999; Kelly E.N. et al., 2001; Wax J.R. et al., 2003; Laskin M.D. et al., 2005; Gaglioti P. et al., 2005). Эти же авторы считают, что в середине беременности значение 10 мм и выше должно рассматриваться как пограничное.

Увеличение размеров боковых желудочков мозга - самое распространенное изменение ЦНС плода, выявляемое как при УЗИ, так и при проведении МРТ. В нашем исследовании ВМ была диагностирована на МРТ в 121 из 294 случаев (41%). Причем, почти в два раза чаще ВМ обнаруживается ассоциировано с какой-либо патологией ЦНС (АВМ), чем как изолированный вариант (ИВМ) - 73 и 48 случаев, соответственно. Согласно общепринятой классификации, ИВМ всегда была умеренной (ширина желудочков менее 15 мм), а АВМ в более чем в трети случаев (36%) была выраженной (ширина желудочков ? 15мм). Из этого следует, что при наличии патологии ЦНС распространенность и выраженность ВМ больше, чем без нее.

Изолированная вентрикуломегалия (ИВМ) выявлена у 24,5% всех плодов без патологии ЦНС. Статистически достоверных различий (с уровнем значимости р<0,05) измеренных ликворных структур между контролем и группой с ИВМ не выявлено, за исключением ширины ППП, которая у плодов с ИВМ оказалась достоверно уже чем в контроле в период с 26-й по 29-ю неделю (Рис. 1). Вероятно, это объясняется сдавливанием стенок прозрачной перегородки увеличенным количеством ликвора в одном или обоих боковых желудочках. Эти данные не имеют аналогов в литературе, но согласуются, по нашему мнению, с основными закономерностями морфогенеза при вентрикуломегалии. Нами отмечено, что одинаковая динамика изменений размеров ликворных пространств по ходу гестации при ИВМ и в контрольной группе позволяет отличать это состояние от аномалий развития. Таким образом, по нашему мнению, место ИВМ между нормальным и патологическим состоянием ЦНС определяется в большей степени контекстом ее рассмотрения. В литературе также, одни специалисты рассматривают ИВМ как особенность развития, а другие оценивают это состояние как прогностически значимое (Durfee S.M. et al., 2001; Gilmore J.H. et al., 2008). Общее мнение по этому вопросу сводится к тому, что клиницисты при выявлении ИВМ должны понимать, что она может оказаться вариантом развития, а может быть следствием не выявленной на момент исследования патологии. В обоих случаях в постнатальном периоде ИВМ может разрешиться без каких-либо последствий, а может обнаружить себя какими-либо отклонениями в развитии ребенка и поэтому требуют пристального наблюдения.

При ИВМ размеры правого бокового желудочка, как правило, меньше левого, и его ширина достоверно уменьшается в срок до 29-и недель и увеличивается после 30-й недели (Рис. 1).. Встречаемость асимметрии боковых желудочков при ИВМ значительно выше, чем в контрольной группе, и составляет 48%. При этом наибольшая ее частота и выраженность приходятся на период с 22-й по 29-ю неделю в связи с относительным сокращением размеров меньшего желудочка в этот период развития (Рис. 1, Табл. 1).

Рис. 1 Изменение ширины (мм) интракраниальных ликворных пространств по ходу гестации (недели) у плодов в контроле (К) и при изолированной вентрикуломегалии (ИВМ) * - различия с одноименным контролем достоверны

Таблица 1 Встречаемость изолированной ветрикуломегалии и асимметрии боковых желудочков мозга у плодов в разные гестационные периоды

Таким образом, описанная в литературе физиологическая гидроцефалия плода, по нашим данным, может иметь односторонний характер, что вероятно обусловлено некоторыми особенностями развития (в том числе положением головы плода), которые на более поздних стадиях гестации практически полностью нивелируются, т.к. не имеют патогенетической составляющей. По нашим данным, асимметрия боковых желудочков без увеличения их размеров и выявленной патологии ЦНС встречается в 6% случаев. Причиной этого может быть особенность строения хориоидального сплетения с одной стороны и другие анатомические и конституциональные варианты развития головного мозга и ликворных структур. Сравнив размеры ликворных пространств в контрольной группе у плодов с симметричными и асимметричными боковыми желудочками, мы доказали отсутствие статистически значимой разницы в развитии этих структур в обеих ситуациях. Это лишний раз указывает на тот факт, что в случаях, когда ассоциированная патология исключена, асимметрию неувеличенных желудочков можно относить к индивидуальной особенности анатомического развития, не влияющей на развитие других структур головного мозга. M. Lituania, U. Passamonti (2000) в своих работах также разделяют эту точку зрения.

Среди всех обследованных плодов патология ЦНС были выявлена в трети случаев (99 из 294). При разделении патологий ЦНС на группы учитывали этиопатогенез, синдромальный фактор, общность МРТ семиотики, степень тяжести прогноза. Среди патологии ЦНС плода чаще всего диагностируется аномалия Киари (32 плода), которая сочетается с геморрагическими изменениями в пяти случаях и с ВМ практически во всех случаях (27 из 32). У 22 плодов кровоизлияния встречаются как отдельная патология. Аномалии заднечерепной ямки (ЗЧЯ) диагностированы у 12-и плодов, срединные аномалии - у 9-и, сочетанные аномалии - у 14-и и грубые аномалии развития - у 8-и.

При изучении встречаемости ВМ в различных группах патологии ЦНС выявлено, что наиболее часто ВМ ассоциирована с сочетанными (Рис. 2 д) и грубыми (Рис. 2 е) аномалиями развития, а так же при аномалии Киари (Рис. 2 а), при которых ВМ встречается более чем в 85-90% случаев (Рис. 3). Более чем у 3/4 плодов со срединными аномалиями (Рис. 2 г) и 2/3 плодов с геморрагическими изменениями (Рис. 2 б) была выявлена АВМ. Наименее характерна ВМ при различной патологи ЗЧЯ, при которой она наблюдается в 41% случаев (Рис. 3).

Рис. 2 МР изображения различной патологии ЦНС у плодов. а - аномалия Арнольда-Киари. б - кровоизлияние в полости бокового желудочка. в - аномалия Дэнди-Уокер. г - гипогенезия мозолистого тела. д - аномалия Дэнди-Уокер в сочетании с голопрозэнцефалией. е - артерио-венозная мальформация

Рис. 3 Встречаемость вентрикуломегалии у плодов

Рис. 4 Встречаемость асимметрии желудочков у плодов

Рис. 5 Ассоциированная асимметрия боковых желудочков различной этиологии: а - обструкция отверстия Монро; б - перивентрикулярная лейкодистрофия; в - внутрижелудочковое кровоизлияние; г - киста сосудистого сплетения

Исследование показало, что распространенность умеренной и выраженной АВМ среди выделенных нами групп патологий ЦНС плода также различалась. Так, наиболее выражена ВМ (ширина желудочков превышает 15 мм в 75% случаев АВМ) при грубых аномалиях развития, при которых зачастую даже трудно установить истинные размеры желудочков из-за их выраженной деформации и нарушения целостности стенок (при разрывах и диссоциациях, шизэнцефалии). Примерно одинакова встречаемость выраженной АВМ в случаях аномалии Киари и сочетанной патологии (37% и 43%, соответственно). В первом случае это, вероятно, обусловлено наличием обструкции на уровне большого затылочного отверстия (Рис. 2 а), в остальных вариантах патологии - обструкцией на уровне Сильвиевого водопровода или отверстий Монро или перивентрикулярными атрофическими изменениями. АВМ при геморрагических изменениях и аномалиях срединных структур в подавляющем большинстве случаев была умеренной (Рис. 2 б, г). Как упоминалось выше, ВМ меньше всего характерна для патологии ЗЧЯ, однако в пятой части случаев это была выраженная форма, что можно объяснить вторичным нарушением ликвородинамики при обструктивных изменениях субтенториальной локализации. Полученная достоверность различий размеров боковых желудочков во всех группах патологий ЦНС говорит о специфичности этого признака для разных патологических процессов в головном мозге (Рис. 3).

Асимметричность увеличения желудочков служит дополнительным объективным параметром, который в некоторых случаях может указать на происхождение ВМ, т.к. обычно является следствием односторонних обструкции отверстия Монро, перивентрикулярной лейкодистрофии, кровоизлияния или патологии сосудистого сплетения (Рис. 5). В нашем исследовании асимметрия боковых желудочков наблюдалась у 63 плодов (21,4%), из них около половины имели ассоциированную патологию ЦНС. При асимметричной вентрикуломегалии наиболее частыми ассоциированными аномалиями ЦНС оказались: сочетанная патология (30%), геморрагии (23%), грубые аномалии и аномалия Киари (по 22%). В значительно меньшей степени асимметрия боковых желудочков характерна для патологии ЗЧЯ и срединных структур. С умеренной асимметричной ВМ наиболее часто ассоциируются геморрагические изменения внутри- и внежелудочковой локализации (43%) и сочетанная патология (37%). Выявлены статистически значимые (критерий хи-квадрат, р=0,000087) различия встречаемости асимметрии боковых желудочков у плодов в разных группах патологии ЦНС. Существенное превалирование асимметричных желудочков над симметричными (4:1) встречается только при сочетанной патологии ЦНС (наиболее часто с геморрагическими изменениями), в случаях грубых аномалий преобладание менее выражено (2:1), а для изолированных геморрагических изменений характерно обратное соотношение в пользу симметричных желудочков (1:2) (Рис. 4).Причиной асимметричной выраженной ВМ наиболее часто оказываются грубые аномалии развития (33%) и в равных долях аномалия Киари и сочетанная патология (по 27%). Эти данные хорошо согласуются с данными S.M. Durfee с соавторами (2001), которые показали, что среди причин асимметрии боковых желудочков преобладают изменения деструктивного генеза (геморрагические в сочетании с различной другой патологией ЦНС), а для аномалий развития (Киари, ЗЧЯ, срединных структур) - высок процент симметричной ВМ.

Асимметрия неувеличенных желудочков при отсутствии патологии ЦНС наблюдалась в 6%, при наличии - в 8%. Встречаемость асимметрии желудочков в группе АВМ - 40%. Чем тяжелее ВМ, тем чаще и сильнее различаются размеры боковых желудочков: при умеренной форме АВМ асимметрия составляет в среднем 3,5 мм и встречается в 32%, а при выраженной форме различие достигает 4,75 мм и встречается в 54% случаев. Отмечается преимущественно одностороннее и более частое увеличение левого желудочка, по сравнению с правым.

Статистический анализ показал, что размеры всех измеренных ликворных пространств головного мозга плода достоверно (р<0,05) различаются в разных группах патологии ЦНС (Табл. 2). Так, относительно узкая ППП характерна для срединных, сочетанных и грубых аномалий, а при аномалии Киари эта особенность еще сочетается с резко суженными субарахноидальными пространствами. РЦСП намного шире контрольных значений при патологии ЗЧЯ и при сочетанных аномалиях. Наибольшая ширина ПОСП отмечается при геморрагиях и срединных аномалиях. Самые широкие и ассиметричные боковые желудочки встречаются при грубых аномалиях. Совокупность этих знаний позволяет находить дополнительные, объективные параметры и характерные черты МРТ изображений для более точной и ранней диагностики патологии ЦНС, поиска наиболее вероятной причины ВМ и сопутствующей ей патологии. Принято считать (Garel C. et al., 2000), что при изменении ширины субарахноидальных ликворных пространств и увеличении размеров головы наиболее вероятен обструктивный генез ВМ (гидроцефалия). При расширении внемозговых и внутримозговых ликворных пространств и уменьшении размеров головы - более вероятна гипогенезия. В некоторых случаях гипогенезия и гидроцефалия сочетаются и/или последняя развивается вторично.

В клинической практике для биометрии наиболее доступными являются боковые желудочки. Из-за этого вентрикуломегалия является наиболее частым диагнозом на УЗИ, требующим дополнительной МРТ диагностики. В этой связи показалось актуальным выяснить, какой фактор изменения боковых желудочков - увеличение абсолютных размеров или степень их асимметрии, больше сказываются на размерах других измеренных ликворных пространств, т.о. является более патогенетически значимым. Оказалось, что средние значения размеров ППП и субарахноидальных пространств не различаются в контрольной группе и у плодов с ИВМ, что является дополнительным аргументом в пользу тезиса о ИВМ как варианте нормального развития мозга. В группах плодов с патологией ЦНС даже при нормальных размерах боковых желудочков, ширина ликворных структур отличаются от контроля, а при умеренной АВМ - от показателей группы ИВМ (при одинаковых размерах желудочков).

Таблица 2 Морфометрические параметры (мм) мозговых структур в разных группах плодов в зависимости от диагноза

Примечание. Результаты представлены в виде среднего, медианы, верхнего и нижнего квартиля (в скобках), * - различия всех параметров в группах статистически значимые (с уровнем значимости р<0,05).Группы: ИВМ - изолированная вентрикуломегалия, Сочетанные - аномалии, ЗЧЯ - патология заднечерепной ямки, СА - срединные аномалии, Грубые - аномалии. Параметры: ППП - полость прозрачной перегородки, РЦСП - ретроцеребеллярное пространство, ПОСП - конвекситальное парието-окципитальное субарахноидальное пространство, БЖ - боковые желудочки мозга.

Отклонения от нормы размеров ППП и субарахноидальных пространств еще больше нарастают при выраженной вентрикуломегалии. Так, при некоторых грубых и сочетанных патологиях ЦНС, аномалиях срединных структур и Киари средняя ширина ППП уменьшается за счет увеличения числа случаев ее полного отсутствия: при умеренной АВМ эта структура не была обнаружена в 6 из 15 наблюдений (40%), при выраженной АВМ - в 11 из 16 (69%).

Статистический анализ ширины ликворных пространств в каждой группе в зависимости от асимметрии боковых желудочков не выявил достоверных различий ни в одной группе патологий ЦНС. Это говорит о том, что сама по себе разница в размерах правого и левого боковых желудочков не влияет на размеры остальных ликворных пространств, а в совокупности с увеличением абсолютных размеров боковых желудочков отражают степень и патогенез нарушения ликвородинамики в целом. Принципиальное влияние на прогноз оказывает степень ВМ и сопутствующая ей патология, выявление которых является важной задачей МРТ диагностики. Выявление асимметричности ВМ имеет значение для более внимательного поиска сопутствующей патологии, атрофических или деструктивных перивентрикулярных изменений, для которых она наиболее характерна.

Таким образом, выявленная структура и встречаемость основных заболеваний ЦНС плода по данным МРТ уточняет представление об эпидемиологии и патогенезе аномалий развития головного мозга плода. Распространенность, степень выраженности и асимметричность ассоциированной вентрикуломегалии являются основными маркерами патологии ЦНС плода. Полученные данные дают возможность составить представление о состоянии ликворных структур мозга как единой системы с характерными изменениями отдельных ее звеньев при разной патологии ЦНС плода. Такое представление помогает понять этиопатогенез и является дополнительным, объективным и, в некоторых случаях, патогномоничным критерием для более точной и специфической МРТ и УЗИ диагностики.

Проведенное исследование подтверждает сложившееся у специалистов мнение, что МРТ является не только ценным диагностическим методом, позволяющим выявить различную патологию ЦНС плода, но и важным инструментом для получения уникальных биометрических данных. Развитие и освоение МРТ плода, пропаганда возможностей и преимуществ метода среди врачей и беременных, развитие материальной базы медицинских учреждений должны значительно повысить качество пренатальной диагностики и способствовать широкому внедрению нового метода в клиническую практику.

МРТ плода уже давно доказала соответствие всем требованиям, предъявляемым к исследованию плода: безопасность, неинвазивность и способность обеспечить хорошую визуализацию тканей и органов. Точность изображений плода является важной частью акушерского наблюдения за течением беременности, поэтому с развитием технической базы в нашей стране этот метод должен занять достойное место в ряду современных методов пренатальной диагностики. Кроме наличия соответствующего высокотехнологического оборудования проведение МРТ плода требует специальной подготовки персонала, теоретических знаний и практических навыков, которые помогут адаптировать имеющиеся ресурсы для задач конкретного исследования, оптимизировать набор импульсных последовательностей для наибольшей информативности и наименьшей продолжительности процедуры.

Первым шагом к внедрению данной методики в клиническую практику была работа по подбору, адаптации и унификации параметров уже имеющихся импульсных последовательностей на 1,5Т томографе Achieva фирмы Philips (Нидерланды) к проведению МРТ плода. Для этого была проведена ревизия всех каталогов импульсных последовательностей, имеющихся в программном приложении к томографу. Отбор последовательностей для их дальнейшей адаптации осуществлялся путем сравнения отдельных параметров с предлагаемыми для проведения МРТ аналогами по данным зарубежной литературы. Референтным признаком для отбора являлась длительность сканирования, которая для получения Т2-ВИ не должна была превышать 20 с, для Т1-ВИ - 1,5 мин. Кроме того, учитывалась чувствительность методик к движению плода. Предпочтение отдавалось методикам с последовательным накоплением информации от среза к срезу, когда артефакты от движения плода появляются только на тех срезах, во время получения которых плод пошевелился. При оценке качества изображений учитывалась и их разрешающая способность (визуализация мелких деталей), уровень показателя сигнал/шум (четкость изображений), контраст между мягкими тканями и чувствительность к визуализации жидкостных структур (яркость и контрастность изображений).

Наиболее информативными оказались такие последовательности как: HASTE; sSSh-Hv-T2; SSh-T2-TSE 80; SSh-T2-TSE 100; SSh-T2-TSE 60; SSh-SE-EPI; SSh-MRCP; sT1-FFE; T1-Sense-FGE; DYN-B-FFE (Табл. 3).

Благодаря разработанному в нашем институте оптимальному набору импульсных последовательностей для 1,5Т томографа Achieva фирмы Philips (Табл. 3) появилась возможность тщательного и точного изучения структур головного мозга плода, адекватной оценки состояния ликворосодержащей системы,. Использование только сверхбыстрых импульсных последователь- ностей позволило снизить количество артефактов, связанных с движением плода, что улучшило качество получаемых изображений и сократило время исследования. Среди предложенного нами арсенала Т2-ВИ: HASTE; sSSh-Hv-T2; SSh-T2-TSE 80; SSh-T2-TSE 100; SSh-T2-TSE 60 - каждая последовательность имеет свои достоинства и недостатки. Поэтому сделать однозначный и универсальный выбор между ними не представляется возможным, и мы считаем целесообразным использование их в комплексе или в зависимости от индивидуальных особенностей плода и условий сканирования Индивидуальный подбор импульсных последовательностей также должен быть обусловлен поставленной диагностической задачей, предполагаемой по УЗИ или найденной в процессе исследования патологии.

Таблица 3 Основные характеристики импульсных последовательностей, используемых при МРТ плода

Примечание: TS- время сканирования; TR/TE - время повторения/время эхо; FA - угол отклонения, MTX - матрица; scan % - процент сканирования; STh - толщина среза; TSE (EPI)- factor - спин-эхо (эхо-планарный) факторы; NSl - количество срезов; FOV- поле обзора, Scan mode - способ сканирования.

Так, применение HASTE скорее подходит для обследования плода на более позднем сроке гестации, так как эта методика уступает остальным в визуализации мелких структур и деталей, а также имеет относительно большее значение SAR (специфический радиочастотно-абсорбционный уровень). Эхо-планарные (EPI) последовательности нашли свое применение в МРТ плода из-за рекордно быстрой скорости их получения (менее 10 с) и возможности дифференцированного отображения кровоизлияний, сосудистых образований и герминальной зоны в виде резко гипоинтенсивного сигнала. Однако, артефакты чувствительности, негомогенности поля и химического сдвига ограничивали диагностическую ценность и препятствовали широкому применению данной последовательности. Несмотря на то, что Т1-ВИ дают дополнительную информацию в диагностике процесса миелинизации, кровоизлияний, жировых образований, кальцификатов, их применение при исследовании плода ограничено низким значением соотношения сигнал/шум при достаточно длительном времени сканирования, из чего следует высокая чувствительность этих последовательностей к дыхательным движениям матери и подвижности плода. Считаем нецелесообразным использование Т1-ВИ в рутинной практике из-за низкого качества, малой информативности и трудоемкости получения изображений. Из всех предлагаемых кино-методик сканирования наиболее оптимальной для изучения состояния плода оказалась последовательность DYN-B-FFE (Dynamic-Balaced-Fast-Field-Echo), предлагаемая фирмой-производителем для исследования органов женского малого таза, вероятно, для изучения перистальтики кишечника. Модификация этой методики для демонстрации внутричерепной ликвородинамики и акта глотания при исследовании ЦНС плода заключалась в увеличении поля обзора до 300 мм, толщины среза до 10-25 мм в зависимости от диагностической задачи и положения головы плода (Табл. 3).

Первый опыт клинического применения МРТ плода в Институте «Международный томографический центр» показал, что наиболее частой причиной направления на МРТ является подозрение на аномалии мозолистого тела и других срединных структур. Таких случаев оказалось 13 из 31 (Табл. 4). Коррекция основного диагноза после МРТ проведена в 10-и из 13-и случаев подозреваемой на УЗИ аномалии срединных структур, из них в 7-и случаях аномалия развития не подтвердилась, в одном исключена. Только в 2-х случаях (№№ 23,31 из Табл. 4) на МРТ выявлены грубые аномалии развития срединных структур, которые на УЗИ были расценены как ВМ и дефект прозрачной перегородки. Кроме того, в 73% случаев выявлена сопутствующая патология ЦНС в виде вентрикуломегалии, очагов перивентрикулярной лейкомаляции и лейкодистрофии, септальных дефектов (Табл. 4). Таким образом, распространенность аномалий срединных структур по результатам МРТ значительно меньше, чем по результатам УЗИ, и составляет во всей исследуемой группе плодов 16%, среди плодов с аномалиями ЦНС - 25%.

Из таблицы 5 видно, что в определении аномалий срединных структур у плода значительно чаще (4:1) встретились ложноположительные результаты УЗИ, чем ложноотрицательные. Нами были также определены чувствительность, специфичность и точность УЗИ в определении наличия аномалии срединных структур головного мозга. Значения этих показателей оказались соответственно: 60%, 69% и 67%. Прогностическая ценность отрицательного и положительного результатов УЗИ, т.е. вероятность отсутствия заболевания при отрицательном (нормальном) результате обследования и вероятность наличия заболевания оказались равными 10% и 27%, соответственно (Табл. 5).

По нашим данным, причиной большого количества ложноположительных результатов УЗИ в диагностике аномалий срединных структур чаще всего была массивная вентрикуломегалия, при которой тонкое мозолистое тело было трудно визуализировать. В этих случаях ровные контуры и правильная конфигурация боковых желудочков должны вызвать подозрение о том, что мозолистое тело имеется, но оно очень тонкое. При выраженной кольпоцефалии, но с нормальным расхождением фронтальных рогов, необходимо заподозрить частичную гипогенезию, которая в ряде случаев была ошибочно принята за агенезию. Дифференцировать деструктивные дефекты мозолистого тела и/или прозрачной перегородки представляется для УЗИ непростой задачей, т.к. разрешающая способность метода не позволяет увидеть столь деликатные изменения. Заподозрить деструктивный процесс во время УЗ скриннига можно при обнаружении асимметрии или односторонней деформации боковых желудочков, фрагментарной визуализации их стенок. Наличие ложноотрицательных результатов, вероятно, связано с недостаточной настороженностью врачей лучевой диагностики при обнаружении вентрикуломегалии или неотчетливой дифференцировки срединных структур. Таким образом, учитывая низкие показатели эффективности пренатального скриннига этой группы патологий по результатам проведенного исследования, при подозрении на аномалию срединных структур, а также при выявлении ВМ во время УЗИ необходимо проводить МРТ плода для уточнения диагноза и выявления сопутствующей патологии.