Журнал неврологии и психиатрии / 2009 / NEV_2009_09_11

Диагностические возможности низкопольных маг- нитно-резонансных (MP) томографов в достаточной степени не изучены. При этом сложилась не вполне аргументированная точка зрения о малой чувствительности и специфичности низкопольной MP томографии в решении нейрорадиологических задач [1, 2]. В то же время нет никаких предпосылок к такому выводу с точки зрения физической основы метода и технической его реализации [5, 7]. Кроме того, не опровергнуто мнение о преимущественно маркетинговой причине столь сильной переоценки значения высокопольных MP томографов для решения рутинных клинических вопросов [5]. В доступной литературе мы смогли обнаружить только одну публикацию [9], посвященную прямому сравнению этих двух классов MP

томографов в решении нейрорадиологических задач, вывод которой подтверждает недостаточную обоснованность пессимистических оценок роли низкопольной томографии в клинической практике. Проблема отсутствия знаний об истинных возможностях низкопольных MP томографов существенно снижает эффективность их использования.

Одно из наиболее грозных патологических состояний в неотложной неврологии — внутримозговое кровоизлияние. Ряд диагностических трудностей осложняет постановку этого диагноза на ранних сроках развития заболевания [13, 16, 17]. Этот факт способствовал формированию взглядов о необходимости выполнения томографического исследования головного мозга у всех пациентов с остро

развившимся неврологическим дефицитом для исключения внутримозговой гематомы (ВМГ) [12, 14, 19]. Традиционно для этих целей используется компьютерная томография (КТ), обладающая высокой чувствительностью и специфичностью в выявлении ВМГ [12]. Симптомы ВМГ в первые 3 суток от начала заболевания на МРТ сложны и плохо изучены, что послужило поводом к отрицанию возможности использовать МРT для этих целей [14]. Предполагаемая малая чувствительность и специфичность МРТ в острейшем и остром периоде ВМГ явились пределом метода, который в оценке всех прочих патологических изменений головного мозга демонстрирует свое превосходство над КТ [4, 6, 8]. Однако недостаточная общая информативность КТ в отношении изменений головного мозга в сравнении с МРТ постепенно сформировала понимание необходимости пересмотра приоритета в выборе первичного метода нейрорадиологического исследования [18]. При этом широко декларируется, что решение этого вопроса может быть достигнуто лишь при использовании высокопольных MP томографов [1, 15]. Как следствие, нет работ, оценивающих возможность применения низкопольных MP томографов для этих целей. Кроме того, остается невыясненным существование различий в MP семиотике ВМГ между высокопольной и низкопольной МРT.

Целью исследования явилась оценка диагностической возможности низкопольной МРТ в острейшем периоде ВМГ, а также анализ сопоставимости MP симптомов ВМГ, выявляемых при низко- и сверхвысокопольной МРT.

Материал и методы

Сравнение чувствительности низко- и сверхвысокопольного MP томографов в выявлении внутримозговых кровоизлияний проведено в эксперименте на крысах. В исследовании были использованы самцы нелинейных крыс (6 животных) массой 355,4±16,83 г. До проведения эксперимента животных содержали в стандартных условиях: 12-часовой световой режим, свободный доступ к воде и пище (стандартный брикетированный корм), температура воздуха 22—24°С.

Для получения экспериментальной ВМГ использовали метод двухмоментного введения аутологичной крови по модифицированной методике [3, 10]. Такая модель ВМГ позволяет получать кровоизлияние, аналогичное спонтанной внутримозговой гематоме, возникающей при разрыве внутримозгового кровеносного сосуда. При этом в эксперименте формируются ВМГ, сопоставимые по объему, форме и локализации. Выполнение операции осуществлялось по отработанной стандартной методике. Случаев преждевременной смерти животных при проведении эксперимента не было.

1-ю МРТ выполняли на томографе Вio Spec 70/30 с напряженностью магнитного поля 7 Тл. Исследование проводили по стандартному протоколу с получением изображений в аксиальной плоскости: Т2-взвешенные изображения (ВИ) в импульсной последовательности (ИП) spin-echo (далее в тексте Т2) со следующими техническими параметрами: ТЕ=50 мс, TR=2000 мс, поле обзора 40×40 мм, толщина среза 1,5 мм, расстояние между срезами 2 мм; Т2-ВИ в ИП gradient-echo (далее в тексте Т2*) со следующими техническими параметрами: ТЕ=27 мс,

TR=1200 мс, α=–164°, поле обзора 40×40 мм, толщина среза 1,5 мм, расстояние между срезами 2 мм; Т1-ВИ со следующими техническими параметрами: ТЕ=6,9 мс, TR=500 мс, α=90°, поле обзора 40×40 мм, толщина среза 1,5 мм, расстояние между срезами 2 мм.

2-ю МРТ выполняли в течение 1—1,2 ч после 1-й на томографе Эллипс 150, с напряженностью магнитного поля 0,15 Тл. Для этой задачи былa сконструирована дополнительная радиочастотная катушка (РЧК). Внутреннее отверстие РЧК имело форму эллипса с размерами 110×80 мм, длина катушки составляла 120 мм. Электрическая схема РЧК представляла собой колебательный контур, выполненный из одного витка отрезка медной ленты (340×120×2 мм) и 10 конденсаторов с высокой добротностью типа АТС561, емкостью 560 пФ. Конденсаторы были припаяны к концам ленты с зазором 1 мм. Резонансная частота полученного колебательного контура составляла 6,2 мГц. Для уменьшения вихревых токов вдоль медной ленты был сделан разрез. Подключение катушки к MP томографу осуществлялось коаксиальным кабелем длиной 200 мм через дополнительный блок предварительного усилителя с коэффициентом шума k=1,05. Коэффициент шума самой РЧК составил 1,4 для биологических объектов массой 500 г. Тестирование созданной для эксперимента РЧК выполнялось с использованием штатного фантома.

Всем животным при исследовании на низкопольном MP томографе выполнялся следующий стандартный протокол с получением аксиальных изображений: FLAIR (TR=4100 мс, ТЕ=100 мс, TI=1155 мс, поле обзора 290×290 мм, толщина среза 6 мм, межсрезовый интервал 1 мм); Т2-ВИ (TR=6500 мс, ТЕ=180 мс, TI=1155 мс, поле обзора 200×200 мм, толщина среза 4 мм, межсрезовый интервал 1 мм); Т2*-ВИ (TR=900 мс, ТЕ=45 мс, α=35°, поле обзора 190×190 мм, толщина среза 6 мм, межсрезовый интервал 1 мм); Т1-ВИ (TR=150 мс, ТЕ=12 мс, α=90°, поле обзора 200×200 мм, толщина среза 6 мм, межсрезовый интервал 1 мм).

Анализ изображений включал два этапа. На первом этапе определяли наличие патологического очага в веществе головного мозга и его локализацию в каждой ИП. На втором этапе проводили сравнительный анализ изображений, полученных на низко- и cверхвысокопольном MP томографах, а также наличие специфических признаков кровоизлияния на Т2*-ВИ [1, 2, 12, 14].

Результаты и обсуждение

При исследовании на сверхвысокопольном MP томографе ВМГ была четко определена у всех животных во всех использованных ИП. На Т2-ВИ и Т2*-ВИ гематома представляла собой внутримозговое образование неправильной овоидной формы с признаками выпадения MP сигнала, окруженное узкой гиперинтенсивной зоной перифокального отека (риc. 1). На Т1-ВИ гематома была представлена очагом незначительно пониженного МР сигнала. Контуры гематомы на Т2- и Т2*-ВИ были четкими, с умеренно выраженной неровностью. На Т1-ВИ они скрадывались на фоне перифокального отека. Выпадение MP сигнала от ВМГ на Т2*-ВИ при отсутствии признаков укорочения времени релаксации Т1 связано с феноменом магнитной восприимчивости и соответствует наличию в кровоизлиянии слабого парамагнетика (деоксигемогло-

Рис. 1. Аксиальное T2*-ВИ, полученное на сверхвысокопольном MP томографе.

Стрелкой указана внутримозговая гематома.

Рис. 2. Аксиальные Т2*-ВИ и Т2-ВИ, полученные на низкопольном MP томографе.

Стрелками указана внутримозговая гематома.

бин) [2, 3, 5]. Последнее расценивается как специфический признак ВМГ в острейшей стадии [1, 2, 17]. Проявление этого признака в нашем эксперименте не только на Т2-BИ, но и на Т2-ВИ может быть объяснено тем, что влияние парамагнетика на построение менее чувствительного к неоднородности магнитного поля T2-ВИ имеет прямую зависимость от его концентрации и напряженности магнитного поля MP томографа [5, 7]. Поэтому феномен магнитной восприимчивости, не проявляющийся на Т2-ВИ в острейшем периоде ВМГ на высокопольных томографах [1, 2, 17], может быть обнаружен на сверхвысокопольной МРТ [5].

При исследовании на низкопольном томографе патологический очаг в головном мозге крысы, соответствующий ВМГ, определялся во всех случаях на Т2-ВИ, Т2*-ВИ и FLAIR. На Т1-ВИ наличие патологического очага было

зарегистрировано у 3 (50%) животных. При этом наличие объемного эффекта на рядом расположенный боковой желудочек определялось у всех животных во всех ИП, включая те Т1-ВИ, на которых ВМГ самостоятельным очагом не прослеживалась. Во всех случаях на Т2-ВИ внутримозговая гематома была представлена очагом умеренно гиперинтенсивного сигнала. На Т2*-ВИ внутримозговая гематома у всех животных определялась как зона выпадения MP-сигнала (рис. 2), при этом в 1 (16, 67%) случае по периферии ВМГ на Т2*-ВИ дополнительно прослеживалась зона умеренно повышенного сигнала, соответствующая перифокальному отеку. На изображениях в ИП FLAIR гематома в головном мозге определялась зоной высокогиперинтенсивного сигнала у 5 (83,33%) животных и в 1 (16,67%) случае зоной умеренно гиперинтенсивного сигнала. В 3 случаях обнаружения ВМГ на Т1-ВИ кровоизлияние было представлено очагом несколько сниженного сигнала. Контуры ВМГ на Т2-ВИ, Т2*-ВИ и FLAIR были четкими, на Т1-ВИ — нечетко. Таким образом, специфический MP симптом ВМГ, связанный с укорочением времени Т2-релаксации вследствие парамагнитного влияния деоксигемоглобина, на низкопольном MP томографе определялся у всех животных на Т2*-ВИ, но не выявлялся на Т2-ВИ.

Выполненное исследование продемонстрировало одинаковую чувствительность низко- и сверхвысокопольного MP томографов при выявлении острейших внутримозговых гематом (первые 3—5 ч) в условиях поставленного эксперимента. Была отмечена сопоставимость MP симптомов ВМГ в исследованиях на обоих томографах. В то же время отмечен ряд различий.

Наиболее ярко указанные различия проявили себя в детализации полученных изображений. На сверхвысокопольном MP томографе на Т2-ВИ и Т2*-ВИ четко прослеживалась как сама гематома, так и окружающий ее перифокальный отек. На низкопольном MP томографе такая картина была отмечена только в 1 (16,67%) случае при использовании Т2*-ВИ. Это в первую очередь связано с пространственным разрешением получаемых изображений. В среднем ширина зоны перифокального отека в нашем эксперименте составила от 0,3 до 0,5 мм, что при матрице сбора информации 256×256 и поле обзора 40×40 мм на сверхвысокопольном MP томографе занимало 2—3 пикселя в готовом изображении. Минимальное поле обзора, которое было возможно использовать на низкопольном томографе, составило 190×190 мм, что при тех же размерах матрицы сбора информации соответствует 5-кратно меньшей разрешающей способности и не позволяет оценивать объекты размером менее 0,7 мм. Следовательно, зона перифокального отека в нашем исследовании на низкопольном томографе в готовом изображении была шириной менее 1 пикселя и не выявлялась в большинстве случаев. Таким образом, различия в детализации выявленных изменений определялись программными ограничениями используемых режимов томографирования на низкопольном MP томографе, а не различиями в напряженности магнитного поля, и принципиально устранимы. Однако в нейрорадиологии для решения рутинных диагностических задач не используются размеры поля обзора, значительно отличающиеся от размеров головы человека, и пространственное разрешение 0,7 мм является достаточным [5]. На основании этого можно заключить, что выявленные различия имеют значение при работе с малы-

ми биологическими объектами, но несущественны при обследовании человека.

Интерес представляет факт выявленных различий в тканевом контрасте на Т2-ВИ в исследованиях на разных томографах. На сверхвысокопольном MP томографе Т2ВИ, так же как и на Т2*-ВИ, демонстрировали чувствительность к неоднородности магнитного поля в результате наличия в ВМГ деоксигемоглобина [2, 3]. В изображениях, полученных на низкопольном MP томографе, такая чувствительность определялась только на Т2*-ВИ, тогда как на Т2-ВИ гематома выявлялась умеренно гиперинтенсивным очагом. Такое различие в тканевом контрасте является ожидаемым и укладывается в существующие представления о характере воздействия парамагнетиков на однородность магнитного поля при разных ИП, что уже обсуждалось выше. Однако выраженность феномена магнитной восприимчивости на Т2*-ВИ также имеет прямую зависимость от напряженности магнитного поля MP томографа [5]. Чем оно ниже, тем слабее проявляется указанный феномен. Ранее этот факт послужил причиной формирования предположения об отсутствии феномена магнитной восприимчивости в низкопольной MP томографии [2]. Результаты нашего исследования позволяют однозначно опровергнуть эту гипотезу, поскольку признаки выпадения MP сигнала от ВМГ были нами отмечены на Т2*-ВИ у всех животных при выполнении исследования на низкопольном MP томографе. В свою очередь отсутствие этого феномена на Т2*-ВИ в отличие от результатов исследования на сверхвысокопольном томографе является ожидаемым и гомологично таковому на высокопольных MP томографах [1, 4, 8, 12, 14, 15, 18].

Наиболее существенные различия в чувствительности разных типов томографов к наличию ВМГ были выявлены на Т1-ВИ. При использовании сверхвысокопольного MP томографа чувствительность составила 100%, тогда как на низкопольном MP томографе — 50%. На наш взгляд, это объясняется различиями в тканевом контрасте между MP томографами с разной напряженностью магнитного поля. В литературе [11, 14, 15] хорошо известен факт отсутствия изменения характера MP сигнала на Т1-ВИ в первые 3 сут от развития ВМГ на изображениях, полученных средне- и высокопольными MP тoмoгpaфaми. Эта особенность явилась одной из ведущих причин формирования утверждения о невозможности диагностировать ВМГ в первые 3 сут от начала заболевания методом MPT [4, 6, 8]. Таким образом, можно уверенно говорить, что выявленные различия чувствительности Т1-BИ в нашем эксперименте не выделяют низкопольный MP томограф из ряда прочих, используемых в клинической практике.

Проведенное исследование продемонстрировало сопоставимую чувствительность низко- и сверхвысокопольного MP томографов при исследовании острейших ВМГ. При этом MP картина ВМГ на низкопольном MP томографе была сходной с таковой на сверхвысокопольном, но уступала в детализации полученных изображений. В то же время, согласно данным литературы, выявленные особенности изображения острейшей ВМГ на низкопольном MP томографе не отличаются от таковых в средне- и высокопольной МРТ. Последнее позволяет говорить о сопоставимых чувствительности и специфичности низко- и высокопольной MP томографии в решении рутинных диагностических задач.

альные кровоизлияния: Дис. ... канд. мед. наук. М: ГУ Научный центр неврологии РАМН 2007; 174.

2.Губский Л.В., Скворцова В.И., Крылов В.В. Геморрагический инсульт. М: Гэотар-Мед 2005; 160.

3.Гусев Е.И., Стоник В.А., Мартынов М.Ю. и др. Влияние гистохрома на динамику неврологических нарушений и МРТ-картины при экспериментальном геморрагическом инсульте. Журн неврол и психиат (инсульт) 2005; 15: 61—66.

4.Корниенко В.Н., Пронин И.Н. Диагностическая нейрорадиология. М 2006; 233—455.

5.Петер А. Ринк. Магнитный резонанс в медицине. Основной учебник Европейского форума по магнитному резонансу. 5-е изд., испр. и доп. М: Гэотар-Мед 2003; 247.

6.Трофимова Т.Н., Ананьева Н.И., Назинкина Ю.В. и др. Нейрорадиология. Ст-Петербург: Издательский дом СПб МАПО 2005; 288.

7.Brown Mark A., Semelka Richard С. MRI. Basic principles and applications. 3rd Edition. Wiley-Liss, USA 2003; 268.

8.Chalela J.A., Gomes J. Magnetic resonance imaging in the evaluation of intracranial hemorrhage. Expert Rev Neurother 2004; 2: 267—273.

9.Connolly D.J.A., Whitby E.H., Paley M.N. et al. Neonatal MR-0,2 T or 1,5 T. Neuroradiology 2006; 3: 207.

10.Deinsberger W., Vogel J., Kuschinsky W. et al. Experimental intracerebral hemorrhage: description of a double injection model in rats. Neurol Res 1996; 5: 475—477.

arterial cerebral thrombolysis for acute ischemic stroke. Stroke 2003; 8: 109—137.

12.Huisman T.A. Intracranial hemorrhage: ultrasound, CT and MRI findings. Eur Radiol 2005; 3: 434—440.

13.Kim D., Liebeskind D.S. Neuroimaging advances and the transformation of acute stroke care. Semin Neurol 2005; 4: 345—361.

14.Lövblad K.O., Baird A.E. Actual diagnostic approach to the acute stroke patient. Eur Radiol 2006; 6: 1253—1269.

15.Oppenheim С., Touze E., Hernalsteen D. et al. Comparison of five MR sequences for the detection of acute intracranial hemorrhage. Cerebrovasc Dis 2005; 5: 388—394.

16.Pil Chung S., Rock Ha.Y., Whan Kim S., Sool Yoo I. Diffusion-weighted MRI of intracerebral hemorrhage clinically undifferentiated from ischemic stroke. Am J Emerg Med 2003; 3: 236—240.

17.Reith W. Spontaneous intracerebral hemorrhage: the clinical neuroradiological view. Radiologe 1999; 10: 828—837.

18.Schellinger P.D., Fiebach J.B. Intracranial hemorrhage: the role of magnetic resonance imaging. Neurocrit Care 2004; 1: 31—45.

19.Thurnher M.M., Castillo M. Imaging in acute stroke. Eur Radiol 2005; 3: 408—415.