Магнитно-резонансная томография (МРТ) введена в медицинскую практику в конце 1980-х годов. В период до 2014–2015 гг. происходили накопление клинических и экспериментальных данных, создание новых методик, способов обработки сигнала и дополнительных инструментов визуализации. Огромный прогресс совершился в разработке сканеров, возможности которых в настоящее время позволяют учесть интересы, видимо, любого клинициста.
Сегодня мы уже подошли к тому, что появился и прижился термин «рутинное МРТ-исследование». Действительно, МРТ в классическом техническом выражении стала рутинной. Она стала более доступной благодаря увеличению количества произведенных и установленных МРТ-сканеров и снижению стоимости исследования.
Технической основой методики является регистрация колебаний атомов водорода (протонов) в постоянном магнитном поле под действием электромагнитного излучения. Основа визуализационного эффекта — регистрация различной представленности воды в тканях.
На сегодняшний день накоплен богатый клинический опыт, который позволил детально регламентировать процесс нейровизуализационных исследований при гипоксически-ишемических поражениях головного мозга, в том числе в периоде новорожденности и др.[1–7].
Исследования, проведенные на начальном этапе, заложили основы МРТ-семиотики перинатальных гипоксически-ишемических поражений мозга[3]. История ее изучения знает несколько попыток, или подходов, к упорядочению и классификации перинатальных гипоксически-ишемических поражений мозга. На первом этапе были описаны основные МРТ-феномены гипоксически-ишемического поражения головного мозга.
L.T.L. Sie и соавт. объединили такого рода изменения в три группы:
1) перивентрикулярная лейкомаляция;
2) поражения базальных ганглиев и/или таламуса;
3) поликистозная энцефалопатия, сопровождающаяся повреждением базальных ганглиев, таламуса и/или коры головного мозга[8].
По мнению J. Valk и соавт., серьезное гипоксическое воздействие у доношенных детей приводит к повреждению серого вещества, особенно базальных ганглиев и таламуса, по типу «селективного нейронального некроза»[9].
M. Rutherford и соавт. описали три стадии, или степени, поражения в зависимости от интенсивности гипоксического воздействия: легкую, среднюю и тяжелую[10].
Нормальный сигнал от задней ножки внутренней капсулы на Т1- и Т2-взвешенных изображениях и очаговый характер поражений, видимых в базальных ганглиях, типичны для легкого селективного некроза нейронов.
Умеренная форма этого состояния характеризуется более серьезными изменениями сигнала от задней ножки внутренней капсулы, а очаговые изменения затрагивают заднебоковую часть чечевицеобразного ядра и боковую часть таламуса.
При тяжелой форме селективного нейронального некроза всегда вовлекается задняя ножка внутренней капсулы, а также присутствуют диффузные изменения в базальных ганглиях, которые могут распространяться на средний мозг. В особо тяжелых случаях поражение может переходить на полушария, причем как на кору, так и на подкорковое белое вещество[10].
Есть мнение, что при воздействии тяжелой гипоксии в дополнение к селективному нейрональному некрозу может формироваться полость в белом веществе с вовлечением базальных ганглиев, таламуса и/или коры головного мозга[9].
M. Rutherford и соавт. выделяют и такие паттерны, как изолированное поражение белого вещества головного мозга без элементов селективного нейронального некроза, очаговые ишемические инфаркты в бассейне средней мозговой артерии, чаще слева, и «глобальный ишемический инсульт». Видимо, исходом глобального инсульта является мультикистозная энцефаломаляция, или поликистозная энцефалопатия, описанная L.T.L. Sie и соавт.[8].
Тот же тип поражения описывается F. Cowan и соавт. как «распространяющийся на глубинные структуры, перивентрикулярное белое вещество, кору и подкорку полушарий»[1, 11].
A.J. Barkovich и соавт. в процессе анализа постгипоксических изменений у детей 7–10 дней от рождения разделили полученные данные на четыре группы[12]. В первой группе аномальный сигнал отмечался в основном в глубинных структурах — подкорковых ганглиях и задней ножке внутренней капсулы. Во второй группе аномалии сигналов были в первую очередь корковыми (в глубинных слоях борозд и преимущественно в перироландической области). В третьей аномальным был сигнал в перивентрикулярном белом веществе, а точнее — в белом веществе перивентрикулярной зоны с распространением на белое вещество подкорково-полушарной локализации. В четвертой группе картина включала в себя поражения и глубинных структур, и перивентрикулярного белого вещества, и коры, и подкорки полушарий.
Новый импульс работы по изучению визуализационных особенностей гипоксически-ишемических поражений мозга получили при введении в практику метода терапевтической гипотермии. Основной запрос клиницистов состоял в МРТ-объективизации динамики на фоне лечения для оценки его эффективности. Исследования в этом направлении продолжаются по сей день[13], и результатом их являются более глубокая детализация МРТ-изменений, а также увязка полученных данных со стадийностью ишемизации головного мозга при гипоксии.
В последние годы представлены способы оценки данных МРТ головного мозга S.B. Trivedi и соавт. и L.С. Weeke и соавт.[6, 14]. Основным стимулом для их создания стала необходимость количественной, балльной оценки выраженности гипоксически-ишемических изменений в головном мозге новорожденного не только для объективизации имеющихся на момент исследования изменений, но и для выработки алгоритмов прогнозирования состояния ребенка в отдаленной перспективе (прогноза жизни, степени утраты двигательных и ментальных функций и т. д.).
По S.B. Trivedi и соавт., оценке подлежат пять областей[6]:
1) подкорковые образования, в том числе хвостатое ядро, бледный шар и скорлупа, таламус и задняя ножка внутренней капсулы;
2) белое вещество;
3) кора;
4) мозжечок;
5) ствол мозга.
Выраженность МРТ-изменений подразделяется на легкую, среднюю или тяжелую. МРТ-исследование проводится в трех режимах — стандартных Т1 и Т2 и DWI. При этом в оценке степени поражения базальных ганглиев режим DWI не используется.
Изменения оцениваются следующим образом:
1 — норма;
2 — легкая очаговая аномалия, поражающая < 25% анатомической области;
3 — умеренная многоочаговая аномалия, поражающая 25–50% анатомической области;
4 — тяжелая распространенная аномалия, поражающая более 50% анатомической области.
Определяется состояние анатомических структур в упомянутых областях слева и справа, и получается по две оценки на каждую анатомическую область и в целом шесть. Предполагается включение в оценку и наличия внутрижелудочкового кровоизлияния.
Система L.С. Weeke и соавт.[14] характеризует повреждение головного мозга в трех областях.
1. Серое вещество глубинной локализации (это при дословном переводе, анатомически корректнее именовать группу глубинными структурами мозга по причине наличия в ней миелинизириованного коллектора — внутренней капсулы). Оценке подлежат таламус, базальные ганглии, задняя ножка внутренней капсулы, ствол мозга, перироландическая кора, гиппокамп.
2. Кора и подкорка полушарий. Оценке подлежат кора, белое вещество головного мозга, оптические излучения, мозолистое тело, наличие точечных поражений белого вещества и паренхиматозных кровоизлияний.
3. Мозжечок: оценке подлежат структура мозжечка и наличие либо отсутствие кровоизлияний.
Дополнительно характеризуются (при наличии) внутрижелудочковые, субдуральные кровоизлияния либо признаки сино-венозного тромбоза.
Методика оценки:
0 — отсутствие повреждения;
1 — очаговое (< 50%);
2 — обширное (≥ 50%) одностороннее (1 балл);
3 — обширное (≥ 50%) двустороннее (2 балла).
Итак, в процессе анализа гипоксически-ишемических изменений на МРТ используются следующие ориентиры, наличие изменений в которых позволяет не только группировать клинические случаи, но и классифицировать их по степени тяжести: задняя ножка внутренней капсулы, перивентрикулярное белое вещество, субкортикальное белое вещество больших полушарий, базальные ганглии и зрительный бугор; они выделяются в различные варианты диффузного поражения вещества головного мозга.
При этом L.T.L. Sie и соавт. в качестве «начального уровня» поражения называют перивентрикулярную лейкомаляцию, J. Valk и соавт., F. Cowan и соавт. применяют поражение задней ножки внутренней капсулы как показатель тяжести селективного нейронального некроза. A.J. Barkovich и соавт. выделили три группы гипоксически-ишемических поражений мозга у новорожденных и начали сразу с поражений по типу селективного нейронального некроза, отнеся к первой группе «легкие» и «умеренные», по M. Rutherford, случаи, ко второй — изменения в коре больших полушарий. В третью группу они поместили случаи поражения белого вещества перивентрикулярной зоны и совместили их с распространением на белое вещество подкорково-полушарной локализации. Они также выделяют комбинацию поражения и глубинных структур, и перивентрикулярного белого вещества, и коры и подкорки полушарий. «Примерно у 50% новорожденных поражения базальных ганглиев и таламуса могут сочетаться с аномалиями белого вещества»[1, 8, 12].
При этом наиболее подробно топика гипоксически-ишемического поражения представляется при использовании методик S.B. Trivedi и соавт. и L.С. Week и соавт.[6, 14]. Видимо, причиной тому — создание указанных методик для количественной оценки эффективности терапевтического воздействия краниоцеребральной гипотермии и прогнозирования объема неврологического дефицита у ребенка на выходе из острого состояния.
Необходимо отметить, что все рассмотренные методики являются по большей части описательными, не предполагая патогенетической основы, прежде всего динамики распространения ишемических изменений в мозге под воздействием гипоксии.
S. Shankaran и соавт. удалось не только выделить морфологические типы гипоксически-ишемического поражения мозговой ткани, но и указать на стадийность в их развитии (эта система оценки именуется также шкалой Национального института здоровья и развития ребенка)[15].
Авторы выделили следующие уровни гипоксически-ишемических изменений по степени их выраженности:
0 — норма;
1A — только минимальные церебральные поражения без вовлечения базальных ганглиев или таламуса либо изменения в передней или задней ножках внутренней капсулы при отсутствии инфаркта зоны водораздела;
1B — более обширные церебральные поражения, не задействующие базальные ганглии и таламус, заинтересованность либо инфаркт передней или задней ножки внутренней капсулы;
2A — любой степени выраженности изменения в области базальных ганглиев или таламуса, вовлечение передней или задней ножки внутренней капсулы при отсутствии инфаркта зоны водораздела или каких-либо иных признаков гипоксически-ишемического поражения мозговой ткани;
2Б — вовлечение базальных ганглиев и/или таламуса, наличие инфаркта области водораздела или иных церебральных поражений;
3 — поражение полушарий головного мозга.
Основное своеобразие классификации S. Shankaran и соавт. заключается в том, что это именно классификация, то есть она отражает связь между интенсивностью гипоксически-ишемического воздействия и локализацией и степенью выраженности гипоксически-ишемических изменений на МРТ[15].
Кроме того, «точкой отсчета» патологии для авторов являются «минимальные церебральные поражения без вовлечения базальных ганглиев или таламуса либо изменения в передней или задней ножке внутренней капсулы при отсутствии инфаркта зоны водораздела», что делает чувствительность данного метода оценки глубины изменений в мозге более высокой. Авторы включили поражения передней ножки внутренней капсулы в число значимых критериев оценки глубины гипоксически-ишемических изменений. Выраженность последних определяется тяжестью перенесенной гипоксии-ишемии, и патогенетическая «цепочка» выстраивается, по представлениям авторов, следующим образом: изменения белого вещества без признаков селективного нейронального некроза — поражения подкорковых ганглиев и таламуса — поражение полушарий головного мозга[16].
В качестве отдельного направления сохраняется прогнозирование функционального дефицита в исходе гипоксически-ишемической энцефалопатии в зависимости от локализации и распространенности изменений в мозге, его изучение начали еще M. Rutherford и соавт.[17].
Как уже указывалось, в последние годы наметилась отчетливая тенденция к использованию данных нейроимиджинга в прогнозировании отдаленного ментального и неврологического дефицита[18–20].
У пациентов с неблагоприятным исходом развития нервной системы аномальные МРТ головного мозга новорожденных встречались значимо чаще (р < 0,001), при этом при тяжелой гипоксически-ишемической энцефалопатии прогностическое значение МРТ-изменений было более высоким, чем при умеренной[21].
Имеются указания на высокую чувствительность как неонатальной МРТ, так и результатов исследований, выполненных позднее[22].
С целью повышения точности прогнозирования показатели нейроимиджинга сочетаются с данными нейрофизиологических исследований (электроэнцефалограммы, ЭЭГ). Так, «стойкий аномальный фоновый паттерн ЭЭГ до 48 часов в сочетании с аномальными изменениями МРТ в неонатальном периоде считается индикатором плохого прогноза развития нервной системы»[19].
Фоновая амплитудно-интегральная депрессия активности ЭЭГ в возрасте 3 и 4 дней и задержка появления циклической активности статистически значимо увязываются с выраженными гипоксически-ишемическими изменениями на МРТ и плохим прогнозом развития[20].
Кроме того, для повышения точности прогнозирования данные МРТ сочетаются с объективными и признанными международным сообществом шкалами оценки психомоторного развития, прежде всего Bayley редакции III[23].
По данным S.B. Trivedi и соавт., у 95% детей со значительной выраженностью гипоксически-ишемических изменений на МРТ отмечались низкие показатели в когнитивном, моторном и речевом разделах шкалы Bayley III, высокая частота исходов в церебральный паралич[6, 23].
M.N. Bhroin и соавт. провели сравнительную оценку шкал A.J. Barkovich, S. Shankahran и L.C. Weeke на совпадение с данными шкалы Bayley III[24]. Все три шкалы показали существенную связь с ее моторным и когнитивным разделами, а шкала L.C. Weeke — еще и с речевым. Таким образом, степень детализации гипоксически-ишемических МРТ-изменений повышает прогностическую ценность исследований.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Мы проследили эволюцию использования данных нейроимиджинга при перинатальных гипоксически-ишемических поражениях мозга от чисто описательных до классификационных и связанных с определением прогноза дальнейшего развития нервной системы. Основными трендами совершенствования методики на сегодняшний день, позволяющими увеличить ее диагностическую и прогностическую ценность, являются усиление детализации и использование совместно с нейрофизиологическими и дефектологическими оценочными инструментами.
В качестве «последнего штриха» в понимании всех аспектов формирования гипоксически-ишемической энцефалопатии видится совершенно необходимым создание трехмерной модели ее формирования в зависимости от времени и интенсивности воздействия ишемического процесса, что позволит разработать морфологически и патофизиологически обоснованную классификацию перинатальных энцефалопатий по гемодинамическому механизму их формирования.
Поступила: 02.09.2022
Принята к публикации: 26.10.2022
