Автореферат и диссертация по медицине (14.00.44) на тему:Возможности оптимизированной методики фазоконтрастной магнотно-резонансной ангиографии при хирургическом лечении больных с поражением сонных артерий

Актуальность проблемы.

Атеросклеротическое поражение сонной артерии и на современном этапе представляет собой серьезную проблему, а инсульт по-прежнему остается одной из лидирующих причин заболеваемости, инвалидизации и смертности. В России инсульты регистрируются более чем у 450 тыс. человек в год, из них 35% погибают в первые три недели заболевания, а годовой рубеж преодолевает лишь 50% больных [26, 37, 47].

По данным департамента здравоохранения г. Москвы, показатель смертности москвичей от сердечно-сосудистых заболеваний составил 667,2 на 100 000 населения в 2007 году, а в 2008 году вырос до 671,9 на 100 000 населения, при этом доминируют больные с цереброваскулярными заболеваниями. Так более 35 тысяч жителей Москвы в 2008 году перенесли инсульт, транзиторные ишемические атаки перенесли 5868 человек (в 2007 году - 5358 человек), то есть каждую неделю регистрируется 450-500 больных с острым нарушением мозгового кровообращения (ОНМК). Частота повторных ОНМК в сроки до 5 лет достигает 42%, а летальность - 65%, при этом до 70% инсультов возникают без какой-либо предшествующей симптоматики.

В 2008 году, по данным департамента здравоохранения г. Москвы, после перенесенного ОНМК выжили 27,6% москвичей, при этом к работе вернулись лишь 14,6% человек.

Одной из частых локализаций атеросклеротического процесса является бифуркация сонной артерии. В настоящее время, по сравнению с 80-ми годами прошлого столетия, с 2% до 35% (почти в 18 раз) возросло число асимптомных поражений артерий каротидного бассейна. Несмотря на то, что пациенты с дисциркуляторной энцефалопатией, преходящими нарушениями мозгового кровообращения рассматриваются как лица с высокой вероятностью развития ОНМК, тем не менее, в современных руководствах отсутствуют рекомендации по ведению и лечению данных больных [28J.

Проявления окклюзионной болезни обусловлены сужением просвета магистральных артерий головного мозга атеросклеротическими бляшками, фрагменты которых в любой момент могут спровоцировать развитие острого нарушения кровоснабжения мозга. Два основных механизма развития острого ишемического поражения мозга - это тромбоз и эмболии различных сегментов магистральных артерий головы [7, 46]. При ОНМК расходование всего резервного кислорода веществом мозга занимает 10-12 секунд, при ишемии длительностью более 5 минут развивается гибель нейронов коры мозга, более 10 минут - развивается некроз нейронов среднего мозга, при нарушении кровоснабжения продолговатого мозга некроз нейронов наступает через 20-25 минут. При этом механизмы саморегуляции мозгового кровообращения у пациентов с атеросклеротическим поражением, артериальной гипертензией, с церебральными дисметаболическими процессами, с длительно существующей хронической ишемией мозга нарушены. Так у пациентов с артериальной гипертензией реактивность церебральных сосудов снижена в три раза [11, 6]. Эволюция восприятия инсульта отражает развитие технической базы здравоохранения. Так длительное время существовала теория спазма артериол различного калибра (теория Риккера), последующая за ней теория относительной мозговой недостаточности также имела своих поклонников и была признана во всем мире. На современном этапе приоритет в причине развития ОНМК сохраняется за тромбоэмболией [7, 42].

Объем поражения напрямую определяется состоянием коллатерального кровотока, степенью стенотического сужения просвета артерии, структурой самой бляшки и, соответственно, размерами возможного эмбола. Немаловажную роль в развитии ишемического повреждения мозга играет также скорость и характер локального кровотока на участке сужения [80, 111,151].

Излюбленной локализацией атеросклеротического поражения являются сонные артерии с развитием стенозирующего сужения в каротидной луковице, приводящим к ишемии головного мозга [1, 8, 14]. По данным мировой 5 литературы наиболее эффективным методом лечения стенотического процесса сонных артерий и профилактики острого нарушения мозгового кровообращения является каротидная эндартерэктомия. Однако, несмотря на распространенность этого хирургического метода в клинике, частота инсультов в раннем послеоперационном периоде колеблется от 1% до 7%, в зависимости от степени нарушения мозгового кровообращения [5, 105]. Учитывая высокую частоту периоперационных ОНМК, остается открытым вопрос об оценке цереброваскулярного резерва, показаниях к интраоперационному обходному шунтированию. Подобные периоперационные осложнения требуют внимательного и обоснованного подхода к отбору пациентов для оперативных вмешательств и тщательное обследование больных на дооперационном этапе, а учитывая, что частота развития ИИ при шунтировании может достигать 4%, показания для установки внутрипросветного шунта должны быть тщательно продуманы. (Гавриленко А.В. и соавт., 2007). Внедрение в практику новейших методик визуализации позволит с высокой точностью дифференцировать изменения в сосудистом русле и обусловленное ими поражение головного мозга. Несмотря на то, что ангиография является «золотым стандартом» в диагностике поражений сосудистых структур, инвазивность, риск возможных осложнений, наличие ионизирующего излучения и невозможность выполнения процедуры на доклиническом этапе данного метода создаст предпосылки поиска менее агрессивных для пациента методов диагностики [4, 92, 97].

Одними из наиболее эффективных, неинвазивных и широко доступных методов исследования мозговой гемодинамики являются ультразвуковые методы и в частности цветовое дуплексное сканирование (ЦДС) [94, 136, 154].

Существенным шагом для диагностики атеросклеротического поражения магистральных артерий головного мозга было их техническое совершенствование. В руках квалифицированных диагностов прекрасный инструмент для скринингового обследования больных с множественными факторами риска развития атеросклероза [73, 136, 153].

Однако, как и у любого метода, ЦДС обладает рядом недостатков, так из-за отсутствия у ряда пациентов транстемпорального окна транскраниальная допплерография не может быть выполнена. Кроме того, из-за технических особенностей метода плохо визуализируются дистальные отделы брахиоцефальных артерий. Тем не менее, оценка состояния интракраниального сосудистого русла на дооперационном этапе имеет крайне важное значение [5, 95,97, 138, 141].

Для анализа толерантности головного мозга к ишемии на дооперационном этапе используются различные методики: проба Матаса, транскраниальная допплерография, магнитно-резонансная ангиография, электроэнцефалография, а во время операции - измерение скорости кровотока по средней мозговой артерии с помощью ТКД и измерение ретроградного давления [86, 137, 147, 154].

В последние годы активное развитие новых и совершенствование существующих методов нейро и ангиовизуализации значительно повысило уровень диагностических возможностей в визуализации артерий головного мозга и брахиоцефальных сосудов. Такие методы как ЦДС, КТ и МРТ являются бесспорными лидерами среди используемых методов для получения информации о состоянии сосудов головного мозга. Однако, несмотря на более широкое распространение КТ, данный метод обладает рядом существенных недостатков, таких как низкий тканевой контраст, для повышения которого часто используется контрастное усиление, артефакты от смежных костных структур, а также наличие лучевой нагрузки [143, 92]. Все это делает МРТ более востребованной в диагностике состояния вещества мозга и магистральных артерий головы. В настоящее время, наиболее информативными методами в диагностике состояния вещества мозга и сосудов являются транскраниальная допплерография и магнитно-резонансная ангиография (MPА) [53, 99, 107, 130].

Использование МРТ головного мозга с проведением МРА необходимо больным с цереброваскулярными заболеваниями для определения уровня и 7 характера поражения сосуда, его анатомических особенностей, для оценки состояния коллатерального русла и выбора метода лечения [3, 39, 54, 98, 145]. Магнитно-резонансная томография с высокой точностью диагностирует лакунарные (мелкие) инфаркты в веществе головного мозга, в том числе и в структурах задней черепной ямки, которые могут протекать бессимптомно. Возможность получения информации об объёме инфаркта, наличии и распространенности отека и воздействие выявленных изменений на смежные структуры позволяет скорректировать проводимую в остром периоде терапию [72, 83, 104].

МРА дает возможность обследования пациентов с окклюзирующими поражениями до поступления в стационар, при этом, не прибегая к введению контрастных препаратов. Помимо этого, МРА позволяет получать анатомическое отображение сосудистых структур, как экстра- так и интракраниальных отделов каротидных артерии. Метод позволяет не только оценить изменения в сосудистом русле, но и за время одного исследования диагностировать структурные разрушения вещества мозга [44, 24, 79, 102]. Возможности магнитно-резонансной ангиографии позволяют с высокой точностью проанализировать состояние церебральной гемодинамики, не прибегая к использованию контрастных средств, что значимо при планировании оперативного вмешательства. Магнитно-резонансная ангиография находит все большее применение в диагностике различных сосудистых поражений. Наиболее широко применяемая методика времяпролетной ангиографии в достаточном объеме отражена в литературе и современных публикациях и признана клнницистами различных специальностей [98, 102, 114, 122, 152, 153]. Однако использование фазоконтрастной ангиографии для диагностики экстракраниальных отделов сонных артерий продолжает активно обсуждаться. До настоящего времени, фазоконтрастная магнитно-резонансная ангиография очень ограниченно используется в диагностике окюиозионных поражений брахиоцефальных артерий. Как правило, основным недостатком метода 8 считается длительность исследования и определенные трудности в интерпретации полученных данных. Ряд авторов высказывается о более низкой, по сравнению с времяпролетной ангиографией, разрешающей способности методики [13, 56, 115]. Однако, часто при использовании времяпролетной ангиографии, требуется введение контрастного препарата, тогда как при фазоконтрастной ангиографии в контрастном усилении необходимости не возникает, а известные феномены изменения MP сигнала от потока, скорее привносят дополнительную информацию о характере кровотока для квалифицированного специалиста. Сама методика фазоконтрастной ангиографии основана на наличии фазового сдвига между неподвижными окружающими тканями и кровотоком, что позволяет избирательно получить изображение сосудистого русла на фоне отсутствия сигнала от рядом расположенных структур [30, 37, 45, 115, 122, 132].

Одной из задач на дооперационном этапе является необходимость оценить изменения структур головного мозга у больных с сосудисто-мозговой недостаточностью, проанализировать необходимость проведения хирургического лечения у данных пациентов при асимптомном течении болезни. Визуализация анатомо-топографических особенностей артериального круга головного мозга, с использованием неинвазивной фазоконтрастной магнитно-резонансной ангиографии, позволит проанализировать необходимость использования интраоперационного шунтирования [55, 59, 92].

Таким образом, изучение состояния вещества головного мозга после реконструктивных вмешательств на брахиоцефальных артериях, даст возможность оценить риск проведения операций у больных с первой, асимптомной, степенью сосудисто-мозговой недостаточности, а оптимизация методики фазоконтрастной ангиографии позволит провести анализ состояния экстра- и интракраниальных отделов каротидных артерий, для профилактики развития острой ишемии мозга [60, 62].

Необходимостью повышения качества диагностики поражений сонных артерий за счет оптимизации протокола неинвазивной фазоконтрастной магнитно-резонансной ангиографии, предупреждения возможного развития ишемического инсульта, в том числе и у пациентов с асимптомным течением окклюзионного поражения сонных артерий продиктована актуальность постановки цели и задач данного исследования.

Цель работы:

Оптимизация неинвазивной диагностики поражения сонных артерий и структур головного мозга с помощью магнитно-резонансных методов визуализации.

Задачи:

1. Оптимизировать протокол фазоконтрастной MP ангиографии брахиоцефальных артерий на 1.0 Т магнитно-резонансном томографе и оценить диагностические возможности метода у больных с патологической извитостью и окклюзирующим поражением внутренних сонных артерий.

2. Проанализировать взаимосвязь между степенью сосудисто-мозговой недостаточности и характером атсросклеротической бляшки.

3. Изучить особенности поражения вещества головного мозга у больных с различной степенью сосудисто-мозговой недостаточности на основании данных магнитно-резонансной томографии.

4. Выявить факторы риска и оценить частоту развития клинически асимптомных очаговых поражений вещества головного мозга у больных после реконструктивных вмешательств в ближайшем послеоперационном периоде.

5. Изучить частоту использования внутрипросветного шунта в зависимости от анатомических особенностей строения виллизиева круга по данным магнитно-резонансной ангиографии.

Объектом исследования были пациенты с поражением брахиоцефальных артерий. Больным проводились общеклинические обследования, ультразвуковая допплерография, цветовое дуплексное

10 сканирование брахиоцефальных артерий, компьютерная томография, магнитно-резонансная томография с проведением бесконтрастной магнитно-резонансной ангиографии.

Научная новизна:

1. Разработана и внедрена в клиническую практику модифицированная методика фазоконтрастной MP ангиографии, с высокой точностью позволяющая за . короткий промежуток времени получить отображение брахиоцефальных артерий у больных с поражением сонных артерий.

2. Показана зависимость между ишемическими изменениями вещества головного мозга у больных асимптомной степенью СМН и структурой атеросклеротической бляшки.

3. На основе клинического материала проанализированы возможности оптимизированной методики бесконтрастной магнитно-резонансной ангиографии в диагностике окклюзирующего поражения брахиоцефальных артерий.

4. Доказана необходимость комплексного обследования пациентов с окклюзирующим поражением сосудов шеи, включающего в себя проведение дуплексного сканирования магистральных артерий головного мозга и MP томографии с выполнением MP ангиографии сосудов головного мозга и позволяющего избежать использования ангиографии.

5. Выявлена зависимость между состоянием артериального круга головного мозга и интраоперационным использованием внутрипросветного шунта.

6. Проанализированы результаты реконструктивных вмешательств и причины периоперационных осложнений.

Практическая значимость работы:

В работе оптимизирована и отображена методика проведения исследований сонных артерий с использованием неинвазивной методики фазоконтрастной MP ангиографии.

Полученные результаты при магнитно-резонансной томографии головного мозга и магнитно-резонансной ангиографии магистральных артерий шеи, позволили с высокой достоверностью оценить характер поражения сосудов, гемодинамическую значимость стенотического сужения просвета или деформации анатомического хода артерии.

Внедрение в клиническую практику неинвазивного метода диагностики поражения брахиоцефальных артерий среди пациентов с заболеванием брахиоцефальных артерий позволил с высокой достоверностью оценить характер, протяженность и локализацию поражения, проанализировать операционный риск и опасность развития периоперационных ишемических повреждений структур головного мозга.

Изучены структурные изменения головного мозга при различных типах атеросклеротических бляшек, что позволило проанализировать их эмбологенную опасность, оценить тяжесть поражения и степень риска развития возможных осложнений, провести максимально эффективную коррекцию лечения в каждом конкретном случае.

Основные положения выносимые на защиту:

1. Оптимизированная неинвазивная методика фазоконтрастной ангиографии - высокоинформативный метод, позволяющий с высокой точностью диагностировать дистально расположенную патологическую извитость брахиоцефальных артерий и состояние виллизиева круга. Данное исследование целесообразно проводить всем пациентам с поражением каротидной бифуркации.

2. Нестабильные атеросклеротические бляшки чаще приводят к развитию асимптомного очагового поражению головного мозга у больных, перенесших реконструктивные вмешательства на сонных артериях, что диктует необходимость более деликатных манипуляций на каротидной бифуркации.

3. Использование внутрипросветного шунта повышает риск развития периоперационных «немых» очаговых поражений вещества мозга.

Внедрение результатов работы

Оптимизированная методика фазоконтрастной магнитно-резонансной ангиографии и практические рекомендации проведенного исследования с целью неинвазивной визуализации брахиоцефальных артерий внедрены

• в Институте хирургии им А.В.Вишневского «Ромедтехнологий».

• в клиническую практику Городской онкологической больницы №62 г.Москвы.

Апробация работы

Основные положения диссертации доложены и обсуждены на:

11 сессии НЦССХ им.Бакулева РАМН с всероссийской конференцией молодых ученых. Москва. 2007.

Невском радиологическом форуме «Новые горизонты». Санкт-Петербург.2007.

Всероссийском конгрессе лучевых диагностов «Радиология 2007».Москва.2007.

Невском радиологическом форуме. Санкт-Петербург. 2009.

Апробация работы проведена на совместном заседании сотрудников отделения хирургии сосудов и лучевой диагностики Института хирургии им. А.В.Вишневского «Росмедтехнологий» и кафедры клинической ангиологии и сосудистой хирургии РАМН 03 июля 2009 года.

Публикации

Основные положения диссертационного исследования отражены в 8 научных работах, в том числе статья в журнале, рекомендованном ВАК РФ.

Объем и структура диссертации

Работа изложена на 120 страницах машинописного текста и состоит из списка сокращений, введения, 4 глав, заключения, выводов, практических рекомендаций и списка литературы. Работа иллюстрирована 35 таблицами, 7 диаграммами и 26 рисунками. Библиографический указатель литературы содержит 46 отечественных и 107 зарубежных источников.

Выражаю искреннюю признательность и благодарность научным руководителям: руководителю отделения лучевой диагностики доктору медицинских наук, профессору Григорию Григорьевичу Кармазановскому и доктору медицинских наук отделения хирургии сосудов Андрею Евгеньевичу Зотикову за всестороннюю помощь, советы, бесконечную работоспособность, терпение и внимание при руководстве в работе над диссертацией.

Также выражаю свою благодарность сотруднику отделения лучевой диагностики, кандидату медицинских наук Косовой Ирине Анатольевне, младшему научному сотруднику Кудрявцевой Татьяне Юрьевне, инженеру отделения лучевой диагностики Мосину Владимиру Михайловичу, врачу отделения хирургии сосудов, доктору медицинских наук, профессору кафедры «Ангиология и сосудистая хирургия» РМАПО Дмитрию Феликсовичу Белоярцеву, всем сотрудникам отдела ультразвуковой диагностики и особенно доктору медицинских наук Ирине Евгеньевне Тиминой и доктору медицинских наук Елене Анатольевне Бурцевой и всем другим сотрудникам отделений хирургии сосудов, лучевой диагностики и отдела ультразвуковой диагностики за помощь в реализации идеи исследования. Сердечно благодарю всех сотрудников смежных отделений Института за постоянную помощь и поддержку при работе над диссертацией.

Считаю своим приятным долгом выразить огромную благодарность и глубокую признательность директору Института хирургии им.

А.В.Вишневского «Росмедтехнологий» академику РАМН, профессору Владимиру Дмитриевичу Федорову за предоставленную возможность выполнения работы в стенах столь авторитетного и высококвалифицированного научного учреждения.

Огромное спасибо всему коллективу Института хирургии им. А.В.Вишневского, так как без слаженной работы нашего большого коллектива данное исследование не могло состояться.

выводы

1. Оптимизированная нами методика неинвазивной фазоконтрастной магнитно-резонансной ангиографии сонных артерий позволяет получить высокоинформативные изображения сосудов. Чувствительность и специфичность фазоконтрастной МРА при стенозах более 70% составляет 84% и 75% соответственно и уступает результатам ЦДС. В диагностике патологической извитости чувствительность и специфичность МРА составляет соответственно 98% и 100%) и превосходит по точности результаты ультразвуковых методов.

2. У оперированных пациентов имеется прямая зависимость между характером атеросклеротической бляшки и исходной степенью сосудисто-мозговой недостаточности. Так, ишемический инсульт в анамнезе имели 37,5% больных с нестабильным характером атеросклеротической бляшки и лишь 6,2% пациентов - со стабильными атеросклеротическими бляшками.

3. По данным магнитно-резонансной томографии, у больных с асимптомным течением окюиозирующего заболевания, преобладали единичные очаговые поражения вещества мозга - 62,5% случаев. Множественные и сливающиеся изменения были в 20,8%. Постинсультные изменения выявлены в 12,5% случаев и лишь в 4,2% случаев поражение вещества мозга по данным МРТ не выявлено. У пациентов с преходящими нарушениями и клиникой хронической недостаточности мозгового кровообращения преобладали множественные поражения головного мозга, составившие 44,4% и 68,4% соответственно. Среди больных с IV степенью сосудисто-мозговой недостаточности преобладали постинсультные изменения мозговых структур — 57%.

4. Использование внутрипросветного шунта увеличивает риск развития асимптомных очаговых поражений головного мозга до 23,1%, в то время как у пациентов без применения внутрипросветного шунта частота подобных поражений мозговых структур встречается в три раза реже и не превышает 7,5%.

5. Частота внутрипросветного шунтирования при реконструктивных вмешательствах на сонных артериях составила 16,25% случаев, причем при замкнутом строении виллизиева круга частота использования ВПШ составила 7,4%, а при несостоятельности артериального круга - 34,6%.

6. У оперированных пациентов имеется прямая зависимость между характером атеросклеротической бляшки и частотой развития «немых» очаговых изменений вещества мозга, что подтверждает высокую эмбологенную опасность нестабильных АСБ. Так, у больных с нестабильными АСБ после каротидной эндартерэктомии асимптомные изменения были диагностированы в 15,4%, в то время как у больных со стабильным характером бляшки очаговые изменения выявлены в 3% случаев.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

1. При наличии клинических проявлений окклюзирующего заболевания артерий каротидного бассейна, даже при отсутствии жалоб у больного, обследование пациента необходимо начинать с выполнения ультразвукового сканирования зоны интереса с применением современных методик дуплексного исследования. При подтверждении диагноза необходимо выполнение МРТ головного мозга и проведение модифицированной методики фазоконтрастной МРА.

2. При оценке состояния БЦА на основе данных, полученных при проведении модифицированной методики 3D/PCA, необходимо построение трехмерной вращающейся модели сосудов и тщательный анализ «сырых» данных МРА, что позволит получить дополнительную информацию о протяженности, локализации и характере окклюзирующих изменений или патологической извитости артерии.

3. При оценке состояния артерий виллизиева круга, анализе коллатерального кровотока и проведении фазоконтрастной методики МРА интракраниальных отделов брахиоцефальных артерий, необходимо обращать внимание на наличие или отсутствие соединительных артерий, а также состояние передних и задних мозговых артерий, формирующих артериальный круг основания мозга.

4. Для контроля состояния мозговых структур, эффективности проведенного лечения больных с окклюзирующими поражениями сонных артерий, необходимо выполнять магнитно-резонансную томографию в ближайшем послеоперационном периоде, в том числе и MP ангиографию.