Диффузионно-тензорная магнитно-резонансная томография в диагностике поражения белого вещества головного мозга у пациентов среднего возраста с неосложненной эссенциальной артериальной гипертензией

Аннотация:

Диффузионно-тензорная магнитно-резонансная томография (ДТ-МРТ) — единственный неинвазивный метод, позволяющий прижизненно изучать микроструктуру белого вещества головного мозга и количественно оценивать полученные изображения. Цель исследования — изучение белого вещества головного мозга при помощи ДТ-МРТ у нелеченых пациентов среднего возраста с неосложненной эссенциальной артериальной гипертензией (АГ) 1-2-й степени. В исследование включено 82 человека в возрасте 40—59 лет (41 пациент с эссенциальной АГ и 41 здоровый испытуемый — контрольная группа). Проведены суточное мониторирование артериального давления и МРТ головного мозга в разных режимах (Т1 MP RAGE, Т2 TSE, Т2 FLAIR, DTI). В результате гиперинтенсивные изменения (ГИ) белого вещества головного мозга выявлены у 7,3% здоровых лиц и у 53,7% пациентов с АГ (р=0,0002). У пациентов с АГ по сравнению со здоровыми показатели фракционной анизотропии (ФА) в белом веществе нижней лобной извилины были статистически значимо меньше (0,39+0,06 и 0,45+0,09; р<0,001 соответственно). ФА была ниже у пациентов с АГ, чем у здоровых, не только при наличии ГИ белого вещества головного мозга (белое вещество нижней лобной извилины — 0,397±0,071 и 0,45+0,09 соответственно; р=0,009; колено мозолистого тела — 0,79+0,04 и 0,81±0,05 соответственно; р=0,045), но и при отсутствии этих изменений (белое вещество нижней лобной извилины — 0,378+0,073 и 0,45±0,09 соответственно; р=0,0007). У нелеченых больных с неосложненной АГ 1-2-й степени с небольшой (2,3 года) длительностью заболевания обнаружены достоверно меньшие значения ФА в белом веществе нижней лобной извилины слева по сравнению со здоровыми лицами той же возрастной группы с нормальным АД. Следовательно, у пациентов среднего возраста с АГ микроструктурная целостность белого вещества нарушена уже на самых ранних этапах заболевания. Заключение. У пациентов среднего возраста с неосложненной АГ 1-2-й степени, ранее не получавших лечения, имеет место снижение ФА в белом веществе нижней лобной извилины даже при отсутствии ГИ в белом веществе головного мозга. При нейровизуализации так называемая болезнь мелких сосудов головного мозга характеризуется наличием лакунарных инфарктов и гиперинтенсивных изменений (ГИ) белого вещества. Эти изменения очень часто обнаруживают при проведении магнитно-резонансной томографии (МРТ) у пожилых пациентов и/или у пациентов с когнитивными нарушениями различной степени тяжести. ГИ белого вещества головного мозга нередко вызваны артериальной гипертензией (АГ). Данные изменения в паренхиме головного мозга расцениваются как фактор риска нарушения когнитивных функций и развития деменции. Однако когнитивные нарушения выявляются и у лиц без ГИ белого вещества и/или лакунарных инфарктов. Это может быть связано с тем, что стандартные импульсные последовательности МРТ, например FLAIR, не позволяют наблюдать определенные структурные изменения белого вещества, которые тем не менее уже возникли под воздействием тех же сосудистых факторов риска. Это подтверждается результатами гистологических исследований. Возможность оценки микроструктурной целостности белого вещества головного мозга in vivo появилась только в последние годы с введением в клиническую практику диффузионно-тензорной МРТ (ДТ-МРТ). ДТ-МРТ — единственный неинвазивный метод, позволяющий прижизненно изучать микроструктуру белого вещества, а также визуализировать проводящие пути головного мозга, т. е. выполнять трехмерную трактографию. В отличие от стандартных импульсных последовательностей МРТ (методика качественного анализа) ДТ-МРТ дает возможность количественно оценивать полученные изображения. Основными вычисляемыми показателями являются измеряемый коэффициент диффузии и фракционная анизотропия (ФА). ФА — это относительная величина, которая характеризует степень анизотропии (степень направленности структур и их целостность). Изучаются возможности ДТ-МРТ в выявлении ранних маркеров поражения мозга при АГ. В настоящее время результаты ДТ-МРТ у пациентов с АГ изложены в единичных работах, в большей части которых АГ имели не все обследованные (от 36 до 93%). Кроме того, больные АГ были неоднородны по возрасту, наличию осложнений со стороны головного мозга (инсульт, гранзиторные ишемические атаки — ТИА), сопутствующих заболеваний (например, сахарный диабет, атеросклероз, фибрилляция предсердий), которые могут влиять на изучаемые параметры, по факту проведения антигипертензивной терапии и достижения целевого артериального давления (АД), а также наличию контрольной группы. Целью настоящего исследования было изучение белого вещества головного мозга при помощи ДТ-МРТ у ранее не получавших лечения пациентов среднего возраста с неосложненной эссенциальной АГ 1—2-й степени в сравнении с контрольной группой здоровых лиц того же возраста. Протокол исследования был утвержден локальным комитетом по этике Первого Московского государственного медицинского университета (МГМУ) им. И.М. Сеченова (Сеченовский университет) Минздрава России (протокол №11-16 от 14.12.2016). Все исследования выполнены в соответствии с утвержденными руководящими принципами проведения клинических исследований. Информированное согласие было получено от каждого участника исследования. В исследование, которое проводится на базе Клиники нервных болезней им. А.Я. Кожевникова Первого МГМУ им. И.М. Сеченова, последовательно включены 41 пациент с АГ в возрасте 40—59 лет на момент включения, соответствующий критериям включения/невключения и подписавший информированное согласие (13 мужчин, средний возраст - 50,2+6,2 года) и 41 практически здоровый испытуемый (15 мужчин, средний возраст — 49,1+4,4 года) с нормальным уровнем АД (контрольная группа). Критерии включения в группу пациентов с А Г: мужчины и женщины 40-59 лет; офисное систолическое АД (САД) 140-179 мм рт. ст. и/или диастолическое АД (ДАД) 90— 109 мм рт. ст.; наличие поражения хотя бы одного органа-мишени (сердце, сосуды, почки); отсутствие медикаментозной антигипертензивной терапии или нерегулярный прием антигипертензивных препаратов минимум за 12 нед до включения в исследование, подписание информированного согласия. Критерии включения в контрольную группу: практически здоровые мужчины и женщины 40—59 лет; отсутствие АГ. подписание информированного согласия. Критерии исключения: ожирение III степени; возраст до 40 лет или 60 лет и старше; беременность, лактация; уровень офисного АД >180/110 мм рт. ст.; клинически значимое заболевание сердца (в том числе перенесенный инфаркт миокарда, атриовентрикулярная блокада 2-й и 3-й степени без искусственного водителя ритма, синоагриальная блокада, синдром слабости синусового узла, гипертрофическая кардиомиопатия, аортальный и митральный стеноз, хроническая сердечная недостаточность, стенокардия), печени, почек (в том числе скорость клубочковой фильтрации — СКФ - по CKD-EPI <30 мл/мин/1,73 м2, гемодиализ, анурия), органов дыхания (в том числе бронхиальная астма и хроническая обструктивная болезнь легких); клинически значимое иммунологическое заболевание; клинически значимое эндокринное заболевание (включая сахарный диабет); вторичная АГ; подагра; психические заболевания и расстройства, деменция, зависимость от лекарственных препаратов или алкоголя; тяжелые формы нарушения периферического кровообращения (в том числе синдром Рейно); метаболический ацидоз; рефрактерная гипокалиемия; клинически значимые неврологические заболевания (в том числе инсульт и ТИА в анамнезе); хирургическое вмешательство в предыдущие 3 мес (за исключением стоматологических или косметических операций); применение какихлибо лекарственных средств (включая регулярный прием антигипертензивных препаратов), которые могут повлиять на результаты исследования в течение 12 нед до включения в исследование, на момент включения и до окончания исследования. Характеристика обследованных двух групп представлена в табл. 1. Между группой здоровых лиц и группой пациентов с эссенциальной АГ не выявлено достоверных различий по полу, возрасту, статусу курения (см. табл. 1). Офисные значения САД и ДАД были достоверно (р<0,()01) выше в группе пациентов с АГ. Также имели место различия между группами по ИМТ. Веем обследованным ранее (не более чем за 4 нед до включения в исследование) было проведено триплексное УЗ И внечерепных отделов брахиоцефальных артерий. Атеросклеротичсские бляшки выявлены у 15 пациентов с АГ. ни в одном случае не обнаружено гемодинамически значимого стеноза внечерепных отделов брахиоцефальных артерий. Всем обследованным проводили клинический осмотр и оценку неврологического статуса, суточное мониторирование АД (СМАД; монитор БиПиЛаб Н ВР200501.04.00.2540, «Петр Телегин», Россия), согласно Европейским рекомендациям. Во всех случаях была проведена МРТ головного мозга на высокопольном МР-томографе (MAGNETOM Skyra 3.0Т, Siemens AG, Мюнхен, Германия). Для получения диффузионно-тензорных изображений (ДТИ) применяли эхопланарную импульсную последовательность (SE EPI) с построением срезов в косой аксиальной проекции, использованием «факторов диффузии b» 0 с/мм2 и 1000 с/мм2, поле обзора — 220 мм, матрица — 128x128, TR — 3700, ТЕ — 92, 20 направлений измеряемой диффузии, количество повторов сканирования — 1, толщина среза — 4 мм. Полученные изображения были обработаны с помощью встроенной постпроцессорной программы Neuro 3D (Siemens), процесс включат построение карт ФА, карт измеряемого коэффициента диффузии и карт диффузионного тензора, что дало возможность получить конкретное количественное значение коэффициента ФА в любом интересующем анатомическом регионе головного мозга (Region of Interest, ROI). ROI устанавливали вручную (в проекции изучаемых областей) независимо от наличия или отсутствия видимого повреждения анатомических структур. Средние показатели ФА со стандартными отклонениями были получены для обследованных в одних и тех же анатомических структурах билатерально. Статистическую обработку данных выполняли в программных пакетах Microsoft Excel 2010 и SPSS Statistics 20 на персональном компьютере под управлением ОС Windows 7. Нормальность распределения полученных параметров оценивали с помощью критерия Колмогорова—Смирнова. Достоверность различий количественных данных определяли на основании однофакторного дисперсионного анализа (ANOVA) и с помощью таблиц сопряженности (критерий X2) для категориальных переменных. Для ненормально распределенных показателей применяли непарамстрический критерий U Манна—Уитни и критерий знаковых рангов Вилкоксона. Попарную взаимосвязь двух и более непрерывных признаков определяли методом корреляционного анализа. Корреляционную связь между выборками данных оценивали с уровнем значимости 95%. Количественные показатели приведены в виде средних величин (М) с соответствующими им среднеквадратичными отклонениями (SD). Статистически значимыми считали результаты при р<0,05. Результаты. При анализе данных ДТ-МРТ обнаружено, что у пациентов с АГ значение ФА в белом веществе нижней лобной извилины слева было статистически значимо меньше по сравнению с таковым у здоровых той же возрастной группы (табл. 2). Других статистически значимых различий не выявлено. При использовании стандартных импульсных последовательностей MPT (Т2 FSE, Т2 FLAIR, Т1 MP RAGE) ГИ белого вещества головного мозга выявлены у 22 (53,7%) пациентов с АГ (количественная оценка степени выраженности по визуализационной шкале Fazekas): Fazekas 1 - у 20 (48,8%) и Fazekas 2 - у 2 (4,9%), а также у 3 (7,3%) обследованных контрольной группы (у всех Fazekas 1; р=0,0002). Далее были проанализированы значения ФА в подгруппах больных АГ с наличием и отсутствием ГИ белого вещества головного мозга. Выявлено, что у пациентов с АГ при наличии ГИ белого вещества головного мозга показатель ФА статистически значимо меньше соответствующих значений ФА у здоровых в белом веществе нижней лобной извилины слева и в колене мозолистого тела (табл. 3). У пациентов с АГ, у которых не обнаружено ГИ в белом веществе головного мозга, показатель ФА в белом веществе нижней лобной извилины слева был статистически значимо меньше, чем у здоровых той же возрастной группы (см. табл. 3). Обсуждение. У нелеченых больных с неосложненной АГ 1—2-й степени с небольшой (2,3 года) длительностью заболевания обнаружены достоверно меньшие значения ФА в белом веществе нижней лобной извилины слева по сравнению со здоровыми лицами той же возрастной группы с нормальным АД. Следовательно, у пациентов среднего возраста с АГ микроструктурная целостность белого вещества нарушена уже на самых ранних этапах заболевания. Взаимосвязь АГ с более низкими значениями ФА подтверждается результатами недавних немногочисленных исследований. Так, в 1985-1986 гг. было начато популяционное исследование CARD1A (Coronary Artery Risk Development in Young Adults Study), в котором участвовали 5115 человек в возрасте 18-30 лет. В 2010-2011 гг. 72% из них пришли на очередной визит к врачу, при этом 680 пациентам (средний возраст - 50,3±3,5 года, 52,2% — женщины) была выполнена МРТ головного мозга на томографе с мощностью магнитного поля ЗТ в режимах Tl, Т2, MPRAGE, FLAIR, DTI, pCASL. Эти пациенты вошли в так называемое дополнительное исследование CARDIA Brain М RI [121; среди них 219 (32,2%) имели АГ. На момент включения в CARDIA Brain MRI в общей группе пациентов среднее АД было нормальным (118,1 + 14,7/73,5+10,7 мм рт. ст.), у 10,2% больных имелся сахарный диабет. Авторы обнаружили, что у больных среднего возраста с АГ показатель ФА был достоверно ниже, чем у лиц с нормальным АД. В исследовании S. Burgmans и соавт. участвовали 36 пациентов с неосложненной АГ в возрасте 50—77 лет (средний возраст мужчин — 61,1 года, женщин — 64,7 года), 35 из них принимали антигипертензивные препараты в среднем 6,7 года, у 5 АГ выявлена впервые. Авторы не указывают, как часто пациенты достигали целевого уровня АД, однако, судя по показателям АД на момент включения в исследование (133,6+13,0/81,5+9,4 мм рт. ст. у мужчин и 134,6+12,6/80,1+4,9 ммрт. ст. у женщин), группа пациентов с АГ была неоднородна и состояла из пациентов как достигших, так и не достигших целевого уровня АД. Контрольную группу составили 57 практически здоровых лиц 50—77 лет, сопоставимых по полу и возрасту (средний возраст мужчин - 61,4 года, женщин — 61,2 года) с группой больных АГ. МРТ головного мозга проведена на томографе Bruker Biospin 4Т в последовательностях Т1, Т2, FLAIR, DTI. При оценке ФА в белом веществе разных долей головного мозга (лобные, теменные, височные и затылочные) выявлены достоверные обратные корреляции АГ и показателя ФА в белом веществе лобных долей (F=13,16; р<0,()1), что соответствует результатам нашего исследования, и теменных долей головного мозга (F=9,55; р<0,()1). Однако К.М. Kennedya и N. Raz отметили взаимосвязь АГ со снижением ФА в белом веществе затылочных (F=5,6; р<0,05) и височных (F=5,6; р<0,05), но не лобных долей головного мозга. В это исследование были включено 25 больных 42—84 лет (средний возраст — 65,0± 10,4 года, 9 мужчин) с неосложненной АГ. Все пациенты с АГ получали антигипертензивную терапию, и, согласно критериям включения, у всех достигнут целевой уровень АД (среднее АД — 136,9±12,0/79,3±9,7 мм рт. ст.). Контрольную труппу составили 52 практически здоровых испытуемых с нормальным АД, однако они оказались достоверно моложе пациентов с АГ (средний возраст — 52,4±17,6 года, 19 мужчин). Критериями исключения служили: сахарный диабет, недостижение целевого уровня АД, тиреотоксикоз, алкоголизм, наркомания, травма головы, психические и неврологические заболевания, инфаркт и/или инсульт в анамнезе. Всем участникам проводились двукратное измерение АД в положении сидя, М РТ головного мозга на томографе Siemens Magnetom Sonata 1,5 Т в режимах FLAIR и DTI. Оценивали влияние АГ и возраста на структуру белого вещества головного мозга в 8 регионах интереса (колено и валик мозолистого тела, зрительная лучистость, задняя ножка и колено внутренней капсулы, белое вещество лобных, теменных и затылочных долей). Возможно, отсутствие взаимосвязи АГ со снижением ФА в лобных долях в данной работе обусловлено достоверно более молодым возрастом обследованных контрольной группы, а также тем, что пациенты с АГ хорошо контролировали АД с помощью антигипертензивных препаратов. В нашем исследовании у пациентов с АГ обнаружены достоверно меньшие значения ФА в белом веществе нижней лобной извилины слева как при наличии, так и при отсутствии ГИ белого вещества головного мозга (в сравнении со здоровыми того же возраста с нормальным АД). Сходные результаты представили R.A. Gons и соавт., которые обследовали 499 больных 50-85 лет (в том числе 50-60 лет - 32,3%, 61-70 лет - 32,3%, 71-85 лет - 35,4%, средний возраст - 65,6+8,8; 43,5% - женщины) с болезнью мелких сосудов. Этим пациентам выполнена МРТ головного мозга на томографе Siemens Magneton Sonata 1.5 Т в режимах Fl, FLAIR и DTI. Средний уровень АД составил 140,7+20,7/78,1 (9,5) мм рт. ст. Учитывая, что 73,5% (n=367) обследованных имели АГ, а 54,3% получали антигипертензивную терапию, можно считать, что кон троль АД был достигнут у большинства пациентов. Участники этого исследования имели сопутствующие заболевания, например ТИА (n=219), сахарный диабет (n=73), которые могли повлиять на полученные результаты. У пациентов с АГ отмечались достоверно меньшие значения ФА как в подгруппе с наличием очагового поражения белого вещества, так и в подгруппе с отсутствием его поражения по сравнению с пациентами без АГ (mean difference: -0,80x102, р<0,001; -0,91x10°, р=0,004). Авторы отдельно оценивали показатели ФА у пациентов в четырех областях: лобной, теменно-затылочной, лобной псривентрикулярной и теменно-затылочной перивентрикулярной. У больных АГ выявлено достоверное снижение показателя ФА в лобной перивентрикулярной и теменно-затылочной областях по сравнению с контролем. В отличие от настоящего исследования в работе R. Gons и соавт. пациенты были старше, только 75% из них имели АГ, которая контролировалась антигипертензивной терапией, почти у половины больных в анамнезе имелись ТИА. Также следует упомянуть результаты исследования SCANS (St George's Cognition and Neuroimaging in Stroke). В это исследование были включены пациенты пожилого возраста (п=121) с болезнью малых сосудов головного мозга (средний возраст — 70,0±9,8 года, 64,5% — мужчины), которые перенесли лакунарный инсульт и имели очаговое поражение белого вещества головного мозга и лейкоареоз, соответствовавшие Fazckas 2 и более, АГ страдали 92,6% n=112). Среднее САД составляло 146,8±21,47 мм рт. ст., среднее ДАД — 80,95± 10,77 мм рт. ст., что свидетельствует о том, что часть пациентов с АГ могли быть или нелечеными, или леченными, но не достигшими целевого уровня АД. В группу контроля вошли 57 испытуемых (средний возраст — 70,4+9,2 года, 62,4% — мужчины) без инсульта и/или ТИА в анамнезе, у 49,1% (n=28) из них была АГ, среднее АД 138,5+18,0/79,3±12,3 мм рт. ст. Всем пациентам была выполнена МРТ головного мозга на МР-сканере General Elcctric Signa 1,5 Т в последовательностях Tl, Т2, FLAIR, DTI. ФА оценивали в так называемом нормально выглядящем белом веществе (т. е. в зонах, в которых не было изменений белого вещества по данным рутинных последовательностей М РТ). Значения ФА в «нормально выглядящем белом веществе» в группе пациентов с болезнью мелких сосудов головного мозга оказались достоверно ниже, чем в контрольной группе (0,301+0,0256 и 0,339+0,0171 соответственно; р<0,0001). Чтобы понять характер морфологических изменений, лежащих в основе снижения ФА у пациентов с АГ, необходимо иметь представление о физических принципах ДТМРТ. Этот метод основан на измерении величины и направленности диффузии молекул воды в каждом объемном элементе (воксель) изображения. Диффузия воды происходит вдоль сохранного волокна аксона вследствие наличия у него изолирующей миелиновой оболочки, обозначая тем самым его направление и целостность, что легло в основу получения ДТИ. ФА — относительная величина, которая характеризует степень анизотропии, т. е. степень направленности структур и их целостность. ФА равна нулю, когда диффузия однородна во всех направлениях, при направленной диффузии значение ФА приближается к единице. Показатель ФА ближе к единице ожидаемо можно найти в высокоорганизованных структурах белого вещества (например, трактах). В менее организованных структурах серого вещества ФА должна быть существенно ниже. Гибель клеток вследствие нейродегенерации удаляет диффузионные барьеры и приводит к увеличению коэффициента диффузии и снижению анизотропии, что было продемонстрировано рядом авторов при ДТ-МРТ у пациентов с нейродегенеративными заболеваниями. Патоморфологические предпосылки снижения ФА у пациентов с АГ до конца неясны. Было высказано предположение, что снижение ФА может морфологически представлять собой комбинацию глиоза и потери аксонов, хотя есть и другие мнения, в частности, о преобладании именно аксональной потери, а не глиоза. В пользу того, что причиной снижения показателей ФА при АГ является потеря аксонов, свидетельствует исследование A. Nitkunan и соавт., в которое были включены 29 пациентов с лакунарным инсультом в анамнезе и лейкоареозом (средний возраст — 68,5+9,4 года, 20 мужчин), 63 пациента с АГ (средний возраст — 67,4+10,7 года, 34 мужчины) и 42 испытуемых группы контроля с нормальным АД (средний возраст — 65,5+10,1 года, 23 мужчины). Всем участникам исследования проведены МРТ головного мозга на томографе GE Signa scanner 1,5 Т в последовательностях Tl, Т2, FLAIR, DTI и магнитно-резонансная спектроскопия. Регионом интереса было белое вещество семиовальных центров. Выявлено, что у пациентов первой группы по сравнению с обследованными двух других групп отмечалось достоверное снижение концентрации N-ацетиласпартата, который является маркером потери аксонов или их дисфункции (2,067+0,042 против 2,299+0,029 и 2,315+0,036 соответственно; р<(),0001). Значения ФА также были ниже в первой группе (р<0,0001). Заключение. Таким образом, ДТ-МРТ позволяет выявить и количественно оценить ранние микроструктурные изменения головного мозга у больных АГ. Анализ результатов настоящего исследования подтвердил уже имевшиеся данные о том, что микроструктурные изменения головного мозга вследствие АГ сопровождаются снижением ФА в определенных областях, в частности в белом веществе нижней лобной извилины слева. ДТ-МРТ дает уникальную возможность прижизненного изучения микроструктурных нарушений головного мозга, а также механизмов, лежащих в основе раннего развития когнитивных нарушений при АГ, их своевременной диагностики и патогенетической терапии. Использование ДТ-МРТ у пациентов с АГ в реальной практике уже сегодня позволяет выявить ранние признаки поражения белого вещества головного мозга даже в отсутствие его очаговых изменений при стандартных режимах МРТ и тем самым выделить группу пациентов с повышенным риском развития повреждения белого вещества и последующего когнитивного снижения. Дальнейшие исследования помогут ответить и на вопрос о возможности использования ДТ-МРТ для опенки эффективности антигипертензивной терапии.

Авторы:

Издание: Неврология, нейропсихиатрия, психосоматика
Год издания: 2018
Объем: 7с.
Дополнительная информация: 2018.-N 2.-С.20-26. Библ. 22 назв.
Просмотров: 577