Ультразвуковая допплерография

Метод ультразвуковой допплерографии (УЗД) основывается на том, что направленная на сосуд ультразвуковая волна отражается от клеточных эле­ментов крови (преимущественно эритроцитов). В зависимости от скорости и направления движения последних длина ультразвуковой волны изменяет­ся, что регистрируется прибором в виде сонограммы. Математическая обра­ботка сигнала позволяет определить направление кровотока, максимальную (МСК) и среднюю (ССК) скорость кровотока и индекс пульсации (ИП).

В неврологических и нейрохирургических клиниках широко используют УЗД магистральных сосудов, а также транскраниальную допплерографию. Первую проводят с помощью датчика с частотой излучения 5-8 мГц в посто­янном режиме работы. Исследуя сонные артерии, датчик направляют вдоль сосуда по передней поверхности грудино-ключично-сосцевидной мышцы в направлении головы. На уровне щитовидного хряща общая сонная артерия (ОСА) образует бифуркацию и разделяется на внутреннюю сонную (ВСА) и наружную сонную (НСА) артерии, которые исследуют на уровне угла нижней челюсти, учитывая, что НСА расположена медиально, а ВСА ла-терально. Характер кровотока в НСА и ОСА имеет периферический тип; во время диастолы кровоток в них значительно снижается, что обусловливает повышение индекса пульсации до 2-2,5. Кровоток в ВСА во время диастолы остается довольно значительным.

Позвоночные артерии (ПА) в экстракраниальном отделе иссле­дуют под сосковидным отростком, направляя датчик в сторону голо­вы. Более глубокое расположение

ПА усложняет поиск, сонограмма в сравнении с таковой сосудов каротидно-го бассейна имеет меньшую амплитуду, достаточно часто во время диастолы кровоток не регистрируется.

Нарушение нормальной формы сонограммы и (или) направления кровотока позволяет обнаружить морфологические изменения сосудов. Метод УЗД не позволяет визуализировать сосудистую сетку и непосред­ственно место стеноза, поэтому скорость кровотока чаще измеряется в участке после стеноза. Умеренный стеноз (на 50-75 % просвета сосуда) сонной артерии сопровождается снижением скорости кровотока, а в слу­чае значительного стеноза (больше чем 75 %) исчезает кровоток во время диастолы. При наличии стеноза ПА может регистрироваться снижение скорости кровотока и во время систолы. Двунаправленный кровоток свидетельствует об извитости сосуда. Следует отметить, что изменения показателей МСК и ССК могут возникать на фоне нарушений общей гемодинамики (аритмия, снижение сердечного выброса). Точность диа­гностики стенозирующих поражений методом УЗД во многом зависит от возможностей аппаратуры и опыта исследователя. Важным дополни­тельным диагностическим критерием может быть асимметрия скорости кровотока в симметричных сосудах.

Современная диагностическая аппаратура дает возможность исследовать сосуды более чувствительным методом ультразвукового исследования - ме­тодом дуплексного допплеровского сканирования (ДДС). С помощью этого метода можно получить изображение стенки сосуда, провести ее идентифи­кацию и поместить допплеровский объем в нужный участок сосуда. Полученное изображение сосуда дает важную информацию о расположении и ходе сонных и позвоночных артерий, происхождении патологических из­менений, типе и размерах бляшки, степени стеноза, который чаще измеряют по уменьшению диаметра, реже - по площади сосудистого просвета (умень­шение диаметра на 50 % отвечает уменьшению площади на 70 %).

По строению бляшки разделяют на четыре категории: 1) гипоэхогенные, с тонким ободком на поверхности; 2) преимущественно гипоэхогенные, но с небольшим эхогенным содержимым внутри; 3) преимущественно эхоген-ные, но с небольшими гипоэхогенными участками; 4) полностью эхогенные. Доказано, что первые две категории чаще сопровождаются транзиторными ишемическими атака­ми, поскольку гипо-эхогенный тип отвечает хрупкому, ломкому виду бляшек. В отдельных случаях изъязвление бляшки визуализируется как дефект поверхности.

Цветное допплеровское исследование дает информацию о направлении, скорости, турбулентности кровотока, позволяет отличить стеноз высокой степени (> 90 %) от окклюзии. Наличие цветного сигнала свидетельствует о сохранении кровотока и указывает его направление: красный к датчику, синий - от датчика. Следует отметить, что в случае значительных стенозов скорость кровотока снижается. В таких случаях цветное допплеровское ис­следование регистрирует колебание тканей как зону густо размещенных хаотических цветных вспышек.

В клинической практике важным является разделение всех больных на четыре группы: 1) лица, у которых артерии нормальные; 2) лица с легкой и гемодинамической несущественной патологией артерий, т. е. диаметр арте­рий сужен меньше чем на 50 %, а бляшки эхогенные; 3) лица со значитель­ной патологией артерий, т. е. их диаметр сужен больше чем на 50 %; 4) лица с клинической и гемодинамической значительной патологией артерий, т. е, диаметр их сужен больше чем на 70 % или видно язву на бляшке. Больным четвертой группы целесообразно проводить операцию каротидэндартерэк-томии из-за высокого риска возникновения инсульта. Наибольшее диагно­стическое значение имеет соотношение МСК во внутренних и общих сон­ных артериях (систолическое соотношение ВСА/ОСА; табл. 3). Доказано, что дуплексный допплеровский метод имеет общую чувствительность 96 %, специфичность - 86 % и точность - 91 % для выявления сужений диаметра свыше 50 %.

Исследование интракраниальных сосудов методом транскраниальной допплерографии (ТКД) проводится с помощью датчика с частотой 2 мГц в пульсовом режиме работы, что дает возможность задавать нужную глубину исследования для каждого сосуда. Ультразвуковой поиск проводят через «ультразвуковые окна»: темпоральное, орбитальное, окципитальное, что изображены на рисунке.

«Ультразвуковые окна» для инсонации сосудов артериального круга большого мозга:

а - височное; б - глазное; в - затылочное; 1 - передняя мозговая артерия; 2 - средняя мозговая артерия; 3 - задняя мозговая артерия; 4 - основная артерия; 5 - позвоночные артерии; 6 - сифон внутренней сонной артерии; 7 - глазная артерия

Через темпоральное окно, которое находится между внешним краем глазницы и ушной раковиной выше уровня скуловой кости, на глубине 50-55 мм регистрируют среднюю мозговую артерию (СМА), в норме ее кро­воток направлен к датчику. На глубине 60-65 мм находится бифуркация интракраниального отдела внутренней сонной артерии (иВСА), кровоток в ней двунаправленный. Несколько кпереди на глубине 70-75 мм лежит пе­редняя мозговая артерия (ПМА), кровоток в которой направлен от датчика. Позади и книзу на глубине 65-70 мм расположена задняя мозговая артерия (ЗМА), кровоток в которой направлен к датчику.

Через орбитальное окно на глубине 45-50 мм инсонируют глазную ар­терию (ГА), кровоток в ней направлен к датчику; а на глубине 55-65 мм определяют сифон и ВСА, где кровоток чаще двунаправленный.

Окципитальное окно расположено между краем затылочного отверстия и атлантом. Поиск ПА проводят на глубине 65-70 мм, отклоняя датчик латерально от средней линии. На глубине 80-100 мм находится основная ар­терия (OA). В этих со­судах кровоток в норме направлен от датчика.

Характер кровотока в интракраниальных со­судах существенно от­личается от кровотока в экстракраниальных артериях. В отличие от последних, кровоток в интракраниальных арте­риях имеет постоянный характер, не прекраща­ется даже во время диа­столы. Скорость диастолического кровотока значительная и составляет око­ло половины систолической, индекс пульсации - 0,8-1,2 (рис. 86).

Изменение скорости кровотока и его направления дает возможность об­наружить как морфологические, так и функциональные, изменения интра­краниальных сосудов. С помощью ТКД можно обнаружить стеноз или ок­клюзию мозговых сосудов, признаки коллатерального кровотока в пределах артериального (виллизиевого) круга большого мозга, степень его компен­саторных возможностей, вазоспастические и вазопаретические изменения сосудистой системы мозга.

По данным ТКД, незначительный стеноз внутричерепных сосудов уве­личивает МСК. Умеренный стеноз еще в большей степени повышает систо­лическую и диастолическую скорость, появляются признаки турбулентного кровотока, ИП снижается до 0,5-0,6. Когда стеноз превышает 75 %, доста­точно часто наблюдается уменьшение скорости кровотока дистальнее места стеноза.

Интракраниальный стеноз сопровождается появлением коллатераль­ного кровотока, который возникает в сосудах артериального круга мозга. Чаще всего наблюдается стеноз иВСА в области сифона. В таких случаях возникает компенсаторное перераспределение крови из противоположного полушария большого мозга через переднюю соединительную и переднюю мозговую артерии. Направление кровотока в последней изменяется. На­блюдается компенсаторный кровоток из НСА через ГА на стороне стеноза, который также сопровождается изменением направления кровотока. Ино­гда увеличивается скорость кровотока в ПА и OA. Часто стеноз возникает одновременно в нескольких сосудах. Диагностика таких случаев является достаточно сложной и требует опыта.

Острые и хронические нарушения мозгового кровообращения сопрово­ждаются различными по характеру расстройствами, которые определяются во время ТКД. У больных с преходящими нарушениями мозгового кро­вообращения чаще наблюдается локальное снижение, реже - повышение скорости кровотока. Около 33 % больных имеют признаки стенозирующе-го интракраниального поражения. У больных с ишемическим инсультом возникают распространенные гемодинамические изменения. Наблюдает­ся снижение или повышение скорости кровотока не только в пораженном бассейне, но и в других сосудах артериального круга мозга. Почти у 50 % больных обнаруживают признаки стеноза интракраниальных артерий. По­вторное обследование таких больных свидетельствует, что у подавляющего большинства из них в течение 10-14 сут происходит реканализация просве­та сосудов с нормализацией скорости кровотока.

Ввиду того, что метод ТКД является неинвазивным и высокоинформа­тивным, его использование у больных в острый период заболевания дает возможность проследить за динамикой изменений кровотока, уточнить ха­рактер сосудистого процесса, оценить эффективность лечебных мероприя­тий, а также реактивность церебральных сосудов.

Субарахноидальное кровоизлияние сопровождается в начале заболева­ния спазмом сосудов, который связывают с токсическим действием на их стенку продуктов распада гемоглобина. МСК повышается во всех сосудах артериального круга мозга. В частности, в СМА она возрастает до 200— 250 см/с и имеет высокую обратную корреляцию с диаметром сосуда по ангиографическим признакам. Ранняя диагностика спазма позволяет про­водить адекватные профилактические и лечебные мероприятия, предотвра­щать высокий риск осложнений.

У большинства больных с дисциркуляторной энцефалопатией отмеча­ется снижение скорости кровотока в церебральных сосудах, что свидетель­ствует о медленно прогрессирующем дефиците мозгового кровообращения. У пациентов с остеохондрозом шейного отдела позвоночника, который со­провождается спондилоартрозом, формированием задних и заднебоковых унковертебральных остеофитов, часто возникает экстравазальная компрес­сия ПА и симпатических позвоночных сплетений. ТКД обнаруживает сни­жение скорости кровотока в ПА и OA, а в тяжелых случаях признаки кол­латерального кровотока из каротидной системы через артериальный круг мозга в OA, на что указывает обратный или двунаправленный кровоток в ней. Метод является высокоинформативным для выявления интракрани-альной эмболии артериоартериального происхождения. Его применяют для мониторинга во время нейрохирургических операций. Использование ТКД в отделениях реанимации позволяет обнаруживать повышение внутриче­репного давления, диагностировать смерть мозга.

Одним из самых современных методов ультразвукового исследования интракраниальных сосудов является транскраниальное дуплексное скани­рование (ТДС) с цветным допплеровским картированием кровотока. Ис­следование проводят секторным датчиком с частотой 2 мГц, используя три стандартных доступа: транстемпоральный, трансорбитальный и трансок-ципитальный. Сначала в В-режиме получают изображение структур мозга на уровне артериального круга мозга, в режиме цветного допплеровского картирования кровоток окрашивается в красный (к датчику) или синий (от датчика) цвет. Полученное изображение сосудов артериального круга мозга дает возможность проводить коррекцию угла между ультразвуковым лучом допплеровского объема и направлением течения крови в артерии, что делает исследование скорости кровотока наиболее точным. ТДС позволяет измерять диаметр сосудов, МСК (систолическую) и ССК, а также рассчитать объем­ный мозговой кровоток. Трудности в определении диаметра интракраниаль­ных сосудов не дают возможность широко использовать показатель объемного кровотока в клинической практике. Стенозирующие изменения сосудов артериального круга большого мозга сопровождаются повышением скорости кровотока в них. R.W. Baumgartner и соавторы (1999) предлагают критерии определения степени стенозирования интракраниальных сосудов (табл. 4).

Методы визуализации мозговых структур

К новым рентгенорадиологическим методам, которые дают высококаче­ственную информацию относительно структурно функционального состоя­ния мозга в норме и при патологии, принадлежат компьютерная томография, магнитно-резонансные томография и спектроскопия, позитронная эмисси­онная томография, диффузионно-взвешенная и перфузионно-взвешенная магнитно-резонансная томография.

Компьютерная томография (КТ) мозга основывается на принципе об­разования изображения органов и тканей с помощью ЭВМ. Метод заключа­ется в том, что после прохождения лучей сквозь тело пациента они попадают не на экран, как в случае использования обычной рентгеновской аппаратуры, а на чувствительные детекторы, в которых возникают электронные импуль­сы. После усиления они передаются на ЭВМ, реконструируются и создают изображение объекта. Изображения органов и тканей при КТ получают на мониторе в виде поперечных срезов толщиной от 8 до 2 мм.

КТ имеет ряд преимуществ перед обычным рентгенологическим ис­следованием: позволяет дифференцировать отдельные органы и ткани, ко­торые отличаются по плотности в пределах 1-2 %, а на томограммах 4-го поколения - до 0,5 % (на обычных рентгенограммах этот показатель состав­ляет 10-20 %); обеспечивает четкое изображение органов и патологических очагов без наложения выше и ниже расположенных образований благодаря исследованию только в плоскости отдельного среза; дает точную количественную информацию о размерах, плотности отдельных органов и тканей или патологических образований; позволяет оценить не только состояние исследуемого органа, но и взаимоотношения патологического очага с при­легающими органами и тканями.

Диагностика с помощью КТ основывается на прямых рентгенологиче­ских симптомах, т. е. определении точной локализации, формы, размеров отдельных органов и патологического образования по показателям плотно­сти или абсорбции (показатель абсорбции - степень поглощения или ослаб­ления пучка рентгеновского излучения во время прохождения сквозь тело человека).

КТ дает возможность выявить патологические очаги диаметром 0,5-1 см. Для повышения диагностических возможностей проводится усиление изоб­ражения с помощью внутривенного введения рентгеноконтрастных веществ. В результате этого усиливается денситометрическое отличие между нормаль­ной и патологически измененной тканью (из-за разного кровенаполнения). Контрастирование имеет значение для дифференциальной диагностики до­брокачественных и злокачественных новообразований, для оценки характера и степени нарушения функции отдельных органов и систем.

КТ является одним из наиболее информативных методов диагностики сосудистых заболеваний мозга. В частности, верифицируются ишемические и геморрагические поражения мозга, достоверность диагностики которых в первые дни составляет соответственно 74 % и 98,7 %. Метод позволяет четко отличать геморрагию (участок повышенной плотности белого цвета; рис. 88) от инфаркта мозга (участки сниженной плотности темного цвета; рис. 89). Очаг кровоизлияния обнаруживают в первые часы после его возникновения, инфаркт - не раньше чем через 6-8 ч, чаще - в конце 1-х суток. Инфаркт полушария большого мозга определяется лучше, чем стволовой, и диффе­ренцируется в конце 1-х суток. С помощью КТ возможна прижизненная диагностика отдельных лакунарных инфарктов, которые выявляются как не­большие очаги сниженной плотности в глубоких структурах головного мозга. Обнаружены прямые и вспомогательные признаки дисциркуляторной энце­фалопатии различного генеза. Значительную роль играет КТ в диагностике церебральной аневризмы и субарахноидального кровоизлияния; достаточно четко верифицируется внутримозговая гематома. В случае ушиба головного мозга наблюдается сочетание участков сниженной плотности (зона некроза и отека тканей) и повышенной (зона геморрагии) плотности с реакцией ткани.

КТ позволяет достоверно диагностировать опухоль головного мозга и нередко определить правильный гистологический диагноз.

Для злокачественной опухоли характерны такие признаки: неравномер­ность плотности образования (чередование зон повышенной и сниженной плотности в середине опухоли); наличие зоны некроза, участков сниженной и повышенной плотности неправильной формы, обусловленных кровоиз­лиянием; местный и перифокальный отек белого вещества.

КТ-изображение абсцесса характеризуется кольцевидным повышением плотности. Такое кольцевидное образование (корона-эффект) может на­блюдаться и в случае злокачественной опухоли, однако только при абсцес­сах отмечается слоистость. Существенную роль КТ играет в диагностике воспалительных заболеваний головного мозга, гидроцефалии.

КТ используют для проведения математических расчетов во время вы­полнения стереотаксических операций. Неинвазивность этого метода обе­спечивает несомненные преимущества его над инвазивными методами ис­следования (ангиография, пневмоэнцефалография).

Магнитно-резонансная томография (МРТ). В настоящее время с КТ успешно конкурирует метод, который основывается на феномене ядерно-магнитного резонанса (ЯМР). Доказано, что некоторые ядерные частицы, которые находятся в магнитном поле, под действием импульса радиоволн определенной частоты выпускают долю поглощенной энергии в виде ра­диосигнала. Эффект ЯМР был открыт американскими исследователями F. Bloch и Е. Purcell (1946). Изображение головного мозга впервые было по­лучено Y. Holland в 1980 г.

Для проведения МРТ человека помещают в специально созданное маг­нитное поле. Под его влиянием в объекте будут резонансными только те зоны, напряжение магнитного поля которых будет точно совпадать с тре­бованиями резонанса. Если изменять местоположение участка резонанса (продвигая его по объекту), можно просканировать весь организм человека. При таком условии карта распределения вещества, выведенная на дисплей, образует MP-томограмму. Другой путь - облучение объекта импульсом, который содержит определенный спектр частот. В таком случае каждая частота будет соответствовать своему резонансному напряжению и станет возможным сразу получить информацию из большого объема тканей. Наи­более информативна для врача карта распределения протонов или воды в теле человека. С одной стороны, распределение протонов наиболее важ­ное, поскольку тело человека (в частности, мозговое вещество) состоит на 70 - 80 % из воды, с другой - большое количество протонов имеет высокий уровень сигнала и облегчает работу.

Ценность метода МРТ заключается в том, что физиологичные движения в организме человека (дыхание, сердечная деятельность, перистальтика ки­шок) существенно не влияют на изображение. Кроме того, не нужна специ­альная подготовка пациента к обследованию. Отсутствие видимых артефак­тов, обусловленных костными структурами и полостями, которые содержат газ, свидетельствует о преимуществе МРТ при исследовании задней череп­ной ямки, брюшной полости и области таза.

МРТ-аппаратура относительно простая с точки зрения технологии, не­сложная в обслуживании, может использоваться ежедневно. У пациентов, которые неоднократно находились под воздействием сильных магнитных полей радиочастотных импульсов, не выявлено увеличения частоты забо­леваемости. Преимуществом МРТ перед КТ являются более значительная информативность и высокое контрастирование.

Недостатком метода является то, что очаги обызвествления в тканях до определенных размеров не получают отображения. Применение МРТ в клинической практике ограничено из-за высокой стоимости аппаратуры и необходимости специального помещения.

Период, необходимый для получения изображения на современных ап­паратах, колеблется в пределах 130 мин (в среднем 24 мин на срез в зависи­мости от режима исследования). Пространственная разрешающая способ­ность метода достигает 0,2 см на изображениях глаза, позвоночника и др. Для сравнения рентгеновский компьютерный томограф фирмы «Сименс» дает пространственное разрешение 0,1 см.

Метод МРТ в последнее время все шире применяется в неврологии. Это объясняется возможностью получения трехмерного объекта без изменения его положения и передвижения сканирующего прибора. Таким образом, в от­личие от КТ можно получить изображение срезов в разных плоскостях (фрон­тальной и сагиттальной). Это важно для диагностики патологических процес­сов в головном мозге, на основании черепа, в задней черепной ямке, в участке краниовертебрального перехода. С помощью МРТ получают контрастное изо­бражение белого и серого мозгового вещества, а также ликворных пространств мозга в соответствии с градацией оттенков так называемой серой шкалы: жировая ткань на томограмме белая, потом, с нарастанием интенсивности цвета, головной мозг, спинной мозг, паренхиматозные органы, сосудистые стенки и мышцы. Воздух, кости, очаги обызвествле­ния, практически не дают MP-сигналов и выглядят черными. На MP-томограмме хорошо проявляются такие патологические процессы, как опухоль, киста, абсцесс, ишемические и геморрагические очаги (рис. 90). Признаки ишемии мозговой ткани на МР-томограмме обнаруживают через 6-7 ч еще до визуализации на КТ. В преде­лах инфаркта мозга, который развивается, можно четко увидеть гетерогенные зоны. В отличие от КТ, МРТ дает возможность диагностировать патологиче­ские процессы в стволе головного мозга и мозжечке.

MPT головного мозга на 3-й день от начала инсульта (Т₂-взвешенное изображение, аксиальная плоскость):

в левом полушарии мозжечка визуализируется участок гетерогенной интенсивности (показано стрелкой), обусловлен развитием геморрагического инфаркта с компрессией IV желудочка мозга и перифокальным отеком

Наблюдаются некоторые особенности МРТ опухолей головного мозга. Зна­чительную интенсивность изображения дает глиома (это объясняется большим содержанием мобильных протонов в опухоли). МРТ позволяет установить рас­пространение опухоли вдоль медиальной поверхности полушарий с проникно­вением ее в боковые желудочки мозга. В сравнении с КТ мозга на МРТ более четко констатируется непроникновение опухоли в полость черепа, однако ме­нее заметны костные спикулы. Доброкачественные опухоли - мснингиома, невринома VIII пары черепных нервов - в большинстве случаев характеризуются непродолжительностью релаксации в отличие от злокачественных опухолей. Более ин<}юрмативно в сравнении с КТ определение опухоли в участке турец­кого седла, задней черепной ямки. Эффективным также является применение КТ и МРТ в диагностике субдуральной гематомы. С помощью МРТ четко определяются пределы кровоизлияния, центральная его часть; можно увидеть участок отека вокруг кровоизлияния.

МРТ головного мозга (Т₂-взвешенное изображение, аксиальная плоскость) с контрастированием (а, б):

визуализируется менингиома больших размеров (показано стрелками) в задней черепной ямке

Эффективное применение МРТ для диагностики дегенеративных, вос­палительных процессов головного мозга, энцефалопатии, демиелинизи-рующих заболеваний. С помощью МРТ хорошо верифицируются очаги домиелинизании в структурах задней черепной ямки, определяются скле­ротические бляшки при рассеянном склерозе. Информативным является использование МРТ для диагностики сирингомиелии, компрессии спинного мозга.

Большое значение имеет МРТ в прижизненной диагностике лакунарных инфарктов в глубоких отделах полушарий большого моз­га, в области моста; при такой локализации очаги поражения определяются приблизительно в 90 % случаев. С помощью МРТ можно в 2,5 раза чаще, чем на КТ, визуализировать очаговые поражения мозга при наличии тран-зиторных ишемических атак. Важным преимуществом МРТ является воз­можность определять поражение даже мелких артерий головного мозга (аа. lenticulostriata, chorioidea и др.).

МРТ головного мозга через 10 ч от начала заболевания (аксиальная плоскость, срезы на уровне тел боковых желудочков):

на Т₂-взвешенном изображении выявлены множественные очаги перенесенных лакунарных инфарктов с обеих сторон (показано стрелками)

МРТ головного мозга через 46 ч от начала развития лакунарного инфаркта (аксиальная плоскость, срезы на уровне тел боковых желудочков):

а - в Т₂-взвешенном изображении на фоне множественных гиперинтенсивных очагов (показано стрелками) свежий ишемический очаг выделить тяжело; б - ДВ МРТ - опреде­ляется свежий ишемический очаг лакунарного инфаркта в задних отделах тела хвостатого ядра и прилегающей задней ножки внутренней капсулы справа (показано стрелками) со сниженным коэффициентом диффузии

Диффузионно-взвешенная (ДВ) МРТ была впервые описана Carг и Purcell в 1954 г. В 1975 г. P. Mansfield развил эхо-планарные изображения, которые стали основанием для внедрения ДВ изображений в клиническую практику. Методика ДВ МРТ основывается на случайном движении водных молекул, которое обусловливает контрастное изображение. Молекулы внутриклеточной воды в тканях двигаются беспорядочно, сталкиваясь одна с другой, и проходят через клеточные мембраны. Такой тип движения молекул известен как диф­фузия. Диффузия характеризуется коэффициентом диффузии (D) - средним квадратом расстояния, которое проходят молекулы за единицу времени. На практике коэффициент диффузии точнее определяется как измерительный ко­эффициент диффузии - ИКД (apparent diffusion coefficient - ADC).

Исследование на животных и клинический опыт показали, что MP* томограммы с возможностью получения ДВ-изображения это самая со­временная техника для выявления ишемии головного мозга человека в тече­ние первых часов после ее возникновения и до патологического изменения сигнала на Т₂-взвешенных изображениях. Острая ишемия головного мозга обусловливает снижение диффузии жидкости в ишемизи-рованной ткани головного мозга. Ограничение диффузии воды возникает в результате недостаточности энергии, связанной с потерей тканевой АТФ, снижением активности Na+/K+-ATO-азы, ослаблением функции натрий-калиевой помпы и возникновением цитотоксического отека ишемизирован-ной ткани мозга. В дальнейшем это приводит к аккумуляции внутриклеточ­ной воды и уменьшению ее объема во внеклеточном пространстве. Ткань, в которой диффузия воды снижается, может быть быстро обнаружена (как ги­перинтенсивная зона) на ДВ MP-изображении. Эти изменения сигнала ото­бражают снижение ИКД воды в ишемизированной ткани головного мозга.

Таким образом, визуализация инфарктного ядра на эхо-планарном ДВ MP-изображении основывается на избыточном накоплении ишемизирован­ной тканью мозга внутриклеточной воды (из-за ограничения диффузии), которая проявляется гиперинтенсивным MP-сигналом на ДВ-изображении и гипоинтенсивным сигналом ИКД на картах (из-за снижения коэффици­ента диффузии). ИКД диффузии отображает тонкие структурные и функ­циональные изменения в головном мозге. Высокий MP-сигнал на ДВ МР-изображении появляется раньше изменений, которые наблюдаются при использовании КТ и МРТ в Т₂-взвешенном изображении. Снижение ИКД позволяет различить множественные инфаркты, определить новые очаги прогрессирующего инфаркта мозга.

Вторая современная чувствительная методика не про визуализации головного мозга - перфузионно-взвешенная (ПВ) МРТ, которая дает ин-

формацию о гемодинамическом состоянии ткани мозга и может об­наружить нарушение перфузии в участке инфарктного ядра и в окру­жающих коллатеральных участ­ках. Поэтому в течение первых 1-6 ч после развития инсульта расстройства перфузии на ПВ-изображении, как правило, шире, чем на ДВ-изображении.

ПВ-изображения (ПВ МРТ или КТ) позволяют обнаруживать гипо-перфузионные участки головного мозга при наблюдении транзита быстро введенного контрастного вещества или магнитного маркера водных моле­кул через артериальную кровь головного мозга. В участках, расположенных дистальнее артериальной окклюзии, поступление контрастного вещества или маркирующих водных молекул может быть замедленным. Результи­рующая кривая «сигнал-время» может превратиться в кривую «концентра­ция-время», по которой можно определить функции, которые отображают региональную перфузию. Для получения ПВ MP-изображения использу­ют разные контрастные вещества, которые содержат хелаты гадолиния. В частности, чаще всего применяют гадолиний, учитывая эффект воспри­имчивости, возникающий в прилегающих тканях и снижающий время Т₂-взвешенного изображения, которое определяется низким сигналом при со­ответствующих последовательностях. Итоговое изменение сигнала зависит от нескольких факторов, которые включают количество контраста гадоли­ния в области предполагаемого очага поражения.

В клинической практике чаще используют только ДВ-изображение, зна­чительно реже - комбинацию ДВ- и ПВ-изображения, еще реже - только ПВ-изображение. ПВ- и ДВ-изображения отображают ишемические изме­нения в первые 1-6 ч после развития ишемического инсульта, т. е. до появле­ния структурно-морфологических изменений ткани мозга. Допускают, что ПВ- и ДВ МРТ являются эффективными методами для прогнозирования клинических последствий острого инфаркта, а диффузионно-перфузионные несоответствия ДЗ/ПЗ отображают размеры жизнеспособной ткани ише-м и ческой полутени, т. е. ткани с риском развития инфаркта.

Следовательно, так называемое диффузионно-перфузионное несоответ­ствие определяется как разница между значительными изменениями на кар­тах ПВ МРТ и меньшими изменениями на ДВ МРТ. ДВ МРТ в сочетании с ПВ МРТ достаточно информативна для ранней детекции пораженного участка мозга и ишемической полутени (пенумбры), она имеет важное зна­чение в решении вопроса целесообразности проведения тромболизиса после острого ишемического инсульта.

Магнитно-резонансная спектроскопия (МРС) основывается на тех же физических принципах, что и МРТ. Однако, если для получения МР-томограммы нужно изменение гомогенности внешнего магнитного поля, то для МРС необходимо именно гомогенное магнитное поле в участке исследо­вания. Радиоволны, которые высвобождаются ядрами разных химических элементов, превращаются в спектры, которые отображают концентрацию этих элементов. Метод МРС высокоинформативный, основан на измере­нии спектров разных химических элементов.

С помощью МРС возможно проведение дистантного нейрохимического анализа метаболических изменений денервированной ткани в норме и при различных патологических состояниях на субмолекулярном уровне. Этот метод позволяет определить внутриклеточный рН мозга, концентрацию аминокислот, липидов, гликогена и других метаболитов.

Среди всех методов группы Neuroimaging МРС дает возможность в наибо­лее ранние сроки диагностировать ишемию мозга, признаки которой появля­ются уже через 30 мин после развития. Информативный этот метод также для ранней диагностики отека головного мозга ишемической природы. Обнару­жено, что в зоне ишемии и соответствующем участке противоположного по­лушария мозга внутриклеточный рН смещается в сторону алкалоза, что рас­ценивают как неблагоприятное условие для восстановления неврологических функций. Существенные изменения метаболизма высокоэнергетических фосфатов обнаружены с помощью МРС и при мультиинфарктной деменции.

Перспективным является применение МРС в нейроонкологии. Во вре­мя обследования методом ³¹Р-МРС выявляется смещение рН в щелочную сторону с ростом степени малигнизации. Этот метод можно использовать также для оценки эффективности лечения опухолей головного мозга, вы­бора самого адекватного терапевтического режима.

Большое значение имеет применение МРС в детской неврологии. Метод дает возможность обнаружить метаболические нарушения, характерные для це­ребральной гипоксии, и успешно осуществить их коррекцию. С помощью МРС можно получить значимую информацию также при церебральной атрофии и ме­нингите. Эффективным является использование МРС с прогностической целью: во время асфиксии в родах сначала повышена концентрация неорганического фосфата и снижен уровень фосфорилкреатина. При улучшении клинической картины эти показатели нормализуются. Метод позволяет объективизировать смерть мозга на основании отсутствия в ткани АТФ или фосфорилкреатина.

Перспективным является применение метода МРС в диагностике не­которых нервно-мышечных заболеваний, а также для наблюдения за мета­болическими сдвигами в мышцах под воздействием лечения. Считают, что наиболее ранняя диагностика врожденных дефектов метаболизма нервной ткани станет возможной в случае распространения ³¹Р-МРС.

Широкое использование МРС в нейрофармакологии позволит изучать кон­центрации меченых фармакологических препаратов в сосудистом русле различ­ных органов, в том числе в мозге. С помощью ²³Na- и ³⁹К-МРС принципиально возможны исследования процессов на клеточно-мембранном уровне, в частности изменений калий-натриевых взаимоотношений внутри клетки и снаружи.

В связи с отсутствием ионизирующего излучения методика МРС безвред­на. Потенциальные диагностические возможности ее в различных отраслях медицины, в том числе и неврологии, очень большие. Последующее усовершен­ствование техники МРС будет способствовать повышению чувствительности и специфичности метода, позволит изучать церебральный метаболизм, основы­ваясь на спектральном анализе самых разнообразных химических элементов.

Позитронная эмиссионная томография (ПЭТ) один из методов, ко­торые совмещают возможности КТ и радиоизотопной диагностики для ис­следования регионарного метаболизма и кровообращения головного мозга. Принцип метода заключается во введении в организм человека (с едой, воз­духом, внутривенно) фармакологических препаратов, содержащих малое количество изотопа, который недолго существует. После распространения соединения внутри организма снимается карта распределения изотопа позитронно-эмиссионная томограмма. Физический метод ПЭТ заключа­ется в следующем: изотоп выпускает позитроны, каждый из которых после пробега нескольких миллиметров взаимодействует с электроном, излучая два гамма-кванта, которые разделяются под углом 180°. Специальные детек­торы регистрируют время появления гамма-квантов. С помощью получен­ных данных рассчитывается местоположение источника излучения, которое выводится на дисплей обычным для КТ способом.

Пространственный спектр ПЭТ меньше, чем рентгеновская или МР-томография (составляет несколько миллиметров), однако способность ре­гистрировать отдельные пары гамма-квантов обеспечивает очень высокую его чувствительность. Прибор способен регистрировать минимальные из­менения концентрации изотопа, а следовательно и наименьшие изменения связанного с ним фармакологического агента. В этом заключается диагно­стическая ценность метода. ПЭТ основывается на использовании недолго-существующих изотопов (¹¹С, ¹³N, ¹⁵0, ¹⁸Р и т. п.), которые входят в состав метаболитов мозга (глюкозы, аминокислот, нейротрансмиттеров).

Метод неинвазивный, отсутствие остаточного ионизирующего излуче­ния делает его безопасным для больных и поэтому позволяет наблюдать за ними в динамике. Однако ПЭТ нуждается в выполнении определенных технических требований: источник, который генерирует изотопы, должен находиться вблизи томографа.

Одним из важных направлений использования ПЭТ является изучение сосудистой патологии головного мозга. Нарушение перфузии мозга с помо­щью ПЭТ определяется сразу после развития ишемии, которая значительно опережает возможности МРТ и КТ-верификации. Применяя ПЭТ, можно ис­следовать не только мозговой кровоток, но и церебральный метаболизм, что позволяет своевременно проводить коррекцию этих нарушений. В частности, ПЭТ дает информацию об изменениях регионарного мозгового кровотока, общего объемного кровотока, скорости метаболизма по кислороду и глюко­зе. Изучение этих показателей дает возможность обнаружить отличия между зоной инфарктного ядра и ишемической полутенью (где нейроны еще жизне­способны), а также участками мозга с нормальными показателями метаболиз­ма и кровотока. Благодаря ПЭТ определены параметры мозгового кровотока, в пределах которых сохраняется жизнеспособность нейронов, а также про­ведена сравнительная характеристика компенсированной (гипоксической) и необратимой (ишемической) гипоперфузии ткани мозга. По данным ПЭТ, ишемический инсульт в 75 % случаев сопровождается появлением зон гипо­перфузии, области гиперперфузии ткани мозга выявляются реже.

Метод ПЭТ применяют для углубленного изучения эпилепсии, уточнения особенностей церебрального метаболизма и кровообращения в эпилептогенном очаге. Разработаны критерии показаний к хирургическому лечению эпилеп­сии. Перспективно использование ПЭТ для исследования опухолей головного мозга, сосудистых мальформаций. Достижением последнего времени является изучение особенностей метаболизма при наличии нервно-психических заболе­ваний. ПЭТ, невзирая на необходимость проведения исследований вблизи ци­клотрона (в связи с использованием недолгосуществующих изотопов), имеет большие перспективы в клинике как исключительно информативный и безо­пасный метод изучения функций головного мозга.

Перфузию ткани можно оценивать, используя и другие радиологические ме­тодики: однофотонную эмиссионную компьютерную томографию (ОФЭКТ), ксеноновую КТ, МРТ, транскраниальную перфузионную допплерографию.