Нейровизуализация головного мозга что это такое


Современные методы нейровизуализации: обзор и применение

Нейровизуализация – это дисциплина, включающая в себя несколько методов, которые позволяют визуализировать функции, структуру тканей и биохимические свойства мозга.

Одной из ведущих задач в области нейровизуализации является диагностика таких патологий, как различные новообразования головного мозга, инсульт, а так же нарушений, при которых могут наблюдаться симптомы когнитивного и нервно-психического характера.

Классификация методов

Нейровизуализация подразделяется на 3 типа:

  1. Морфометрический анализ. Проводится с помощью КТ (компьютерная томография) и МРТ (магнитно-резонансная томография). Помогает получить наиболее четкую картину структуры головного мозга.
  2. Метод функциональной нейровизуализации. Выполняется с помощью фМРТ (функциональная МРТ), ДСТ (диффузно-спектральная томография), ПЭТ (позитронно-эмиссионная томография) и МР-спектроскопии. Этот метод предназначен для оценки интенсивности циркуляции крови в системе сосудов головного и спинного мозга.
  3. Использование радиоизотопов с целью локализации специфических молекул в отделах головного мозга и определения их плотности.

Нейровизуализация включает в себя 2 обширные категории:

  1. Структурная диагностирует объемные интракраниальные патологии и описывает функции и строение головного мозга.
  2. Функциональная применяется с целью диагностирования нарушения метаболических процессов на ранней стадии развития.

Современные методы нейровизуализации помогают определить тип заболевания, которое лежит в основе нервно-психических и когнитивных нарушениях деятельности мозга.

Современные методы нейровизуализации

Компьютерная томография

Это способ исследования органов с применением рентгеновских лучей, сопровождающийся облучением организма.

Существует 3 разновидности КТ исследования:

  1. Спиральная КТ. Позволяет получать поперечные, фронтальные и сагиттальные срезы.
  2. Электронно-лучевая. Этот способ разработан для сканирования, визуализации и анализа желудочков сердца.
  3. Поперечная КТ. Объект исследования находится в центре, а трубка излучателя движется вокруг него, выполняя поперечные срезы.

Особо эффективна КТ при заболеваниях позвоночного столба. Этот метод помогает обнаружить следующие патологии:

  • заболевания спинного мозга;
  • новообразования;
  • хронический остеохондроз;
  • межпозвоночные грыжи;
  • нарушение целостности костных позвонков, в результате перенесенных заболеваний инфекционного характера.

Противопоказаний к проведению КТ практически нет.  Однако, если планируется обследование с введением контрастного вещества, рекомендуется удостовериться, что данный препарат не вызывает аллергии. Для этого существуют определенные тесты или используются противоаллергические препараты.

Магнитно-резонансная томография

Высокоэффективный метод диагностики, который позволяет определить повреждения, патологию и другие нарушения в работе организма.

МРТ сканер дает возможность детально и точно оценить состояние структур в большей степени состоящих из жидкого вещества (мозг, связки, хрящи).

Для получения более точных данных при проведении МРТ используют дополнительную методику МРС (магнитно-резонансная спектроскопия), которая выполняется на той же аппаратуре и является неинвазивным методом химического анализа головного мозга.

Метод МРТ позволяет диагностировать:

МРТ широко используется при диагностировании у пациентов признаков шизофрении. При помощи МРТ сканера можно выявить следующие изменения в структуре головного мозга, как в белом, так и в сером веществе:

Противопоказания к проведению МРТ:

  • беременность на ранних сроках;
  • нервно-психические расстройства;
  • почечная и сердечная недостаточность;
  • клаустрофобия.
  • наличие имплантатов, кардиостимуляторов, кохлеарных аппаратов, в которых содержатся частички металла.

Результаты исследований МРТ и КТ позволяют исключить опухоли и кисты, подтвердить психические и когнитивные нарушения мозга, а так же дать детальную информацию об особенностях протекающего патологического процесса, что важно при диагностирования церебральных патологий.

Позитронно-эмиссионная томография

ПЭТ — двухфотонная эмиссионная томография, являющаяся одним из самых высокотехнологичных и эффективных методов нейровизуализации.

Основные показания к проведению ПЭТ:

В иностранных медицинских учреждениях, оснащенных современных высокотехнологичным оборудованием, ПЭТ проводят на устройствах, в которых КТ/МРТ/ПЭТ объединены в одном модуле, что позволяет с высокой точностью определить расположение нарушений в организме.

ПЭТ во многом превосходит другие методики нейровизуализации, поэтому процедура проведения является довольно дорогостоящей.

Пневмоэнцефалография

Контрастный способ рентгенологического обследования, основанный на введении воздуха в ликворные пространства мозга через полость между мягкой и паутинной мозговыми оболочками головного и спинного мозга. ПЭГ проводится путем спинномозговой пункции.

Этот метод широко используется для выявления аномалий развития ЦНС, а так же для диагностики опухолей и иных новообразований.

ПЭГ назначают для диагностики:

Противопоказания к проведению пневмоэнцефалографии:

Компьютерная электроэнцефалография

ЭЭГ — это исследование головного мозга посредством воздействия на его клетки электрическими импульсами.

Энцефалография проводится в случаях, если у пациента наблюдаются:

Исследование ЭЭГ специалисты рекомендуют пройти людям, которые перенесли травмы головы или оперативные нейрохирургические вмешательства.

Нейровизуализация головного мозга с помощью ЭЭГ показывает:

Стоимость услуг в РФ

Название исследования Цена, в рублях
МРТ  От 2300
КТ  От 4000
ЭЭГ  От 600
ПЭТ-КТ  От 40000

В начале 2000-х годов нейровизуализация достигла достаточно высокого уровня. В настоящее время ведутся исследования новых форм когнитивных расстройств, что обусловило активное изучение диагностических возможностей функциональной и структурной нейровизуализации, особенно на ранних стадиях развития заболевания.

Читайте ещё

neurodoc.ru

Нейровизуализация | База знаний | PSYWEB

Нейровизуализа́ция — общее название нескольких методов, позволяющих визуализировать структуру, функции и биохимические характеристики мозга.

Включает компьютерную томографию, магнитно-резонансную томографиюи т. п. Это сравнительно новая дисциплина, являющаяся разделом медицины, а конкретнее — неврологии, нейрохирургии и психиатрии.

Классификация

Нейровизуализация включает 2 обширные категории:

  1. Структурная визуализация, описывающая структуру головного мозга и диагноз больших внутричерепных болезней (опухоль или ЧМТ);
  2. Функциональная нейровизуализация, используемая для диагностики метаболических расстройств на ранней стадии (таких, как болезнь Альцгеймера), а также исследований неврологии и когнитивной психологии и конструирования нейрокомпьютерных интерфейсов.

Функциональная нейровизуализация делает возможной, например визуализацию обработки информации в центрах головного мозга. Такая обработка повышает метаболизм этих центров и «подсвечивает» скан (изображение, полученное при нейровизуализации). Один из наиболее дискуссионных вопросов — исследования по распознаванию мыслей, или их «чтению».

История

В 1918 американский нейрохирург У. Э. Денди впервые использовал техникувентрикулографии. Рентгеновские снимки желудочков головного мозга осуществлялисьинъекцией фильтрованного воздуха непосредственно в боковой желудочек головного мозга. У. Э. Денди также наблюдал, как воздух, введённый в субарахноидальное пространство через люмбальную пункцию может войти в желудочки головного мозга и демонстрировал участки ликвора у основы и на поверхности мозга. метод исследования назвали пневмоэнцефалографией.

В 1927 Эгаш Мониш ввёл в практику церебральную ангиографию (см. такжеангиография), при помощи которой визуализируются нормальные и аномальные кровеносные сосуды головного мозга с высоким разрешением.

В начале 1970-х А. М. Кормак и Г. Н. Хаунсфилд ввели в практику КТ. Она дала возможность делать ещё более детальные анатомические снимки и использовать их для диагностики и исследований. В 1979 они стали лауреатами Нобелевской премии по физиологии или медицине за их изобретение. Через короткий промежуток времени после введения КТ, в начале 1980-х исследования порадиолигандам привели к открытию ОФЭКТ и ПЭТ головного мозга.

Примерно тогда же сэром П. Мэнсфилдом и П. К. Лотербуром было разработано МРТ. В 2003 они удостоились Нобелевской премии по физиологии или медицине. В начале 1980-х МРТ начали использовать в клинике и в 1980-х произошёл настоящий взрыв использования этой технологии в диагностике. Учёные быстро установили, что значительные изменения в кровообращении можно диагностировать особым типом МРТ. Так была открытаФМРТ и с 1990-х она начала доминировать в составлении топографии мозга благодаря своей малоинвазивности, отсутствию радиации и относительно широкой доступности. ФМРТ также начинает доминировать в диагностикеинсультов.

В начале 2000-х нейровизуализация достигла того уровня, когда раньше ограниченные функциональные исследования мозга стали доступными. Главным применением её становятся пока недостаточно развитые методы нейрокомпьютерных интерфейсов.

Технологии визуализации головного мозга

Компьютерная томография головы

Компьютерная томография (КТ) или компьютерная аксиальная томография (КАТ) использует серии рентгеновских лучей, направленных на голову, с большого количества разных направлений. Обычно её используют для быстрой визуализации ЧМТ. При КТ используют компьютерную программу, что осуществляет цифровые интегральные вычисления (инверсиюпреобразования Радона) измеряемой серии рентгеновских лучей. Она вычисляет, насколько эти лучи абсорбируются объёмом головного мозга. Обычно информация представлена в виде срезов мозга.

Диффузная оптическая томография

Диффузная оптическая томография (ДОТ) — способ медицинской визуализации, использующий инфракрасное излучение для изображения тела человека. Технология измеряет оптическую абсорбцию гемоглобина и опирается на его спектр поглощения в зависимости от насыщения кислородом.

Оптические сигналы, модифицированные посредством события

Оптический сигнал, модифицированный посредством события — нейровизуализационная технология, использующая инфракрасное излучение, которое пропускают через оптические волокна и измеряющая разницу в оптических свойствах активных участков коры головного мозга. В то время, как ДОТ и околоинфракраснаяспектроскопия измеряют оптическую абсорбцию гемоглобина, а значит, основаны на кровообращении, преимущество этого метода основано на исследовании отдельных нейронов, то есть проводит непосредственное измерение клеточной активности. Технология оптического сигнала, модифицированного посредством события, может высокоточно идентифицировать активность мозга с разрешением до миллиметров (в пространственном отношении) и на протяжении миллисекунд. Наибольшим недостатком технологии является невозможность идентифицировать активность нейронов более чем несколько сантиметров в глубину. Это новая, относительно недорогая технология, неинвазивная для пациента. Она разработана Иллинойским университетом в Урбана-Шампейн, где её теперь используют в Когнитивной нейровизуализационной лаборатории доктора Габриэля Граттон и доктора Моники Фабиани.

Магнитно-резонансная томография

МРТ использует магнитные поля и радиоволны для визуализации 2-мерных и 3-мерных изображений структур головного мозга без использования ионизирующего излучения (радиации) или радиоактивных маркеров.

Функциональная магнитно-резонансная томография

ФМРТ основана на парамагнитных свойствах оксигенированого и дезоксигенированого гемоглобина и дает возможность увидеть изменения кровообращения головного мозга в зависимости от его активности. Такие изображения показывают, какие участки мозга активированы (и каким образом) при исполнении определённых заданий.

Большинство ФМРТ томографов дают возможность представлять исследуемому разные визуальные изображения, звуковые и тактильные стимулы и производить действия типа нажатия кнопки или движения джойстиком. Следовательно, ФМРТ можно использовать, чтобы показывать структуры мозга и процессы, связанные с восприятием, мышлением и движениями. Разрешение ФМРТ на данный момент 2—3 мм, ограниченное кровоснабжением, влияющим на нейрональную активность. Она существенно заменяет ПЭТ при исследовании типов активации головного мозга. ПЭТ, однако, одерживает значительное преимущество, будучи в состоянии идентифицировать специфические клеточные рецепторы или (моноаминовые трансмиттеры) связанные с нейромедиаторами, благодаря визуализации меченных радиоактивно рецепторных «лигандов» (рецепторный лиганд — химическое вещество, связанное с рецептором).

ФМРТ используют как для медицинских исследований, так и (всё шире) в диагностических целях. Так как ФМРТ исключительно чувствительна к изменениям кровообращения, она очень хорошо диагностирует ишемию, как например при инсульте. Ранняя диагностика инсультов всё важнее в неврологии, так как медикаменты, растворяющие свернувшиеся сгустки крови можно использовать в первые несколько часов и при определённом типе инсульта, в то время как они могут быть опасными при дальнейшем использовании. ФМРТ в таких случаях дает возможность принять правильное решение.

ФМРТ можно использовать также для распознавания мыслей. В эксперименте с точностью 72 %—90 % ФМРТ смогла установить, какой набор картинок смотрит испытуемый. Скоро, по мнению авторов исследований, благодаря этой технологии можно будет установить, что именно видит перед собой испытуемый. Эту технологию можно будет использовать для визуализации снов, раннего предупреждения болезней головного мозга, создания интерфейсов для парализованных людей для общения с окружающим миром, маркетинговыерекламные программы и борьба с терроризмом и преступностью.

Магнитоэнцефалография

Магнитоэнцефалография (МЭГ) — нейровизуализационная технология, используемая для измерения магнитных полей, которую производит электрическая активность головного мозга посредством особо чувствительных устройств, таких как СКВИД. МЭГ использует непосредственное измерение электроактивности нейронов, более точное, чем например ФМРТ, с очень высоким разрешением во времени, но маленьким в пространстве. Преимущество измерения таких магнитных полей в том, что они не искажаются окружающей тканью, в отличие от электрических полей, измеряемых ЭЭГ.

Есть много способов применения МЭГ, включая помощь нейрохирургам в локализации патологии, помощь исследователям в локализации функции отделов мозга, исследования обратной связи нервной системы и другие.

Позитронно-эмиссионная томография

Позитронно-эмиссионная томография (ПЭТ) измеряет выброс радиоактивно меченых метаболически активных химических веществ, введённых в кровеносное русло. Информация обрабатывается компьютером в 2- или 3-мерные изображения распределения этих химических веществ в головном мозге. Испускающие позитроны радиоизотопы производит циклотрон и химические вещества маркируют радиоактивными атомами. Радиоактивно меченое образование, именуемое радиоактивный индикатор, вводят путём инъекции в кровеносное русло и в конечном счёте оно достигает головного мозга. Сенсоры в ПЭТ-сканере регистрируют радиоактивность, когда радиоактивный индикатор накапливается в разных структурах головного мозга. Компьютер использует информацию, собранную от сенсоров для создания 2- и 3-мерных разноцветных изображений, отражающих распределение индикатора в мозге. В настоящее врем нередко используются целые группы разнообразных лигандов для картирования различных аспектов активности нейромедиаторов. Тем не менее, наиболее часто используемым ПЭТ-индикатором остается меченая форма глюкозы (см.Фтордезоксиглюкоза (ФДГ)), показывающая распределение метаболической активности клеток головного мозга.

Самое большое преимущество ПЭТ в том, что разные радиоиндикаторы могут показывать кровообращение, оксигенацию и метаболизм глюкозы в тканях работающего мозга. Эти измерения отображают объём активности головного мозга в его разных участках и дают возможность больше изучить, как он работает. ПЭТ превосходит остальные методики, визуализирующие метаболизм в отношении разрешения и скорости (делает скан в течение 30 с). Улучшенная разрешающая способность дала возможность лучше изучить мозг, активированный определённым заданием. Главный недостаток ПЭТ заключается в том, что радиоактивность быстро распадается, это ограничивает мониторинг только коротких заданий. До того, как стала доступной ФМРТ, ПЭТ была главным методом функциональной (в противоположность структурной) методикой нейровизуализации и до сих пор продолжает делать большой вклад в неврологию.

ПЭТ также используют для диагностики болезней головного мозга, в первую очередь потому что опухоли головного мозга, инсульты и повреждающие нейроны заболевания, вызывающие деменцию (такие как болезнь Альцгеймера) очень нарушают метаболизм мозга, что ведёт к легко заметным изменениям на ПЭТ-сканах. ПЭТ, вероятно, наиболее полезна в ранних случаях определённых деменций (классический пример — болезнь Альцгеймера и болезнь Пика), где ранние нарушения особо диффузные и ведут к слишком маленьким различиям в объёме мозга и его макроскопической структуре, чтобы быть заметными на КТ или стандартной МРТ, которые не имеют возможности отличить их от обычной возрастной инволюции (атрофии), не вызывающей клинической деменции.

Однофотонная эмиссионная компьютерная томография

Однофотонная эмиссионная компьютерная томография (ОФЭКТ) похожа на ПЭТ и использует гамма-излучение, излучаемое радиоизотопами, и гамма-камеру для записи информации на компьютер в виде 2- или 3-мерных изображений активных участков мозга. ОФЭКТ нуждается в инъекции радиоактивного маркера, быстро поглощаемого мозгом, но не перераспределяемого. Его потребление составляет около 100 % в течение 30—60 с, отображая кровоснабжение головного мозга во время инъекции. Эти свойства ОФЭКТ делают её особо подходящей при эпилепсии, что обычно сложно через движения пациента и различные типы судорог. ОФЭКТ осуществляет «моментальный снимок» кровоснабжения головного мозга так как сканы можно получить сразу после завершения судорог (в то время как маркер был введён во время судорог). Значительным ограничением ОФЭКТ является маленькое разрешение (до 1 см) сравнительно с МРТ.

Как ПЭТ, ОФЭКТ также можно использовать для дифференциации процессов, ведущих к деменции. Её всё чаще для этого используют. Нейро-ПЭТ имеет недостаток, используя индикаторы с периодом полураспада 110 минут, таких как ФДГ. Их производит циклотрон и они дорогие, или даже недоступны, когда время для транспортировки превышает время полураспада. ОФЭКТ, однако, может использовать индикаторы с большим периодом полураспада, например, технеций-99m. В результате, её можно использовать гораздо шире.

psyweb.global

Нейровизуализация - это... Что такое Нейровизуализация?

Парасагитальное МРТ головы пациента с доброкачественной семейной макроцефалией 3-D МРТ части головы

Нейровизуализа́ция — общее название нескольких методов, позволяющих визуализировать структуру, функции и биохимические характеристики мозга[1].

Включает компьютерную томографию, магнитно-резонансную томографию и т. п. Это сравнительно новая дисциплина, являющаяся разделом медицины, а конкретнее — неврологии, нейрохирургии и психиатрии.

Нейровизуализация включает 2 обширные категории:

Функциональная нейровизуализация делает возможной, например визуализацию обработки информации в центрах головного мозга. Такая обработка повышает метаболизм этих центров и «подсвечивает» скан (изображение, полученное при нейровизуализации). Один из наиболее дискуссионных вопросов — исследования по распознаванию мыслей (англ.)русск., или их «чтению».

История

У. Э. Денди — пионер нейровизуализации

В 1918 американский нейрохирург У. Э. Денди впервые использовал технику вентрикулографии. Рентгеновские снимки желудочков головного мозга осуществлялись инъекцией фильтрованного воздуха непосредственно в боковой желудочек головного мозга. У. Э. Денди также наблюдал, как воздух, введённый в субарахноидальное пространство через люмбальную пункцию может войти в желудочки головного мозга и демонстрировал участки ликвора у основы и на поверхности мозга. метод исследования назвали пневмоэнцефалографией (англ.)русск..

В 1927 Эгаш Мониш ввёл в практику церебральную ангиографию (англ.)русск. (см. также ангиография), при помощи которой визуализируются нормальные и аномальные кровеносные сосуды головного мозга с высоким разрешением.

В начале 1970-х А. М. Кормак и Г. Н. Хаунсфилд ввели в практику КТ. Она дала возможность делать ещё более детальные анатомические снимки и использовать их для диагностики и исследований. В 1979 они стали лауреатами Нобелевской премии по физиологии или медицине за их изобретение. Через короткий промежуток времени после введения КТ, в начале 1980-х исследования по радиолигандам (англ.)русск. привели к открытию ОФЭКТ и ПЭТ головного мозга.

Примерно тогда же сэром П. Мэнсфилдом и П. К. Лотербуром было разработано МРТ. В 2003 они удостоились Нобелевской премии по физиологии или медицине. В начале 1980-х МРТ начали использовать в клинике и в 1980-х произошёл настоящий взрыв использования этой технологии в диагностике. Учёные быстро установили, что значительные изменения в кровообращении можно диагностировать особым типом МРТ. Так была открыта ФМРТ и с 1990-х она начала доминировать в составлении топографии мозга благодаря своей малоинвазивности, отсутствию радиации и относительно широкой доступности. ФМРТ также начинает доминировать в диагностике инсультов.

В начале 2000-х нейровизуализация достигла того уровня, когда раньше ограниченные функциональные исследования мозга стали доступными. Главным применением её становятся пока недостаточно развитые методы нейрокомпьютерных интерфейсов.

Технологии визуализации головного мозга

Компьютерная томография головы

Срезы КТ головы человека с использованием внутривенного контраста

См. также: Компьютерная томография головы

Компьютерная томография (КТ) или компьютерная аксиальная томография (КАТ) использует серии рентгеновских лучей, направленых на голову, с большого количества разных направлений. Обычно её используют для быстрой визуализации ЧМТ. При КТ используют компьютерную программу, что осуществляет цифровые интегральные вычисления (инверсию преобразования Радона) измеряемой серии рентгеновских лучей. Она вычисляет, насколько эти лучи абсорбируются объёмом головного мозга. Обычно информация представлена в виде срезов мозга[2].

Диффузная оптическая томография

Диффузная оптическая томография (англ.)русск. (ДОТ) — способ медицинской визуализации, использующий инфракрасное излучение для изображения тела человека. Технология измеряет оптическую абсорбцию гемоглобина и опирается на его спектр поглощения в зависимости от насыщения кислородом.

Оптические сигналы, модифицированные посредством события

Оптический сигнал, модифицированный посредством события (англ.)русск. — нейровизуализационная технология, использующая инфракрасное излучение, которое пропускают через оптические волокна и измеряющая разницу в оптических свойствах активных участков коры головного мозга. В то время, как ДОТ и околоинфракрасная спектроскопия измеряют оптическую абсорбцию гемоглобина, а значит, основаны на кровообращении, преимущество этого метода основано на исследовании отдельных нейронов, то есть проводит непосредственное измерение клеточной активности. Технология оптического сигнала, модифицированного посредством события, может высокоточно идентифицировать активность мозга с разрешением до миллиметров (в пространственном отношении) и на протяжении миллисекунд. Наибольшим недостатком технологии является невозможность идентифицировать активность нейронов более чем несколько сантиметров в глубину. Это новая, относительно недорогая технология, неинвазивная для пациента. Она разработана Иллинойским университетом в Урбана-Шампейн, где её теперь используют в Когнитивной нейровизуализационной лаборатории доктора Габриэля Граттон и доктора Моники Фабиани.

Магнитно-резонансная томография

См. также: Магнитно-резонансная томография головного мозга

МРТ использует магнитные поля и радиоволны для визуализации 2-мерных и 3-мерных изображений структур головного мозга без использования ионизирующего излучения (радиации) или радиоактивных маркеров.

Функциональная магнитно-резонансная томография

Срез аксиальной МРТ на уровне базальных ганглиев, изображающий изменения сигнала ФМРТ в красных (увеличение уровня оксигенации крови) и голубых (его уменьшение) тонах

ФМРТ основана на парамагнитных свойствах оксигенированого и дезоксигенированого гемоглобина и дает возможность увидеть изменения кровообращения головного мозга в зависимости от его активности. Такие изображения показывают, какие участки мозга активированы (и каким образом) при исполнении определённых заданий.

Большинство ФМРТ томографов дают возможность представлять исследуемому разные визуальные изображения, звуковые и тактильные стимулы и производить действия типа нажатия кнопки или движения джойстиком. Следовательно, ФМРТ можно использовать, чтобы показывать структуры мозга и процессы, связанные с восприятием, мышлением и движениями. Разрешение ФМРТ на данный момент 2—3 мм, ограниченное кровоснабжением, влияющим на нейрональную активность. Она существенно заменяет ПЭТ при исследовании типов активации головного мозга. ПЭТ, однако, одерживает значительное преимущество, будучи в состоянии идентифицировать специфические клеточные рецепторы или (моноаминовые трансмиттеры (англ.)русск.) связанные с нейромедиаторами, благодаря визуализации меченных радиоактивно рецепторных «лигандов» (рецепторный лиганд — химическое вещество, связанное с рецептором).

ФМРТ используют как для медицинских исследований, так и (всё шире) в диагностических целях. Так как ФМРТ исключительно чувствительна к изменениям кровообращения, она очень хорошо диагностирует ишемию, как например при инсульте. Ранняя диагностика инсультов всё важнее в неврологии, так как медикаменты, растворяющие свернувшиеся сгустки крови можно использовать в первые несколько часов и при определённом типе инсульта, в то время как они могут быть опасными при дальнейшем использовании. ФМРТ в таких случаях дает возможность принять правильное решение.

ФМРТ можно использовать также для распознавания мыслей. В эксперименте с точностью 72%—90%[3] ФМРТ смогла установить, какой набор картинок смотрит испытуемый[4]. Скоро, по мнению авторов исследований, благодаря этой технологии можно будет установить, что именно видит перед собой испытуемый[4]. Эту технологию можно будет использовать для визуализации снов, раннего предупреждения болезней головного мозга, создания интерфейсов для парализованных людей для общения с окружающим миром, маркетинговые рекламные программы и борьба с терроризмом и преступностью[4].

Магнитоэнцефалография

Магнитоэнцефалография (МЭГ) — нейровизуализационная технология, используемая для измерения магнитных полей, которую производит электрическая активность головного мозга посредством особо чувствительных устройств, таких как СКВИД. МЭГ использует непосредственное измерение электроактивности нейронов, более точное, чем например ФМРТ, с очень высоким разрешением во времени, но маленьким в пространстве. Преимущество измерения таких магнитных полей в том, что они не искажаются окружающей тканью, в отличие от электрических полей, измеряемых ЭЭГ.

Есть много способов применения МЭГ, включая помощь нейрохирургам в локализации патологии, помощь исследователям в локализации функции отделов мозга, исследования обратной связи нервной системы и другие.

Позитронно-эмиссионная томография

ПЭТ-скан здорового мозга в возрасте 20 лет

Позитронно-эмиссионная томография (ПЭТ) измеряет выброс радиоактивно меченных метаболически акивных химических веществ, введённых в кровеносное русло. Информация обрабатывается компьютером в 2-х или 3-мерные изображения распределения этих химических веществ в головном мозге[5]. Испускающие позитроны радиоизотопы производит циклотрон и химические вещества маркируют радиоактивными атомами. Радиоактивно меченное образование, именуемое радиоактивный индикатор, вводят путём инъекции в кровеносное русло и в конечном счёте оно достигает головного мозга. Сенсоры в ПЭТ-сканере замечают радиоактивность, когда радиоактивный индикатор накапливается в разных структурах головного мозга. Компьютер использует информацию, собранную от сенсоров для создание 2-х и 3-мерных разноцветных изображений в участках, где индикатор взаимодействует с мозгом. Особенно полезны обширные массивы лигандов для создания карты разных аспектов активности нейромедиаторов, для чего чаще всего используют ПЭТ-индикатор меченный формой глюкозы (см. Фтордезоксиглюкоза (ФДГ)).

Самое большое преимущество ПЭТ в том, что разные радиоиндикаторы могут показывать кровообращение, оксигенацию и метаболизм глюкозы в тканях работающего мозга. Эти измерения отображают объём активности головного мозга в его разных участках и дают возможность больше изучить, как он работает. ПЭТ превосходит остальные методики, визуализирующие метаболизм в отношении разрешения и скорости (делает скан в течение 30 с). Улучшенная разрешающая способность дала возможность лучше изучить мозг, активированный определённым заданием. Главный недостаток ПЭТ заключается в том, что радиоактивность быстро распадается, это ограничивает мониторинг только коротких заданий[6]. До того, как стала доступной ФМРТ, ПЭТ была главным методом функциональной (в противоположность структурной) методикой нейровизуализации и до сих пор продолжает делать большой вклад в неврологию.

ПЭТ также используют для диагностики болезней головного мозга, в первую очередь потому что опухоли головного мозга, инсульты и повреждающие нейроны заболевания, вызывающие деменцию (такие как болезнь Альцгеймера) очень нарушают метаболизм мозга, что ведёт к легко заметным изменениям на ПЭТ-сканах. ПЭТ, вероятно, наиболее полезна в ранних случаях определённых деменций (классический пример — болезнь Альцгеймера и болезнь Пика), где ранние нарушения особо диффузные и ведут к слишком маленьким различиям в объёме мозга и его макроскопической структуре, чтобы быть заметными на КТ или стандартной МРТ, которые не имеют возможности отличить их от обычной возрастной инволюции (атрофии), не вызывающей клинической деменции.

Однофотонная эмиссионная компьютерная томография

Однофотонная эмиссионная компьютерная томография (ОФЭКТ) похожа на ПЭТ и использует гамма-излучение, излучаемое радиоизотопами и гамма-камеру для записи информации на компьютер в виде 2-х или 3-мерных изображений активных участков мозга[7]. ОФЭКТ нуждается в инъекции радиоактивного маркера, быстро поглощаемого мозгом, но не перераспределяемого. Его потребление составляет около 100% в течение 30—60 с, отображая кровоснабжение головного мозга во время инъекции. Эти свойства ОФЭКТ делают её особо подходящей при эпилепсии, что обычно сложно через движения пациента и различные типы судорог. ОФЭКТ осуществляет «моментальный снимок» кровоснабжения головного мозга так как сканы можно получить сразу после завершения судорог (в то время как маркер был введён во время судорог). Значительным ограничением ОФЭКТ является маленькое разрешение (до 1 см) сравнительно с МРТ.

Как ПЭТ, ОФЭКТ также можно использовать для дифференциации процессов, ведущих к деменции. Её всё чаще для этого используют. Нейро-ПЭТ имеет недостаток, используя индикаторы с периодом полураспада 110 минут, таких как ФДГ. Их производит циклотрон и они дорогие, или даже недоступны, когда время для транспортировки превышает время полураспада. ОФЭКТ, однако, может использовать индикаторы с большим периодом полураспада, например, Технеций-99m. В результате, её можно использовать гораздо шире.

Примечания

  1. ↑ Filler, A. G. The history, development, and impact of computed imaging in neurological diagnosis and neurosurgery: CT, MRI, DTI. Available from Nature Precedings (англ.) // Neurosurgical Focus (in press). — July 2009. — DOI:doi:10.1038/npre.2009.3267.5
  2. ↑ Malcom Jeeves. Mind Fields: Reflections on the Science of Mind and Brain (англ.) // Grand Rapids, MI: Baker Books. — С. 21.
  3. ↑ Kerri Smith. Mind-reading with a brain scan (англ.) // Nature News. — 2008.
  4. ↑ 1 2 3 Brandon Keim. Brain Scanner Can Tell What You're Looking At  (англ.). Wired News (05.03.08). — «Сканер головного мозга может указать, на что вы смотрите.»  Архивировано из первоисточника 2 февраля 2012.
  5. ↑ Lars-Goran Nilsson and Hans J. Markowitsch. Когнитивная неврология памяти = Cognitive Neuroscience of Memory. — Seattle: Hogrefe & Huber Publishers, 1999. — С. 57.
  6. ↑ Lars-Goran Nilsson and Hans J. Markowitsch. Когнитивная неврология памяти = Cognitive Neuroscience of Memory. — Seattle: Hogrefe & Huber Publishers, 1999. — С. 60.
  7. ↑ Philip Ball. Brain Imaging Explained (англ.) // Nature. — 12 July 2001. — № 412. — С. 150—157.

dic.academic.ru

Нейровизуализация при деменции

Методы нейровизуализации играют все более заметную роль в современной медицине (и производят наиболее сильное впечатление на пациентов). Они дают ценную информацию о структурных изменениях в мозге, позволяя выявлять различные нарушения органического характера (опухоли, амилоидные отложения, изменения сосудистого происхождения).

При болезни Альцгеймера методы нейровизуализации (МРТ) обнаруживают выраженную атрофию в глубинных отделах височных долей (в гиппокампе) и в коре теменных долей головного мозга.

При деменции сосудистого происхождения нейровизуализация позволяют выявлять кисты или очаговые изменения серого и белого вещества, свидетельствующие об инфарктах мозга.

Деменция с тельцами Леви проявляется на МР–томограмме расширением задних рогов боковых желудочков, а лобно–височная деменция – атрофией лобных и передних отделов височных долей.

К основным и наиболее распространенным методам нейровизуализации относятся компьютерная рентгеновская томография (КТ) и магнитно–резонансная томография (МРТ). Значимость этих методов подчеркивается уже тем, что Но — белевская премия была присуждена как изобретателям компьютерной томографии (1979), так и разработчикам метода магнитно–резонансной томографии (2003).

Компьютерная рентгеновская томография использует рентгеновское излучение в комбинации с измерением и сложной компьютерной обработкой разности ослабления этого излучения отличающимися по плотности тканями. В результате на монитор выводится изображение, на котором варьирование плотности визуализируется оттенками серого цвета.

Противопоказания для проведения компьютерной томографии: (без контраста) беременность, (с контрастом) аллергия на контрастный препарат, почечная недостаточность, тяжелая форма сахарного диабета, миеломная болезнь, заболевания щитовидной железы.

При деменциях более точным методом является магнитно–резонансная томография, при которой визуализация осуществляется за счет измерения электромагнитного отклика ядер атомов водорода на их возбуждение комбинацией электромагнитных волн в постоянном магнитном поле высокой напряженности.

Существуют относительные противопоказания, при которых проведение исследования возможно при определенных условиях, и абсолютные, при которых исследование недопустимо.

К абсолютным противопоказаниям относят: установленный кардиостимулятор, ферромагнитные или электронные имплантаты среднего уха, большие металлические имплантаты, ферромагнитные осколки, ферромагнитные аппараты Илизарова, кровоостанавливающие клипсы сосудов головного мозга. Относительные противопоказания: инсулиновые насосы, нервные стимуляторы, неферромагнитные имплантаты внутреннего уха, протезы клапанов сердца (в высоких полях, при подозрении на дисфункцию), кровоостанавливающие клипсы (кроме сосудов мозга), декомпенсированная сердечная недостаточность, беременность (в условиях обязательной диагностики этот метод предпочтительнее КТ), клаустрофобия (панические приступы во время нахождения в тоннеле аппарата могут не позволить провести исследование), татуировки, выполненные с содержанием металлических соединений.

Широко используемый в протезировании титан не является ферромагнетиком и практически безопасен при магнитно–резонансной томографии.

Важное диагностическое значение имеет также метод магнитно–резонансной ангиографии (визуализации сосудов головного мозга).

Поскольку нормальное старение также сопровождается атрофией головного мозга, нередко для выявления нейродегенеративного заболевания необходимо установить динамику изменений, что предполагает повторение нейровизуализации с интервалом в несколько месяцев.

Кроме методов, дающих статическое отображение структуры головного мозга, сегодня изобретены и получают все более широкое (но совсем еще недостаточное) распространение методы, позволяющие демонстрировать динамику процессов в головном мозге.

К ним относится метод функциональной магнитно–резонансной томографии, которая обеспечивает картирование коры головного мозга, отображающее индивидуальное местоположение и особенности областей мозга, отвечающих за движение, речь, зрение, память и другие функции, на основе фиксации кровотока при выполнении пациентом определенных заданий и наложения получившихся изображений на обычную МРТ мозга.

Другой метод динамической нейровизуализации – позитронная эмиссионная (двухфотонная) томография. В медицинских учреждениях она используется крайне редко, применяется в основном в научных исследованиях. Метод состоит в отслеживании при помощи специального оборудования распределения биологически активных соединений, меченных вводимыми в организм позитрон–излучающими радиоизотопами.

Это позволяет получить отображение процессов метаболизма нервных клеток, транспорта веществ в различных отделах мозга, экспрессию генов. Таким образом могут быть выявлены изменения еще до появления клинически значимой атрофии мозга.

История ПЭТ–обследований

Наиболее распространенная гипотеза развития патологии при болезни Альцгеймера связывает когнитивные нарушения с отложением в мозгу белка–амилоида в виде бляшек. Между тем достоверной информации о времени появления бляшек, о механизме их образования, а также о том, выступают ли они причиной заболевания или одним из сопутствующих факторов, до сих пор нет. Ответ на некоторые важные вопросы дает использование метода позитронной эмиссионной томографии.

Первое ПЭТ–обследование мозга 56–летнего пациента с болезнью Альцгеймера на предмет амилоидных бляшек с использованием вещества 11C–PIB было проведено в 2002 году профессором Каролинского института (Швеция) Агнетой Нордберг. Анализ результатов позволил представить общую картину развития болезни Альцгеймера. Например, было обнаружено, что высокая концентрация амилоидных бляшек происходит на ранней стадии заболевания, когда у пациента отмечаются лишь незначительные проблемы с памятью. На стадии умеренных когнитивных расстройств объем отложений бета–амилоида уже перестает увеличиваться. Дальнейшее развитие заболевания, приводящее к деменции, никак не связано с увеличением количества амилоидных бляшек.

Позитронная эмиссионная томография позволила сделать целый ряд открытий, заинтересовавших специалистов.

Сегодня этот метод рекомендован Американской ассоциацией по борьбе с болезнью Альцгеймера как самое раннее средство диагностики заболевания.

К сожалению, в настоящее время использование позитронной эмиссионной томографии доступно только некоторым научным центрам, так как вещество PIB имеет очень короткий период полураспада (20 минут). Однако уже ведется разработка более стойких веществ, что, несомненно, расширит возможности использования этой процедуры, имеющей очень высокий диагностический потенциал для выявления пациентов, нуждающихся в антиамилоидной терапии.

Опубликовано в журнале Behavioural Neurology

memini.ru

Нейровизуализация при эпилепсии

Прижизненная визуализация структурных морфологических изменений головного мозга у больных, страдающих эпилепсией и эпилептическими синдромами, стала возможной, благодаря внедрению в повседневную медицинскую практику нейрорадиологических методов исследования: компьютерной и магнитно-резонанссной томографии (КТ и МРТ), которые классифицируются как «структурные» нейровизуализационные методы, а также методы позитронно-эмиссионной и однофотонно-эмиссионной томографии (ПЭТ и ОФЭКТ), получивших название «функциональных» нейровизуализационных методов либо методов функциональной медицинской интроскопии.

Структурная нейровизуализация

 Позволяет точно локализовать имеющийся очаг поражения головного мозга, оценить его размеры и топографию, сделать достоверные выводы о плотности мозговой ткани у больного с эпилептическими приступами, объективизировать состояние ликворной системы и т.д.

 Предназначена для оценки функционального состояния коры больших полушарий головного мозга при эпилепсии, т.е. оценки интенсивности мозгового кровотока и характера метаболических изменений в участках коры, подозреваемых в эпилептогенезе.

Для чего необходимо применение методов нейровизуализации при эпилепсии?

Морфологическое состояние головного мозга при эпилепсии всегда являлось областью повышенного интереса неврологов, эпилептологов и объектом разноплановых исследований. 

В настоящее время общепринято мнение о чрезвычайно малой информативности рентгенографии черепа, используемой в качестве метода исследования больных эпилепсией. Практически все рентгенограммы бывают нормальными, за исключением следов прежних переломов костей черепа или участков кальцификации вещества головного мозга (например, при токсоплазмозе, туберозном склерозе). 

Нейрорадиологическое исследование при эпилепсии дало мощный толчок новому витку исследований, посвященных этиопатогенезу эпилептических приступов и оптимизации синдромологической классификации.

Каковы показания к нейровизуализации при эпилепсии?

 К настоящему времени, согласно рекомендациям Комиссии по нейровизуализации Международной Противоэпилептической Лиги (1996), абсолютным показанием к проведению методов нейровизуализации являются любые эпилептические приступы, за исключением входящих в структуру заведомо идиопатических (генетически обусловленных) форм (при отсутствии специальных показаний), в том числе: детской абсанс-эпилепсии, доброкачественной миоклонической эпилепсии раннего возраста, ювенильной абсанс-эпилепсии, детской доброкачественной эпилепсии с центротемпоральными спайками (роландической эпилепсии). 

Под «специальными» случаями подразумеваются случаи с нетипичными формами указанных синдромов, сопряженными с нервно-психическим дефицитом, таксономическое положение которых в Классификации эпилепсии не определено.

Какой метод нейровизуализации наиболее информативен при эпилепсии?

 Говоря о сравнительной информативности нейрорадиологических методов диагностики, следует отметить, что подавляющим большинством авторов в идентификации структурных изменений головного мозга отдается магнитно-резонансной томографии (МРТ) головного мозга. S.Garsia-Assensio et al. (1995) показали, что разнообразные структурные изменения головного мозга выявляются у 36% больных эпилепсией с нормальными показателями первичного КТ-исследования.

Что такое компьютерная томография (КТ)?

КТ – метод нейровизуализации, основанный на послойном поперечном сканировании пучком рентгеновских лучей (в пошаговом или спиральном режимах). Регистрация излучения осуществляется специальными детекторами, после чего, из полученных данных, путем компьютерной обработки, получается изображение.КТ головного мозга является относительно недорогим, несложным методом нейровизуализации, позволяющим в короткие временные сроки исследовать костные структуры черепа и головной мозг, обеспечивая относительно надежную модальность отображения для большинства пациентов. Кроме того, компьютерные томографы последнего поколения позволяют производить исследование головного мозга в течение нескольких секунд. Хотя использование КТ у пациентов с эпилепсией менее информативно по сравнению с МРТ, КТ все еще остается техникой выбора для исследования пациентов с эпилептическими синдромами и эпилепсией при некоторых патологических состояниях. У новорожденных и младенцев КТ имеет часто вторичную или добавочную ценность, но это служит существенным дополнением для ультразвукового исследования головного мозга ребенка (нейросонографии – НСГ). КТ позволяет в ранние сроки точно верифицировать внутримозговое кровоизлияние, инфаркты мозга, аномалии развития мозга, патологию желудочковой системы, а также внутримозговые кальцинаты. У детей старшего возраста и взрослых КТ головного мозга является техникой выбора в периоперационном периоде, так как позволяет выявить недавно произошедшие кровоизлияния, острую окклюзионную гидроцефалию, объемные процессы головного мозга.

КТ-исследование имеет некоторые преимущества при исследовании костных дефектов черепа, выявлении очагов оссификации (кальцинации) мозговой ткани при болезни Фара, при токсоплазмозе, туберозном склерозе, синдроме Штурге-Вебера, а также у детей до 3-х летнего возраста, так как незавершенность процессов нейрональной организации и миелинизации проводников, проявляющаяся отсутствием четкой демаркации между серым и белым веществом головного мозга, порой не позволяет использовать некоторые преимущества МРТ – выявление структурных изменений на основе нарушений топографии и целостности нейронно-проводниковой демаркации [Chiron С., 1996].

Чувствительность КТ головного мозга при эпилепсии

К сожалению, КТ имеет низкую чувствительность при исследовании структур средней и задней черепной ямки, при диагностике мезиального темпорального склероза и метастатических опухолей мозга. Таким образом, не удивительно, что КТ не информативна при диагностике медиобазальной височно-долевой эпилепсии, одной из наиболее частых форм симптоматических эпилепсий у детей и взрослых. В соответствии с рекомендациями Международной Противоэпилептической Лиги (ПАЕ), КТ головного мозга рекомендуется пациентам с эпилепсией, если недоступно МРТ-исследование. При КТ не выявляются структурные аномалии мозга более чем у 50% пациентов с эпилептогенными структурными повреждениями, типа маленьких опухолей и сосудистых аномалий. 

Согласно рекомендациям ILAE, пациенты, имеющие тяжелые или труднокурабельные (фармакорезистентные) эпилептические припадки, должны быть обязательно обследованы методом МРТ, даже если КТ головного мозга в норме.

Что такое магнитно-резонансная томография (МРТ)?

МРТ – метод получения послойных изображений, основанный на способности ядер водорода (протонов) излучать в сильном внешнем магнитном поле слабое электромагнитное излучение, улавливаемое специальными датчиками (катушками) с последующей компьютерной обработкой и получением изображения. МРТ – является методом первого выбора при обследовании больных эпилепсией и эпилептическими синдромами.

Преимущества МРТ:

– более высокая способность к дифференциации тканей головного мозга соответственной различной интенсивности МР-сигнала (высокое анатомическое разрешение),– возможность проведения исследования в различных (практически любых) плоскостях,– возможность проведения серийных динамических исследований без риска рентгеновского облучения больного (что особенно важно в детской практике),– возможность функциональных МР-исследований (МР-спектроскопии),– информативность в оценке состояния сосудов головного мозга (МР-ангиография), в том числе бесконтрастной 3D ангиографии.МРТ на сегодняшний день является самым безопасным методом нейровизуализации, не связанным с ионизирующим излучением. 

Чувствительность МРТ в обнаружении аномалий головного мозга у пациентов, страдающих эпилепсией, зависит от патологического субстрата эпилепсии, МРТ-методики и опыта врача в интерпретации результатов нейровизуализации в области эпилептологии. Мезиальный темпоральный склероз, небольшие опухоли и кисты, фокальные корковые атрофии – наиболее частые причины эпилепсии у взрослых. Напротив, аномалии развития мозга – наиболее частая патология у младенцев и детей раннего возраста. 

MPT – метод выбора при обследовании пациентов с заболеваниям, связанными с аномалиями развития головного мозга. МРТ позволяет точно верифицировать аномалии нейрональной миграции, например: лиссэнцефалию, ламинарную гетеротопию, перивентрикулярную узловую гетеротопию.МРТ выявляет также гемимегалэнцефалию, шизэнцефалию, центральную подкорковую гетеротопию. Например, выявляемая на МРТ центральная корковая дисплазия является одной из наиболее частых причин эктратемпоральных эпилептических припадков у детей. Реже у детей с фокальными формами эпилепсии выявляются признаки центральной полимикрогирии. Другой частой патологией у больных с эпилептическими синдромами являются факоматозы. Синдром Штурге-Вебера может быть как с односторонним, так и двухсторонним повреждением мозга. Туберозный склероз – мультисистемное заболевание с формированием множественных опухолей головного мозга (гамартом, гигантоклеточных астроцитом, субэпендимальных опухолей), являющееся ведущей причиной синдрома Веста. Перинатальные повреждения головного мозга составляют другую ведущую группу патологий, лежащих в основе фокальных или мультифокальных аномалий развития у детей с эпилепсией. Верификация повреждений мозга на МРТ зависит от типа и времени поражения мозга. Если результаты МРТ-исследования у пациента, страдающего эпилепсией, в норме, то разрешение может быть улучшено путем применения методов компьютерного преобразования изображения, позволяющих диагностировать тонкие аномалии развития головного мозга пациентов. В настоящее время множество методов МРТ-диагностики находятся на вооружении у врачей-нейрорадиологов, включая получение тонких срезов, трехмерное изображение структур головного мозга, использование мощных магнитов (3-7 Тесла), спиральные методы исследования, статистическую картографию, а также использование нормативной базы данных строения головного мозга.

МРТ-протоколы для пациентов, страдающих эпилепсией, должны включать исследование мозга в Т1-взвешенном и T2-взвешенном режимах с возможно мимимальной толщиной срезов (1-1,5 мм), что позволяет исследовать глубинные медиобазальные структуры головного мозга и верифицировать минимальные участки аномалий развития коры и извилин мозга (пахигирии).

Что такое однофотонная эмиссионная компьютерная томография (ОФЭКТ)?

Суть ОФЭКТ состоит в том, что больному в вену вводиться фармакологический препарат, соединенный с радионуклидной меткой. В зависимости от типа радиофармпрепарата (РФП) он накапливается в том или ином органе. Радиоактивная метка, химически связанная с фармпрепаратом, излучает гамма-кванты и, таким образом, является индикатором его распределения. Особенности такого распределения позволяют диагностировать различные заболевания, определять распространенность патологического процесса, оценивается функциональное состояние ткани мозга.

ОФЭКТ используется в изучении и диагностике эпилептических припадков в течение последних 10 лет. ОФЭКТ – более доступный метод диагностики, по сравнению с позитронно-эмиссионной томографией (ПЭТ), и значительно менее дорог. 

ОФЭКТ – не обязательный метод диагностики для большинства пациентов с эпилепсией, но имеет большое значение при обследовании кандидатов на хирургическое лечение эпилепсии.Многочисленные исследования с использованием динамических и статических ОФЭКТ-методов для исследования состояния головного мозга в межприступном периоде опубликованы в течение последних 5-6 лет. Было показано, что приблизительно 50% пациентов с височно-долевой эпилепсией имеют очаги гипоперфузии в межприступном периоде, которые выявляются в области эпилептогенных регионов мозга. В отличие от ОФЭКТ в межприступном (интериктальном) периоде, исследование ОФЭКТ во время эпилептических приступов (иктальном периоде), например у пациентов с височно-долевой эпилепсией, является более точным методом для локализации эпилептогенного фокуса. 

ОФЭКТ-исследование в межприступном периоде при других (экстратемпоральных) формах эпилепсии менее значимо, чтобы обеспечить полезную информацию для клинициста. Исследования последних лет показали, что двустороннее или нечетко ограниченное снижение перфузии выявляется у 30% пациентов. Наоборот, приступная (иктальная) ОФЭКТ при экстратемпоральных формах эпилепсии высоко информативна. Показано, что локализация фокуса приступной ОФЭКТ достоверна в 70-90% случаев у пациентов с лобно-долевой эпилепсией. При эктратемпоральных припадках, особенно если после приступа прошло менее 20 сек., изменения кровообращения мозга чрезвычайно быстрые. 

Отсроченные ОФЭКТ-исследования не могут выявить изменения перфузии мозга, особенно, если они проводятся в позднем или раннем постприступном периоде. Это связано с особенностями связей и кровоснабжения лобной коры, приводящим к быстрым динамическим фокальным изменениям мозгового кровообращения во время лобных эпилептических припадков. Поэтому ОФЭКТ должна быть проведена в пределах первых 5-10 сек от начала лобного припадка, чтобы получить точную информацию о локализации фокуса эпилептической активности.Приступная (иктальная) ОФЭКТ также может быть полезна для изучения характера распространения эпилептической активности на другие отделы мозга во время припадка. При височно-долевой эпилепсии часто выявляется распространение эпилептической активности на базальные ядра с ипсилатеральной стороны в виде очагов гиперперфузии. Это коррелирует с контралатеральной дистонической установкой руки.Наоборот, при экстратемпоральных формах эпилепсии характер распространения эпилептической активности на другие отделы мозга более сложный. При эпилептических припадках, исходящих из средне-лобных областей мозга, в эпилептическую активность часто вовлекаются подкорковые (базальные) ядра в ипсилатеральном полушарии или в обоих полушариях, а также контралатеральное полушарие мозжечка. При дорзолатеральных лобных эпилептических припадках распространение эпилептической активности из первичного фокуса наиболее типично на ипсилатеральные подкорковые ядра и контралатеральное полушарие мозжечка.

Главное ограничение внедрения в практическое здравоохранение методик ОФЭКТ заключается в материально-техническом оснащении отделений нейровизуализации ЛПУ и НИИ.

Что такое позитронно-эмиссионная томография (ПЭТ)?

В основе ПЭТ лежит явление регистрации двух противоположно направленных гамма-лучей одинаковых энергий, возникающих в результате аннигиляции. Процесс аннигиляции происходит в тех случаях, когда, при введении меченных короткоживущим радиоизотопом метаболитов, излученный ядром радиоизотопа позитрон встречается с электроном в тканях пациента. Для проведения исследования в межприступном периоде используется 2-дезокси-2-(18Ф)флюоро-Д-глюкоза. 

При височно-долевой эпилепсии в межприступном периоде показано выявление очагов гипометаболизма в области эпилептогенных фокусов. Эти фокусы выявляются приблизительно у 80% больных височно-долевой эпилепсией. Однако очаги гипометаболизма, выявляемые на ПЭТ, являются более обширными, чем структурные изменения на МРТ и фокальные изменения на ЭЭГ, и могут вовлекать ипсилатеральные отделы в области сильвиевой борозды и ипсилатеральные регионы теменной доли.

Читайте также:

Электроэнцефалография (диагностика эпилептический синдромов)

Высокая чувствительность МРТ в обнаружении мезиального темпорального склероза и других патологических состояний головного мозга при височно-долевой эпилепсии у кандидатов на хирургическое лечение припадков привела к уменьшению роли ПЭТ в дооперационном обследовании таких пациентов. Однако, когда МРТ в норме, ПЭТ может быть полезна для уточнения локализации доминирующего фокуса эпилептической активности.

В ряду сравнительной информативности ПЭТ и ОФЭКТ занимают особое место, потому что эти методы наиболее эффективны только при использовании в качестве завершающих методик после КТ и МРТ, так как позволяют реально оценить эпилептогенную активность выявленных структурных очагов или же локализовать фокус эпилептиформной активности (в виде очагов гипо– или гиперметаболизма) при отсутствии каких-либо изменений при этих способах диагностики [Theodore W.R. et al., 1990].

Что такое магнитно-резонансная ангиография (МРА)?

МРА – метод визуализации васкулярных (сосудистых) структур мозга, основанный на регистрации МР-сигнала от движущихся ядер водорода (протонов), с последующей компьютерной обработкой и построением трехмерной модели. При этом получается изображение самого кровотока, а не сосудистой стенки. Данный метод не связан с внутривенным введением контрастного вещества.

Важно!

Благодаря нейровизуализационным методам значительно увеличиваются возможности диагностики причин развития эпилепсии, становится реальным получение совершенно иного качества информации о состоянии головного мозга, что позволяет оптимизировать тактику и стратегию ведения таких пациентов, в том числе включающую определение четких и своевременных показаний для хирургического лечения эпилепсии. С 2012 года пациенты, обращающиеся за консультативно-диагностической помощью к неврологам-эпилептологам Неврологического центра эпилептологии, нейрогенетики и исследования мозга Университетской клиники, получили уникальную возможность проведения МРТ исследования головного мозга на базе Профессорской клиники нашего университета (Красноярск, проспект Мира, 5, тел. 8(391) 271-21-36). Выбор метода МРТ, области максимального диагностического поиска, необходимость проведения дополнительных методов контрастного усиления осуществляют квалифицированные врачи неврологи-эпилептологи Университетской клиники (Красноярск, ул. Карла Маркса, 124, тел. 8(391) 221-24-49).Автор: Шнайдер Наталья Алексеевна, д.м.н., профессор, заведующая кафедрой медицинской генетики и клинической нейрофизиологии ИПО, руководитель Неврологического центра эпилептологии, нейрогенетики и исследования мозга Университетской клиники КрасГМУ им. проф. В.Ф. Войно-ЯсенецкогоИсточник:

Шнайдер, Н.А., Дмитренко, Д.В., Батухтин, Е.Н., Молгачев, А.А. Современные методы нейровизуализации при эпилепсии. Учебное пособие для системы последипломного образования врачей. – Красноярск, 2007. – 102с. 

www.sibmedport.ru

Чему нас может научить нейровизуализация при депрессии?

Обзор доктора медицинский наук – Теодора Хендерсона, США. 

Депрессия является серьезной проблемой в Америке и во всем мире. Национальный институт психического здоровья (NIMH, США) подсчитал, что депрессией страдают 6,6% американцев [1]. Во всём мире от депрессии страдают, примерно, 350 миллионов человек [2].

В мае 2016 г. на ежегодном собрании Американской психиатрической ассоциации уходящий президент д-р Рене Биндер подчеркнул важность уменьшения стигматизации депрессии и психических заболеваний [3]. Депрессия – это больше, чем «плохой день» или «тоска». Это длительное переживание подавленного настроения, потеря удовольствия от жизни, потеря интереса, упадок сил, изменения в режиме сна и питания, а также снижение способности к познанию. Часто семья и друзья не могут оценить всю глубину боли и страданий, которую может вызвать депрессия. «Вытащи себя за волосы из болота» или «преодолей это» – знакомые фразы для лиц, страдающих депрессией. Такое отношение стигматизирует депрессию, представляя её как выбор самого человека, а не как биологическую болезнь.

С помощью исследований в области нейробиологии и нейровизуализации учёные выявили много доказательств того, что депрессия – это биологическая болезнь. Более того, не смотря на попытки традиционной психиатрии классифицировать депрессию как одну болезнь, она представляется довольно разнородной по своей природе. Нассир Гаэм, доктор медицинских наук, известный эксперт в области психофармокологии, недавно писал [4]:

«Психиатрическая практика ненаучна, мы используем сотни готовых ярлыков для профессиональных целей без реальной картины того, что происходит с пациентом…Теперь у нас есть огромное количество исследований по нейробиологии для того, чтобы сделать вывод о том, что нейромедиаторные теории 20-го века в психофармакологии в основном ложные. Дофаминовые и моноаминовые (серотонин и др.) гипотезы шизофрении и депрессии не правы…теперь мы знаем, что лекарства имеют серьёзные опосредованные эффекты, связанные с изменением нейропластичности в головном мозге, в том числе в связях между нейронами. Мозг буквально заново реструктуризируется».

Нейровизуализационные исследования показали несколько нейрофизиологических субстратов для депрессии. Функциональные сканирования мозга, такие как ОФЭКТ (однофотонная эмиссионная компьютерная томография) или ПЭТ (позитронно-эмиссионная томография) показали, что, хотя у пациентов могут наблюдаться одни и те же симптомы депрессии, они могут иметь самые разные процессы, происходящие в их мозге.

Нейроанатомические корреляты депрессии

Анатомические аномалии при депрессии были обнаружены методами ОФЭКТ, ПЭТ и фМРТ (функциональная магнитно-резонансная томография) в следующих областях головного мозга: дорсальная и вентральная префронтальная кора, передняя поясная извилина, миндалевидное тело, гиппокамп, стриатум и таламус [7-9]. Ряд учёных подчёркивают, что депрессия является результатом нескольких патофизиологических процессов и дисфункции множества путей [5, 10].

Теперь можно обнаружить различные подтипы депрессии. Депрессия часто связана с уменьшением активности (и, следовательно, метаболизма и перфузии) в лобных долях, островковой коре и передней поясной извилине [5-10].Однако у некоторых пациентов с депрессией есть улучшение кровообращения в предклинье (Precuneus), которая отвечает за размышление и самокритику [11]. У части пациентов с депрессией имеются также пониженная функция височной доли и повышенная активность таламуса [12]. Части таламуса, в свою очередь, напрямую соединяется с миндалиной (Corpus Amygdaloideum), которая ответственна за появление страха и тревоги [13].

Методом ОФЭКТ можно также предсказать, как пациент будет реагировать на различные антидепрессанты. Например, те, кто реагирует на СИОЗС показывают улучшение кровообращения в вентральной префронтальной коре и поясной извилине [14,15]. Часто в ответ на СИОЗС происходит снижение перфузии в данных областях, а также в таламусе. Эти пациенты хуже реагируют на СИОЗС, однако могут лучше реагировать на норадренергические антидепрессанты (личное наблюдение) [16,17]. При резистентной депрессии заметно усиливается кровоснабжение в субгенуальной области [10].

Диагностическая ценность нейровизуализации при депрессии

Нейровизуализация помогает диагностировать неврологические нарушения, маскирующиеся под психиатрические расстройства. Например, у 40% пациентов после сотрясения мозга (лёгкая ЧМТ) развивается депрессия в течение последующего года [18,19]. Нет никаких оснований ожидать от пациентов с ЧМТ такую же реакцию на терапию, как от пациентов с эндогенной депрессией. Кроме того, токсическое повреждение мозга, паркинсонизм и деменция в старческом возрасте могут также проявляться депрессией [20-23].

Активация иммунной системы при депрессии

В NIMH происходят захватывающие исследования по изучению различных маркеров с помощью нейровизуализации. Одним из таких маркёров является протеин транслокатор (TSPO) с радиоактивной меткой. Этот протеин был раннее известен как периферический бензодиазепиновый рецептор. Он участвует в транспортировке холестерина в митохондрии (органеллы ответственные за производство энергии в клетке). Уровень экспрессии TSPO велик в макрофагах, микроглии и в прочих воспалительных клетках, что указывает на его определенную роль в воспалении [24-26].

Уровень TSPO увеличивается при болезни Альцгеймера, но только в тех областях мозга, которые, как известно, сильно изменяются вследствие патологического процесса [24, 27, 28]. Т.е. в таких областях, как энторинальная кора (височная доля) и теменная кора. В мозжечке же уровень связывания TSPO достаточно низок [24,29].

В случае депрессии, связывание TSPO представляет собой достаточно интересную историю. У пациентов с диагностированной депрессией, не принимающих лекарственную терапию, связывание TSPO повышается на 30-45% [24,30]. Более того, связывание TSPO увеличивается во всем головном мозге, в том числе и в мозжечке. Когда же пациенты принимали антидепрессанты, уровень связывание TSPO был нормальным [24].

Что же это означает? А то, что воспаление является важным механизмом при некоторых формах депрессии. Просто вспомните, когда в последний раз у вас был грипп: все что вы хотели делать – залезть в постель и отлеживаться в течение нескольких дней. Воспаление и увеличение уровня цитокинов ассоциировано с грустным настроением [31]. У пациентов с большим депрессивным расстройством (MDD) часто в крови повышены уровни таких маркеров воспаления, как С-реактивный белка (CRP), интерлейкин-6 (IL-6) и фактор некроза опухоли-альфа (TNF-α) [32].

Идентификация альтернативных лекарственных препаратов

Открытие того, что анестетик кетамин может быстро и резко снижать депрессивную симптоматику, заставило фундаментально переосмыслить механизмы депрессии [33]. Кетамин немедленно активируется и вызывает продолжительные эффекты в головном мозге. В частности он активирует нейротрофический фактор головного мозга (BDNF)[33]. Часть этого процесса включает в себя обратную связь через сигналы вторичных мессенджеров. Циклический аденозинмонофофат (цАМФ) является важным вторичным мессенджером как в теле, так и в мозге. Некоторые энзимы, такие как фофсодиестераза разрушают цАМФ, тем самым снижая его активность [33].

Антидепрессивные эффекты Ролипрама

Нейровизуализация подала нам некоторые дополнительные подсказки касательно депрессии. Недавно в NIMH исследовали Ролипрам (ингибитор фосфодиэстеразы), помеченный радиоактивной меткой. Его связывание коррелирует с уровнем активности каскада цАМФ [24]. Учёные выявили, что связывание Ролипрама на 18% меньше у пациентов с большим депрессивным расстройством, не принимающих терапию. Снижение связывание Ролипрама означает снижение активности цАМФ каскада. Теперь уже становится интересно…

Если пациенты получают терапию СИОЗС в течение 8 недель, связывание Ролипрама увеличивается на 13% [24]. Так СИОЗС, оставаясь даже неэффективными, могут вызвать положительную регуляцию каскада цАМФ. Любопытно, что эти изменения не так тесно коррелируют с величиной изменения симптомов [24]. Кроме того, расположение изменений такого связывания многое говорит о головном мозге во время депрессии.

Снижение связывания Ролипрама происходило во всех областях мозга, включая мозжечок. Другими словами депрессивный эпизод был результатом глобального снижения активности цАМФ в мозге. Такое падение активности цАМФ, вероятно, недостаточно, чтобы вызвать большое депрессивное расстройство, но оно может быть необходимым условием для его развития. До сих пор никто не посмотрел на эффект инфузионной терапии кетамином при связывании Ролипрама. Результат такого исследование может пролить свет на происходящее. Таким образом, подытоживая всю эту информацию, доктор Гэми говорил о “нейропластических изменениях” как о механизме снятия депрессии. Это, конечно же, отсылает нас к мощным эффектам BDNF в гиппокампе, лобной коре и в прочих областях мозга. BDNF, действует как фактор восстановления мозга и снижает дегенеративные эффекты депрессии. Современные оральные антидепрессанты довольно слабо активируют BDNF (на самом деле подобный эффект был обнаружен у очень небольшого количества антидепрессантов).

Будущие направления

Перспективные направления в психиатрии могут касаться противовоспалительных веществ [30], расширенной терапии аналогами кетамина [33], а также методов нейровизуализации, используемых для оценки эффективности тех или иных препаратов [14,17]. Признание того факта, что депрессивные эпизоды могут быть спровоцированы повреждениями нейронов, например, вследствие ЧМТ или же токсического воздействия, может привести к использованию радикально новых, иногда даже нефармакологических, способов терапии депрессии, которая развивается после повреждения головного мозга. Препятствием для данных достижений является нежелание некоторых психиатров обратить внимание на тот орган, который они лечат, а также на возможные альтернативные объяснения депрессии.

Источник: PsychiatryAdvisor  Перевод и редакция: Коровин А.С., Касьянов Е.Д.

Список литературы:

1. http://www.nimh.nih.gov/health/statistics/prevalence/major-depression-am…. Accessed 6/18/16. 2. http://www.who.int/mediacentre/factsheets/fs369/en/. Accessed 6/18/16. 3. http://www.psychnews.org/update/2016_apa_daily_2a.html. Accessed 6/17/16. 4. Nassir Ghaemi, MD, Psychiatry, Medscape Connect http://boards.medscape.com/[email protected]@.2a37df02!comment=1&cat=All. Accessed 2/12/13. 5. Price JL, Drevets WC. Neural circuits underlying the pathophysiology of mood disorders. Trends Cogn Sci. 2012;16(1):61-71. 6. Masdeu JC. Neuroimaging in psychiatric disorders. Neurotherapeutics. 2011;8(1):93-102. 7. Nagafusa Y, Okamoto N, Sakamoto K, et al. Assessment of cerebral blood flow findings using 99mTc-ECD single-photon emission computed tomography in patients diagnosed with major depressive disorder. J Affect Disord. 2012;140(3):296-9. 8. Willeumier K, Taylor DV, Amen DG. Decreased cerebral blood flow in the limbic and prefrontal cortex using SPECT imaging in a cohort of completed suicides. Transl Psychiatry. 2011;1:e28. 9. Kito S, Hasegawa T, Koga Y. Cerebral blood flow ratio of the dorsolateral prefrontal cortex to the ventromedial prefrontal cortex as a potential predictor of treatment response to transcranial magnetic stimulation in depression. Brain Stimul. 2012;5(4):547-53. 10. Drevets WC, Savitz J, Trimble M. The subgenual anterior cingulate cortex in mood disorders. CNS Spectr. 2008;13(8):663-81. 11. Dumas R, Richieri R, Guedj E, et al. Improvement of health-related quality of life in depression after transcranial magnetic stimulation in a naturalistic trial is associated with decreased perfusion in precuneus. Health Qual Life Outcomes. 2012;10:87. 12. Conway CR, Sheline YI, Chibnall JT, et al. Brain blood-flow change with acute vagus nerve stimulation in treatment-refractory major depressive disorder. Brain Stimul. 2012;5(2):163-71. 13. Dougherty DD, Weiss AP, Cosgrove GR, et al. Cerebral metabolic correlates as potential predictors of response to anterior cingulotomy for treatment of major depression. J Neurosurg. 2003;99(6):1010-7. 14. Brockmann H, Zobel A, Joe A, et al. The value of HMPAO SPECT in predicting treatment response to citalopram in patients with major depression. Psychiatry Res. 2009;173(2):107-12. 15. Brody AL, Saxena S, Silverman DH, et al. Brain metabolic changes in major depressive disorder from pre- to post-treatment with paroxetine. Psychiatry Res. 1999;91(3):127-39. 16. Thornton JF, Schneider H, McLean MK, et al. Improved outcomes using brain SPECT-guided treatment versus treatment-as-usual in community psychiatric outpatients: a retrospective case-control study. J Neuropsychiatry Clin Neurosci. 2014;26(1):51-6. 17. Kito S, Hasegawa T, Koga Y. Cerebral blood flow ratio of the dorsolateral prefrontal cortex to the ventromedial prefrontal cortex as a potential predictor of treatment response to transcranial magnetic stimulation in depression. Brain Stimul. 2012;5(4):547-53. 18. Jorge, RE, Robinson, RG, Moser, D, et al. (2004). Major depression following traumatic brain injury. Arch Gen Psychiatry. 2004;61(1):42-50. 19. Fann, JR, Burington, B, Leonetti, A., et al. Psychiatric illness following traumatic brain injury in an adult health maintenance organization population. Arch Gen Psychiatry. 2004;61(1):53-61. 20. Condray R, Morrow LA, Steinhauer SR, et al. Mood and behavioral symptoms in individuals with chronic solvent exposure. Psychiatry Res. 2000;97(2-3):191-206. 21. Bowler RM, Mergler D, Rauch SS, Bowler RP. Stability of psychological impairment: two year follow-up of former microelectronics workers’ affective and personality disturbance. Women Health. 1992;18(3):27- 22. Postuma RB, Aarsland D, Barone P, et al. Identifying prodromal Parkinson’s disease: pre-motor disorders in Parkinson’s disease. Mov Disord. 2012;27(5):617-26. 23. Stella F, Radanovic M, Balthazar ML, et al. Neuropsychiatric symptoms in the prodromal stages of dementia. Curr Opin Psychiatry. 2014;27(3):230-5. 24. Innis RB. Kuhl-Laasen lecture Society of Nuclear Medicine and Molecular Imaging Annual Meeting, 2016, San Diego. 25. Kreisl WC, Fujita M, Fujimura Y, et al. Comparison of [(11)C]-(R)-PK 11195 and [(11)C]PBR28, two radioligands for translocator protein (18 kDa) in human and monkey: Implications for positron emission tomographic imaging of this inflammation biomarker. Neuroimage. 2010;49(4):2924-32 26. Liu GJ, Middleton RJ, Hatty CR, et al. The 18 kDa translocator protein, microglia and neuroinflammation. Brain Pathol. 2014;24(6):631-53.

27. Kreisl WC, Lyoo CH, McGwier M, et al. Biomarkers Consortium PET Radioligand Project Team. In vivo radioligand binding to translocator protein correlates with severity of Alzheimer’s disease. Brain. 2

psyandneuro.ru


Смотрите также

Календарь

ПНВТСРЧТПТСБВС
     12
3456789
10111213141516
17181920212223
24252627282930
31      

Мы в Соцсетях

 

vklog square facebook 512 twitter icon Livejournal icon
square linkedin 512 20150213095025Одноклассники Blogger.svg rfgoogle