Современные методы нейровизуализации: обзор и применение

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

Современные методы нейровизуализации: обзор и применение

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:

  • процессы воспалительного и инфекционного характера;
  • дегенеративные изменения;
  • дистрофию;
  • онкологию.

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:

  • уменьшение объема височной доли во время продромальной стадии;
  • изменения парагиппокампальной и поясной извилины;
  • уменьшение сильвиевой борозды;
  • увеличение желудочков головного мозга;
  • расширение и углубление кортикальных борозд лобных долей.

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:

  • онкология;
  • саркома;
  • метастазы;
  • болезнь Альцгеймера;
  • болезнь Паркинсона;
  • ишемия сердца;
  • гепатит, цирроз и другие поражения печени;
  • заболевания крови.

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:

  • нарушений циркуляции ликвора;
  • корковой атрофии;
  • церебрального арахноидита;
  • кисты, абсцессов, опухолей;
  • воспалительных процессов головного мозга;
  • повреждений головного мозга;
  • эпилепсии.

Противопоказания к проведению пневмоэнцефалографии:

  • острая травма черепа;
  • окклюзивные формы гидроцефалии:
  • воспаления и абсцессы;
  • опухоль височной доли;
  • внутричерепная гипертензия;
  • низкое зрение.

Классификация

Нейровизуализация включает 2 обширные категории:

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

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».

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.

Компьютерная томография

В 1976 г. Jonston et al. привели данные нейровизуализационные исследования больных шизофренией с помощью КТ (компьютерная томография), в которых было продемонстрировано увеличение объема боковых желудочков мозга.

Сегодня рутинная КТ черепа широко применяется за рубежом в комплексе исследований, проводимых у больных шизофренией. В первую очередь речь идет об исключении органической патологии мозга (сосудистые нарушения, опухоли мозга и др.), в ряде случаев имитирующей проявления шизофрении.

Методы нейровизуализации играют важную роль в диагностике шизофрении

Работы D. Pickuth et al. (1999) показали, что у 22% лиц с психическими расстройствами отсутствуют какие-либо изменения на КТ, микроангиопатические изменения фиксируются у 57,8% больных, уменьшение объема разных структур мозга отмечается в 28,2% случаев. Подобные исследования говорят о целесообразности экспресс-диагностики состояния структур мозга даже с помощью такого несовершенного метода, как КТ.

Структурная и функциональная нейровизуализация при боковом амиотрофическом склерозестатья

Статья опубликована в журнале из списка RSCI Web of Science

Статья опубликована в журнале из перечня ВАК

Дата последнего поиска статьи во внешних источниках: 23 ноября 2017 г.

  • Авторы:

    Бакулин И.С.,

    Червяков А.В.,

    Кремнева Е.И.,

    Коновалов Р.Н.,

    Захарова М.Н.

  • Журнал:
    Анналы клинической и экспериментальной неврологии
  • Том:
    10
  • Номер:
    2
  • Год издания:
    2017
  • Первая страница:
    72
  • Последняя страница:
    82
  • DOI:
    10.18454/ACEN.2017.2.11
  • Аннотация:
    Боковой амиотрофический склероз (БАС) – фатальное прогрессирующее заболевание центральной нервной системы с поражением верхнего и нижнего мотонейронов. Изучение особенностей течения и распространения нейродегенеративного процесса при БАС имеет большое значение, поскольку до
    настоящего времени эффективные методы лечения заболевания не разработаны. В клинической практике отсутствуют объективные биомаркеры поражения верхнего мотонейрона и экстрамоторных регионов головного мозга, несмотря на очевидные доказательства мультисистемности пора-
    жения головного мозга при БАС. В последние годы большую роль в изучении БАС играют методы структурной и функциональной нейровизуализации, такие как МР-морфометрия, диффузионно-тензорная МРТ, МР-спектроскопия, фунциональная МРТ, позитронно-эмиссионная томография (ПЭТ) и др. В обзоре анализируются результаты нейровизуализационных исследований в контексте их применения для диагностики, прогнозирования и мониторирования течения БАС. Для диагностики заболевания наиболее чувствительными и специфичными являются диффузионно-тензорная МРТ, МР-
    спектроскопия, ПЭТ, комбинация нескольких методов нейровизуализации и их сочетание с транскраниальной магнитной стимуляцией. Диффузионно-тензорная МРТ и МР-спектроскопия могут использоваться для мониторинга и прогнозирования течения заболевания. Обсуждаются основные
    ограничения и недостатки проведенных исследований, а также возможные перспективы применения нейровизуализации при БАС.
    Ключевые слова: боковой амиотрофический склероз, болезнь мотонейрона, нейровизуализация, МРТ, биомаркеры
  • Добавил в систему:
    Бакулин Илья Сергеевич

Работа с статьей

Показать публикацию в формате:
ошибкаBibTeX |

EndNote |

RIS |

Word |

ISI |

ADS

BibTeX

EndNote

RIS

Word

ISI

ADS

[] Структурная и функциональная нейровизуализация при боковом амиотрофическом склерозе / И. С. Бакулин, А. В. Червяков, Е. И. Кремнева и др. // Анналы клинической и экспериментальной неврологии. — 2017. — Т. 10, № 2. — С. 72–82. Боковой амиотрофический склероз (БАС) – фатальное прогрессирующее заболевание центральной нервной системы с поражением верхнего и нижнего мотонейронов. Изучение особенностей течения и распространения нейродегенеративного процесса при БАС имеет большое значение, поскольку до настоящего времени эффективные методы лечения заболевания не разработаны. В клинической практике отсутствуют объективные биомаркеры поражения верхнего мотонейрона и экстрамоторных регионов головного мозга, несмотря на очевидные доказательства мультисистемности пора- жения головного мозга при БАС. В последние годы большую роль в изучении БАС играют методы структурной и функциональной нейровизуализации, такие как МР-морфометрия, диффузионно-тензорная МРТ, МР-спектроскопия, фунциональная МРТ, позитронно-эмиссионная томография (ПЭТ) и др. В обзоре анализируются результаты нейровизуализационных исследований в контексте их применения для диагностики, прогнозирования и мониторирования течения БАС. Для диагностики заболевания наиболее чувствительными и специфичными являются диффузионно-тензорная МРТ, МР- спектроскопия, ПЭТ, комбинация нескольких методов нейровизуализации и их сочетание с транскраниальной магнитной стимуляцией. Диффузионно-тензорная МРТ и МР-спектроскопия могут использоваться для мониторинга и прогнозирования течения заболевания. Обсуждаются основные ограничения и недостатки проведенных исследований, а также возможные перспективы применения нейровизуализации при БАС. Ключевые слова: боковой амиотрофический склероз, болезнь мотонейрона, нейровизуализация, МРТ, биомаркеры.
Важно  Карточки Пекс — система альтернативной коммуникации для аутистов

Примечания

  1. Malcom Jeeves. Mind Fields: Reflections on the Science of Mind and Brain (англ.) // Grand Rapids, MI: Baker Books. — P. 21.
  2. Brandon Keim.  (англ.). Wired News (5 March 2008). — «Сканер головного мозга может указать, на что вы смотрите.». Дата обращения 30 сентября 2017.
  3. Lars-Goran Nilsson and Hans J. Markowitsch. Когнитивная неврология памяти = Cognitive Neuroscience of Memory. — Seattle: Hogrefe & Huber Publishers, . — С. 57.
  4. Lars-Goran Nilsson and Hans J. Markowitsch. Когнитивная неврология памяти = Cognitive Neuroscience of Memory. — Seattle: Hogrefe & Huber Publishers, . — С. 60.
  5. Philip Ball. Brain Imaging Explained (англ.) // Nature. — 12 July 2001. — No. 412. — P. 150—157.

История[ | код]

Первая глава истории нейровизуальных следов вернулась к итальянскому нейробиологу Анджело Моссо , который изобрел «человеческий баланс кровообращения», который мог неинвазивно измерять перераспределение крови во время эмоциональной и интеллектуальной активизации. Это оставалось в значительной степени неизвестным до недавнего открытия рукописей Моссоса благодаря Стефано Сандроне и его коллегам.

У. Э. Денди — пионер нейровизуализации

В 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 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 -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 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 они удостоились Нобелевской премии по физиологии или медицине. В начале -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 -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 -х нейровизуализация достигла того уровня, когда раньше ограниченные функциональные исследования мозга стали доступными. Главным применением её становятся пока недостаточно развитые методы нейрокомпьютерных интерфейсов.

Оцените статью
Добавить комментарий