Автореферат и диссертация по медицине (14.01.13) на тему:Сравнительная характеристика общепатологических структурных изменений в веществе головного мозга по данным магнитно-резонансного и морфологического исследования

□ □34Э 144Э На правах рукописи

ТРОФИМОВА Анна Валентиновна

СРАВНИТЕЛЬНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ОБЩЕПАТОЛОГИЧЕСКИХ СТРУКТУРНЫХ ИЗМЕНЕНИЙ В ВЕЩЕСТВЕ ГОЛОВНОГО МОЗГА ПО ДАННЫМ МАГНИТНО-РЕЗОНАНСНОГО И МОРФОЛОГИЧЕСКОГО ИССЛЕДОВАНИЯ

14.01.13 - лучевая диагностика, лучевая терапия 14.03.02 - патологическая анатомия

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

Санкт-Петербург 2010

- 4 ФЕВ 2910

003491449

Работа выполнена в ГОУ ВПО «Санкт-Петербургская государственная медицинская академия имени И.И. Мечникова»

Научные руководители: доктор медицинских наук профессор Ананьева Наталия Исаевна,

доктор медицинских наук Гайкова Ольга Николаевна.

Официальные оппоненты:

доктор медицинских наук профессор Амосов Виктор Иванович,

доктор медицинских наук профессор Ариэль Борис Михайлович.

Ведущая организация - Федеральное государственное учреждение «Российский научный центр радиологии и хирургических технологий Федерального агентства по высокотехнологичной медицинской помощи», г. Санкт-Петербург.

Защита состоится 26 февраля 2010 года в 10 часов на заседании совета по защите докторских и кандидатских диссертаций Д 215.002.11 при ФГОУ ВПО «Военно-медицинская академия имени С.М. Кирова» МО РФ (194044, Санкт-Петербург, ул. Академика Лебедева, д.6).

С диссертацией можно ознакомиться в фундаментальной библиотеке ФГОУ ВПО «Военно-медицинская академия имени С.М. Кирова» МО РФ.

Автореферат разослан января 2010 года.

Ученый секретарь совета

доктор медицинских наук профессор

Головко Александр Иванович

Актуальность темы. На современном этапе развития методов нейро-визуализации в исследовании различных нозологических форм патологии центральной нервной системы наибольшую значимость приобретает интерпретация выявленных изменений [Шулешова Н.В, Мацкевич O.P., Карельская Е.А. 2008]. Нейроморфологическая верификация остается единственным способом достижения достоверности и надежности интерпретации: любое изображение, полученное с помощью инструментальных методов, является условным. В тоже время некоторое количество выявляемых МРТ феноменов не имеют в своей основе определенного морфологического субстрата [Wah-lund L.O., Barkhof F., Fazekas F. 2001].

В современной литературе широко обсуждаются вопросы, касающиеся очаговых изменений в веществе головного мозга при дисциркуляторной энцефалопатии и деменции апьцгеймеровского типа [Беличенко О.И., Дадвани С.А., Абрамова H.H. 1998; Дамулин И.В., Захаров В.В. 2000; Дамулин И.В. 2005]. Так, в литературе представлено большое число мнений относительно морфологической природы МРТ феномена лейкоареоза [Шмырев В.И., Мартынов А.И., Гулевская Т.С. 2000; Delia Nave R., Foresti S., Pratesti A. 2007; Pantoni L., Garcia J.H. 2008]. Для отдельных патоморфологических единиц, таких как периваскулярный энцефалолизис, отсутствует описанная МРТ семиотика [Кадыков A.C., Манвелов Л.С., Шахпаронова Н.В. 2006; Лавров А.Ю., Шумилина М.В. 2006]. Особую значимость приобретает морфологическое исследование ранних изменений белого вещества для раскрытия патогенеза и разработки методов предупреждения их прогрессирования [Верещагин Н.В., Моргунов В .А., Гулевская Т.С. 1997].

Другой актуальной проблемой в нейрорадиологии являются объемные образования головного мозга. Представленные в литературе данные демонстрируют, что спектр выявляемых изменений в перифокальной зоне объемных образований велик и не ограничивается проявлениями вазогенного отека, как это принято расценивать при интерпретации результатов нейровизуа-лизационного исследования [Забродская Ю.М. 2008; Bitzer M., Topka H., Morgalla M. 1998; Tamiya T., Ono Y., Matsumoto K. 2001].

Знание патологоанатомических изменений может улучшить понимание особенностей нейрорадиологических изображений и облегчить дифференциальный диагноз [Smirniotopoulos J.G., Smith A.B., Rushing E. 2009]. Проведение MPT макропрепаратов головного мозга позволяет полностью совместить во времени нейровизуализационное и патологоанатомическое исследование.

В доступной отечественной литературе мы не встретили сведений о методике посмертной магнитно-резонансной томографии (ПМРТ), позволяющей детально изучить спектр изменений в веществе головного мозга при неврологической и нейрохирургической патологии и провести корреляционные морфологические исследования.

Цель и задачи исследования. Целью исследования явилось расширение возможностей МРТ диагностики в верификации морфологического суб-

страта общепатологических процессов на основе сравнительного анализа данных ПМРТ, макроскопического и микроскопического исследования.

Для реализации поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:

1. Разработать алгоритм посмертного МРТ исследования головного мозга и изучить особенности МРТ изображения в зависимости от сроков фиксации макропрепарата.

2. Сопоставить результаты прижизненной МРТ, посмертной МРТ, макроскопического и микроскопического исследования головного мозга для уточнения их диагностических возможностей.

3. Сопоставить МРТ и нейроморфологическую картину диффузных и очаговых изменений головного мозга при некоторых заболеваниях ЦНС (дисциркуляторная энцефалопатия, болезнь Альцгеймера и наркомания с ВИЧ-инфекцией).

4. Изучить перифокальные изменения вокруг опухолей различного гистологического строения и шунтирующих систем при МРТ и патоморфо-логическом исследовании.

Научная новизна.

на основании комплексного исследования головного мозга, включающего в себя анализ результатов прижизненной, посмертной МРТ, макроскопического и микроскопического исследования подтверждена достоверность посмертной МРТ.

усовершенствована методика комплексного МРТ-патомор-фологического исследования макропрепаратов головного мозга; изучены особенности МРТ изображения макропрепарата головного мозга в зависимости от сроков его фиксации и возможные артефакты.

- описана комплексная сравнительная морфологическая и нейрорадио-логическая характеристика микрополостных образований головного мозга (криблюры, очаги периваскулярного энцефалолизиса, малые глубинные инфаркты, лакуны).

- уточнена морфологическая основа МРТ феномена лейкоареоза; обоснована необходимость проведения посмертной МРТ с толщиной среза не более 1.6 мм для выявления дискретности очагов лейкоареоза, а также установления характера мелкоочаговых изменений.

- дана морфологическая характеристика макроскопически неизмененного по данным посмертной МРТ белого вещества головного мозга при дис-циркуляторной энцефалопатии, болезни Альцгеймера, наркомании и ВИЧ-инфекции.

- проведено исследование роли определенных патоморфологических процессов (демиелинизация, спонгиоз, изменение числа клеточных элементов) в формировании гиперинтенсивного MP сигнала в белом веществе головного мозга при МРТ.

- установлены изменения клеточного состава коры больших полушарий при дисциркуляторной энцефалопатии, болезни Альцгеймера и наркомании с

ВИЧ-инфекцией, а также изучены корреляции между числом нейронов и толщиной коры при посмертной МРТ.

- изучена многокомпонентность морфологических изменений в зоне перифокального повышения MP сигнала вокруг опухолей и шунтирующих систем и доказано, что зона перифокального изменения интенсивности MP сигнала обусловлена не только явлениями отека, но и спектром параспеци-фических вторичных изменений, некробиотических и реактивных изменений.

Практическая значимость. На основании результатов исследования предложен оптимальный алгоритм комплексного МРТ-патоморфологичес-кого исследования головного мозга. Повышены возможности прижизненного МРТ исследования путем верификации морфологического субстрата лучевых симптомов некоторых общепатологических процессов при различных нозологических формах в неврологии и нейрохирургии. Применение посмертной МРТ дополнило возможности патологоанатомического исследования головного мозга, позволяя выявить макроскопически неопределяемые очаги в веществе головного мозга и установить место дальнейшего прицельного гистологического исследования.

Внедрение в практику. Результаты исследования внедрены в практическую деятельность отделения МРТ Санкт-Петербургской государственной медицинской академии им. И.И. Мечникова, отделения МРТ клиники «Скандинавия», кабинета МРТ рентгенологического отделения с ангиографиче-ским кабинетом и лаборатории патологической анатомии ФГУ «Российский научно-исследовательский нейрохирургический институт им. проф. A.JI. Поленова Росмедтехнологий», отделения МРТ Международной Клиники МЕ-DEM, лаборатории электронной микроскопии и гистохимии Военно-медицинской академии имени С.М. Кирова, а также в учебный процесс кафедры лучевой диагностики и лучевой терапии ФПК Санкт-Петербургской государственной медицинской академии им. И.И. Мечникова, кафедры патологической анатомии, кафедры нервных болезней Военно-медицинской академии имени С.М. Кирова.

Апробация работы. Результаты исследования доложены и обсуждены на Всероссийской научно-практической конференции «Поленовские чтения» (Санкт-Петербург, 2007, 2008), Всероссийском конгрессе лучевых диагностов «Радиология» (Москва, 2007, 2009), заседании Санкт-Петербургского радиологического общества (Санкт-Петербург, 2008), Невском радиологическом форуме (Санкт-Петербург, 2009), Давиденковских чтениях (Санкт-Петербург, 2009), сессии общего собрания Северо-Западного отделения РАМН (2009), конгрессе неврологов и нейрохирургов Санкт-Петербурга и Северо-Западного Федерального Округа РФ «Актуальные проблемы клинической неврологии и нейрохирургии» (Санкт-Петербург, 2009).

По теме диссертации опубликована 21 печатная работа. Получен патент на изобретение 2355322 С1 РФ, МПК А61В6/03 «Способ комплексной посмертной патоморфологической диагностики заболеваний головного мозга».

Основные положения, выносимые на защиту

1. Процессы фиксации макропрепарата головного мозга приводят к формированию изменений сигнальных характеристик при посмертной МРТ, которые предопределены и не влияют на диагностические возможности посмертной МРТ. Результаты прижизненной и посмертной МРТ сопоставимы, что определяет достоверность посмертной МРТ и возможность использования ее для МРТ-патоморфологических сопоставлений.

2. В основе очаговых изменений интенсивности MP сигнала лежит спектр микрополостных образований, разрежение нейропиля и демиелиниза-ция.

3. Формирование гиперинтенсивного MP сигнала в белом веществе на Т2 ВИ в большей степени связано с уменьшением плотности нейропиля, в меньшей степени - уровнем миелинизации аксонов и изменением числа клеток глии.

4. Зона гиперинтенсивного MP сигнала вокруг объемных образований, а также шунтов морфологически неоднородна и состоит из трех зон. При посмертной МРТ эти зоны характеризуются гипо-, изо-, гиперинтенсивным MP сигналом.

Личное участие автора. Разработка методики посмертной МРТ головного мозга и комплексного четырехэтапного МРТ-патоморфологического исследования головного мозга, проведение МРТ исследования, участие в по-срезовом сравнительном макроскопическом исследовании макропрепаратов, анализе результатов микроскопического исследования, поиск и анализ литературы, обработка материалов и написание текста диссертации.

Структура и объем работы. Диссертация изложена на 190 страницах машинописного текста и состоит из введения, 6 глав, выводов, практических рекомендаций. Текст иллюстрирован 11 таблицами, 88 рисунками, 9 диаграммами.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Было выполнено комплексное МРТ-патоморфологическое исследование 41 макропрепарата головного мозга, вошедших в пять групп (диаграмма 1, 2). Также изучены результаты прижизненной МРТ головного мозга 10 умерших, вошедших в группу с объемными образованиями головного мозга, и проведен сравнительный анализ изображений с результатами ПМРТ.

В каждой группе препаратов проводилось комплексное МРТ-патоморфологическое исследование различных областей, соответственно поставленным задачам исследования. В группе с патологическими (опухолевыми и неопухолевыми) образованиями головного мозга областью прицельного интереса являлась перифокальная зона вокруг патологического очага, а также зона измененного MP сигнала вокруг шунтирующих систем. В группах препаратов с ДЭ, БА, наркоманией с ВИЧ-инфекцией изучались очаговые и диффузные изменения интенсивности MP сигнала в веществе головного мозга. Кроме того, в данных группах производилась морфометрия с подсчетом числа нейронов в коре, а также клеток глии в белом веществе. В среднем на

один мозг взято для исследования от 25 до 35 фрагментов. Всего проведено исследование 958 кусочков материала, из которых получено и оценено около 2350 препаратов.

Диаграмма I

Характеристика исследованных групп макропрепаратов головного мозга

О объемные патологические образования головного мозга ■дисцпркуляторная энцефалопатия

■ деменция альцгеймеровского типа в наркомания с ВИЧ-инфекцией

■ контрольная q:>yппa умерших без неврологических II нейрохирургических заболеваний

Диаграмма 2

Гистологическая характеристика исследованных макропрепаратов с объемными образованиями головного мозга

□ Полнморфноютеточнаягшюбластома ■Анапластпческая астроцигома

В Анапластпческая нейрощпома и Гермияома пинеальной области Ш В -клеточная жпмфома ШГлпоматоз и Кавернозная ангиома в Тракционное повреждение

а Медуллоблжтома в Злокачественнаятшеоцнтома Н Метастазы

@ Атипические мешшгпоыы аВнутрпмозговая гематома

Для осуществления задач исследования нами была разработана методика комплексного посмертного МРТ-патоморфологического исследования головного мозга, в которой условно можно выделить 4 этапа: Этап 1. Фиксация препарата головного мозга.

Аутопсия производилась в первые 12-18 часов от момента смерти. Фиксация головного мозга осуществлялась в растворе нейтрального формалина нарастающей концентрации от 5% до 10% в течение 1 месяца. Предва-

2*

5

рительно в сосуды мозга и в желудочковую систему через отверстие Мажан-ди вводили 5% раствор нейтрального формалина.

Этап 2. Проведение МРТ фиксированного препарата головного мозга.

Исследование проводили на магнитно-резонансном томографе «Signa Infinity» General Electric (1,5 Тесла). При исследовании использовалась квадратурная катушка, в которую вставлялась поролоновая подставка.

Препарат головного мозга располагали на основании мозга, при этом лобные доли были ориентированы кпереди. Наличие горизонтального разреза макропрепарата не являлось противопоказанием к проведению ПМРТ. Протокол магнитно-резонансного исследования фиксированного макропрепарата представлен в таблице 1.

Таблица 1

Физико-технические параметры, использованные при посмертной МРТ

головного мозга

Пара- Ориенти- I Т2ВИ Т2ВИ 1 Т2 1 Т1ВИ I Pd ВИ| ИП1Л 1

метры ровочные Сагит- Корона- ви Акси- Акси- Акси-

изобра- тальная льная Акси альная альная аль-

жения плос- плос- сиаль плос- плос- ная

Localise кость кость аль- кость кость плос-

ная кость

плос-

кость

ИП 3-plloca- fSE fSE fSE SE fSE IR

liser

ТЯ 27.3 4720 3800 4220 420 3500 6502

ТЕ 1.6 127 106 103 13 18.3 110

ЕТ 0 21 14 12 0 14 0

Матрица 256x128 384x224 512x225 512х 256х 512х 256х

256 192 256 192

Поле 25.9x25.9 22x22 16x16 21х 20.9х 21х 20.9х

обзора 21 20.9 21 20.9

ГОУ

Число 9 24 30 40 40 40 40

срезов

Толщи- 5.0 5.0 5.0 1.6 1.6 1.6 1.6

на среза 2.0 2.0 2.0 2.0

Интер- 5.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0

вал ме- 0.5 0.5 0.5 0.5

жду сре-

зами 1

Ориентация срезов в аксиальной плоскости осуществлялась в соответствии с комиссуральной системой координат - в качестве условного ориентира выступала межкомиссуральная линия, соединяющая переднюю и заднюю спайки. Остальные срезы располагались параллельно данной линии.

Соблюдение последнего условия позволяло в дальнейшем при проведении гистологического исследования добиться идентичности уровней разреза.

В случае проведения MP исследования препарата головного мозга, в котором предварительно сделан один или два горизонтальных разреза, ориентация аксиальных срезов осуществлялась параллельно линии разреза, с последующим выполнением морфологического исследования в этом же направлении. Для изображений в аксиальной плоскости толщина среза составляла 1.6 мм, межсрезовый интервал - 0 мм, в группе с объемными образованиями головного мозга - 2 мм через интервал 0.5 мм.

Этап 3. Макроскопическое исследование препарата головного мозга.

С использованием макротома проводилось изготовление горизонтальных срезов толщиной 5 мм параллельно межкомиссурапьной плоскости на препаратах головного мозга. Ориентация плоскости разреза совпадала с направлением МРТ срезов, что позволяло добиться идентичности разреза. Для одного макропрепарата головного мозга среднее количество анатомических срезов составляло 12.

Срезы препарата головного мозга оценивались макроскопически. Проводилось посрезовое сопоставление макроскопических и МРТ срезов препаратов головного мозга. После сопоставления производили прицельный забор материала из участков макроскопически измененных, а также тех отделов мозга, в которых определялись участки или зоны измененного MP сигнала. Производили фотосъемку всех очагов без увеличения и под бинокулярной лупой.

4 этап. Гистологическое исследование.

Взятый для гистологического исследования материал, в виде кусочков размерами 2.0x2.0x0.5см, обезжиривался в спиртах возрастающей концентрации, обрабатывался хлороформом и заливался в парафин по стандартной методике. Затем изготовляли гистологические срезы толщиной 5-7 микрон. Все микропрепараты окрашивались гематоксилином и эозином, также использовались окраски по методу ван Гизон, импрегнация серебром по Футу, окраска по методу Маллори, по методу Шпильмайера-и по методу Ниссля. Для микроскопической оценки использовался световой микроскоп фирмы Leica DM 2000. Морфометрия проводилась с помощью системы визуализации фирмы Leica в программе Adobe 2004.

Кроме того, в группах препаратов с ДЭ, БА, наркоманией и ВИЧ-инфекцией проводилось электронно-микроскопическое исследование выделенных препаратов головного мозга. Материал для электронной микроскопии приготавливали по методике, разработанной в Военно-медицинской академии Н.Д. Клочковым и др. (2003). Пропитывание и заливку производили смесью эпона с аралдитом. В работе исследованы полутонкие срезы толщиной 1 мкм, которые окрашивали 1% раствором толуидинового синего по Нисслю и с помощью трехцветной методики. Ультратонкие срезы толщиной 20-40 нм получали на ультратомах LKB-3 и LKB-4 и контрастировали ура-нил-ацетатом и цитратом свинца. Просмотр и фотосъемку ультратонких срезов проводили в электронных микроскопах Tesla, Hitachi.

3

7

Математический анализ данных проводился с использованием одно-, двух- и трехфакторного дисперсионного анализа. Парные сравнения проводились при помощи контрастов и множественных Post Нос сравнений в рамках дисперсионного анализа, а также t-теста. Помимо этого, параметрические критерии были продублированы непараметрическими (ранговыми) - критерием Краскела-Уоллиса для сравнения между собой нескольких групп и критерием Манна-Уитни для парных сравнений. Анализ связей проводился с использованием коэффициентов корреляции Пирсона и ранговых коэффициентов Спирмена, кроме этого, использовался линейный регрессионный анализ.

Статистические решения принимались на 5%-ном уровне значимости при двусторонней альтернативе.

Анализ данных проводился на основе программного комплекса SPSS.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ Влияние продолжительности фиксации препарата головного мозга на сигнальные характеристики при посмертной МРТ. По мере фиксации препарата головного мозга в растворе формалина происходит инвертирование интенсивности MP сигнала от серого и белого вещества на Т1 ВИ по сравнению с прижизненным исследованием. Параллельно протекающее инвертирование интенсивностей MP сигнала от коры и белого вещества приводит к формированию четкой границы между серым и белым веществом к концу периода фиксации (диаграмма 3).

Диаграмма 3

Характеристика изменения интенсивности MP сигнала от белого и серого вещества в процессе фиксации препарата головного мозга

800

750

§ 700

в 65 0

f?

и

и 6 00

3

Я

ей 550

о

Ч

о >. 500

450

400

-—-серое

вещество -•— белое вещество

4 II 14 19 26

Длительность фиксации, сутки

На Т2 ВИ инвертирование интенсивности МР сигнала от серого и белого вещества отсутствует. Тем не менее, процессы фиксации вещества головного мозга приводят к определенным транзиторным изменениям сигнальных характеристик белого вещества. На ранних сроках фиксации (4-14 день) белое вещество, преимущественно его глубокие отделы, характеризуется диф-фузно гиперинтенсивным МР сигналом, интенсивность которого постепенно

уменьшается и к концу срока фиксации белое вещество имеет сигнальные характеристики, сопоставимые с прижизненным исследованием. Для изображений, взвешенных по протонной плоскости, характерны аналогичные Т2 ВИ изменения сигнальных характеристик белого вещества. Особенностью изображений, взвешенных по протонной плоскости, при Г1МРТ является четкая граница между серым и белым веществом.

На изображениях в ИП IR граница между серым и белым веществом нечеткая. Преимуществом данной импульсной последовательности является хорошая визуализация очагов измененного MP сигнала в белом веществе.

При сравнении результатов прижизненной и посмертной МРТ нами было установлено, что основные характеристики патологических процессов идентичны и не изменяются вследствие фиксации головного мозга. Так, контуры, структура объемных образований оставались прежними. Зоны перифо-кального изменения интенсивности MP сигнала вокруг объемных образований также сохраняли свои лучевые характеристики в виде однородной структуры, достаточно четких контуров, отчетливой границы с серым веществом головного мозга. Желудочковая система сохраняла прижизненную конфигурацию, признаки объемного воздействия в виде компрессии ее структур или, наоборот, дилатации вследствие обструктивной гидроцефалии.

Сравнение результатов прижизненной МРТ и посмертной МРТ позволяет констатировать достоверность последней, с учетом изменений, обусловленных оперативными вмешательствами, а также особенностей МРТ изображения фиксированного макропрепарата головного мозга.

Неспецифические изменения головного мозга при дисциркулятор-ной энцефалопатии, болезни Альцгеймера, наркомании и ВИЧ-инфекции.

Спектр выявленных при ПМРТ изменений в белом веществе представлен на диаграмме 4.

Криблюра - это резко расширенное пространство Вирхова-Робэна достигающее в диаметре 3-4 мм, с четко очерченными стенками и без выраженных изменений окружающей ткани. Характерная локализация криблюр -базальные ганглии и белое вещество головного мозга. На Т2 ВИ и Pd ВИ -точечные и линейные очажки гиперинтенсивного MP сигнала, диаметром 14 мм, соответствующие ходу сосудов. Под бинокулярной лупой криблюры имеют вид расширения пространств Вирхова-Робэна с четко очерченными стенками и без выраженных изменений окружающей ткани. Окружающий криблюры нейропиль можно разделить на два слоя: 1) - слой, прилежащий к полости (внутренний), был представлен уплотнением нейропиля толщиной до 65 мкм, в некоторых случаях с увеличением количества клеток глии; 2) -слой (наружный) представлен разреженным нейропилем толщиной до 156 мкм. Разрежение нейропиля происходило за счет поражения миелинизиро-ванных аксонов (демиелинизации), что хорошо видно при окраске по методу Шпильмайера. Сочетание первого и второго слоя наблюдалось только в части случаев, но наличие первого слоя уплотнения ткани мозга у криблюр имелось всегда. По данным ЭМ стенка криблюры не имела выстилки, гли-

3

9

альные клетки в основном были представлены олигодендроцитами с некоторым повышением конденсации хроматина и фиброзными астроцитами с невысокой функциональной активностью.

Диаграмма 4

Спектр изученных при ПМРТ и морфологическом исследовании неспецифических изменений в белом веществе головного мозга Неспецпфнчеекие [вменения в белом веществе головного мозга

_I

мелкоочлговые [пменегам шпеиатносш МР сигнала на Т2 ВИ

крнСоторм

пер! ш аскуяяршай энцефалашгшс

мачые шубшнше инфаркта

' I

крупноочагокые

юмененпя ннгенсивносш МР снпгата на Т2 ВИ

лакуны

ленкоареоз

очаги разрежения и деылелнгавацшг

I_

макрожотгческн неизмененное по данным ПМРТ белое вещество

Очаги периваскулнрного энцефалолизиса - это некроз ткани мозга в периваскулярной зоне, связанный с выходом плазмы и/или крови за пределы сосудистой стенки в пространство Вирхова-Робэна с формированием крупных полостей вокруг сосудов диаметром до 5 мм. МРТ семиотика очагов перива-скулярного энцефалолизиса на Т2 ВИ и Рё ВИ представлена единичными точечными очажками гиперинтенсивного МР сигнала диаметром до 3 мм. Отличительными признаками по сравнению криблюрами являются нечеткость контуров и шаровидная, а не цилиндрическая форма. Макроскопически очаги пе-риваскулярного энцефалолизиса выглядят также как и криблюры, и в ряде случаев различить их между собой не представляется возможным. При микроскопическом изучении в периваскулярной зоне ткань мозга некротизирована с большим скоплением макрофагов, активация фибробластов в адвентиции приводила к заполнению периваскулярного пространства коллагеном. При более выраженном нарушении проницаемости стенки сосуда происходит геморрагия в пространство Вирхова-Робэна, что проявлялось наличием гемосидерофагов в периваскулярном пространстве и в окружающей ткани мозга. Демиелинизация окружающей ткани мозга вокруг очага периваскулярного энцефалолизиса достигала 2 мм, однако после завершения процесса организации толщина слоя демиелинизации уменьшалась до 268 - 124 мкм.

Под малыми глубинными инфарктами понимают инфаркты диаметром 5-15 мм, локализованные в глубинных отделах мозга. ПМРТ семиотика малого глубинного инфаркта была представлена следующими признаками: единичные очаги гиперинтенсивного МР сигнала на Т2 ВИ и Р<1 ВИ, диамет-

ром 5-10 мм неправильной формы с нечетким контуром, расположенные на фоне слабогиперинтенсивного МР сигнала без связи с ходом сосудов. В нашем исследовании встречались только два вида инфарктов: 1 - ишемические инфаркты с наличием зернистых шаров; 2 - ишемические инфаркты с вторичным кровоизлиянием и наличием как зернистых шаров, так и гемосиде-рофагов. Окружающая малые глубинные инфаркты демиелинизированная ткань мозга достигала 15 мм.

Возможны два варианта организации малого глубинного инфаркта - с формированием лакуны или очень редко глиомезодермального рубца. ПМРТ семиотика лакуны представлена единичными очагами гиперинтенсивного на Т2 ВИ и Рё ВИ МР сигнала, диаметром 5-10 мм с четкими неровными контурами, расположенные на неизмененном фоне. Микроскопически стенка лакуны имеет четкие границы с окружающей тканью, ширина зоны демиелинизации достигает 2-3 мм.

Под мелкими очагами разрежения и демиелинизации белого вещества мы понимаем самостоятельные патологические процессы в ткани мозга, а не участки, прилежащие к лакунам или малым глубинным инфарктам. Макроскопически они практически не выявляются. Микроскопически в таких очагах определяется значительное разрежение нейропиля, количество клеток глии уменьшается в два-три раза, в этих же очагах уменьшается количество миелиновых волокон. При электронно-микроскопическом исследовании наблюдалась дистрофия цитоплазмы олигодендроцитов «по светлому типу», апоптоз олигодендроцитов, начиная с ранних стадий и вплоть до формирования апоптоидных телец.

Крупноочаговые изменения интенсивности МР сигнала на Т2 ВИ (лейкоареоз). В группе с ДЭ во всех случаях определялись зоны лейкоареоза. Объем изменений был различен, затрагивая от 2 до 4 долей головного мозга. В группе с БА лейкоареоз выявлен в половине случаев, объем изменений был меньше - затрагивая 2 доли головного мозга. В группе с наркоманией и ВИЧ-инфекцией при ПМРТ зоны лейкоареоза выявлены не были. При ПМРТ со стандартной толщиной среза (5 мм) лейкоареоз имеет вид диффузных зон гиперинтенсивного МР сигнала с достаточно четкими контурами, которые расположены в перивентрикулярном белом веществе, как правило, лобных и теменных долей. При микроскопическом исследовании выделены три типа изменений, формирующих МРТ картину лейкоареоза:

1. Очаговые скопления криблюр, расположенные на фоне белого вещества без признаков демиелинизации.

2. Диффузное разрежение и демиелинизация белого вещества без микрополостных образований.

3. Очаговые скопления криблюр на фоне умеренно выраженного разрежения и демиелинизации.

В очагах лейкоареоза изменения миелина были особенно разнообразными: наблюдались волокна с очень рыхлым миелином, гомогенизация слоев миелина, слипание ламелл, уплотнение липидного слоя, липидные капли, а также полная миелинопатия в виде резкого истончения гомогенизирован-

ной миелиновой оболочки. Как правило, в большинстве волокон миелинопа-тия сочеталась с аксонопатией по «светлому» (полная прозрачность аксона) или «темному» (значительное уплотнение осевого цилиндра и зернистый распад его содержимого) типу.

Морфологическая характеристика макроскопически неизмененного по данным ПМРТ белого вещества. При ПМРТ в контрольной группе интенсивность МР сигнала в макроскопически неизмененном белом веществе составила 134,38±2,47 условных единиц. Значения интенсивности МР сигнала в группах с БА (282,07±6,88), ДЭ (289,98±5,60) и наркоманией и ВИЧ-инфекцией (211,02±3,15) достоверно отличались от группы сравнения, р<.001. При сравнении групп между собой было установлено, что значимая разница интенсивности МР сигнала в группах с БА и ДЭ отсутствовала (диаграмма 5).

Диаграмма 5

Интенсивность МР сигнала в макроскопически неизмененном белом веществе

Щ контрольная группа

Шдисциркуляторная энцефалопатия

G деменцмя альцгеймеровского типа

В наркомания, ВИЧ-инфекция

При микроскопическом изучении макроскопически неизмененного белого вещества в группах с БА и ДЭ было выявлено различной степени выраженности разрежение нейропиля, что в большинстве случаев совпадало с повышением интенсивности сигнала. Часто параллельно разрежению нейропиля происходило уменьшение количества миелинизированных волокон. Белое вещество в группе наркомании с ВИЧ-инфекцией было умеренно плотным. Отмечалась некоторая ячеистость нейропиля за счет дренажных форм оли-годендроглии. При изучении белого вещества обращало на себя внимание резко выраженное повреждение миелиновых оболочек. При электронно-микроскопическом исследовании в белом веществе головного мозга в миелиновых волокнах выявлялись разнообразные картины миелино- и аксонопа-тии.

Глиоз. В контрольной группе без неврологических и нейрохирургических заболеваний число клеток глии в белом веществе без очаговых изменений составило 33,5±4,8 - 34,3±4,7. Лакуны в веществе головного мозга в данной группе отсутствовали. В группах с ДЭ и БА количество клеток глии в фоновом белом веществе без очаговых изменений варьировало в диапазоне от 31,8±5,3 до 57,5±13,6. В белом веществе, окружающем лакуны (МРТ тер-

ч 220

140

1

мин «глиоз») число клеток составило от 21,5±2,5 до 43,6±2 и всегда было уменьшено по сравнению с фоновым белым веществом.

Изменения в сером веществе головного мозга. По данным морфо-метрин при ПМРТ в контрольной группе без неврологических и нейрохирургических зпболеваний толщина коры составила 4,0±0.06 мм. В группе БА толщина коры была уменьшена и варьировала в пределах 2.2±0.05 мм - 3.2±0.08 мм, среднее значение для группы составило 2,6±0.04 мм. Толщина коры в группе ДЭ имела промежуточное значение (2.5±0.06 мм -3.4±0.07 мм), среднее значение для группы 3,0±0,04. В группе наркомании и ВИЧ-инфекции толщина коры составила 3,07±0.02. По индивидам в группе толщина коры варьировала от 2.8±0.04 мм до 3,2±0.07. За исключением пары групп дисниркуляторная энцефалопатия - наркомания с ВИЧ-инфекцией все группы различаются на высоком уровне значимости, р<.001. Клеточный состав коры в изученных группах представлен на диаграмме 6.

Диаграмма 6

Процентное соотношение нейронов коры в изученных группах макропрепаратов

и

Условные обозначения на диаграмме: «норма» - нейроны без патологических изменений, «без липофусцина» - нейроны деменции без липофусцина, «с липофусцином» - нейроны деменции с включениями липофусцина.

По результатам морфометрии с подсчетом числа нейронов в различных слоях коры было установлено, что в 1руппе без неврологических и нейрохирургических заболеваний плотность нейронов в коре составила 21,82±0,929, при БА - 15,95±0,386; при ДЭ - 26,97±1,357, в группе наркомании и ВИЧ-

13

инфекции - 12,08±0,557 клеток в поле зрения. Значимая отрицательная зависимость между числом нейронов и толщиной коры получена в группе ДЭ.

Морфологические (макроскопические и микроскопические) изменения вещества головного мозга в перифокальной зоне объемных образований. При ПМРТ перифокальная зона вокруг различных патологических процессов была представлена диффузной зоной гиперинтенсивного МР сигнала на Т2 ВИ, Рс1 ВИ, ИП 1Я, изоинтенсивного МР сигнала на Т1 ВИ, с достаточно четкими контурами. В ряде случаев определялись умеренно выраженные МРТ признаки объемного воздействия. Внутримозговые новообразования с большой перифокальной зоной гиперинтенсивного МР сигнала локализовались преимущественно супратенториалыю. При макроскопическом исследовании перифокальная зона не визуализировалась или отмечалась небольшая дряблость и побледнение ткани. Полученные нами результаты свидетельствуют о морфологической гетерогенности зоны измененного МР сигнала вокруг патологических образований и о существовании определенной зональности в ее строении (рис. 1).

Рисунок 1. Схематическое строение перифокальной зоны гиперинтенсивного МР сигнала. 1 - параспецифические вторичные изменения; 2 - нек-робиотические изменения; 3 - реактивные изменения.

Наиболее близко к патологическому очагу расположена зона параспе-цифических вторичных изменений мозга. Выявленные в данной зоне при микроскопическом исследовании изменения были крайне разнообразны, что связано с гистологическим строением и локализацией объемного процесса. По мере удаления от опухолевого очага степень повреждения вещества головного мозга и характер выявляемых изменений меняется. При визуализации гиперинтенсивного МР-сигнала в перифокальной зоне выявляются нек-робиотические изменения белого вещества, сопровождающиеся выраженным разрежением ткани и демиелинизацией нервных волокон. Наконец третья зона, расположенная наиболее удаленно от опухоли, - это зона реактивных изменений, представленных умеренным разрежением белого вещества, набуханием и демиелинизацией волокон. Изменения выражены в значительно меньшей степени, чем во второй зоне. Соответствующие выделенным зонам характеристики МРТ сигнала представлены в таблице 2.

Аналогичные изменения были выявлены нами при изучении зон гиперинтенсивного МР сигнала, окружающих шунтирующие системы в веществе головного мозга (таблица 3).

Таблица 2

Сравнительная морфологическая и ПМРТ характеристика компонентов перифокальной зоны объемного образования___

Зоны Разрежение вещества Гистологические проявления Характеристика ПМРТ сигнала

Параспецифические вторичные изменения Не обязательно глиоз, гемосидероз, кальциноз, ангиоматоз, инфильтрация опухолевыми клетками гиперинтенсивный, гипоинтенсив-ный, изоинтенсивный (реже)

Некробиотические изменения выраженное демиелинизция, повреждение миелина гиперинтенсивный

Реактивные изменения незначительное набухание аксонов, умеренное повреждение миелина гиперинтенсивный

Таблица 3

Сравнительная морфологическая и ПМРТ характеристика компо-

нентов перю юкальной зоны вокруг шунтирующих систем

Зоны Гистологические проявления Характеристика ПМР сигнала

Параспецифические вторичные изменения белого вещества Слоистая глиомезодер-мальная капсула: - рыхлая грануляционная ткань - волокнистая соединительная ткань - зона плотного волокнистого глиоза - зона тучноклеточного глиоза гиперинтенсивный

Некробиотические и реактивные изменения - спонгиозное изменение белого вещества в виде мелких кист - повреждение миелина гиперинтенсивный

Таким образом, внедрение в практическую и научную деятельность ПМРТ позволяет расширить диагностические возможности прижизненного МРТ головного мозга при ряде нозологических форм вследствие более точного понимания лежащих в основе определенных МРТ феноменов нейро-морфологических субстратов.

выводы

1. Сопоставление данных прижизненной, посмертной МРТ, результатов макроскопического и микроскопического исследования позволяет расширить диагностическое возможности в верификации морфологического субстрата при заболеваниях головного мозга.

2. Каждое из микрополостных образований (криблюры, очаги пери-васкулярного энцефалолизиса, малые глубинные инфаркты и лакуны) имеет свои специфические МРТ критерии, уточняющие их прижизненную диагностику.

3. МРТ феномен лейкоареоза имеет в своей основе три морфологических варианта в виде: очагового скопления криблюр, расположенных на фоне белого вещества без признаков разрежения и демиелинизации; диффузного разрежения нейропиля и демиелинизации белого вещества без микрополостных образований; очагового скопления криблюр на фоне умеренного разрежения нейропиля и демиелинизации белого вещества.

4. Визуализируемая при МРТ перифокальная зона вокруг объемных образований головного мозга морфологически неоднородна и состоит из трех зон: зоны параспецифических изменений, зоны некробиотических изменений и зоны реактивных изменений и является проявлением не только вазо-генного отека, но, в большей степени, перифокальной лейкоэнцефалопатии.

5. В зоне гиперинтенсивного MP сигнала вокруг лакун (МРТ феномен «глиоза») определяется демиелинизация вещества головного мозга с разрежением нейропиля и уменьшением числа клеток глии.

6. Формирование гиперинтенсивного MP сигнала в белом веществе головного мозга на Т2 ВИ, изображениях, взвешенных по протонной плотности (Pd ВИ), IR ИП в большей степени связано с уменьшением плотности нейропиля, в меньшей степени - уровнем миелинизации аксонов и изменением количества клеток глии.

7. При сопоставлении данных МРТ и микроскопии при дисциркуля-торной энцефалопатии определяется отрицательная обратная зависимость толщины коры и плотности нейронов в ней; при деменции альцгеймеровско-го типа, наркомании и ВИЧ-инфекции зависимость между толщиной коры при ПМРТ и плотностью нейронов в ней отсутствует.

8. Проведение, посмертной МРТ позволяет расширить возможности патологоанагомического исследования за счет визуализации макроскопически неопределяемых изменений в веществе головного мозга.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Проведение посмертной МРТ макропрепаратов головного мозга целесообразно в патологоанатомической практике для определения морфологического субстрата при патологических процессах, не визуализирующихся при макроскопическом исследовании, путем прицельного микроскопического исследования очагов измененного MP сигнала; а также в нейрорадио-логической практике для изучения морфологических субстратов, лежащих в

основе различных MPT феноменов, с целью корректной интерпретации последних.

2. Посмертная МРТ макропрепарата головного мозга должна выполняться непосредственно после аутопсии или по окончании срока фиксации (1 месяц). Выполнение исследования в промежуточные сроки фиксации приводит к формированию артефактов и ложноположительных результатов.

3. При посмертной МРТ макропрепаратов головного мозга для проведения МРТ-патоморфологических сопоставлений протокол исследования должен включать импульсные последовательности с получением Т2 ВИ в корональной и сагиттальной плоскостях, а также серию изображений в аксиальной плоскости, включающую импульсные последовательности с получением Т2 ВИ, Т1 ВИ, изображений, взвешенных по протонной плотности (Pd ВИ).

4. При проведении посмертной МРТ макропрепарата головного мозга для уточнения характера мелкоочаговых изменений и ликвидации эффекта объемного усреднения необходимо уменьшение толщины среза до 1,6 мм в серии изображений в аксиальной плоскости, включающей импульсные последовательности с получением Т2 ВИ, Т1 ВИ, изображений, взвешенных по протонной плоскости.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Пахомов И.М. Дисциркуляторная энцефалопатия (сопоставление данных морфологического и МРТ исследования) / И.М. Пахомов, М.Г. Гад-жиев, Н.Ю. Сафронова, A.B. Сухацкая, А.О. Казначеева // Материалы Юбилейной Всероссийской научно-практической конференции «Поленовские чтения». - СПб., 2006. - С. 149.

2. Трофимова Т.Н. Очаговые изменения головного мозга при дис-циркуляторной энцефалопатии (МРТ-патоморфологические сопоставления) / Т.Н.Трофимова, H.A. Беляков, Н.И. Ананьева, А.Д. Халиков, A.B. Сухацкая, А.О. Казначеева, О.Н. Гайкова, М.М. Одинак, Н.И. Исаева, И.М. Пахомов, М.Г. Гаджиев, Н.Ю. Сафронова // Медицинская визуализация. - 2007. - №1. -С. 89-97.

3. Сухацкая A.B. Применение МРТ для нейронавигации при посмертном исследовании головного мозга в нейроонкологии / A.B. Сухацкая // Материалы Всероссийской научно-практической конференции «Поленовские чтения». - СПб., 2007. - С. 220-221.

4. Забродская Ю.М. Возможности применения посмертной МРТ для углубленного патологоанатомического исследования головного мозга при нейрохирургической патологии / Ю.М. Забродская, A.B. Сухацкая, Н.И. Ананьева // Материалы Всероссийской научно-практической конференции «Поленовские чтения». - СПб., 2007. - С. 347-348.

5. Ананьева Н.И. Очаговые изменения головного мозга при дисцир-куляторной энцефалопатии (МРТ-патоморфологические сопоставления) / Н.И. Ананьева, Т.Н. Трофимова, A.B. Сухацкая, О.Н. Гайкова, И.М. Пахомов // Материалы Невского радиологического форума. - СПб., 2007. - С.7-8.

6. Ананьева Н.И. Возможности магнитно-резонансной томографии для посмертного исследования головного мозга / Н.И. Ананьева, Т.Н. Трофимова, A.B. Сухацкая, Ю.М. Забродская // Материалы Невского радиологического форума. - СПб., 2007. - С.8-9.

7. Сухацкая A.B. Дисциркуляторная энцефалопатия / A.B. Сухацкая, И.М. Пахомов // Материалы научно-практической конференции молодых ученых и специалистов «Актуальные вопросы клинической и экспериментальной медицины - 2007». - СПб., 2007. - С.143-144.

8. Трофимова Т.Н. Дисциркуляторная энцефалопатия и деменция: магнитно-резонансно-томографические и морфологические аспекты проблемы / Т.Н. Трофимова, О.Н. Гайкова, Н.И. Ананьева, А.Ю. Емелин, A.B. Сухацкая // Материалы научного конгресса «Бехтерев - основноположник ней-ронаук: творческое наследие, история и современность». - Неврологический вестник. - 2007. - Т. 39, вып. 1. - С. 256.

9. Сухацкая A.B. Степень васкуляризации перифокальной зоны вокруг опухоли головного мозга и операционной раны (МРТ-морфологическое сопоставление) / A.B. Сухацкая, Ю.М. Забродская // Материалы научного конгресса «Бехтерев - основноположник нейронаук: творческое наследие, история и современность». - Неврологический вестник. - 2007. - Т. 39, вып. 1.- С. 248.

10. Забродская Ю.М. Перифокальные изменения вещества головного мозга вокруг длительно стоящих шунтов / Ю.М. Забродская, Ю.А. Медведев, A.B. Сухацкая, Т.Н. Трофимова, Н.И. Ананьева // Неврологический вестник. - 2007. - Т. 39, вып. 2. - С. 80-85.

11. Трофимова Т.Н. Очаговые изменения головного мозга при дис-циркуляторной энцефалопатии (МРТ-морфологические корреляции) / Т.Н. Трофимова, Н.И. Ананьева, О.Н. Гайкова, A.B. Сухацкая, И.М. Пахомов // Материалы Всероссийского конгресса лучевых диагностов «Радиология 2007». - М„ 2007. - С. 375-376.

12. Трофимова Т.Н. Комплексное применение MPT in vitro и пато-морфологического исследования в нейроонкологии / Т.Н. Трофимова, Н.И. Ананьева, Ю.М. Забродская, A.B. Сухацкая // Материалы Всероссийского конгресса лучевых диагностов «Радиология 2007». - М., 2007. - С. 374-375.

13. Забродская Ю.М. Гистологическая характеристика вещества головного мозга в зоне гиперинтенсивного МРТ сигнала вокруг опухолей и послеоперационных ран / Забродская Ю.М., Трофимова Т.Н., Сухацкая A.B. // Материалы Всероссийской научно-практической конференции «VII Поле-новские чтения». - СПб., 2008. - С. 258-259.

14. Трофимова Т.Н. Использование посмертной магнитно-резонансной томографии головного мозга при патологоанатомическом исследовании / Т.Н.Трофимова, Ю.А. Медведев, Н.И. Ананьева, A.B. Сухацкая, Ю.М. Забродская, А.О. Казначеева// Арх. патол, - 2008. - Вып. 3. - С. 23-28.

15. Трофимова A.B. Влияние продолжительности фиксации препарата головного мозга на сигнальные характеристики при магнитно-резонансной томографии / A.B. Трофимова, Ю.М. Забродская, Н.И. Ананьева, О.Н. Гайко-

ва // Материалы Невского радиологического форума. - СПб., 2009. - С. 539540.

16. Трофимова A.B. Периваскулярные пространства: МРТ-патоморфологическое строение, гигантские расширения, изменения при диффузионно-тензорных изображениях и МР трактографии / A.B. Трофимова, Н.И. Ананьева, О.Н. Гайкова, Т.Н. Трофимова // Материалы Невского радиологического форума. - СПб., 2009. - С. 540-541.

17. Гайкова О.Н. Морфология деменций различного генеза / О.Н. Гайкова, АЛО. Емелин, P.A. Лобженидзе, A.B. Трофимова, Н.М. Парамонова // Материалы Всероссийской научно-практической конференции «Поленов-ские чтения». - СПб., 2009. - С. 199-200.

18. Забродская Ю.М. Структура перифокальной зоны новообразований головного мозга / Ю.М. Забродская, A.B. Трофимова, Н.И. Ананьева // Материалы Всероссийской научно-практической конференции «Поленовские чтения». - СПб., 2009. - С. 266-267.

19. Пат. 2355311 С1 РФ, МПК А61В6/03. Способ комплексной посмертной патоморфологической диагностики заболеваний головного мозга / Ю.М. Забродская, A.B. Сухацкая, А.О. Казначеева, Ю.А. Медведев, Н.И. Ананьева, Т.Н. Трофимова, О.Н. Гайкова; заявитель и патентообладатель Федеральное Государственное Учреждение Российский научно-исследовательский нейрохирургический институт им. проф. A.JI. Поленова. -2007141557/14 ; заявл. 08.11.2007 ; опубл. 20.05.2009, Бюл. № 14. - 12 с.

20. Олюшин В.Е. Глиоматоз спинного мозга с распространением опухоли по эпендиме III-IV желудочков, инфильтрацией гипоталамуса и бла-стоматозом оболочек головного и спинного мозга (трудный диагноз) / В.Е. Олюшин, Н.Е. Иванова, Д.М. Ростовцев, JI.H. Маслова, Ю.М. Забродская, М.М. Тастанбеков, A.B. Сухацкая // Нейрохирургия. - 2009. - №2. - С. 34-38.

21. Трофимова Т.Н. Стратегии лучевой диагностики в нейроонколо-гии / Т.Н. Трофимова, A.B. Трофимова // Профессор М.П. Никитин и наше время : научное издание / под ред. академика РАМН, профессора A.A. Ско-ромца. - СПб.: Политехника, 2009. - 714 с.

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ В И - взвешенное изображение ВИЧ - вирус иммунодефицита человека ДЭ - дисциркуляторная энцефалопатия ИП - импульсная последовательность МГИ - малый глубинный инфаркт МР - магнитно-резонансный МРТ - магнитно-резонансная томография ПМРТ - посмертная магнитно-резонансная томография СПИД - синдром приобретенного иммунодефицита человека Т1 ВИ - Т1-взвешенные изображения Т2 ВИ - Т2-взвешенные изображения ЦНС - центральная нервная система ЭМ - электронная микроскопия

ЕТ - длина эха

П5Е - быстрое спиновое эхо

Ж - инверсия-восстановление

ЫЕХ - число повторений

РБ - протонная плоскость

5Е - спиновое эхо

ТЕ - время эхо задержки

Т11 - время повторений

Подписано в печать 20,01.10 Формат 60x84/16

Обьем 1 п.л. Тираж 100 экз. Заказ №46

Типография ВМА, 194044, СПб., ул. Академика Лебедева, 6.

Современный уровень развития методов нейровизуализации в исследовании различных нозологических форм патологии центральной нервной системы определяет возможность изучения в клинике всего многообразия и динамики патологических изменений в структурах мозга. Разумеется, нейроморфологическая верификация остается единственным способом достижения достоверности и надежности интерпретации: любое изображение, полученное с помощью инструментальных методов, является условным [Верещагин Н.В., Моргунов В.А., Гулевская Т.С. 1997].

Очевидна важность детальной нейровизуализации с использованием линейных размеров, анализа степени атрофических изменений, локализации постинсультных очагов. Тем не менее, на современном этапе развития визуализационной аппаратуры, наибольшую значимость приобретает интерпретация» выявленных изменений, так как это позволяет сформировать более правильный подход к патогенетической терапии в каждом конкретном случае [Шулешова Н.В, Мацкевич О.Р., Карельская Е.А. 2008]. В тоже время большое количество выявляемых МРТ феноменов не имеют в-своей основе определенного морфологического субстрата [Wahlund L.O., Barkhof F., Fazekas F. 2001]. Знание патологоанатомических изменений может улучшить понимание особенностей нейрорадиологических изображений и облегчить дифференциальный диагноз [Smirniotopoulos J.G., Smith A.B., Rushing E. 2009].

Существующая тенденция к постарению населения приводит к все большей значимости хронических форм сосудистой мозговой недостаточности - дисциркуляторной энцефалопатии и сосудистой деменции [Дамулин И. 2005; Feigin V.L., Wiebers D.O., Whisnant J.P. 1995]. В России болезни сердечно-сосудистой системы занимают до 70% всей регистрируемой патологии, более 35% в этой группе приходится на цереброваскулярные заболевания [Федин А.И. 2005]. Несмотря на столь широкое распространение, многие нейровизуализационные симптомы при данной патологии окончательно не изучены. Так, в литературе представлено большое число мнений относительно морфологической природы МРТ феномена лейкоареоза; взгляды, отдельных авторов на эту проблему диаметрально разнятся [Левин O.G., Дамулин И.В. 1995; Шмырев В.И., Мартынов А.И., Гулевская. Т.С. 2000; Guttman C.R., Benson R., Warfield S.K. 2000; Delia Nave R., Foresti S., Pratesti A. 2007; Pantoni L., Garcia J.H. 2008]. Кроме того, особую значимость приобретает морфологическое исследование ранних изменений для раскрытия патогенеза изменений белого вещества и* разработки методов. предупреждения 4 их прогрессирования с целью предотвращения деменции [Гулевская Т.С., Людковская И.Г. 1992; Верещагин Н.В., Моргунов В.А., Гулевская Т.С. 1997].

В современной патоморфологической и нейрорадиологической литературе широко обсуждаются вопросы, касающиеся очаговых изменений' в веществе головного мозга при дисциркуляторной энцефалопатии и деменции альцгеймеровского типа [Беличенко О.И., Дадвани С.А., Абрамова H.H. 1998; Дамулин И.В., Захаров В.В: 2000; Дамулин И.В'. 2005]. Однако, единое представление о морфологической природе выявляемых при МРТ очаговых изменений отсутствует. Кроме того, для отдельных патоморфологических единиц, таких как, периваскулярный энцефалолизис, N отсутствует описанная МРТ семиотика [Гулевская Т.С., Людковская И.Г. 1992; Кадыков A.C., Манвелов Л.С., Шахпаронова Н.В. 2006; Лавров А.Ю., Шумилина М.В. 2006].

Другой актуальной проблемой в нейрорадиологии являются объемные образования головного мозга. Частота первичных опухолей головного мозга составляет от 8 до 14 случаев на 100000 населения; интракраниальные метастазы выявляются на аутопсии у 63%-70% онкологических пациентов [Олюшин В.Е., Улитин А.Ю., Сафаров Б.И. 2006; Олюшин В.Е., Улитин А.Ю., Мацко Д1Е. 2007]. Представленные в литературе данные демонстрируют, что спектр выявляемых изменений в перифокальной зоне объемных образований велик и не ограничивается проявлениями вазогенного отека, как это принято расценивать при интерпретации результатов нейровизуализационного исследования [Гайкова О.Н., Саматов Н.Х. 1983; Забродская Ю.М. 2008; Bitzer М., Topka Н., Morgalla М. 1998; Tamiya Т., Опо Y., Matsumoto К. 2001]. Необходимо комплексное МРТ-патоморфологическое изучение перифокальной зоны вокруг различных объемных образований опухолевой и неопухолевой природы в веществе головного мозга с целью установления морфологической .основы выявляемых при МРТ изменений.

ЦЕЛЬ ИССЛЕДОВАНИЯ: Расширить возможности МРТ диагностики в верификации морфологического субстрата общепатологических процессов на основе сравнительного' анализа данных посмертной МРТ, макроскопического и микроскопического исследования.

ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ:

1. Разработать алгоритм посмертного МРТ исследования головного мозга и изучить особенности МРТ изображения в зависимости от сроков фиксации макропрепарата.

2. Сопоставить результаты прижизненной МРТ, посмертной МРТ, макроскопического и микроскопического исследования головного мозга для уточнения их диагностических возможностей.

3. Сопоставить МРТ и нейроморфологическую картину диффузных и очаговых изменений головного мозга при некоторых заболеваниях ЦНС (дисциркуляторная энцефалопатия, болезнь Альцгеймера и наркомания с ВИЧ-инфекцией).

4. Изучить перифокальные изменения вокруг опухолей различного гистологического строения и шунтирующих систем при МРТ и ч патоморфологическом исследовании.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА

Научная новизна исследования заключается в том, что:

- в работе впервые проведено комплексное исследование головного мозга, включающее в> себя анализ результатов прижизненной, посмертной МРТ, макроскопического и микроскопического исследования и на основании- полученных данных подтверждена достоверность посмертной МРТ. усовершенствована методика комплексного МРТ-патоморфологического исследования макропрепаратов головного мозга; изучены особенности МРТ изображения макропрепарата головного мозга в зависимости-от сроков его фиксации и возможные артефакты. описана комплексная сравнительная морфологическая и нейрорадиологическая характеристика микрополостных образований головного*мозга (криблюры, очаги периваскулярного энцефалолизиса, малые глубинные инфаркты, лакуны).

- уточнена морфологическая основа МРТ феномена лейкоареоза; обоснована необходимость проведения посмертной МРТ с толщиной среза не более 1.6 мм для выявления-дискретности очагов-лейкоареоза, а также установления характера мелкоочаговых изменений. дана морфологическая характеристика макроскопически неизмененного по данным посмертной МРТ белого- вещества головного мозга при дисциркуляторной энцефалопатии, болезни Альцгеймера, наркомании и ВИЧ-инфекции. впервые проведено исследование роли определенных патоморфологических процессов (демиелинизация, спонгиоз, изменение числа клеточных элементов) в формировании.гиперинтенсивного MP сигнала в белом веществе головного мозга при МРТ.

- установлены изменения клеточного состава коры больших полушарий при дисциркуляторной энцефалопатии, болезни Альцгеймера и наркомании с ВИЧ-инфекцией , а также изучены корреляции между числом нейронов и толщиной коры при посмертной МРТ.

- подробно изучена многокомпонентность морфологических изменений в зоне перифокального повышения MP сигнала вокруг опухолей и шунтирующих систем и доказано, что зона перифокального изменения интенсивности MP сигнала обусловлена не только явлениями отека, но и спектром параспецифических вторичных изменений, некробиотических и реактивных изменений.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ Практическая значимость исследования состоит в том, что повышены возможности прижизненного - МРТ исследования путем верификации морфологического субстрата лучевых симптомов некоторых общепатологических процессов при различных нозологических формах в неврологии и нейрохирургии.

На основании изменений сигнальных характеристик при посмертной МРТ, обусловленных фиксацией макропрепарата головного мозга, предложен оптимальный алгоритм комплексного исследования головного мозга.

Внедрение посмертной МРТ позволяет расширить возможности рутинного патологоанатомического исследования головного мозга, позволяя выявить макроскопически неопределяемые очаги в веществе головного мозга и установить место дальнейшего прицельного гистологического исследования.

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ, ВЫНОСИМЫЕ НА ЗАЩИТУ 1. Процессы фиксации макропрепарата головного мозга приводят к формированию изменений сигнальных характеристик при посмертной МРТ, которые предопределены и не влияют на диагностические возможности посмертной МРТ. Результаты прижизненной, и посмертной МРТ сопоставимы, что определяет достоверность посмертной МРТ и возможность использования ее для МРТ-патоморфологических сопоставлений.

2. В основе очаговых изменений интенсивности МР сигнала лежит спектр микрополостных образований, разрежение нейропиля и демиелинизация.

3. Формирование гиперинтенсивногол МР сигнала в белом веществе на Т2 ВИ в большей степени связано с уменьшением плотности нейропиля, в меньшей степени - уровнем миелинизации аксонов и изменением числа клеток глии.

4. Зона гиперинтенсивного МР сигнала вокруг объемных образований, а также инородных тел (шунты) морфологически неоднородна и состоит из трех зон. При посмертной МРТ эти зоны характеризуются гипо-, изо-, гиперинтенсивным МР сигналом.

АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ Материалы диссертации доложены и обсуждены на Всероссийской научно-практической конференции «Поленовские чтения» (Санкт-Петербург, 2007), Всероссийском конгрессе лучевых диагностов «Радиология 2007» (Москва, 2007), Всероссийской научно-практической конференции «VII Поленовские чтения» (Санкт-Петербург, 2008), заседании, Санкт-Петербургского радиологического общества (Санкт-Петербург, 2008),

Невском радиологическом форуме (Санкт-Петербург, 2009),

Давиденковских чтениях (Санкт-Петербург, 2009), сессии общего собрания Северо-Западного отделения РАМН (Санкт-Петербург, 2009), конгрессе неврологов и нейрохирургов Санкт-Петербурга и Северо-Западного Федерального Округа РФ «Актуальные проблемы клинической неврологии и нейрохирургии» (Санкт-Петербург, 2009).

ПУБЛИКАЦИИ

По теме диссертационного исследования опубликована 21 печатная работа. Получен патент на изобретение 2355322 С1 РФ, МПК А61В6/03

Способ комплексной посмертной патоморфологической диагностики заболеваний головного мозга».

СТРУКТУРА И ОБЪЕМ РАБОТЫ Диссертация изложена на 190 страницах машинописного текста и состоит из введения, обзора литературы, трех глав результатов собственного исследования, обсуждения полученных результатов, выводов, практических рекомендаций. Текст иллюстрирован 11 таблицами, 88 рисунками, 9 диаграммами. Указатель литературы включает 58 отечественных и 156 зарубежных источников.

выводы

1. Сопоставление данных прижизненной, посмертной МРТ, результатов макроскопического и микроскопического исследования позволяет расширить диагностическое возможности в верификации морфологического субстрата при заболеваниях головного мозга.

2. Каждое из микрополостных образований (криблюры, очаги периваскулярного энцефалолизиса, малые глубинные инфаркты и лакуны) имеет свои специфические МРТ критерии, уточняющие их прижизненную диагностику.

3. МРТ феномен лейкоареоза имеет в своей основе три морфологических варианта в виде: очагового скопления криблюр, расположенных на фоне белого вещества без признаков демиелинизации, Диффузного разрежения нейропиля и демиелинизации белого вещества без микрополостных образований, очагового скопления криблюр на фоне умеренного разрежения нейропиля и демиелинизации белого вещества.

4. Визуализируемая при МРТ перифокальная зона вокруг объемных образований головного мозга морфологически неоднородна и состоит из трех зон: зоны параспецифических изменений, зоны некробиотических изменений и зоны реактивных изменений и является проявлением не только вазогенного отека, но и в большей степени перифокальной лейкоэнцефалопатии.

5. В зоне гиперинтенсивного MP сигнала вокруг лакун (МРТ феномен «глиоза») определяется демиелинизация вещества головного мозга с разрежением нейропиля и уменьшением числа клеток глии.

6. Формирование гиперинтенсивного MP сигнала в белом веществе головного мозга на Т2 ВИ, изображениях, взвешенных по протонной плотности (Pd ВИ), IR ИП в большей степени связано с уменьшением плотности нейропиля, в меньшей степени - уровнем миелинизации аксонов и изменением количества клеток глии.

7. При сопоставлении данных МРТ и микроскопии при дисциркуляторной энцефалопатии определяется отрицательная обратная зависимость толщины коры и плотности нейронов в ней; при деменции альцгеймеровского типа, наркомании и ВИЧ-инфекции зависимость между толщиной коры при ПМРТ и плотностью нейронов в ней отсутствует.

8. Проведение посмертной МРТ позволяет расширить возможности патологоанатомического исследования за счет визуализации макроскопически неопределяемых изменений в веществе головного мозга.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Проведение посмертной МРТ макропрепаратов головного мозга целесообразно в патологоанатомической практике для определения морфологического субстрата при патологических процессах, не визуализирующихся при макроскопическом исследовании, путем прицельного микроскопического исследования очагов измененного MP сигнала; а также в нейрорадиологической практике для изучения морфологических субстратов, лежащих в основе различных МРТ феноменов, с целью корректной интерпретации последних.

2. Посмертная МРТ макропрепарата головного мозга должна выполняться непосредственно после аутопсии или по окончании срока фиксации (1 месяц). Выполнение исследования в промежуточные сроки фиксации приводит к формированию артефактов и ложноположительных результатов.

3. При посмертной МРТ макропрепаратов головного мозга для проведения МРТ-патоморфологических сопоставлений протокол исследования должен включать импульсные последовательности с получением Т2 ВИ в корональной и сагиттальной плоскостях, а также серию изображений в аксиальной плоскости, включающую импульсные последовательности с получением Т2 ВИ, Т1 ВИ, изображений, взвешенных по протонной плотности (Pd ВИ).

4. При проведении посмертной МРТ макропрепарата головного мозга для уточнения характера мелкоочаговых изменений и ликвидации эффекта объемного усреднения необходимо уменьшение толщины среза до 1,6 мм в серии изображений в аксиальной плоскости, включающей импульсные последовательности с получением Т2 ВИ, Т1 ВИ, изображений, взвешенных по протонной плоскости.