Автореферат и диссертация по медицине (14.01.11) на тему:Острый ишемический инсульт: клинико-КТ-перфузионное исследование

На правах рукописи

Острый ишемический инсульт: клиннко-КТ-перфузнонное исследование

14.01ЛI - нервные болезни 14.01.13 - лучевая диагностика, лучевая терапия

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

Москва 2010

004613197

Работа выполнена в Учреждении Российской академии медицинских наук Научном центре неврологии РАМН.

Научные руководители:

доктор медицинских наук, профессор кандидат медицинских наук

Пирадов Михаил Александрович Кротенкова Марша Викторовна

Официальные оппоненты:

доктор медицинских наук, профессор доктор медицинских наук, профессор

Кадыков Альберт Серафимович Юдин Андрей Леонидович

Ведущая организация:

Московский областной научно-исследовательский клинический институт им. М. Ф. Владимирского

Защита состоится «30» ноября 2010 года в 12.00 на заседании Диссертационного совета Д 001.006.01 при Научном центре неврологии РАМН по адресу: 125367, г. Москва, Волоколамское шоссе, д. 80.

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке НЦН РАМН по адресу: 125367, г. Москва, Волоколамское шоссе, д.80.

Автореферат разослан « ^ » октября 2010 года.

Ученый сехретарь Диссертационного совета по защите кандидатских и докторских диссертаций Д 001.006.01,

кандидат медицинских наук М. А. Домашенко

Общая характеристика работы

Актуальность проблемы. Ишемический инсульт является одной из ведущих причин заболеваемости, смертности и инвалидизации во всем мире [Суслина, 2007]. Принципиальное значение для развития помощи больным инсультом имеет изучение острого периода заболевания. Для ишемических нарушений мозгового кровообращения, доля которых в структуре всех видов инсультов составляет до 80%, это особенно важно, поскольку восстановление мозгового кровотока с помощью наиболее эффективных терапевтических и хирургических вмешательств, а также применение нейропротекгорных препаратов при острой фокальной ишемии мозга наиболее оправдано на начальных этапах развития инсульта [Суслина, Пирадов, 2008; Adams, 2007]. Ключевым звеном патогенеза шпемического повреждения мозга является церебральная гипоксия вследствие локального снижения мозгового кровотока. Оценив выраженность дефицита кровотока, можно определить размер очага необратимого повреждения и окружающей его зоны временно жизнеспособной ткани, и в итоге - конечного размера инфаркта.

В настоящее время в клиническую практику внедряются методы, позволяющие количественно измерить мозговой кровоток. «Золотым стандартом» в этом плане признана поэитронио-эмиссионная томография (ПЭТ), которая, вследствие ряда технических особенностей, может быть выполнена лишь в небольшом числе исследовательских центров и до сих пор остается в основном исследовательской, а не клинической методикой [Heiss, 1994]. Более адаптированными к повседневной практике невролога являются перфузионная компьютерная томография (ГОСТ) и перфузионно-взвешенная магшшю-резонансная томография, которые в настоящее время доступны в большинстве крупных клиник [Latchaw, 2003; Wintermark, 2005].

Наиболее универсальным и приближенным к реальной клинической ситуации методом, способным дать количественную оценку мозгового кровотока, представляется ПКТ. Эта технология базируется на динамическом рентгеновском сканировании головного мозга по мере прохождения контрастного вещества по интракраниальным сосудам и позволяет изучить мозговой кровоток на тканевом уровне, будучи лишенной при этом традиционных недостатков MP-исследования [Miles, 2007]. Бесконтрастная компьютерная томография (КТ) головы в сочетании с клиническим осмотром признана международным стандартом диагностики инсульта [Masdeu, 2006], введете же в рутинный протокол КТ-исследования ПКТ увеличивает длительность исследования всего на 15 мин, при этом позволяя неврологу при этом получить детальные сведения о состоянии кровотока в пораженной области мозга [Shetty, 2006].

Перфузионная KT разрабатывалась с целью облегчения поиска ответов на основные вопросы, возникающие у врача при диагностике инсульта в острейшем периоде: имеется ли у пациента ишемический очаг и если да, то имеется ли в этом очаге жизнеспособная ткань, в отношении которой целесообразно применять реперфузионные вмешательства Было установлено, что точность выявления ишемического очага при ПКТ в острейшем периоде значимо выше, чем при обычной KT [Wintermark, 2005]. Чувствительность метода при применении в первые часы после начала инсульта составляет более 90%, а специфичность приближается к 100% [Koenig, 1998,2000].

Рядом исследователей были предложены различные пороговые значения, которые позволяют четко дифференцировать «ленумбру» и «ядро» инфаркта в острейшем периоде заболевания [Koenig, 2001; Murphy, 2008; Winteimark, 2006]. В настоящее время делаются попытки использовать перфузионную KT в качестве диагностического средства, позволяющего выделить пациентов для проведения интервенционной реперфузш [Donnan, 2009; Ebinger, 2009; Parsons, 2009]. В то же время остаются недостаточно изученными возможности применения ПКТ для оценки состояния мозгового кровотока на различных стадиях инсульта в отсутствие тромболитической терапии, для оценки динамики репаративных процессов, эффективности проводимых лечебных мероприятий и прогнозирования исхода заболевания. В связи с этим изучение течения ишемического инсульта с использованием ПКТ в качестве метода диагностики и мониторинга представляется актуальной исследовательской задачей.

Цель исследования: изучение динамики КТ-перфузионных изменений головного мозга у больных с острыми полушарными ишемическими инсультами.

Задачи исследования:

1. Изучить характер нарушений мозгового кровотока по данным ПКТ в острый период ишемического инсульта;

2. Определить КТ-перфузионные характеристики очага ишемии в соотнесении с изменениями, выявленными при диффузионно-взвешенной (ДВ) магнитно-резонансной томографии (МРТ), и связь этих изменений с клиническими проявлениями заболевания;

3. Проанализировать изменения параметров ПКТ и их связь с течением заболевания;

4. Разработать прогностические критерии течения острого ишемического инсульта на основе выявленных при ПКТ изменений мозгового кровотока.

Научная новизна: впервые проведено комплексное исследование течения полушарного ишемического инсульта, включая его подтипы, с оценкой изменения

количественных параметров мозгового кровотока и объемов очагов повреждения мозга при помощи наиболее совершенных методов нейровизуализащш (ПКТ и ДВ МРТ). Определены перфузионные характеристики, отражающие различные зоны ишемического очага Даны количественные характерисшки процесса восстановления кровотока в ишемизированной ткани в течение первых 10 суток заболевания. Определен предиктор необратимого повреждения мозговой ткани при инфарктах мозга—относительный коэффициент церебрального объема крови (Kcbv), позволяющий с чувствительностью 89% и специфичностью 75% предсказать трансформацию зоны обратимой ишемии в зону некроза.

Практическая значимость: установлена высокая чувствительность перфузионной КТ для диагностики ишемических инсультов в острейшем периоде и ее значимость для определения прогноза заболевания и мониторирования состояния мозгового кровотока в течение острого периода заболевания. Определены КТ-перфузионные характеристики, описывающие зону ишемических нарушений в целом и соответствующие зоне необратимо нарушенного кровотока, что подтверждено результатами ДВ МРТ. Описана картина восстановления 1фовотока в очаге ишемии. Доказано, что с помощью ПКТ можно предсказать вероятность трансформации зоны ишемии в зону некроза или восстановление ее жизнеспособности. Установлен показатель (относительный индекс церебрального объема крови - Kcbv), позволяющий наиболее точно предсказать трансформацию ишемизированной ткани в зону необратимых изменений. Основные положения, выносимые на защиту:

1. Характерные изменения на перфузионной КТ позволяют выявить ишемический очаг в первые сутки от начала инсульта. При этом ПКТ дает возможность оценить распространенность дефицита кровотока в ткани мозга, размер которого превышает размер зоны структурных изменений.

2. Изменения на ПКТ четко коррелируют с клиническими данными: чем больше зона снижения 1фовотока, тем более выражен неврологический дефицит и хуже течение заболевания.

3. ПКТ является самостоятельным методом, позволяющим продемонстрировать неоднородность зоны ишемии ткани мозга. Выделяемая с помощью ГОСТ зона «пенумбры» имеет определенные отличия от зоны «некроза» и выявляется у пациентов с большим размером ишемического очага.

Апробация работы состоялась 22.07.2010 на совместном заседании сотрудников 1-го, 2-го, 3-го, 5-го, 6-го неврологических отделений, 4-го нейрохирургического отделения, отделения реанимации и интенсивной терапии, отделения лучевой диагностики, отделения физиотерапии и нейрореабилитации, лаборатории клинической нейрофизиологии, лаборатории экспериментальной патологии нервной системы. Материалы диссертации были представлены и обсуждены на конференции молодых учёных в НЦН РАМН (29.12.2008), на Национальном конгрессе «Неотложные состояния в неврологии» (г. Москва, 02.12.2009).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 10 печатных работ, из них 2 в журнале, рекомендуемом ВАК РФ.

Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 91 странице машинописного текста и состоит из введения, обзора литературы, общей характеристики материала и методов исследования, глав результатов собственных исследований и их обсуждения, выводов и списка литературы. Работа иллюстрирована 11 рисунками, содержит 7 таблиц. Список литературы включает 127 источников, из которых 19 отечественных и 108 зарубежных

Материал и методы исследования

Пациенты. Обследовано 30 пациентов с полушарным ишемическим инсультом в возрасте от 33 до 75 лет [медиана возраста 59 лет, межквартильный размах 51 - 71], из них 9 женщин (30%) и 21 мужчина (70%). Сроки госпитализации всех больных с момента начала заболевания до поступления в НЦН РАМН составили менее 24 ч.

Методы. Пациентам проводилось клиническое обследование, включающее физикальный осмотр и оценку неврологического статуса Для формализованной оценки неврологического дефицита с целью статистической обработки клинических данных, использовалась общепринятая шкала инсульта Национального института здоровья США (NIHSS) [Brott, 1989], по которой легкому инсульту соответствовала оценка от 1 до 7 баллов, инсульту средней тяжести - от 8 баллов до 16 баллов включительно, и тяжелому инсульту -свыше 16 баллов. Оценка неврологического статуса по NIHSS проводилась при поступлении пациента и на 3-е и 10-е сутки от начала заболевания.

С целью верификации ишемического очага, уточнения его размеров и локализации всем пациентам при поступлении выполнялось ДВ МРТ-исследование, позволяющее уже в первые минуты от начала заболевания выявить признаки церебральной ишемии. [Johansen-Berg, 2009] Исследование проводилось на томографах Magnetom Symphony и Magnetom Avanto, Siemens AG (Германия) с величиной магнитной индукции 1,5 Т. Площадь инфаркта вычислялась на срезе с максимальным размером зоны ишемии с помощью программы ImageJ версии 1,38х.

Оценка перфузионных характеристик ткани головного мозга при ишемическом инсульте проводилась с помощью перфузионной КТ, которая выполнялась всем пациентам при поступлении, на 3-й и 10-е сутки от начала инсульта. В исследовании использовался протокол ПКТ при первом прохождении контрастного вещества (KB), заключающийся в динамическом сканировании (вращение рентгеновской трубки без перемещения стола томографа) исследуемых областей со скоростью 1 срез в секунду через 5 с после начала внутривенного введения йодсодержащего KB [йогексол (Омнипак, ДжиИ Хэлскеа Ирландия), объем 40 мл, скорость введения 5 мл/с]. Сканирование проводилось на уровне ишемического очага, предварительно определенного с помощью ДВ МРТ. Результатом сканирования являлись 180 КТ-изображений в аксиальной плоскости, соответствующих 4 срезам мозговой ткани толщиной 0,5 см,

которые отражали прохождение KB по микроциркуляторному руслу в течение 45 с. Для оценки параметров церебральной перфузии рассчитывались артериальная и венозная функции (проекции артерии и вены определялись автоматическим методом). С помощью деконволюционного метода формировались графики «время-плотность», на основании которых строились карты перфузионных параметров. Значения перфузионных параметров оценивались в областях интереса в форме окружности диаметром 10 мм. Значения площади очагов рассчитывались и анализировались для среза с максимальным размером зоны ишемии на ДВ МРТ. ПКТ-исследование выполнялось с помощью 16-срезового мультисотрального компьютерного томографа Philips Brilliance 16Р (компания Royal Philips Electronics, Голландия) и автоматического инжектора KB CT 9000 ADV (компания Mallinckrodt, США).

Инструментальное обследование, основной целью которого было определение подтипа ишемического инсульта, включало в себя исследование системы гемостаза, ЭКГ, дуплексное сканирование магистральных артерий головы и транскраниальное дуплексное сканирование, при необходимости - УЗИ сердца, KT- или МР-ангиография интракраниальных артерий.

Статистический анализ проводился с использованием методов оценки непараметрических данных с вычислением медианы и межквартилъного интервала (25-й -75-й процентили) при описательной статистике количественных признаков, критерия Уилкоксона при сравнении 2 связанных признаков, непараметрического дисперсионного анализа по Фридмену при сравнении >2 связанных признаков, критерия Манна-Уитни при сравнении 2 несвязанных признаков, критерия Краскелла-Уоллиса при сравнении >2 связанных признаков, поправки Бонферрони при множествешшх сравнениях, метода ранговой корреляции по Спирмену; применялась программа Statistica версии 6.0 (компания StatSoft Inc., США, 2001). Анализ с использованием ROC-кривых проводился с помощью пакета Attestat версии 10.6.1 (И. П. Гайдышев, 2009) и Иптернет-калькулятора для построения ROC-кривых JROCFIT версии 1.0.2/JLABROC4 версии 1.0.1 (Johns Hopkins University, США, 2007).

Результаты исследования и их обсуждение

Клинические данные

У обследованных пациентов средняя выраженность неврологического дефицита при поступлении составляла 11,5 баллов по NIHSS (7,3 - 16,0 баллов; здесь и далее в скобках указан межквартильный размах). Распределение больных по степени тяжести инсульта представлено в таблице 1.

Таблица 1. Распределение пациентов по степени тяжести инсульта

Тяжесть инсульта Количество пациентов (доля)

Легкий (<8 баллов по МНвБ) 8 (27%)

Умеренный (8-16 баллов по МНЭЭ) 15 (50%)

Тяжелый (>16 баллов по ЫМвЭ) 7 (23%)

В клинической картине преобладали двигательные нарушения - гемипарез различной степени выраженности, который встречался у 95% пациентов, а также нарушения речи (афазия у 53% пациентов, дизартрия у 32% пациентов). У трети пациентов отмечалось угнетение уровня сознания до оглушения (37%). Поражение черепных нервов встречалось у 90% пациентов, нарушения чувствительности - у 82% больных.

Среди фоновой патологии наиболее часто наблюдалась артериальная гипертония (84%), атеросклероз с поражением магистральных артерий каротидной системы (79%), нарушения ритма сердца, как правило, фибрилляция предсердий и экстрасистолия (58%), сахарный диабет 2 типа (26%), реже - структурные изменения сердца, такие как открытое овальное отверстие (2 случая), миксома ушка левого предсердия (1 случай), инфекционное поражение клапанного аппарата сердца (бактериальный эндокардит -

1 случай) и нарушения свертывающей системы крови (антифосфолипидный синдром -

2 случая; Рисунок 1).

Рисунок 1. Частота важнейших фоновых заболеваний у пациентов с ишемическим инсультом

0% 20% 40% 60% 80% 100%

□ Сахарный диабет 2-го типа в Нарушения ритма сердца

□ Атеросклероз □Артериальная гипертония

В результате анализа клинической картины заболевания и данных лабораторных и инструментальных методов исследования установлено следующее распределение пациентов по подтипам ишемического инсульта (Рисунок 2): кардиоэмболический подтип - 17 пациентов (57%), атеротромботический подтип - 12 пациентов (40%), лакунарный инсульт - 1 пациент (3%).

Рисунок 2. Частота подтипов ишемического инсульта

КЭИ - кардиоэмболический инсульт, АТИ - атеротромботический инсульт, ЛИ - лакунарный инсульт

В течение 10 дней исследования умерло 2 пациента: мужчина 74 лет и женщина 75 лет с исходной оценкой по NIHSS 21 балл и 19 баллов, соответственно. Причиной смерти в обоих случаях стал отек головного мозга. У остальных пациентов в течение острого периода заболевания в целом отмечался регресс неврологической симптоматики: на 3-е сутки от начала заболевания средняя оценка по NIHSS составляла 10,5 баллов (6,0 - 16,5 баллов), на 10-е сутки - 8,5 баллов (3,8 - 11,8 баллов) (различия между 1-ми, 3-ми и 10-ми сутками заболевания были статистически значимыми, /><0,01).

Результаты ПКТ

Время от начала заболевания до проведения ПКТ составило в среднем по всей группе больных 13,5 ч. (7,4 - 20,3 ч). Инфаркт головного мозга при ПКТ-исследовании в первые 24 часа от развития заболевания характеризовался снижением мозгового кровотока в пораженном полушарии: у 28 пациентов (93%) были выявлены зоны снижения мозгового кровотока в виде уменьшения таких показателей, как церебральный кровоток (CBF) и церебральный объем крови (CBV) и увеличения среднего времени прохождения крови (МТТ) по сравнению с симметричными участками противоположного полушария (Таблица 2). Полученные показатели мозгового кровотока в пораженном полушарии отличались от нормальных величин и соответствовали диапазону значений, наблюдаемых при инфаркте мозга [Bandera, 2006; Galvez, 2004].

Таблица 2. Значения перфузионных параметров в пораженном и непораженном полушарии в 1 сутки инсульта

Полушарие CBF, мл/100 г х мин CBV, мл/100 г МТТ, с

Пораженное 10,0(4,5-20,1) 1,9(0,9-2,8) 11,3 (7,8-17,9)

Непораженное 47,0 (33,0 - 70,3) 3,4 (2,8 - 5,0) 5,0(3,9-5,9)

Все значения приведены в виде: медиана (25-й процентиль - 75-й процентиль)

Все показатели в пораженном и непораженном полушарии значимо различаются (р<0,01).

Характер изменений параметров Г1КТ объясняется патофизиологическими механизмами нарушения кровотока в зоне ишемии. Известно, что при небольшом снижении церебрального перфузионного давления (ЦПД) отмечается компенсаторное расширение церебральных артериол и снижение сосудистого сопротивления, что сопровождается повышением МТТ и CBV при неизмененном CBF. При дальнейшем снижении ЦПД механизмы ауторегуляции перестают функционировать, расширение церебральных сосудов уже не в состоянии обеспечить достаточную перфузию, что приводит к снижению CBF и CBV [Miles, 2007]. В нашем исследовании были представлены пациенты в острейшем периоде инсульта с уже сформировавшимся ишемическим очагом, поэтому к моменту проведения ПКТ мы наблюдали снижение CBF и CBV наряду с увеличением МТТ в зоне ишемии. Это указывает на срыв ауторегуляции мозгового кровообращения, в т.ч. в результате окклюзии приносящего сосуда. Таким образом, наблюдаемая нами картина перфузионных изменений соответствовала имеющимся представлениям о патофизиологических процессах, характерных для острейшего периода церебральной ишемии.

Размер очага с измененными перфузионными параметрами составлял в среднем 2836,0 мм2 [1415,0 - 3863,0], 1129,0 мм2 [665,0 - 2184,0] и 2807,0 мм2 [1492,0 - 4222,0] для CBF, CBV и МТТ, соответственно. Нами была установлена четкая взаимосвязь между размером ишемического очага (на ДВ МРТ и ПКТ) и выраженностью неврологического дефицита на протяжении всего острейшего периода инсульта: статистически значимая положительная корреляция между размером зоны снижения мозгового кровотока и оценкой по NIHSS в 1-е сутки (г = 0,69, г = 0,64 и г = 0,65 для CBF, CBV и МТТ, соответственно; р<0,01 для всех параметров) и на 10-е сутки - г = 0,62, г = 0,66 иг- 0,59 для CBF, CBV и МТТ, соответственно при /><0,01 для всех параметров (Рисунок 3).

Рисунок 3- Взаимосвязь между размерами зон перфузионного дефицита и выраженностью неврологической симптоматики

а) В 1-е сутки от начала заболевания

NIHSS1 NIHSS1 NIHSS1

г = 0,69; р<0,01 г= 0,64; р<0,01 г= 0,65; р<0,01

b) На 10-е сутхи от начала заболевания

MHSS3 IWHSS3

CBF

NIHSS3

Г = 0,62; р<0,01

г =0,66; р<0,01

г = 0,59; р<0,01

При сравнении зон измененной перфузии на различных перфузионных картах было установлено, что наибольшими размерами характеризуются зоны изменения СВР и МТТ, которые преобладают над зоной снижения СВУ (р = 0,03 и р = 0,01, соответственно) и не отличаются друг от друга (р = 0,64) (Рисунок 4). Следовательно, зоны снижения СВР и удлинения МТТ в одинаковой степени отражают распространенность ишемических изменений в ткани мозга. На 3-й сутки от начала заболевания различий по площади зон изменения перфузионных параметров не отмечалось. На 10-е сутки соотношения площадей зон измененной перфузии возвращались к исходному уровню; зоны измененных СВР и МТТ преобладали над очагом снижения СВУ (р = 0,047 и р = 0,002, соответственно;) и не отличались друг от друга (р = 0,078). Полученные результаты, вероятнее всего, отражают процессы восстановления кровоснабжения в ишемизированной ткани мозга, однако их детальная интерпретация требует дальнейшего изучения.

Рисунок 4. Соотношение площади зон нарушения перфузии в динамике

Дгащадь очага, ммг

CBF CBV МТТ

CSF CSV МТТ

CBF CSV МТТ

а)

Ь)

с)

а) 1 сутки инсульта; Ь) 3 сутки инсульта; с) 10 сутки инсульта

* Значимые различия между размерами очага на карте C8V и картами CBF и МТТ, р<0,05.

С течением заболевания значимых изменений размеров очага ни на одной из перфузионных карт в течение первых 3 суток зарегистрировано не было. К 10-м суткам инсульта значимо уменьшалась площадь зоны снижения CBV по сравнению с 1-ми

И

сутками (р = 0,015) и отмечалась тенденция к ее уменьшению в интервале между 3-ми и 10-ми сутками (р = 0,019). Наблюдалась также тенденция к уменьшению зоны сниженного СВР через 10 дней по сравнению с 1-ми и 3-мя сутками инсульта (р = 0,020 и р- 0,023, соответственно). Размер очага измененного МТТ не изменялся (р>0,017 для всех сравнений). (Рисунок 5).

Рисунок 5. Изменения площади зон нарушения перфузии на протяжении первых 10 суток инсульта

Площадь очага, им2

10» •ООО

ю»

4000

го

зеке

чад

а) 1 сутки инсульта; Ь) 3 сутки инсульта; с) 10 сутки инсульта

* Значимые различия между размерами очага на карге CBV между 1-ми и 10-ми сутками, р » 0,015.

Исходно изменения на ГОСТ отсутствовали у 2 пациентов с наиболее легким инсультом (аттеротромботический и кардиоэмболический подтип; первоначальная оценка по N1HSS - 5 и 6 баллов, соответственно). На 3-й сутки от начала заболевания отмечалось восстановление нарушенного мозгового кровотока в зоне инфаркта еще у 3 пациентов с лакунарным, атеротромботическим и кардиоэмболическим подтипами инсульта(всего вместе с первыми двумя больными - у 17%) (Рисунок б). На 10-е сутки от начала инсульта восстановление мозгового кровотока произошло в общей сложности у 9 пациентов (всего 30%), в т.ч. у 4 пациентов с атеротромботическим, у 4 пациентов с кардиоэмболическим и у 1 пациента с лакунарным подтипом инсульта. В 2 случаях при инсульте кардиоэмболического подтипа у пациентов развилась геморрагическая трансформация инфаркта, в связи с чем завершающее исследование ПКТ у них не проводилась. Регресс неврологического дефицита отражал исчезновение очагов измененной перфузии.

Проведен анализ с целью выделения клинических или визуализационных признаков, по которым пациенты с восстановлением церебрального кровотока в первые 10 суток отличаются от пациентов с сохраняющимся перфузионным дефицитом. В результате исследования между этими группами не было выявлено значимых различий ни по исходной степени тяжести инсульта по NIHSS (р - 0,27), ни по площади очага на ДВ МРТ (р - 0,61), ни по площади зоны снижения CBV (р - 0,93). В то же время отмечалась

тенденция к уменьшению размеров зон сниженного CBF и увеличенного МТТ в группе пациентов без очагов к 10-м суткам (р = 0,07 для обоих сравнений). При этом не было найдено отличий между группами по частоте распределения больших, средних и малых инфарктов (по данным ДВ МРТ в соответствии с классификацией Н. В. Верещагина и соавт., 1986; р >0,05). Следует отметить, однако, что среди пациентов, у которых к 10-м суткам не наблюдалось очагов сниженной перфузии, большой инфаркт отмечался лишь у одного больного, тогда как в группу больных с наличием очагов сниженной перфузии входило 4 пациента с большими инфарктами. Эти две группы пациентов не отличались и по распределению в них пациентов по подтипам инсульта: в группе с сохраняющимися к 10-м суткам перфузионными нарушениями количество пациентов с кардиоэмболическим и атеротромботическим инсультом, у которых к 10-м суткам сохранялись очаги на ПКТ, было 9 и 7 (56% и 44%, соответственно), тогда как в группе без очагов на ПКТ-картах число пациентов с кардиоэмболическим и атеротромботическим подтипом инсульта составило по 4 человека, в нее также вошел один пациент с лакунарным инсультом (44%, 44% и 1%, соответственно). На основании проведенных исследований вероятнее всего восстановление кровотока следует ожидать у пациентов с меньшим размером ишемического очага или с хорошо развитым коллатеральным кровообращением.

Рисунок 6. Восстановление кровотока по данным ПКТ к 3-м суткам инсульта

а) 1 сутки инсульта Ь) 3 сутки инсульта; с) 10 сутки инсульта

Отмечается исчезновение перфузионного дефицита в зоне, соответствующей ишемическому очагу на ДВ МРТ к 3-м суткам заболевания и увеличение CBF и CBV в этой зоне (гиперперфузия) к 10-м суткам.

Результаты ДВ МРТ и их связь с перфузионными изменениями

У всех пациентов при ДВ МРТ были выявлены инфаркты головного мозга в виде зон сигналов повышенной интенсивности на ДВ МРТ с фактором взвешенности b = 1000, медиана площади которых составила 1205,0 мм2 (538,0 - 2195,5 мм2). У пациентов преобладали инфаркты среднего размера (50%), меньшую часть составляли малые (27%) и большие (20%) инфаркты, лишь у 1 пациента очаг ишемии был обширным (3%).

Одним из наиболее важных вопросов в нашем исследовании было выяснение, какой из перфузионных параметров наиболее точно характеризует зону необратимо нарушенного кровотока («ядро» инфаркта или зону «некроза») на ПКТ. Считается, что очаг измененного MP-сигнала в режиме ДВ МРТ отражает так называемое «ядро» инфаркта, т.е. зону необратимой гибели нейронов [Nagesh, 1998; Warach, 2005]. При сопоставлении результатов ДВ МРТ, ПКТ и клинической картины заболевания было установлено соответствие размера очага на диффузионно-взвешенном MP изображении размеру зоны снижения мозгового кровотока при ПКТ и выраженности исходного неврологического дефицита. При этом наиболее высокая положительная зависимость между выявляемыми на ДВ МРТ структурными изменениями и функциональными изменениями, которые отражают данные ПКТ, была отмечена для параметра CBV (г = 0,91, /?<0,01). Это взаимосвязь отмечается и другими исследователями [Eastwood, 2003; Shramm, 2004; Wintermark, 2002]. Также положительная, но несколько менее сильная взаимосвязь с размерами зоны измененной диффузии, наблюдалась и для других перфузионных параметров (г = 0,76, р<0,01 для CBF и г = 0,74, /><0,01 для МТТ). Таким образом, наиболее точным аналогом «ядра» инфаркта (зоны «некроза») на картах ПКТ может считаться зона снижения CBV.

Анализ перфузионных изменений в динамике заболевания

Визуальное сравнение перфузионных карт и данных ДВ МРТ позволило выделить группу пациентов, у которых при исходном исследовании отмечалось несовпадение между размерами очага на ДВ МРТ и зоной перфузионных изменений на картах CBF и МТТ (Рисунок 7), которая расценивалась как зона обратимого нарушения мозгового кровотока, или «пенумбра». Число пациентов с зоной «пенумбры», т.е. с наличием участков ткани мозга, в которых отмечалось изменение CBF и МТТ при неизмененном сигнале на ДВ МРТ, составило 21 (70% от числа пациентов с наличием зоны измененных параметров перфузии). В эту первую группу входило 12 пациентов с кардиоэмболическим и 9 пациентов с атеротромботическим подтипом инсульта, тогда как во вторую группу из 9 пациентов без «пенумбры» составляли 5 больных с кардиоэмболическим, 3 пациента с атеротромботическим и 1 больной с лакунарным инсультом. Наличие «зоны несовпадения» было подтверждено при количественном анализе: у пациентов с наличием

«пенумбры» было отмечено значимое превышение исходной площади зон измененного CBF и МТТ по сравнению с площадью измененной диффузии (р = 0.001 и р <0,001, соответственно) и отсутствие различий при сравнении очага на ДВ МРТ и карте CBV. В группе без зоны «пенумбры» исходных различий по площади между зонами измененных CBF, CBV и МТТ по сравнению с площадью измененной диффузии выявлено не было. Эти данные указывают на то. что если зона снижения CBV позволяет оценить «ядро» инфаркта, то зона с измененными CBF и МТТ дает возможность оценить область ишемии в целом (т.е. и «ядро», и «пенумбру»).

Различия между пациентами с зоной «пенумбры» (первая группа) и без нее (вторая группа) заключались в размерах ишемического очага на ПКТ-картах и ДВ МРТ, которые преобладали в первой группе (/><0,001, р = 0,046. р = 0,004 и р = 0.020 для CBF, CBV и МТТ, и зоны изменений на ДВ МРТ, соответственно). В то же время различий по исходной тяжести неврологического дефицита и его выраженности на 10-е сутки, а также по времени от начала заболевания до проведения ДВ МРТ и ПКТ-исследования выявлено не было. У пациентов обеих групп отмечался значимый регресс неврологической симптоматики к 10-м суткам заболевания (р = 0.002 для группы с «пенумброй» и р = 0,001 для группы без нее).

Рисунок 7. Соотношение данных ДВ МРТ и ПКТ: соответствие необратимого изменения ткани мозга и нарушения мозгового кровотока

a) Отсутствие «зоны несовпадения». Пациент А., 52 г. ПКТ выполнена через 4,8 ч после развития инсульта. Зона измененного MP-сигнала в теменно-височной области левого полушария большого мозга совпадает с зоной измененных характеристик церебральной перфузии.

b) Наличие «зоны несовпадения». Пациент В., 51 г. ПКТ выполнена через 5,0 ч после развития инсульта. Зона измененного MP-сигнала в височной области, подкорковых структурах и верхней лобной извилине правого полушария большого мозга соответствует зоне сниженного CBV на перфузионных картах. Размеры зоны снижения CBF и увеличения МТТ превышают размер очага на ДВ МРТ, захватывая лобную, височную долю, подкорковые структуры и частично затылочную долю правого полушария.

Характер перфузионных изменений в группе пациентов с наличием зоны «пенумбры»

Проведено исследование перфузионных параметров в «зоне совпадения» перфузионных нарушений и очага измененной диффузии (зона «ядра» инфаркта), и в зоне «пенумбры», а также в соответствующих областях интактного полушария в динамике заболевания (Таблица 3 и Рисунок 8). Кроме того, рассчитаны относительные показатели перфузии, представляющие собой отношение значений CBF, CBV МТТ в нормальной ткани к значениям соответствующих показателей в зоне ишемии в контралатеральном полушарии. Использование относительных, а не абсолютных значений CBF, CBV и МТТ обусловлено значительной вариабельностью последних в зависимости от размеров и локализации выбранных областей интереса при анализе перфузионных карт, а также индивидуальных гемодинамических особенностей каждого пациента, таких как сердечный выброс, периферическое сопротивление сосудов, локализации очага и т.д.

В зоне, соответствующей «ядру» инфаркта, отмечалось значимое снижение CBF, CBV и увеличение МТТ по сравнению с контралатеральной гемисферой (/«0,001). Также CBF и CBV были снижены и в сравнении с показателями в зоне «пенумбры» (/«0,001), при этом значения МТТ в указанной области значимо не отличались. «Пенумбра» отличалась от соответствующих участков интактного полушария только по CBF и МТТ (/«ОД) 1 для обоих сравнений).

На 3-й сутки сохранялись различия по CBF, CBV и МТТ между зоной «ядра» инфаркта и интактным полушарием (р = 0,001, р = 0,037 и р = 0,007, соответственно), однако различия по сравнению с показателями в зоне «пенумбры» нивелировались (р = 0,550, р = 0,108 и р = 0,977, соответственно). В зоне «пенумбры» и противоположном полушарии по-прежнему отличались только CBF и МТТ (р = 0,021 и /«0,001, соответственно).

К 10-м суткам исчезали различия между зоной «ядра» инфаркта и противоположным полушарием по значению CBV (р = 0,823), сохраняясь лишь для CBF и МТТ (р = 0,037 и р = 0,002, соответственно); при этом отличия в сравнении с показателями в зоне «пенумбры» по-прежнему отсутствовали. В зоне «пенумбры» характер различий с интактным полушарием оставался таким же: CBF был ниже, а МТТ -выше по сравнению с контралатеральной гемисферой (р = 0,040 и р = 0,001, соответственно).

С течением времени отмечалось увеличение значений CBF на 10-е сутки по сравнению с 1-ми сутками (р = 0,002), и значений CBV на 3-й сутки и на 10-е сутки по сравнению с 1-ми сутками (р = 0,010 и р = 0,005, соответственно) в зоне «ядра» инфаркта. Значимых {р>0,05) изменений МТТ не наблюдалось. В зоне «пенумбры» изменений показателей перфузии не было. В группе пациентов без зоны «пенумбры» достоверных изменений какого-либо из параметров ПКТ в течение времени не выявлялось.

Таким образом, согласно нашим данным, зона обратимого снижения мозгового кровотока («пенумбра») отличается от соответствующей зоны контралатерального полушария по значениям CBF (снижение в 2,2 раза) и МТТ (увеличение в 2,5 раза), от зоны «ядра» инфаркта - по показателям CBF (в 3,1 раза) и CBV (в 2,6 раза). Подобные соотношения перфузионных параметров описаны при оценке восстановления жизнеспособности ткани мозга по данным бесконтрастной KT через 5-7 дней после начала заболевания [Murphy, 2008]. При помощи ПКТ нам удалось продемонстрировать отсутствие в зоне «пенумбры» необратимых изменений кровотока, которые характеризуются параметром CBV.

В целом, зону ишемических нарушений по ПКТ следует оценивать с использованием совокупности параметров: CBF и/или МТТ для оценки всей зоны снижения перфузии и CBV для определения зоны необратимых ишемических изменений. Восстановление кровотока в зоне «ядра инфаркта» характеризуется увеличением CBF и CBV, причем к 10-м суткам значения CBV приближаются к нормальным. Вероятно, это отражает улучшение кровоснабжения ишемизированной ткани вследствие реканализации или «включения» коллатерального кровоснабжения, что влияет на значение CBV и, соответственно, CBF.

Рисунок 8. Перфузионные параметры в зоне «ядра» инфаркта, «пенумбры» и в соответствующих отделах интактного полушария в 1,3 и 10 сутки инсульта

CBF CBV

1-е сутки 3-е сутки 10-е сутки 1-е сутки 3-е сутки 10« сутки

1-е сутки 3« сутки 10-е сутки

* Значимые различия между значениями CBF и CBV в зоне «ядра» инфаркта и «пенумбры», р<0,001.

** Значимые различия между значениями перфузионных параметров в зоне «ядра» инфаркта и в интактном полушарии», р«0,05.

" Значимые различия между значениями перфузионных параметров в зоне «пенумбры» и в интактном полушарии, р<0,05.

Таблица 3. Значения перфузионных параметров в зоне «ядра» инфаркта, «пенумбры» и в соответствующих отделах интактного полушария в 1,3 и 10 сутки инсульта

Область интереса СВР, мл/100 г х мин CBV, мл/100 г

МТТ, с

зона «инфаркта»

1

*

«ядро» инфаркта 6,7 (2,7 - 15,7)' 1.2(0,6 2,4)* 13,9(8,1 -20,9)

интактное полушарие 51,1 (38,9 -72.4)" 4,1 (3,0- 5,0)" 5,1(3,7- 5,9)"

относительные показатели 8,0 (3,9 15,1) 3,2(1,3 -5,7) 0.4(0,2 -0,5)

зона «пенумбры»

«пенумбра» 20,8 (16,5 26,5)* 3,6(2,9- 4.7) 10,5 (7,6 - 19,3)*

интактное полушарие 52,5 (32,8 -71,7) 4,0 (3,5 - 5,5) 5,5(3,6- 6,1)

относительные показатели 2,2(1,5- 2,7) 1,0(0,7- 1.4) 0,4 (0,4 0,6)

зона «инфаркта»

fr ¥

«ядро» инфаркта 16,6(8,7 30,8) 3,0 (1,8 -3,4) 7,1 (5,8 18,2)

интактное полушарие 43,0 (31,4- 57,3)" 3,5 (2,7 - 4,8)" 5,2(4,7- 6,0)"

относительные показатели 2,1 (0,9 -5,7) 1,3(0,8 -1,8) 0,7 (0,3 -1,0)

зона «пенумбры»

«пенумбра» 26,2 (14,4 30,4)* 3,6 (2,4 5,3) 9,4(6,9- 12,6)*

интактное полушарие 34,7 (24,4 -74,9) 2,8 (2,2 4,8) 4,8(4,1 -6,2)

относительные показатели 1.6(1.0- 3,0) 0,8 (0,5 1.4) 0,5 (0,4 -0,8)

зона «инфаркта»

«ядро» инфаркта 28,7(12,7 -52,0) 4,3 (2,3 5,5) 7,2 (6,5 10.1)

интактное полушарие 54,4 (34,4 80,0)" 3,8 (2,6 5,7) 4,5(3,9- 5,7)"

относительные показатели 1,9(1,0- 3,8) 0,9 (0,6 3.4) 0,6(0,5 -0,8)

зона «пенумбры»

«пенумбра» 22,4 (13,8 35,2)* 3,0(2.6 4.4) 7,8(7,5- 10,8)*

интактное полушарие 40,0(21,0 -58,2) 2,7 (2,2 4,3) 5,1 (4,3 -6,2)

■ относительные показатели 1,5(0.9- 2,8) 0,9 (0.6 1.4) 0,6 (0,5 -0,8)

Все значения приведены в виде: медиана (25-й процектиль - 75-й процектипь)

* Значимые различия между значениями CBF и CBV в зоне «ядра» инфаркта и «пенумбры», р<0,001.

" Значимые различия между значениями перфузионных параметров в зоне «ядра» инфаркта и в ингактном полушарии, р<0,05.

* Значимые различия между значениями перфузионных параметров в зоне «пенумбры» и в интактном полушарии, (Х0,0$.

Прогнозирование течения церебральной ишемии с помощью перфузионной КТ

Для оценки того, какие значения перфузионных показателей указывают на дальнейшую судьбу мозговой ткани в зоне гипоперфузии - формирование инфаркта или восстановление жизнеспособности участков вещества мозга, был проведен анализ перфузионных параметров с построением т.н. ROC-кривых (англ. Receiver Operating Characteristic curves) [Hanley, 1982, 1983]. Этот анализ, в частности, позволяет оценить чувствительность и специфичность какого-либо показателя для диагностики того или иного состояния, выбрать из нескольких показателей наиболее подходящий для диагностики и определить его пороговые значения. Для проведения ROC-анализа была выделена группа пациентов, у которых размеры зоны гипоперфузии (т.е. зоны сниженного CBF или удлиненного МТГ) превышали конечные размеры инфаркта на 10-е сутки по данным бескошрастной КТ (п - 16). В этой группе были вычислены значения относительных перфузионных показателей (отношение значений показателей ПКТ в непораженном полушарии к показателям на стороне ишемии) в той части зоны гипоперфузии, которая соответствовала нормальной ткани мозга на КТ, выполненной на 10-е сутки. В группе пациентов, у которых исходная зона гипоперфузии соответствовала конечным размерам инфаркта (п = 9; пациенты с «положительным» результатом), вычислялись относительные перфузионные параметры, соответствующие зоне формирования инфаркта на 10-е сутки. Для каждого показателя ПКТ была построена ROC-кривая, по оси ординат которой откладывается чувствительность (Se) дапного показателя, а по оси абсцисс - значения «1-специфичность» (1-Sp; Рисунок 9). В соответствии с величиной площади под ROC-кривыми наиболее эффективной оказалась оценка прогноза восстановления жизнеспособности ткани мозга по показателю rCBV, хотя значимых различий между площадями выявлено не было (z <1,96 для всех сравнений). В качестве порогового значения rCBV нами бьиа получена величина 1,13 (коэффициент CBV, Kcbv), которая соответствовала оптимальному соотношению чувствительности и специфичности (89% и 75%, соответственно). Таким образом, в результате проведенного анализа нами установлено, что если различия между CBV в поражешюм и непораженном полушарии превышают пороговую величину (Kcbv >1,13), то это позволяет предсказать формирование в этом участке ишемии необратимого повреждения - инфаркта. В практическом отношении это означает, что в условиях локальной церебральной ишемии зона, в которой CBV снижен минимум на 12% по сравнению с противоположным полушарием, скорее всего, в дальнейшем станет зоной инфаркта.

Проведенный анализ ставил перед собой задачу установить пороговые значения перфузионных параметров. Так, ранее в качестве предиктора трансформации ишемизированной ткани в зону инфаркта исследователями предлагались снижение значений СВР и СВУ на 48% и 60%, соответственно, по сравнению с интактным полушарием [Коет& 2001]. В качестве абсолютного порогового значения, отражающего зону инфаркта, предлагалось снижение СВУ ниже 2,5 мл/100 г [\Ут1егтагк, 2002]. В одной из работ было показано, что наиболее чувствительным и специфичным показателем, позволяющим дифференцировать зоны ишемизированного белого вещества с возможностью восстановления, от очагов инфаркта, является произведение СВРхСВУ, пороговое значение которого составляет 8,14 [МигрЬу, 2008]. Одним из основных отличий этих и других сходных работ от нашего исследования, которые затрудняют сравнение количественных результатов, являлось применение у значительной части пациентов тромболитической терапии, позволяющей восстановить проходимость окклюзированной артерии и тем самым повлиять на кровоток в зоне ишемии. Кроме того, использовались другие временные рамки исследования и методы постобработки данных ПКТ (например, метод максимального наклона кривой [Коеод, 2001]). Принципиально новым в нашей работе в отличие от проведенных ранее является изучение изменений церебральной перфузии в динамике, что позволило оценить трансформацию ишемического очага и связь перфузионных изменений с процессом восстановления неврологических функций.

Таким образом, показано, что ПКТ, при условии соблюдения единого протокола исследования, является реальной альтернативой ПЭТ и в клинической практике позволяет не только оценивать церебральную перфузию, но и эффективно прогнозировать течение ишемии.

Рисунок 9. Прогнозирование восстановления жизнеспособности мозговой ткани по перфузионным показателям с помощью ЯОС-кривых.

Площадь под кривой АиС = 0.80 Стандартная оимбка БЕ = 0,11

Оптимальное пороговое значение - 5,06 Чувствительность - 55,56% Специфичность -100%

Площадь под кривой А1Ю = 0,84 Стандартная ошибка БЕ = 0,09

Оптимальное пороговое значение -1,13 Чувствительность - 88,89% Специфичность - 75,00%

Площадь под кривой ЛЫС = 0,59 Стандартная ошибка БЕ = 0,12

Оптимальное пороговое значение - 0,41 Чувствительность - 66,67% Специфичность - 68,75%

- ЯОСнфивая — - 95%-й доверительный интервал

(СВР, гСВУ, гМТТ - относительные перфуэионные показатели (церебральный кровоток, церебральный объем крови, среднее время прохождения крови, соответственно); Бр - специфичность значения показателя; Бе -чувствительность значения показателя.

Выводы

1. Инфаркт головного мозга в первые сутки заболевания характеризуется изменением всех показателей церебральной перфузии в пораженном полушарии в виде уменьшения кровотока (CBF) в 4,7 раза, снижения церебрального объема крови (CBV) в 1,8 раза и увеличения среднего времени прохождения крови в области инфаркта (МТТ) в 2,3 раза по сравнению с интактным полушарием. К третьим суткам инсульта указанные изменения сохраняются у 83% пациентов, а к десятым супсам - у 70% пациентов. При этом чем больше очаг инфаркта, тем больше зона снижения мозгового кровотока и более выражен неврологический дефицит (р<0,01). Клинический исход инсульта на 10-е сутки также напрямую связан с исходным размером зопы перфузионных нарушений (р<0,01).

2. Зону необратимо нарушенного кровотока («ядро» инфаркта) наиболее точно из всех перфузионных (функциональных) характеристик отражает церебральный объем крови (CBV), который полностью соответствует зоне наблюдаемых на ДВ МРТ структурных изменений (г = 0,91, /к0,01).

3. Область мозга, в которой отмечается снижение мозговой перфузии, но в то же время отсутствуют структурные изменения («пецумбра»), на ПКТ представлена зоной «несоответствия» между областью со сниженным CBF и увеличенным МТТ, и областью, в которой дополнительно отмечается снижение CBV, причем значения CBF и CBV в «пенумбре» и «ядре» инфаркта различаются не менее, чем в 2,5 раза. В зоне «пенумбры» по данным ПКТ необратимых изменений кровотока не существует.

4. При исследовании церебральной перфузии в динамике установлено, что у пациентов, у которых к 10-м суткам сохраняются зоны перфузионного дефицита, в «ядре» инфаркта - зоне «некроза», отмечается нормализация значения CBV по сравнению с интактным полушарием. В то же время в зоне «пенумбры» изменений показателей перфузии относительно непораженной гемисферы не отмечается.

5. Определен предиктор необратимого повреждения мозговой ткани - коэффициент церебрального объема крови (Kcbv), равный отношению CBV в непораженном полушарии к CBV в поражешюм полушарии. При значении Kcbv >1,13 можно прогнозировать трансформацию зоны ишемии в зону инфаркта.

Практические рекомендации

1. Оценка состояния мозгового кровотока при помощи ПКТ является безопасным методом, позволяющим детально описать индивидуальные особенности нарушения

церебральной перфузии и определить тактику лечения и прогноз заболевания, и поэтому может и должна входить в стандарт обследования пациентов с ишемическим инсультом.

2. Размер зоны ишемических нарушений, которую при ПКТ целесообразно оценивать по совокупности очага измененных параметров СВИ и/или МТТ, в первые сутки инсульта в большинстве случаев превышает объем ткани, в которой произошли необратимые ишемические нарушения, отображением которых на ПКТ-картах служит зона снижения СВУ.

3. Количественная оценка значений перфузионных параметров наиболее эффективна при использовании относительных величин. При этом наибольшей информативностью в плане оценки прогноза восстановления жизнеспособности ишемизированной ткани обладает показатель относительного СБУ, который и следует использовать в этом плане.

Список работ, опубликованных по теме диссертации

1. Сергеев Д. В., Лаврентьева А. Н., Кротенкова М. В. Методика перфузионной компьютерной томографии в диагностике острого ишемического инсульта. Анналы клинической и экспериментальной неврологии, 2008. - 3(2). - С. 30-37.

2. Сергеев Д. В., Кротенкова М. В., Пирадов М. А. Мозговой кровоток в острейшем периоде полушарного ишемического инсульта: клинический и КТ-перфузионный анализ. Анналы клинической и экспериментальной неврологии, 2009. - 4(3). - С. 19-28.

3. Сергеев Д. В. Перфузионная компьютерная томография в диагностике острого ишемического инсульта Русский медицинский журнал, 2008. - 26 (16).

4. Lavrentyeva A.N., Sergeev D.V., Konovalov R.N., Krotenkova M.V., Piradov M.A. Assessment of perfusion changes in the course of acute ischemic stroke by means of perfusion CT, 12th Congress of the European Federation of Neurological Societies (EFNS), Madrid, Spain, August 23-26,2008.

5. Sergeev D.V., Lavrentyeva A.N., Krotenkova M.V., Konovalov R.N., Piradov M.A. Changes of Perfusion CT Parameters in the Course of Acute Stroke, 6th World Stroke Congress, Vienna, Austria, September 24-27,2008.

6. Сергеев Д. В., Сергеева А. Н., Кротенкова М. В., Пирадов М. А. Прогнозирование исхода церебральной ишемии с помощью перфузионной КТ. Труды национального конгресса «Неотложные состояния в неврологии», 2009. - С. 327.

7. Sergeev D., Sergeeva A., Krotenkova М., Konovalov R., Piradov M. Cerebral perfusion changes in the course of acute stroke // 134 Congress of the European Federation of neurological societies, Florence, Italy, 12-15 September, 2009.

8. Кротенкова M. В., Сергеев Д. В., Сергеева А. Н., Суслин А. С., Брюхов В. В., Коновалов Р. Н. Методы диагностики острого ишемического инсульта. Вестник рентгенологии, 2010 (в печати).

9. Sergeev D, Piradov М, Konovalov R, Krotenkova M, Sergeeva A. Assessment of tissue outcome in acute cerebral ischemia by means of perfusion CT. European Journal of Neurology 17 (Suppl. 3), p. 283. PI547.

10. Sergeev D, Piradov M, Krotenkova M, Konovalov R, Sergeeva A Cerebral perfusion in the ischemic stroke: changes over acute stage and assessment of tissue outcome. International Journal of Stroke Vol 5, Suppl. 2, October 2010, p. 260. P020122.

Список сокращений

ДВ МРТ диффузионно-взвешенная магнитно-резонансная томография

KB контрастное вещество

КТ компьютерная томография

МРТ магнитно-резонансная томография

ПКТ перфузионная компьютерная томография

ПЭТ позитронно-эмиссионная томография

ЦПД церебральное перфузионное давление

CBF церебральный кровоток

[Cerebral Blood Flow] CBV церебральный объем крови

[Cerebral Blood Volume] Kcbv коэффициент церебрального объема крови МТТ среднее время прохождения крови

[Mean Transit Time] N1HSS Шкала инсульта национального института здоровья США

[National Institutes of Health Stroke Scale] ROC ROC-кривые

[Receiver Operating Characteristic Curves] TTP время достижения максимальной концентрации контрастного вещества [Time to Peak]

Подписано в печать 26.10.2010 г.

Формат 60/84 1x16. Бумага офсетная. Печать офсетная. Усл. п. л. 1,5. Тираж 100 эхз. Заказ Х»П-310

Типография «Телер» 125130, Москва, ул. Клары Цеткин д.ЗЗ кор.50 Тел.: (495) 937-8664

Ишемический инсульт является одной из ведущих причин заболеваемости, смертности и инвалидизации во всем мире [16]. Принципиальное значение для развития помощи больным инсультом имеет изучение острого периода заболевания. Для ишемических нарушений мозгового кровообращения, доля которых в структуре всех видов инсультов составляет до 80%, это особенно валено, поскольку восстановление мозгового кровотока с помощью наиболее эффективных терапевтических и хирургических вмешательств, а также применение нейропротекторных препаратов при острой фокальной ишемии мозга наиболее оправдано на начальных этапах развития инсульта [9,21]. Ключевым звеном патогенеза ишемического повреждения мозга является церебральная гипоксия вследствие локального снижения мозгового кровотока. Оценив выраженность дефицита кровотока, можно определить размер очага необратимого повреждения и окружающей его зоны временно жизнеспособной ткани, и в итоге - конечного размера инфаркта.

В настоящее время в клиническую практику внедряются методы, позволяющие достоверно измерить мозговой кровоток. «Золотым стандартом» признана позитронно-эмиссионная томография (ПЭТ), которая, вследствие ряда технических особенностей, может быть выполнена лишь в небольшом числе исследовательских центров [60]. Более адаптированными к повседневной практике невролога являются перфузионная компьютерная томография (ПКТ) и перфузионпо-взвешенлая магиитио-резоиапсиая томография (ПВ МРТ), которые в настоящее время доступны в большинстве крупных клиник [81,129].

Наиболее универсальным и приближенным к реальной клинической ситуации методом, способным дать количественную оценку мозгового кровотока, представляется ПКТ. Эта технология базируется на динамическом 5 рентгеновском сканировании головного мозга по мере прохождения контрастного вещества по интракраниальным сосудам и позволяет изучить мозговой кровоток на тканевом уровне, будучи лишенной при этом традиционных недостатков МР-исследования [90]. Бесконтрастная компьютерная томография (КТ) головы в сочетании с клиническим осмотром признана международным стандартом диагностики инсульта [88], введение же в рутинный протокол КТ-исследования ПКТ увеличивает длительность исследования всего на 15 мин, но при этом позволяет неврологу получить детальные сведения о состоянии кровотока в пораженной области мозга [111].

Перфузионная КТ разрабатывалась с целью облегчения поиска ответов на основные вопросы, возникающие у врача при диагностике инсульта в острейшем периоде: имеется ли у пациента ишемический очаг и если да, то имеется ли в этом очаге жизнеспособная ткань, в отношении которой целесообразно применять реперфузионные вмешательства. Было установлено, что точность выявления ишемического очага при ПКТ в острейшем периоде значимо выше, чем при обычной КТ [125]. Чувствительность метода при применении в первые часы после начала инсульта составляет более 90%, а специфичность приближается к 100% [71,73].

Рядом исследователей были предложены различные пороговые значения, которые позволяют четко дифференцировать «пенумбру» и «ядро» инфаркта в острейшем периоде заболевания [72,92,126]. В настоящее время делаются попытки использовать перфузионную КТ в качестве диагностического средства, позволяющего выделить пациентов для проведения интервенционной реперфузии [39,42,98]. В то же время остаются недостаточно изученными возможности применения ПКТ для оценки состояния мозгового кровотока на различных стадиях инсульта в отсутствие тромболитической терапии, для оценки динамики репаративных процессов, эффективности проводимых лечебных мероприятий и прогнозирования исхода заболевания. В связи с этим изучение течения ишемического инсульта с использованием ПКТ в качестве метода диагностики и мониторинга представляется актуальной исследовательской задачей.

Цель исследования: изучение динамики КТ-перфузионных изменений головного мозга у больных с острыми полушарными ишемическими инсультами.

Задачи исследования:

1. Изучить характер нарушений мозгового кровотока по данным ПКТ в острый период ишемического инсульта;

2. Определить КТ-перфузионные характеристики очага ишемии в соотнесении с изменениями, выявленными при диффузионно-взвешенной (ДВ) магнитно-резонансной томографии (МРТ), и связь этих изменений с клиническими проявлениями заболевания;

3. Проанализировать изменения параметров ПКТ и их связь с течением заболевания;

4. Разработать прогностические критерии течения острого ишемического инсульта на основе выявленных при ПКТ изменений мозгового кровотока.

Научная новизна: впервые проведено комплексное исследование течения полушарного ишемического инсульта различных подтипов с оценкой изменения количественных параметров мозгового кровотока и объемов очагов повреждения мозга при помощи наиболее совершенных методов нейровизуализации (ПКТ и ДВ МРТ). Определены перфузионные характеристики, отражающие различные зоны ишемического очага. Даны количественные характеристики процесса восстановления кровотока в ишемизированной ткани в течение первых 10 суток заболевания. Определен предиктор необратимого повреждения мозговой ткани - относительный коэффициент церебрального объема крови (Kcbv), позволяющий с чувствительностью 89% и специфичностью 75% предсказать трансформацию ишемизированной ткани в зону инфаркта.

Практическая значимость: установлена высокая чувствительность перфузионной КТ для диагностики ишемических инсультов в острейшем периоде и ее значимость для определения прогноза заболевания и мониторирования состояния мозгового кровотока в течение острого периода заболевания. Определены КТ-перфузионные характеристики, описывающие зону ишемических нарушений в целом и соответствующие зоне необратимо нарушенного кровотока, что полностью подтверждается результатами диффузионно-взвешенной магнитно-резонансной томографии (ДВ МРТ). Описана картина восстановления кровотока в ишемическом очаге в отсутствие тромболитической терапии. Установлен показатель (относительный коэффициент церебрального объема крови, Kcbv), позволяющий наиболее точно предсказать трансформацию ишемизированной ткани в зону необратимых изменений.

2. Обзор литературы

Острые нарушения мозгового кровообращения являются одной из ведущих причин заболеваемости, смертности и инвалидизации во всем мире. В экономически развитых странах инсультом страдает 1 из 20 взрослых, а частота острых цереброваскулярных событий (включая транзиторные ишемические атаки) превышает заболеваемость ишемической болезнью сердца [54,82]. В настоящее время заболеваемость инсультом в странах с высоким уровнем доходов (по классификации Всемирного банка) составляет 94 на 100000 человек, в то время как в странах со средним и низким уровнем доходов (к этой группе относится и Российская Федерация) этот показатель равен 117 на 100000 человек. На протяжении последних 40 лет отмечаются отчетливые тенденции изменения этого показателя: если в странах с высоким уровнем доходов стандартизированная по возрасту заболеваемость инсультом ежегодно снижается на 1,1%, то в странах со средним и низким уровнем доходов она увеличивается на 5,3% в год [46]. Смертность от инсульта, которая в странах с высоким уровнем доходов и в странах со средним и низким уровнем доходов составляет 19,8% и 26,6%, в течение последних нескольких декад уменьшается на 1,1% и 0,6% в год, соответственно.

Эти тенденции в первую очередь связаны с внедрением на популяционном уровне программ по профилактике и снижению факторов риска, а также с усилиями по улучшению диагностики и лечению инсульта. Учитывая, что лечение и реабилитация пациентов, перенесших инсульт, сопряжены со значительными прямыми и косвенными расходами (например, в Великобритании затраты на лечение таких пациентов составляют почти 5% от национального бюджета здравоохранения [122]), потребность в разработке и максимально широком применении современных методов профилактики, диагностики и лечения инсульта является очевидной.

6. Выводы

1. Инфаркт головного мозга в первые сутки заболевания характеризуется изменением всех показателей церебральной перфузии в пораженном полушарии в виде уменьшения кровотока (CBF) в 4,7 раза, снижения церебрального объема крови (CBV) в 1,8 раза и увеличения среднего времени прохождения крови в области инфаркта (МТТ) в 2,3 раза по сравнению с интактным полушарием. К третьим суткам инсульта указанные изменения сохраняются у 83% пациентов, а к десятым суткам -у 70% пациентов. При этом чем больше очаг инфаркта, тем больше зона снижения мозгового кровотока и более выражен неврологический дефицит (р<0,01). Клинический исход инсульта на 10-е сутки также напрямую связан с исходным размером зоны перфузионных нарушений (р<0,01).

2. Зону необратимо нарушенного кровотока («ядро» инфаркта) наиболее точно из всех перфузионных (функциональных) характеристик отражает церебральный объем крови (CBV), который полностью соответствует зоне наблюдаемых на ДВ МРТ структурных изменений (г = 0,91, р<0,01).

3. Область мозга, в которой отмечается снижение мозговой перфузии, но в то же время отсутствуют структурные изменения («пенумбра»), на ПКТ представлена зоной «несоответствия» между областью со сниженным CBF и увеличенным МТТ, и областью, в которой дополнительно отмечается снижение CBV, причем значения CBF и CBV в «пенумбре» и «ядре» инфаркта различаются не менее, чем в 2,5 раза. В зоне «пенумбры» по данным ПКТ необратимых изменений кровотока не существует.

4. При исследовании церебральной перфузии в динамике установлено, что у пациентов, у которых к 10-м суткам сохраняются зоны перфузионного дефицита, в «ядре» инфаркта - зоне «некроза»», отмечается нормализация значения СВУ по сравнению с интактным полушарием. В то же время в зоне «пенумбры» изменений показателей перфузии относительно непораженной гемисферы не отмечается.

5. Определен предиктор необратимого повреждения мозговой ткани -коэффициент церебрального объема крови (КсвуХ равный отношению СВУ в непораженном полушарии к СВУ в пораженном полушарии. При значении Ксву >1,13 можно прогнозировать трансформацию зоны ишемии в зону инфаркта.

7. Практические рекомендации

1. Оценка состояния мозгового кровотока при помощи ПКТ является безопасным методом, позволяющим детально описать индивидуальные особенности нарушения церебральной перфузии и определить тактику лечения и прогноз заболевания, и поэтому может и должна входить в стандарт обследования пациентов с ишемическим инсультом.

2. Размер зоны ишемических нарушений, которую при ПКТ целесообразно оценивать по совокупности очага измененных параметров СВР и/или МТТ, в первые сутки инсульта в большинстве случаев превышает объем ткани, в которой произошли необратимые ишемические нарушения, отображением которых на ПКТ-картах служит зона снижения СВ V.

3. Количественная оценка значений перфузионных параметров наиболее эффективна при использовании относительных величин. При этом наибольшей информативностью в плане оценки прогноза восстановления жизнеспособности ишемизированной ткани обладает показатель относительного СВУ, который и следует использовать в этом плане.