Острый ишемический инсульт: клинико-КТ-перфузионное исследование
←
→
Транскрипция содержимого страницы
Если ваш браузер не отображает страницу правильно, пожалуйста, читайте содержимое страницы ниже
На правах рукописи
Сергеев Дмитрий Владимирович
Острый ишемический инсульт:
клинико-КТ-перфузионное исследование
14.01.11 – нервные болезни
14.01.13 – лучевая диагностика, лучевая терапия
АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание ученой степени
кандидата медицинских наук
Москва 2010
Работа выполнена в Учреждении Российской академии медицинских наук Научном центре неврологии РАМН. Научные руководители: доктор медицинских наук, профессор Пирадов Михаил Александрович кандидат медицинских наук Кротенкова Марина Викторовна Официальные оппоненты: доктор медицинских наук, профессор Кадыков Альберт Серафимович доктор медицинских наук, профессор Юдин Андрей Леонидович Ведущая организация: Московский областной научно-исследовательский клинический институт им. М. Ф. Владимирского Защита состоится «30» ноября 2010 года в 12.00 на заседании Диссертационного совета Д 001.006.01 при Научном центре неврологии РАМН по адресу: 125367, г. Москва, Волоколамское шоссе, д. 80. С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке НЦН РАМН по адресу: 125367, г. Москва, Волоколамское шоссе, д.80. Автореферат разослан « » октября 2010 года. Ученый секретарь Диссертационного совета по защите кандидатских и докторских диссертаций Д 001.006.01, кандидат медицинских наук М. А. Домашенко
Общая характеристика работы
Актуальность проблемы. Ишемический инсульт является одной из ведущих
причин заболеваемости, смертности и инвалидизации во всем мире [Суслина, 2007].
Принципиальное значение для развития помощи больным инсультом имеет изучение
острого периода заболевания. Для ишемических нарушений мозгового кровообращения,
доля которых в структуре всех видов инсультов составляет до 80%, это особенно важно,
поскольку восстановление мозгового кровотока с помощью наиболее эффективных
терапевтических и хирургических вмешательств, а также применение нейропротекторных
препаратов при острой фокальной ишемии мозга наиболее оправдано на начальных этапах
развития инсульта [Суслина, Пирадов, 2008; Adams, 2007]. Ключевым звеном патогенеза
ишемического повреждения мозга является церебральная гипоксия вследствие локального
снижения мозгового кровотока. Оценив выраженность дефицита кровотока, можно
определить размер очага необратимого повреждения и окружающей его зоны временно
жизнеспособной ткани, и в итоге – конечного размера инфаркта.
В настоящее время в клиническую практику внедряются методы, позволяющие
количественно измерить мозговой кровоток. «Золотым стандартом» в этом плане
признана позитронно-эмиссионная томография (ПЭТ), которая, вследствие ряда
технических особенностей, может быть выполнена лишь в небольшом числе
исследовательских центров и до сих пор остается в основном исследовательской, а не
клинической методикой [Heiss, 1994]. Более адаптированными к повседневной практике
невролога являются перфузионная компьютерная томография (ПКТ) и перфузионно-
взвешенная магнитно-резонансная томография, которые в настоящее время доступны в
большинстве крупных клиник [Latchaw, 2003; Wintermark, 2005].
Наиболее универсальным и приближенным к реальной клинической ситуации
методом, способным дать количественную оценку мозгового кровотока, представляется
ПКТ. Эта технология базируется на динамическом рентгеновском сканировании
головного мозга по мере прохождения контрастного вещества по интракраниальным
сосудам и позволяет изучить мозговой кровоток на тканевом уровне, будучи лишенной
при этом традиционных недостатков МР-исследования [Miles, 2007]. Бесконтрастная
компьютерная томография (КТ) головы в сочетании с клиническим осмотром признана
международным стандартом диагностики инсульта [Masdeu, 2006], введение же в
рутинный протокол КТ-исследования ПКТ увеличивает длительность исследования всего
на 15 мин, при этом позволяя неврологу при этом получить детальные сведения о
состоянии кровотока в пораженной области мозга [Shetty, 2006].
3
Перфузионная КТ разрабатывалась с целью облегчения поиска ответов на
основные вопросы, возникающие у врача при диагностике инсульта в острейшем периоде:
имеется ли у пациента ишемический очаг и если да, то имеется ли в этом очаге
жизнеспособная ткань, в отношении которой целесообразно применять реперфузионные
вмешательства. Было установлено, что точность выявления ишемического очага при ПКТ
в острейшем периоде значимо выше, чем при обычной КТ [Wintermark, 2005].
Чувствительность метода при применении в первые часы после начала инсульта
составляет более 90%, а специфичность приближается к 100% [Koenig, 1998, 2000].
Рядом исследователей были предложены различные пороговые значения, которые
позволяют четко дифференцировать «пенумбру» и «ядро» инфаркта в острейшем периоде
заболевания [Koenig, 2001; Murphy, 2008; Wintermark, 2006]. В настоящее время делаются
попытки использовать перфузионную КТ в качестве диагностического средства,
позволяющего выделить пациентов для проведения интервенционной реперфузии [Donnan,
2009; Ebinger, 2009; Parsons, 2009]. В то же время остаются недостаточно изученными
возможности применения ПКТ для оценки состояния мозгового кровотока на различных
стадиях инсульта в отсутствие тромболитической терапии, для оценки динамики
репаративных процессов, эффективности проводимых лечебных мероприятий и
прогнозирования исхода заболевания. В связи с этим изучение течения ишемического
инсульта с использованием ПКТ в качестве метода диагностики и мониторинга
представляется актуальной исследовательской задачей.
Цель исследования: изучение динамики КТ-перфузионных изменений головного
мозга у больных с острыми полушарными ишемическими инсультами.
Задачи исследования:
1. Изучить характер нарушений мозгового кровотока по данным ПКТ в острый
период ишемического инсульта;
2. Определить КТ-перфузионные характеристики очага ишемии в соотнесении с
изменениями, выявленными при диффузионно-взвешенной (ДВ) магнитно-
резонансной томографии (МРТ), и связь этих изменений с клиническими
проявлениями заболевания;
3. Проанализировать изменения параметров ПКТ и их связь с течением
заболевания;
4. Разработать прогностические критерии течения острого ишемического
инсульта на основе выявленных при ПКТ изменений мозгового кровотока.
Научная новизна: впервые проведено комплексное исследование течения
полушарного ишемического инсульта, включая его подтипы, с оценкой изменения
4
количественных параметров мозгового кровотока и объемов очагов повреждения мозга
при помощи наиболее совершенных методов нейровизуализации (ПКТ и ДВ МРТ).
Определены перфузионные характеристики, отражающие различные зоны ишемического
очага. Даны количественные характеристики процесса восстановления кровотока в
ишемизированной ткани в течение первых 10 суток заболевания. Определен предиктор
необратимого повреждения мозговой ткани при инфарктах мозга – относительный
коэффициент церебрального объема крови (КCBV), позволяющий с чувствительностью
89% и специфичностью 75% предсказать трансформацию зоны обратимой ишемии в зону
некроза.
Практическая значимость: установлена высокая чувствительность перфузионной
КТ для диагностики ишемических инсультов в острейшем периоде и ее значимость для
определения прогноза заболевания и мониторирования состояния мозгового кровотока в
течение острого периода заболевания. Определены КТ-перфузионные характеристики,
описывающие зону ишемических нарушений в целом и соответствующие зоне
необратимо нарушенного кровотока, что подтверждено результатами ДВ МРТ. Описана
картина восстановления кровотока в очаге ишемии. Доказано, что с помощью ПКТ можно
предсказать вероятность трансформации зоны ишемии в зону некроза или
восстановление ее жизнеспособности. Установлен показатель (относительный индекс
церебрального объема крови – КCBV), позволяющий наиболее точно предсказать
трансформацию ишемизированной ткани в зону необратимых изменений.
Основные положения, выносимые на защиту:
1. Характерные изменения на перфузионной КТ позволяют выявить ишемический
очаг в первые сутки от начала инсульта. При этом ПКТ дает возможность
оценить распространенность дефицита кровотока в ткани мозга, размер
которого превышает размер зоны структурных изменений.
2. Изменения на ПКТ четко коррелируют с клиническими данными: чем больше
зона снижения кровотока, тем более выражен неврологический дефицит и хуже
течение заболевания.
3. ПКТ является самостоятельным методом, позволяющим продемонстрировать
неоднородность зоны ишемии ткани мозга. Выделяемая с помощью ПКТ зона
«пенумбры» имеет определенные отличия от зоны «некроза» и выявляется у
пациентов с бóльшим размером ишемического очага.
5
Материал и методы исследования
Пациенты. Обследовано 30 пациентов с полушарным ишемическим инсультом в
возрасте от 33 до 75 лет [медиана возраста 59 лет, межквартильный размах 51 - 71], из них
9 женщин (30%) и 21 мужчина (70%). Сроки госпитализации всех больных с момента
начала заболевания до поступления в Научный центр неврологии РАМН составили менее
24 ч.
Методы. Пациентам проводилось клиническое обследование, включающее
физикальный осмотр и оценку неврологического статуса. Для формализованной оценки
неврологического дефицита, которая проводилась с целью дальнейшей статистической
обработки клинических данных, использовалась общепринятая шкала инсульта
Национального института здоровья США (NIHSS) [Brott, 1989], по которой легкому
инсульту соответствовала оценка от 1 до 7 баллов, инсульту средней тяжести – от 8
баллов до 16 баллов включительно, и тяжелому инсульту – свыше 16 баллов. Оценка
неврологического статуса по NIHSS проводилась при поступлении пациента и в динамике
на 3-е и 10-е сутки от начала заболевания.
С целью верификации ишемического очага, уточнения его размеров и локализации
всем пациентам при поступлении выполнялось МРТ-исследование в режиме
диффузионно-взвешенного изображения, позволяющего уже в первые минуты от начала
заболевания выявить признаки церебральной ишемии. [Johansen-Berg, 2009] Исследование
проводилось на томографах Magnetom Symphony и Magnetom Avanto, Siemens AG
(Германия) с величиной магнитной индукции 1,5 Т. Площадь инфаркта вычислялась на
срезе с максимальным размером зоны ишемии с помощью программы ImageJ версии 1.38x
(Национальный институт здоровья США).
Оценка перфузионных характеристик ткани головного мозга при ишемическом
инсульте проводилась с помощью перфузионной КТ, которая выполнялась всем
пациентам при поступлении, на 3-и и 10-е сутки от начала инсульта. В исследовании
использовался протокол ПКТ при первом прохождении контрастного вещества (КВ),
заключающийся в динамическом сканировании (вращение рентгеновской трубки без
перемещения стола томографа) исследуемых областей со скоростью 1 срез в секунду
через 5 с после начала внутривенного введения йодсодержащего КВ [йогексол (Омнипак,
ДжиИ Хэлскеа Ирландия), объем 40 мл, скорость введения 5 мл/с]. Сканирование
проводилось на уровне ишемического очага, определенного с помощью предварительно
выполненного ДВ МРТ. Результатом сканирования являлись 180 КТ-изображений в
аксиальной плоскости, соответствующих 4 срезам мозговой ткани толщиной 0,5 см,
6
которые отражали прохождение КВ по микроциркуляторному руслу в течение 45 с. Для
оценки параметров церебральной перфузии рассчитывались артериальная и венозная
функции (проекции артерии и вены определялись автоматическим методом). С помощью
деконволюционного метода формировались графики «время-плотность», на основании
которых строились карты перфузионных параметров. Значения перфузионных параметров
оценивались в областях интереса в форме окружности диаметром 10 мм. Значения
площади очагов рассчитывались и анализировались для среза с максимальным размером
зоны ишемии на ДВ МРТ. ПКТ-исследование выполнялось с помощью 16-срезового
мультиспирального компьютерного томографа Philips Brilliance 16P (компания Royal
Philips Electronics, Голландия ) и автоматического инжектора КВ CT 9000 ADV (компания
Mallinckrodt, США).
Инструментальное обследование, основной целью которого было определение
подтипа ишемического инсульта, включало в себя исследование системы гемостаза, ЭКГ,
дуплексное сканирование магистральных артерий головы и транскраниальное дуплексное
сканирование, при необходимости - УЗИ сердца, КТ- или МР-ангиография
интракраниальных артерий.
Статистический анализ проводился с использованием методов оценки
непараметрических данных с вычислением медианы и межквартильного интервала (25-й –
75-й процентили) при описательной статистике количественных признаков, критерия
Уилкоксона при сравнении 2 связанных признаков, непараметрического дисперсионного
анализа по Фридмену при сравнении >2 связанных признаков, критерия Манна-Уитни при
сравнении 2 несвязанных признаков, критерия Краскелла-Уоллиса при сравнении >2
связанных признаков, поправки Бонферрони при множественных сравнениях, метода
ранговой корреляции по Спирмену; применялась программа Statistica версии 6.0
(компания StatSoft Inc., США, 2001). Анализ с использованием ROC-кривых проводился с
помощью пакета Attestat версии 10.6.1, И. П. Гайдышев, 2009) и Интернет-калькулятора
для построения ROC-кривых JROCFIT версии 1.0.2/JLABROC4 версии 1.0.1 (Johns
Hopkins University, США, 2007).
Результаты исследования и их обсуждение
Клинические данные
У обследованных пациентов средняя выраженность неврологического дефицита
при поступлении составляла 11,5 баллов по NIHSS (7,3 – 16,0 баллов; здесь и далее в
скобках указан межквартильный размах). Распределение больных по степени тяжести
инсульта представлено в таблице 1.
7
Таблица 1. Распределение пациентов по степени тяжести инсульта
Тяжесть инсульта Количество пациентов (доля)
Легкий (16 баллов по NIHSS) 7 (23%)
В клинической картине преобладали двигательные нарушения – гемипарез
различной степени выраженности, который встречался у 95% пациентов, а также
нарушения речи (афазия у 53% пациентов, дизартрия у 32% пациентов). У трети
пациентов отмечалось угнетение уровня сознания до оглушения (37%). Поражение
черепных нервов встречалось у 90% пациентов, нарушения чувствительности – у 82%
больных.
Среди фоновой патологии наиболее часто наблюдалась артериальная гипертония
(84%), атеросклероз с поражением магистральных артерий каротидной системы (79%),
нарушения ритма сердца, как правило, фибрилляция предсердий и экстрасистолия (58%),
сахарный диабет 2 типа (26%), реже - структурные изменения сердца, такие как открытое
овальное отверстие (2 случая), миксома ушка левого предсердия (1 случай),
инфекционное поражение клапанного аппарата сердца (бактериальный эндокардит –
1 случай) и нарушения свертывающей системы крови (антифосфолипидный синдром –
2 случая; Рис. 1).
Рисунок 1. Частота важнейших фоновых заболеваний у пациентов с
ишемическим инсультом
Сахарный диабет 2-го типа
26%
58% Нарушения ритма сердца
79%
84% Атеросклероз
0% 20% 40% 60% 80% 100% Артериальная гипертония
В результате анализа клинической картины заболевания и данных лабораторных и
инструментальных методов исследования установлено следующее распределение
пациентов по подтипам ишемического инсульта (Рис. 2): кардиоэмболический подтип –
17 пациентов (57%), атеротромботический подтип – 12 пациентов (40%), лакунарный
инсульт – 1 пациент (3%).
8
Рисунок 2. Частота подтипов ишемического инсульта
3%
Л
40%
А К 57%
КЭИ – кардиоэмболический инсульт, АТИ – атеротромботический инсульт, ЛИ – лакунарный инсульт
В течение 10 дней исследования умерло 2 пациента: мужчина 74 лет и женщина 75
лет с исходной оценкой по NIHSS 21 балл и 19 баллов, соответственно. Причиной смерти
в обоих случаях стал отек головного мозга. У остальных пациентов в течение острого
периода заболевания в целом отмечался регресс неврологической симптоматики: на 3-е
сутки от начала заболевания средняя оценка по NIHSS составляла 10,5 баллов (6,0 – 16,5
баллов), на 10-е сутки - 8,5 баллов (3,8 – 11,8 баллов) (различия между 1-ми, 3-ми и 10-ми
сутками заболевания были статистически значимыми, p
Характер изменений параметров ПКТ объясняется патофизиологическими
механизмами нарушения кровотока в зоне ишемии. Известно, что при небольшом
снижении церебрального перфузионного давления (ЦПД) отмечается компенсаторное
расширение церебральных артериол и снижение сосудистого сопротивления, что
сопровождается повышением МТТ и CBV при неизмененном CBF. При дальнейшем
снижении ЦПД механизмы ауторегуляции перестают функционировать, расширение
церебральных сосудов уже не в состоянии обеспечить достаточную перфузию, что
приводит к снижению CBF и CBV [Miles, 2007]. В нашем исследовании были
представлены пациенты в острейшем периоде инсульта с уже сформировавшимся
ишемическим очагом, поэтому к моменту проведения ПКТ мы наблюдали снижение CBF
и CBV наряду с увеличением MTT в зоне ишемии. Это указывает на срыв ауторегуляции
мозгового кровообращения, в т.ч. в результате окклюзии приносящего сосуда. Таким
образом, наблюдаемая нами картина перфузионных изменений соответствовала
имеющимся представлениям о патофизиологических процессах, характерных для
острейшего периода церебральной ишемии.
Размер очага с измененными перфузионными параметрами составлял в среднем
2836,0 мм2 [1415,0 - 3863,0], 1129,0 мм2 [665,0 - 2184,0] и 2807,0 мм2 [1492,0 - 4222,0] для
CBF, CBV и MTT, соответственно. Нами была установлена четкая взаимосвязь между
размером ишемического очага (на ДВ МРТ и ПКТ) и выраженностью неврологического
дефицита на протяжении всего острейшего периода инсульта: статистически значимая
положительная корреляция между размером зоны снижения мозгового кровотока и
оценкой по NIHSS в 1-е сутки (r = 0,69, r = 0,64 и r = 0,65 для CBF, CBV и MTT,
соответственно; pb) На 10-е сутки от начала заболевания
NIHSS3 NIHSS3 NIHSS3
CBF CBV MTT
r = 0,62; pсутками (p = 0,015) и отмечалась тенденция к ее уменьшению в интервале между 3-ми и
10-ми сутками (p = 0,019). Наблюдалась также тенденция к уменьшению зоны сниженного
CBF через 10 дней по сравнению с 1-ми и 3-ми сутками инсульта (p = 0,020 и p = 0,023,
соответственно). Размер очага измененного MTT не изменялся (p>0,017 для всех
сравнений). (Рис. 5).
Рисунок 5. Изменения площади зон нарушения перфузии на протяжении первых
10 суток инсульта
Площадь очага, мм2
8000 8000 8000
7000 7000 7000
6000 6000 6000
5000 5000 5000
4000 4000 4000
3000 3000 3000
2000 2000 2000
*
1000 1000 1000
0 0 0
CBF1 CBF2 CBF3 CBV1 CBV2 CBV3 MTT1 MTT2 MTT3
a) b) c)
a) 1 сутки инсульта; b) 3 сутки инсульта; c) 10 сутки инсульта
* Значимые различия между размерами очага на карте CBV между 1-ми и 10-ми сутками, p = 0,015.
Исходно изменения на ПКТ отсутствовали у 2 пациентов c наиболее легким
инсультом (атеротромботический и кардиоэмболический подтип; первоначальная оценка
по NIHSS – 5 и 6 баллов, соответственно). На 3-и сутки от начала заболевания отмечалось
восстановление нарушенного мозгового кровотока в зоне инфаркта еще у 3 пациентов с
лакунарным, атеротромботическим и кардиоэмболическим подтипами инсульта(всего
вместе с первыми двумя больными – у 17%) (Рис. 6). На 10-е сутки от начала инсульта
восстановление мозгового кровотока произошло в общей сложности у 9 пациентов (всего
30%), в т.ч. у 4 пациентов с атеротромботическим, у 4 пациентов с кардиоэмболическим и
у 1 пациента с лакунарным подтипом инсульта. В 2 случаях при инсульте
кардиоэмболического подтипа у пациентов развилась геморрагическая трансформация
инфаркта, в связи с чем завершающее исследование ПКТ у них не проводилась. Регресс
неврологического дефицита отражал исчезновение очагов измененной перфузии.
Проведен анализ с целью выделения клинических или визуализационных
признаков, по которым пациенты с восстановлением церебрального кровотока в первые 10
суток отличаются от пациентов с сохраняющимся перфузионным дефицитом. В
результате исследования между этими группами не было выявлено значимых различий ни
по исходной степени тяжести инсульта по NIHSS (p = 0,27), ни по площади очага на ДВ
МРТ (p = 0,61), ни по площади зоны снижения CBV (p = 0,93). В то же время отмечалась
12тенденция к уменьшению размеров зон сниженного CBF и увеличенного MTT в группе
пациентов без очагов к 10-м суткам (p = 0,07 для обоих сравнений). При этом не было
найдено отличий между группами по частоте распределения больших, средних и малых
инфарктов (по данным ДВ МРТ в соответствии с классификацией Н. В. Верещагина и
соавт., 1986; p >0,05). Следует отметить, однако, что среди пациентов, у которых к 10-м
суткам не наблюдалось очагов сниженной перфузии, большой инфаркт отмечался лишь у
одного больного, тогда как в группу больных с наличием очагов сниженной перфузии
входило 4 пациента с большими инфарктами. Эти две группы пациентов не отличались и
по распределению в них пациентов по подтипам инсульта: в группе с сохраняющимися к
10-м суткам перфузионными нарушениями количество пациентов с кардиоэмболическим
и атеротромботическим инсультом, у которых к 10-м суткам сохранялись очаги на ПКТ,
было 9 и 7 (56% и 44%, соответственно), тогда как в группе без очагов на ПКТ-картах
число пациентов с кардиоэмболическим и атеротромботическим подтипом инсульта
составило по 4 человека, в нее также вошел один пациент с лакунарным инсультом (44%,
44% и 1%, соответственно). На основании проведенных исследований вероятнее всего
восстановление кровотока следует ожидать у пациентов с меньшим размером
ишемического очага или с хорошо развитым коллатеральным кровообращением.
Рисунок 6. Восстановление кровотока по данным ПКТ к 3-м суткам инсульта
ДВ МРТ
a)
b)
c)
a) 1 сутки инсульта b) 3 сутки инсульта; c) 10 сутки инсульта
Отмечается исчезновение перфузионного дефицита в зоне, соответствующей ишемическому очагу на ДВ
МРТ к 3-м суткам заболевания и увеличение CBF и CBV в этой зоне (гиперперфузия) к 10-м суткам.
13Результаты ДВ МРТ и их связь с перфузионными изменениями
У всех пациентов при ДВ МРТ были выявлены инфаркты головного мозга в виде
зон сигналов повышенной интенсивности на ДВ МРТ с фактором взвешенности b = 1000,
медиана площади которых составила 1205,0 мм2 (538,0 – 2195,5 мм2). У пациентов
преобладали инфаркты среднего размера (50%), меньшую часть составляли малые (27%) и
большие (20%) инфаркты, лишь у 1 пациента очаг ишемии был обширным (3%).
Одним из наиболее важных вопросов в нашем исследовании было выяснение, какой
из перфузионных параметров наиболее точно характеризует зону необратимо
нарушенного кровотока («ядро» инфаркта или зону «некроза») на ПКТ. Считается, что
очаг измененного МР-сигнала в режиме ДВ МРТ отражает так называемое «ядро»
инфаркта, т.е. зону необратимой гибели нейронов [Nagesh, 1998; Warach, 2005]. При
сопоставлении результатов ДВ МРТ, ПКТ и клинической картины заболевания было
установлено соответствие размера очага на диффузионно-взвешенном МР изображении
размеру зоны снижения мозгового кровотока при ПКТ и выраженности исходного
неврологического дефицита. При этом наиболее высокая положительная зависимость
между выявляемыми на ДВ МРТ структурными изменениями и функциональными
изменениями, которые отражают данные ПКТ, была отмечена для параметра CBV (r =
0,91, p«пенумбры» было отмечено значимое превышение исходной площади зон измененного CBF и MTT по сравнению с площадью измененной диффузии (p = 0,001 и p
Характер перфузионных изменений в группе пациентов с наличием зоны
«пенумбры»
Проведено исследование перфузионных параметров в «зоне совпадения»
перфузионных нарушений и очага измененной диффузии (зона «ядра» инфаркта), и в зоне
«пенумбры», а также в соответствующих областях интактного полушария в динамике
заболевания (Таблица 3 и Рис. 8). Кроме того, рассчитаны относительные показатели
перфузии, представляющие собой отношение значений CBF, CBV MTT в нормальной
ткани к значениям соответствующих показателей в зоне ишемии в контралатеральном
полушарии. Использование относительных, а не абсолютных значений CBF, CBV и MTT
обусловлено значительной вариабельностью последних в зависимости от размеров и
локализации выбранных областей интереса при анализе перфузионных карт, а также
индивидуальных гемодинамических особенностей каждого пациента, таких как
сердечный выброс, периферическое сопротивление сосудов, локализации очага и т.д.
В зоне, соответствующей «ядру» инфаркта, отмечалось значимое снижение CBF,
CBV и увеличение MTT по сравнению с контралатеральной гемисферой (pТаким образом, согласно нашим данным, зона обратимого снижения мозгового
кровотока («пенумбра») отличается от соответствующей зоны контралатерального
полушария по значениям CBF (снижение в 2,2 раза) и MTT (увеличение в 2,5 раза), от
зоны «ядра» инфаркта – по показателям CBF (в 3,1 раза) и CBV (в 2,6 раза). Подобные
соотношения перфузионных параметров описаны при оценке восстановления
жизнеспособности ткани мозга по данным бесконтрастной КТ через 5-7 дней после начала
заболевания [Murphy, 2008]. При помощи ПКТ нам удалось продемонстрировать
отсутствие в зоне «пенумбры» необратимых изменений кровотока, которые
характеризуются параметром CBV.
В целом, зону ишемических нарушений по ПКТ следует оценивать с
использованием совокупности параметров: CBF и/или MTT для оценки всей зоны
снижения перфузии и CBV для определения зоны необратимых ишемических изменений.
Восстановление кровотока в зоне «ядра инфаркта» характеризуется увеличением CBF и
CBV, причем к 10-м суткам значения CBV приближаются к нормальным. Вероятно, это
отражает улучшение кровоснабжения ишемизированной ткани вследствие реканализации
или «включения» коллатерального кровоснабжения, что влияет на значение CBV и,
соответственно, CBF.
Рисунок 8. Перфузионные параметры в зоне «ядра» инфаркта, «пенумбры» и в
соответствующих отделах интактного полушария в 1, 3 и 10 сутки инсульта
MTT CBV
15 5
** ** **
4
мл / 100 г
10 ** **
3
#
с
# # 2
5 *
* 1
0 0
1-е сутки 3-е сутки 10-е сутки 1-е сутки 3-е сутки 10-е сутки
MTT
15
# # - зона «инфаркта»
10 #
- зона «пенумбры»
с
5 ** ** **
- интактное полушарие
0
1-е сутки 3-е сутки 10-е сутки
* Значимые различия между значениями CBF и CBV в зоне «ядра» инфаркта и «пенумбры», pТаблица 3. Значения перфузионных параметров в зоне «ядра» инфаркта,
«пенумбры» и в соответствующих отделах интактного полушария в 1, 3 и 10 сутки
инсульта
Область интереса CBF, мл/100 г × мин CBV, мл/100 г MTT, с
зона «инфаркта»
«ядро» инфаркта 6,7 (2,7 - 15,7)* 1,2 (0,6 - 2,4)* 13,9 (8,1 - 20,9)
интактное полушарие 51,1 (38,9 - 72,4)** 4,1 (3,0 - 5,0)** 5,1 (3,7 - 5,9)**
1-е сутки
относительные показатели 8,0 (3,9 - 15,1) 3,2 (1,3 - 5,7) 0,4 (0,2 - 0,5)
зона «пенумбры»
«пенумбра» 20,8 (16,5 - 26,5)# 3,6 (2,9 - 4,7) 10,5 (7,6 - 19,3)#
интактное полушарие 52,5 (32,8 - 71,7) 4,0 (3,5 - 5,5) 5,5 (3,6 - 6,1)
относительные показатели 2,2 (1,5 - 2,7) 1,0 (0,7 - 1,4) 0,4 (0,4 - 0,6)
зона «инфаркта»
«ядро» инфаркта 16,6 (8,7 - 30,8) 3,0 (1,8 - 3,4) 7,1 (5,8 - 18,2)
интактное полушарие 43,0 (31,4 - 57,3)** 3,5 (2,7 - 4,8)** 5,2 (4,7 - 6,0)**
3-и сутки
относительные показатели 2,1 (0,9 - 5,7) 1,3 (0,8 - 1,8) 0,7 (0,3 - 1,0)
зона «пенумбры»
«пенумбра» 26,2 (14,4 - 30,4)# 3,6 (2,4 - 5,3) 9,4 (6,9 - 12,6)#
интактное полушарие 34,7 (24,4 - 74,9) 2,8 (2,2 - 4,8) 4,8 (4,1 - 6,2)
относительные показатели 1,6 (1,0 - 3,0) 0,8 (0,5 - 1,4) 0,5 (0,4 - 0,8)
зона «инфаркта»
«ядро» инфаркта 28,7 (12,7 - 52,0) 4,3 (2,3 - 5,5) 7,2 (6,5 - 10,1)
интактное полушарие 54,4 (34,4 - 80,0)** 3,8 (2,6 - 5,7) 4,5 (3,9 - 5,7)**
10-е сутки
относительные показатели 1,9 (1,0 - 3,8) 0,9 (0,6 - 3,4) 0,6 (0,5 - 0,8)
зона «пенумбры»
«пенумбра» 22,4 (13,8 - 35,2)# 3,0 (2,6 - 4,4) 7,8 (7,5 - 10,8)#
интактное полушарие 40,0 (21,0 - 58,2) 2,7 (2,2 - 4,3) 5,1 (4,3 - 6,2)
относительные показатели 1,5 (0,9 – 2,8) 0,9 (0,6 - 1,4) 0,6 (0,5 - 0,8)
Все значения приведены в виде: медиана (25-й процентиль - 75-й процентиль)
* Значимые различия между значениями CBF и CBV в зоне «ядра» инфаркта и «пенумбры», pПрогнозирование течения церебральной ишемии с помощью перфузионной КТ
Для оценки того, какие значения перфузионных показателей указывают на
дальнейшую судьбу мозговой ткани в зоне гипоперфузии – формирование инфаркта или
восстановление жизнеспособности участков вещества мозга, был проведен анализ
перфузионных параметров с построением т.н. ROC-кривых (англ. Receiver Operating
Characteristic curves) [Hanley, 1982, 1983]. Этот анализ, в частности, позволяет оценить
чувствительность и специфичность какого-либо показателя для диагностики того или
иного состояния, выбрать из нескольких показателей наиболее подходящий для
диагностики и определить его пороговые значения. Для проведения ROC-анализа была
выделена группа пациентов, у которых размеры зоны гипоперфузии (т.е. зоны сниженного
CBF или удлиненного MTT) превышали конечные размеры инфаркта на 10-е сутки по
данным бесконтрастной КТ (n = 16). В этой группе были вычислены значения
относительных перфузионных показателей (отношение значений показателей ПКТ в
непораженном полушарии к показателям на стороне ишемии) в той части зоны
гипоперфузии, которая соответствовала нормальной ткани мозга на КТ, выполненной на
10-е сутки. В группе пациентов, у которых исходная зона гипоперфузии соответствовала
конечным размерам инфаркта (n = 9; пациенты с «положительным» результатом),
вычислялись относительные перфузионные параметры, соответствующие зоне
формирования инфаркта на 10-е сутки. Для каждого показателя ПКТ была построена
ROC-кривая, по оси ординат которой откладывается чувствительность (Se) данного
показателя, а по оси абсцисс – значения «1-специфичность» (1-Sp; Рис. 9). В соответствии
с величиной площади под ROC-кривыми наиболее эффективной оказалась оценка
прогноза восстановления жизнеспособности ткани мозга по показателю rCBV, хотя
значимых различий между площадями выявлено не было (z 1,13), то это позволяет предсказать
формирование в этом участке ишемии необратимого повреждения – инфаркта. В
практическом отношении это означает, что в условиях локальной церебральной ишемии
зона, в которой CBV снижен минимум на 12% по сравнению с противоположным
полушарием, скорее всего, в дальнейшем станет зоной инфаркта.
19Проведенный анализ ставил перед собой задачу установить пороговые значения
перфузионных параметров. Так, ранее в качестве предиктора трансформации
ишемизированной ткани в зону инфаркта исследователями предлагались снижение
значений CBF и CBV на 48% и 60%, соответственно, по сравнению с интактным
полушарием [Koenig, 2001]. В качестве абсолютного порогового значения, отражающего
зону инфаркта, предлагалось снижение CBV ниже 2,5 мл/100 г [Wintermark, 2002]. В
одной из работ было показано, что наиболее чувствительным и специфичным показателем,
позволяющим дифференцировать зоны ишемизированного белого вещества с
возможностью восстановления, от очагов инфаркта, является произведение CBF×CBV,
пороговое значение которого составляет 8,14 [Murphy, 2008]. Одним из основных отличий
этих и других сходных работ от нашего исследования, которые затрудняют сравнение
количественных результатов, являлось применение у значительной части пациентов
тромболитической терапии, позволяющей восстановить проходимость окклюзированной
артерии и тем самым повлиять на кровоток в зоне ишемии. Кроме того, использовались
другие временные рамки исследования и методы постобработки данных ПКТ (например,
метод максимального наклона кривой [Koenig, 2001]). Принципиально новым в нашей
работе в отличие от проведенных ранее является изучение изменений церебральной
перфузии в динамике, что позволило оценить трансформацию ишемического очага и связь
перфузионных изменений с процессом восстановления неврологических функций.
Таким образом, показано, что ПКТ, при условии соблюдения единого протокола
исследования, является реальной альтернативой ПЭТ и в клинической практике позволяет
не только оценивать церебральную перфузию, но и эффективно прогнозировать течение
ишемии.
20Рисунок 9. Прогнозирование восстановления жизнеспособности мозговой ткани
по перфузионным показателям с помощью ROC-кривых.
rCBF
Площадь под кривой
1 AUC = 0,80
0,8
Стандартная ошибка
SE = 0,11
0,6
Se
0,4 Оптимальное пороговое значение - 5,06
Чувствительность - 55,56%
0,2
Специфичность – 100%
0
0 0,2 0,4 0,6 0,8 1
1-Sp
rCBV
1 Площадь под кривой
0,9 AUC = 0,84
0,8 Стандартная ошибка
0,7 SE = 0,09
0,6
0,5 Оптимальное пороговое значение - 1,13
Se
0,4 Чувствительность - 88,89%
0,3 Специфичность – 75,00%
0,2
0,1
0
0 0,2 0,4 0,6 0,8 1
1-Sp
rMTT
1 Площадь под кривой
0,9 AUC = 0,59
0,8 Стандартная ошибка
0,7 SE = 0,12
0,6
0,5 Оптимальное пороговое значение – 0,41
Se
0,4
Чувствительность - 66,67%
0,3
Специфичность – 68,75%
0,2
0,1
0
0 0,2 0,4 0,6 0,8 1
1-Sp
-•- - ROC-кривая
⎯ - 95%-й доверительный интервал
rCBF, rCBV, rMTT – относительные перфузионные показатели (церебральный кровоток, церебральный объем
крови, среднее время прохождения крови, соответственно); Sp – специфичность значения показателя; Se –
чувствительность значения показателя.
21Выводы 1. Инфаркт головного мозга в первые сутки заболевания характеризуется изменением всех показателей церебральной перфузии в пораженном полушарии в виде уменьшения кровотока (CBF) в 4,7 раза, снижения церебрального объема крови (CBV) в 1,8 раза и увеличения среднего времени прохождения крови в области инфаркта (МТТ) в 2,3 раза по сравнению с интактным полушарием. К третьим суткам инсульта указанные изменения сохраняются у 83% пациентов, а к десятым суткам – у 70% пациентов. При этом чем больше очаг инфаркта, тем больше зона снижения мозгового кровотока и более выражен неврологический дефицит (p
церебральной перфузии и определить тактику лечения и прогноз заболевания, и
поэтому может и должна входить в стандарт обследования пациентов с ишемическим
инсультом.
2. Размер зоны ишемических нарушений, которую при ПКТ целесообразно оценивать по
совокупности очага измененных параметров CBF и/или MTT, в первые сутки инсульта
в большинстве случаев превышает объем ткани, в которой произошли необратимые
ишемические нарушения, отображением которых на ПКТ-картах служит зона
снижения CBV.
3. Количественная оценка значений перфузионных параметров наиболее эффективна при
использовании относительных величин. При этом наибольшей информативностью в
плане оценки прогноза восстановления жизнеспособности ишемизированной ткани
обладает показатель относительного CBV, который и следует использовать в этом
плане.
Список работ, опубликованных по теме диссертации
1. Cергеев Д. В., Лаврентьева А. Н., Кротенкова М. В. Методика перфузионной
компьютерной томографии в диагностике острого ишемического инсульта. Анналы
клинической и экспериментальной неврологии, 2008. – 3(2). – С. 30-37.
2. Cергеев Д. В., Кротенкова М. В., Пирадов М. А. Мозговой кровоток в острейшем
периоде полушарного ишемического инсульта: клинический и КТ-перфузионный
анализ. Анналы клинической и экспериментальной неврологии, 2009. – 4(3). – С. 19-
28.
3. Сергеев Д. В. Перфузионная компьютерная томография в диагностике острого
ишемического инсульта Русский медицинский журнал, 2008. – 26 (16).
4. Lavrentyeva A.N., Sergeev D.V., Konovalov R.N., Krotenkova M.V., Piradov M.A.
Assessment of perfusion changes in the course of acute ischemic stroke by means of
perfusion CT, 12th Congress of the European Federation of Neurological Societies (EFNS),
Madrid, Spain, August 23-26, 2008.
5. Sergeev D.V., Lavrentyeva A.N., Krotenkova M.V., Konovalov R.N., Piradov M.A. Changes
of Perfusion CT Parameters in the Course of Acute Stroke, 6th World Stroke Congress,
Vienna, Austria, September 24-27, 2008.
236. Cергеев Д. В., Сергеева А. Н., Кротенкова М. В., Пирадов М. А. Прогнозирование
исхода церебральной ишемии с помощью перфузионной КТ. Труды национального
конгресса «Неотложные состояния в неврологии», 2009. – С. 327.
7. Sergeev D., Sergeeva A., Krotenkova M., Konovalov R., Piradov M. Cerebral perfusion
changes in the course of acute stroke // 13th Congress of the European Federation of
neurological societies, Florence, Italy, 12-15 September, 2009.
8. Кротенкова М. В., Сергеев Д. В., Сергеева А. Н., Суслин А. С., Брюхов В. В.,
Коновалов Р. Н. Методы диагностики острого ишемического инсульта. Вестник
рентгенологии, 2010 (в печати).
9. Sergeev D, Piradov M, Konovalov R, Krotenkova M, Sergeeva A. Assessment of tissue
outcome in acute cerebral ischemia by means of perfusion CT. European Journal of
Neurology 17 (Suppl. 3), p. 283. P1547.
10. Sergeev D, Piradov M, Krotenkova M, Konovalov R, Sergeeva A Cerebral perfusion in
the ischemic stroke: changes over acute stage and assessment of tissue outcome.
International Journal of Stroke Vol 5, Suppl. 2, October 2010, p. 260. PO20122.
24Список сокращений
ДВ МРТ диффузионно-взвешенная магнитно-резонансная томография
КВ контрастное вещество
КТ компьютерная томография
МРТ магнитно-резонансная томография
ПКТ перфузионная компьютерная томография
ПЭТ позитронно-эмиссионная томография
ЦПД церебральное перфузионное давление
CBF церебральный кровоток
[Cerebral Blood Flow]
CBV церебральный объем крови
[Cerebral Blood Volume]
КCBV коэффициент церебрального объема крови
MTT среднее время прохождения крови
[Mean Transit Time]
NIHSS Шкала инсульта национального института здоровья США
[National Institutes of Health Stroke Scale]
ROC ROC-кривые
[Receiver Operating Characteristic Curves]
TTP время достижения максимальной концентрации контрастного вещества
[Time to Peak]
25Вы также можете почитать
