ПРИМЕНЕНИЕ ИЗМЕРЯЕМОГО КОЭФФИЦИЕНТА ДИФФУЗИИ В ДИАГНОСТИКЕ ДЕГЕНЕРАЦИИ ПОЯСНИЧНЫХ МЕЖПОЗВОНОЧНЫХ ДИСКОВ У ПАЦИЕНТОВ ПОЖИЛОГО И СТАРЧЕСКОГО ВОЗРАСТА МЕТОДОМ ДИФФУЗИОННО-ВЗВЕШЕННОЙ МРТ

Аннотация:

Самой распространенной причиной болевого синдрома в нижней части спины является дегенеративное заболевание межпозвоночных дисков (МПД). Стандартные режимы МРТ (71- и 72-режимы) не позволяют количественно оценить степень дегенерации МПД. Диффузионно-взвешенная МРТ (ДВ МРТ) способна анализировать состояние структур МПД по диффузии молекул воды. Степень диффузии можно оценить с помощью измеряемого коэффициента диффузии (ИКД). В статье проведена количественная оценка степени дегенерации МПД путем вычисления ИКД. Исследован 281 МПД у 57 пациентов пожилого и старческого возраста с определением значений ИМТ. Измерены значения ИКД и степень дегенерации по С. W. Pfirmann. Для каждого из пяти МПД определяли достоверные различия средних значений ИКД. Между возрастом и средними значениями ИКД отмечена выраженная обратная зависимость. Между степенью дегенерации МПД, значениями ИМТ и ИКД также отмечена достоверная обратная зависимость. Возраст, значение ИМТ и степень дегенерации МПД являются наиболее значимыми факторами, влияющими на значение ИКД. Таким образом, методика ДВ МРТ может быть рекомендована в качестве современного не-инвазивного метода диагностики степени дегенерации МПД у пациентов пожилого и старческого возраста. Ключевые слова: пояснично-крестцовый отдел позвоночника, межпозвоночный диск, дегенерация, диффузионно-взвешенная МРТ, измеряемый коэффициент диффузии Болевой синдром в нижней части спины — одна из наиболее частых жалоб пациентов при обращении к врачу общей практики . При этом хотя бы раз в жизни боль в пояснице испытывали более половины населения земного шара . Одной из наиболее распространенных причин болевого синдрома в нижней части спины является дегенеративное заболевание межпозвоночных дисков (МПД) . Дегенерация МПД начинается в 20—25 лет и с возрастом неуклонно прогрессирует, приводя к необратимому снижению уровня содержания протеогликанов и воды в пульпозном ядре с последующей утратой способности МПД противостоять компрессионной нагрузке . Известно, что одним из достоверных факторов риска развития дегенерации поясничных МПД является избыточная масса тела . Всемирной гастроэнтерологической ассоциацией принято пограничное значение ИМТ для- ожирения, которое составляет 30 кг/м2. Данная конституциональная особенность представляет собой одну из важнейших проблем здравоохранения как в развитых, так и в развивающихся странах . Несмотря на достижения современной науки в изучении данной проблемы, до сих пор отсутствуют методы неинвазивной количественной диагностики дегенерации МПД. В настоящее время инструментальная диагностика дегенерации МПД основана лишь на применении рутинных Т1- и Т2-взвешенных изображений МРТ. К сожалению, данный метод диагностики не отражает количественные характеристики состояния структур МПД. Тем не менее, развитие и усовершенствование методики МРТ позволило оценить степень дегенерации МПД. Диффузионно-взвешенная МРТ (ДВ МРТ) способна анализировать состояние структур МПД, мониторируя движение свободных молекул воды на клеточном уровне. При этом степень диффузии свободных молекул воды можно оценить с помощью количественной характеристики в виде измеряемого коэффициента диффузии (ИКД). Множество значений ИКД для данной ткани организма представляет собой функциональную карту диффузионно-взвешенных изображений (ДВИ). Цель исследования — количественная оценка степени дегенерации поясничных МПД у пациентов пожилого и старческого возраста путем вычисления ИКД, а также определение корреляционной зависимости значений ИКД, ИМТ. и изменений МПД на Т1- и Т2 - взвешенных изображениях. Материалы и методы. В исследование включены 57 пациентов пожилого и старческого возраста, госпитализированные в Центр нейрохирургии Дорожной клинической больницы на ст. Иркутск-Пассажирский ОАО «РЖД» по поводу выраженного болевого синдрома в пояснично-крестцовом отделе позвоночника (33 женщины, 24 мужчины, средний возраст — 73,8±7,5 года). Для каждого пациента определены значения ИМТ, которые варьировали в широких пределах — 19,4—38,3 кг/м2 (среднее значение ИМТ — 26,6±5,1 кг/м2). Всем пациентам выполнено МРТ-исследование пояснично-крестцового отдела позвоночника. С помощью ДВ МРТ получены карты ДВИ и определены значения ИКД для 281 МПД пояснично-крестцового отдела позвоночника (ввиду наличия артефактов из исследования исключены 4 МПД). От всех пациентов получены письменные информированные согласия. Протокол исследования одобрен этическим комитетом Иркутского государственного медицинского университета и соответствует основным положениям Хельсинкской декларации . Данные получены с помощью аппарата MP I «Siemens Magnetom Essenza 1,5 Т» (Германия). При исследовании в Т1-взвешенном режиме использовали следующие параметры: матрица 384x387, TR (время повторения) — 650, ТЕ (время эхо) — 9,6, NEX (число возбуждений) — 1, толщина среза — 4 мм, FOV (поле зрения) — 30x30 (рис. 1, а). Для Т2-взвешенных изображений: матрица 384x288, TR - 4000, ТЕ — 43, NEX — 1, толщина среза — 4 мм, FOV — 30x30 (см. рис. 1, б). Для получения карт ДВИ использовали следующий набор параметров опции ДВ МРТ с SE-эхо-планарным изображением (EPI): матрица 160x128, TR — 7500, ТЕ — 83, NEX — 6, толщина среза — 4 мм, FOV — 30x30 (см. рис. 1, в). Использованы следующие значения b: b>=400 и 800 с/мм2, время сканирования — 6 мин 30 с. ИКД вычисляли на функциональных картах ДВИ с помощью программы RadiAnt D1COM Viewer. При оценке степени дегенерации МПД по данным рутинных Т2-взвешен-ных изображений использовали оригинальную классификацию С. W. Pfirmann и соавт. Полученные значения ИКД для всех уровней МПД пояснично-крестцового отдела позвоночника проанализированы с помощью дисперсионного анализа и теста Стьюдента—Ньюмана—Keffevca. Коэффициент корреляции Пирсона использовали для оценки зависимости возраста и значений ИКД. При анализе корреляционной зависимости степеней дегенерации МПД но классификации С. W. Pfirmann, значений ИМТ и ИКД использован коэффициент Спирмена. Т-тест для двух независимых выборок проведен д\я изучения существенных различий значений ИКД между полами пациентов. Для исследования влияния пола, ИМТ, возраста и степени дегенерации МПД на значения ИКД нами использован множественный линейный регрессионный анализ. Статистическую обработку данных проводили с помощью программного обеспечения Microsoft Excel 2010. Порог значимости р был выбран равным 0,05. Результаты и обсуждение Все пациенты разделены на две возрастные группы согласно классификации ВОЗ: 1-я — 29 (50,8%) пациентов пожилого возраста (60—74 лет) и 2-я — 28 (49,2 %) пациентов старческого возраста (75—89 лет). В общей сложности у 57 пациентов исследован 281 МПД пояснично-крестцового отдела позвоночника. Во всех возрастных группах степень дегенерации МПД оценивали по классификации С. W. Pfirmann и соавт. (таблица ). Для обоих полов характерно преобладание дегенерации МПД преимущественно II— IV степени. В обеих группах обнаружены МПД V степени дегенерации. II —IV степень присутствовала во всех возрастных группах, при этом число дисков II—III степени уменьшалось с возрастом, в то время как число измененных МПД III — IV степени с возрастом увеличивалось. У мужчин наибольшее число МПД II —III степени дегенерации (60 %) наблюдали в 1-й группе, а наибольшую долю измененных МПД IV—V степени (66,6%) — во 2-й. У лиц женского пола также наибольшую долю МПД II—III степени дегенерации (70%) наблюдали в 1-й группе, а IV—V степени (60,8%) —во 2-й. Для каждого из пяти МПД определяли статистически значимые различия средних значений ИКД. При этом была отмечена следующая зависимость: каудально расположенные МПД имеют меньшие значения ИКД в отличие от краниально расположенных (рис. 2). Последующее сравнение значений КД на всех уровнях поясничного отдела позвоночника проводили с помощью теста Стьюдента—Ньюмана—Кейлса. Также нами обнаружена достоверная обратная корреляционная зависимость значений ИКД и ИМТ для всех уровней МПД (коэффициент корреляции Спирмена составил -0,428, -0,473, -0,539, -0,564, и -0,838. При сравнении двух независимых выборок нами не отмечено достоверных различий между мужчинами и женщинами (t-тест р>0,05). При множественном регрессионном анализе в качестве независимых переменных были выбраны пол, возраст, значение ИМТ и степень дегенерации МПД по классификации С. W. Pfirmann и со-авт., в качестве зависимой переменной — среднее значение ИКД. Результаты анализа показали, что возраст, ИМТ и степень дегенерации МПД являются наиболее значимыми факторами, влияющими на значение ИКД. Степень дегенерации МПД обратно коррелирует со средними значениями ИКД для всех уровней МПД (р<0,05). Также имеет место обратная корреляционная зависимость возраста, ИМТ и средних значений ИКД для всех уровней МПД (р<0,05). При этом пол не влияет на среднее значение ИКД (р>0,05). Безусловно, 71- и 72-взвешенные изображения МРТ обладают высокой степенью чувствительности в диагностике дегенеративного заболевания МПД .Тем не менее, стандартные режимы МРТ не позволяют количественно оценить степень дегенерации и, как следствие, отразить наличие ультрамикроструктурных изменений в ткани МПД [15, 29, 27]. Методика ДВ МРТ с построением карт ДВИ и вычислением ИКД позволяет количественно определить степень дегенерации МПД, а также определить его биохимическое состояние. ДВ МРТ путем измерения степени диффузии свободных молекул воды косвенно отражает микроструктурное состояние органов и тканей [11,18]. Принято различать два типа диффузии свободных молекул воды — изотропную и анизотропную. В том случае, если движение свободных молекул воды относительно не ограничено во всех направлениях, диффузия является изотропной, то есть аналогична окружающим тканям и невидима на изображениях. Если возникает ограничение диффузии молекул воды в одном или нескольких направлениях, то её движение становится анизотропным. Как известно, патофизиологические процессы в организме так или иначе влияют на клетки и их цитоплазматические мембраны, что приводит к изменению проницаемости последних и, тем самым, вызывает изменение диффузии свободных молекул воды в тканях . Феномен ограничения диффузии и положен в основу методики ДВ МРТ с построением карт ДВИ. Ряд авторов уже продемонстрировали эффективность применения методики ДВ МРТ в диагностике дегенерации МПД. Так, S. М. Kealey и соавт.показали, что значения ИКД здоровых поясничных МПД в среднем на 9 % выше, чем ИКД дегенеративных МПД. В работе N. Wu и соавт. также доказано, что значения ИКД дегенеративных поясничных МПД достоверно ниже здоровых МПД. Более того, авторы показали, что значения ИКД верхнепоясничных МПД .Аналогичные результаты получены в наблюдении Z. Zhang и соавт. Важно отметить различия между данными исследованиями. В работе S. М. Kealey и соавт. измерение КД проведено на МПД пациентов пожилого возраста, в то время как в наблюдениях N. Wu и соавт. и Z. Zang и соавт. исследовали МПД волонтеров преимущественно молодого возраста. Тем не менее, результаты указанных исследований во многом согласуются. Полученные нами результаты также подтверждают эффективность применения методики ДВ МРТ в диагностике дегенеративного поражения МПД. Как известно, дегенерация МПД сопровождается снижением уровня содержания протеогликанов и разрушением волокон коллагена в пульпозном ядре . На начальных этапах дегенерации разрушение протеогликанов приводит к повышению уровня свободной воды в МПД, что сопровождается увеличением значения ИКД и повышением сигнала на 72-взвешенном изображении . Однако с течением времени число молекул свободной воды в пульпозном ядре неуклонно уменьшается, что находит свое отражение в низких значениях ИКД . Повышение значения ИКД и интенсивности сигнала в 72-взвешенном режиме на ранних этапах дегенерации хрящевой ткани с последующим морфологическим анализом подтверждено в исследовании A. Watrin-Pinzano и соавт. Исследование же хрящей на поздних стадиях их дегенерации выявило значительное снижение значений ИКД и интенсивности сигнала в 72-режиме. Ограничением настоящего исследования является отсутствие морфологического анализа поясничных МПД и сравнения полученных данных морфомеТрии со значениями ИКД. Также не были учтены факторы, влияющие на течение дегенеративного заболевания МПД: наличие соматических заболеваний (ХСН, ХПН, сахарный диабет и тому подобное) и степень физической активности пациентов. Заключение. Таким образом, исследование подтверждает эффективность применения диффузионно-взвешенной МРТ с вычислением измеряемого коэффициента диффузии в количественной диагностике степени дегенерации поясничных межпозвоночных дисков. Возраст, значение ИМТ и степень дегенерации межпозвоночных дисков по классификации С. W. Pfirmann и соавт. являются наиболее значимыми факторами, влияющими на значение измеряемого коэффициента диффузии. Методика диффузионно-взвешенной МРТ в комплексе с рутинными Т1- и Т2-взвешенными изображениями может быть рекомендована в качестве современного неинвазивного метода диагностики дегенеративного заболевания межпозвоночных дисков у пациентов пожилого и старческого возраста. Тем не менее, требуются дальнейшие мультицентровые исследования на большем числе респондентов с учетом факторов, влияющих на течение дегенеративного заболевания межпозвоночных дисков.

Авторы:

Издание: Успехи геронтологии
Год издания: 2018
Объем: 7с.
Дополнительная информация: 2018.-N 1.-С.103-109. Библ. 29 назв.
Просмотров: 120