Перфузионная компьютерная томография головного мозга в диагностике острых и хронических нарушений мозгового кровообращения

Что такое КТ-перфузия головного мозга: назначение

Перфузией называется процесс циркуляции жидкости через капиллярную сеть. Процесс обеспечивает мозговую паренхиму кислородом, без которой функционирование органа невозможно.

КТ перфузия головного мозга предназначена для изучения, анализа кровотока мозговой паренхимы. Перфузионная компьютерная томография (ПКТ) — это более подробный и информативный вид обычного компьютерного исследования мозга. Обязательно используется контрастное вещество при процедуре, позволяющее четко отслеживать сосуды на томограммах.

При ПКТ анализируют первый этап прохождения крови, насыщенной контрастным веществом, используя фармакокинетическую модель. В норме контрастный элемент не диффундирует, не метаболизируется, не абсорбируется мозговой тканью. При патологии появляются патологические участки накопления, позволяющие специалисту сделать заключение о характере патологии.

Удобно делать обследования после МСКТ брахиоцефальных артерий с целью полного изучения кровоснабжения, насыщения тканей кислородом.

Назначение перфузионного обследования ткани мозга

КТ-перфузию головного мозга выполняют для достижения следующих целей:

1. Исследование состояния опухолей после химио- или лучевой терапии;
2. Анализ развития онкологических новообразований головного мозга;
3. Определение участков для пункционного взятия с целью последующего макроскопического обследования;
4. Изучение нарушения процесса кровотока после инсультов, травм;
5. Выявление болезней окклюзирующего типа (блокада проходимости сосудов);
6. ПКТ мозга визуализирует очаги инсульта, распространенность, глубину поражения.

Ретроградная перфузия для защиты сердца – что это такое

Ретроградная перфузия не является одним из способов исследования головного мозга. Методика используется во время выполнения хирургических вмешательств областей сердца. Изначально выполняла защитную функцию при операциях черепно-мозгового отдела, артериального конуса левого желудочка, дуге аорты. Использование метода у хирургов — нечастое явление. Способ ранее применялся совместно с лечением закупорки кровяного русла частицами воздуха, позднее стал использоваться как защитный механизм при целенаправленном охлаждении тела для искусственного кровоснабжения.

Перфузионная методика применяется кардиохирургическими медицинскими учреждениями для лечения гипоксии миокарда при постановке протезов клапана аорты, операбельного исправления комбинированных сердечных пороков и исправления дефектов структуры сердца у грудничков.

Используют перфузию регионарного типа, которая проводится путем использования специального устройства, регистрирующего поступление через катетер лекарственных средств в основной сосуд собственных вен мышцы сердца, артерий, подающих кровь к миокарду. Выполняют в условиях искусственно созданной нормальной и пониженной температуры тела. Коррекция дефектов структуры сердца осуществляется посредством регионарного искусственного кровоснабжения сердца при остановке кровотока остальных органов сдавливанием нисходящей аорты. Коронарно-каротидная перфузия выполняется путем установки катетера в сонные артерии, верхнюю и нижнюю полые вены, самый большой непарный артериальный сосуд (аорту).

Проведение процесса при нормальной температуре приводит зачастую к накоплению недоокисленных частиц в нижней области тела. Возвращение свободных радикалов обнуляет все полученные ранее результаты. Осуществление перфузии при гипотермии сглаживает отношение внутренних органов к кислородному голоданию.

Показатели КТ-перфузии

Оценивают мозговой кровоток, исходя из следующих показателей:

1. Время, затраченное для поступления контрастного вещеста в необходимую точку мозга;
2. Наличие требуемого объема крови исследуемого участка белого вещества;
3. Время прохождения потока крови по сосудам диагностируемой мозговой области;
4. Скорость циркуляции крови внутри тканей за единицу времени.

Потребность проведения КТ-перфузии появляется у тех пациентов, которые страдают от нарушения кровообращения головного мозга.

КТ перфузия — противопоказания

Исследование противопоказано, если у пациента наблюдается аллергическая реакция на контрастный элемент. Следующее противопоказание — это беременность, но при жесткой необходимости проведения обследования, когда на кону стоит жизнь человека, перфузию нужно делать. Дополнительно проводят цистернографию головного мозга при подозрении на инсульт, внутримозговой инфаркт.

Для безопасности будущего ребенка перед сканированием необходимо будет положить на живот беременной женщины свинцовый фартук. Доза облучения будет незначительной.

Чем отличается КТ от МРТ перфузии мозга

Основное отличие между двумя этими типами исследования мозга состоит в визуализации тканей. КТ-перфузия ориентирована больше на определение структуры плотных тканей (костей, плотных опухолей), а мр перфузия лучше визуализирует мягкие структуры.

Оба метода по качеству получаемых изображений сопоставимы, поэтому являются носителями ценной информации при лечении сложных заболеваний головного мозга. Применяются по очереди или комплексно для получения максимальной информации о патологическом участке.

Также они имеют важное отличие в принципе своей работы. Компьютерную томографию выполняют, применяя рентгеновское излучение, что хоть в малой степени, но вредит здоровью пациента. МРТ основана на использовании магнитного поля, что не приносит никакого вреда.

Наличие внутри тела металлических предметов (протезов) не позволит проходить обследование на мультиспиральном томографе, но разрешено использование компютерного аналога.

Результаты и обсуждение

При анализе результатов количественных измерений опухолевого кровотока у 111 пациентов самые высокие показатели объема (ТBV) и скорости кровотока (TBF) по сравнению с другими опухолевыми поражениями ХСО и области основания черепа были выявлены при параганглиомах пирамиды височной кости и юношеских ангиофибромах носоглотки (рис. 1). Указанные показатели гемодинамики были в несколько раз выше, чем у большинства опухолей, вошедших в исследование, составляя 30 мл/100 г, 709 мл/100 г/мин и 11 и 250 соответственно (табл. 2). Самые низкие количественные значения TBV и TBF были зарегистрированы при холестеатомах и хордомах (8,44 мл/100 г/мин, 0,89 мл/100 г).

В самой большой группе наблюдений с менингиомами были выявлены также достаточно высокие (если сравнивать с количественными показателями в белом веществе мозга) значения скорости кровотока (109,25 мл/100 г/мин) и объема кровотока (5,89 мл/100 г). При этом также отмечалось выраженное повышение проницаемости сосудов опухоли при низких величинах времени транзита контрастного препарата (PS=15,54, MTT=4,18). Чаще всего в группе менингиом встречались опухоли, локализованные в задней черепной ямке и кавернозном синусе (табл. 3).

Гистологически превалировал менинготелеоматозный вариант строения менингиом (41 случай), при этом встречались также фибробластический (2), псаммоматозный (1) и смешанный (5) подтипы. Какой-либо статистически достоверной разницы в показателях кровотока при разных гистологических типах менингиом выявлено не было. С учетом данных МР-ангиографии в большей мере повышенные гемодинамические показатели были обусловлены обильностью кровоснабжения менингиом — чем более крупные кровеносные сосуды питают опухоль и чем более выражен опухолевый сосудистый матрикс, тем выше показатели скорости и объема кровотока. Самое обильное кровоснабжение имели менингиомы крыльев основной кости, медиального края пирамиды височной кости, петрокливальной области и кавернозного синуса. Опухолями с минимальной перфузией были конвекситальные менингиомы затылочной области.

Поскольку в нашей серии наблюдений отмечались как высокая гистологическая вариабельность опухолей, так и достаточно разнообразная локализация в области основания черепа и ХСО, что затрудняло адекватное сравнение новообразований только на основе их гемодинамических характеристик (более того, в определенной степени отмечались перекрытия по отдельным показателям перфузии между опухолями и небольшое число наблюдений отдельных гистологических вариантов), то мы разделили опухоли на отдельные группы в зависимости от анатомической области и провели сопоставления с учетом данных клиники и результатов проведенной структурной нейровизуализации.

При локализации новообразований в проекции турецкого седла и околоселлярной зоне чаще всего приходится проводить дифференциальный диагноз между аденомами гипофиза и краниофарингиомами (КФ). При анализе кровотока в 8 наблюдениях с КФ нами были выявлены практически идентичные с мозгом показатели скорости кровотока (17 мл/100 г/мин) и слабо повышенные значения объема кровотока (до 1,5 мл/100 г). При этом отмечалась относительная пролонгация МТТ и увеличение абсолютных значений проницаемости. В свою очередь среди КФ СКТ-перфузия позволила дифференцировать опухоли по гистологическому типу на адамантиноподобные (6 наблюдений) и папилломатозные (2) варианты. Так, в подгруппе адамантиноподобных КФ были выявлены низкие показатели ТBF и ТBV, тогда как папилломатозные КФ демонстрировали умеренное повышение TBF и высокие значения TBV. Показатели МТТ и PS оказались схожи у обоих гистотипов — пролонгация временных значений и повышение проницаемости соответственно.

Для 8 наблюдений с аденомами гипофиза абсолютные значения скорости кровотока в опухолевой структуре были более высокими по сравнению с К.Ф. Нормированные по мозгу TBV и PS (см. табл. 2) также были достоверно выше у аденом гипофиза, что позволяет использовать перфузию в сложных диагностических случаях при атипичных росте и локализации представленных образований.

Краниофарингиомы при атипичном росте и необычной рентгенологической картине также приходилось дифференцировать с хордомами ХСО и, реже, с первичными раковыми поражениями. Сложность дифференциальной диагностики атипично растущих КФ, аденом гипофиза и хордом кроется иногда в схожести рентгеносемиотики (деструкция костных структур, наличие петрификатов (до 93% для КФ [12] и до 50% для хордом [13]) и клинической симптоматики. С применением СКТ-перфузии процесс дифференциальной диагностики стал более объективным и специфичным. Отличительной общей чертой хордом в области основания черепа, вне зависимости от локализации, обширности костной деструкции и степени контрастного усиления, являются низкие значения всех четырех измеряемых в нашем исследовании показателей, как абсолютных, так и относительных (нормированных по мозгу) (см. табл. 2).

При локализации новообразований в области кавернозного синуса чаще всего дифференциальный диагноз приходится проводить между менингиомами и невриномами, реже — между кавернозными гемангиомами и артериальными аневризмами внутренних сонных артерий. По частоте встречаемости у взрослых менингиомы выходят на первый план, и в большинстве случаев поставить правильный диагноз можно при помощи стандартных исследований КТ и МРТ (распространенность опухоли, характер контрастирования, наличие «дуральных хвостов» и т. д.). В случае возникновения проблем при постановке диагноза КТ-перфузия показала высокую чувствительность и специфичность в диагностике данных образований (рис. 1). По нашим данным, у 21 пациента с менингиомами кавернозного синуса последние характеризовались значительным повышением TBF и TBV, а также высокими значениями PS (см. табл. 2), в то время как при невриномах TBF и TBV демонстрировали достаточно умеренные или близкие к нормальному веществу мозга значения (TBF=14,45, TBV=1,63 для неврином), пролонгацию МТТ (10,46 с), а также повышение PS (5,90). В артериальных аневризмах перфузионные показатели были близкими к показателям в магистральных сосудах, а в 2 наблюдениях с кавернозными гемангиомами были выявлены низкие значения гемодинамических показателей и практически нулевые показатели PS.

Как показывает ежедневная клиническая практика, применение современных возможностей МРТ и СКТ в оценке новообразований ХСО (а это в основном внемозговые поражения) во многих случаях позволяет достаточно хорошо визуализировать объемный процесс в основании мозга, а иногда по анатомическим деталям даже предполагать гистологический диагноз новообразования. Однако это касается в основном опухолей гипофиза и в меньшей степени краниофарингиом, которые характеризуются типично срединной локализацией, возрастными отличиями и, в большинстве наблюдений, клинической картиной гормональной дисфункции. В то же время в ряде клинических случаев структурно-анатомических данных, полученных на основе стандартных МРТ- и КТ-протоколов, даже с внутривенным контрастным усилением, оказывается недостаточно для суждения о гистологическом строении опухоли и выработки дальнейшей тактики лечения. Некоторые опухоли, особенно когда они достигают больших размеров и распространенности, изменяют окружающие анатомические структуры и приобретают новые свойства строения, что существенно затрудняет их предоперационную дифференциальную диагностику. Более того, структурные методы нейровизуализации не дают очевидного ответа относительно такого важного аспекта, как степень васкуляризации опухолевой ткани, делая необходимым применение инвазивных вмешательств, таких как прямая интраартериальная ангиография. Некоторые опухоли ХСО, наоборот, даже при небольших первичных размерах изначально имеют схожие как клинические, так и диагностические (включая анатомические и рентгенологические) признаки. В этих условиях малоинвазивное СКТ-перфузионное исследование с оценкой как структурной, так и функциональной информации о гемодинамических изменениях в опухолевой ткани может считаться методом выбора неинвазивной оценки гистологии патологических процессов в области, труднодоступной как для прямой хирургии, так и для стереотаксической биопсии. Методика может быть также использована как важный дополнительный диагностический маркер в дифференциальной диагностике опухолевых и неопухолевых поражений ХСО и области основания черепа.

Чувствительность и специфичность метода СКТ-перфузии в нашем исследовании объемных образований в области основания черепа составили 100 и 81,2% соответственно.

Радионуклидное перфузионное исследование

Основной принцип работы радионуклидной диагностики онкологических заболеваний — это накопление определенных радиофармпрепаратов в опухоли количественно больше, чем в здоровых тканях. Насыщение объясняется попаданием данных веществ в эндотелий нездоровых сосудов, продвижением сквозь сосудистую стенку в интерстициальный (межклеточный) участок сектора поражения, а также метаболизмом меченого соединения опухолевыми клетками.

После компьютерного исследования выполняется изучение полученных снимков и делается заключение о существовании или отсутствии патологического образования на молекулярном и клеточном уровнях. Радионуклиды вводят пациенту внутривенно в незначительных количествах, доза облучения сравнима с фоновым излучением окружающей среды.

Методики неинвазивны, побочные эффекты отсутствуют. Вред от рациации при онкопоиске вторичен. Важнее ранняя верификация новообразования.

Диагностика острого ишемического инсульта с помощью перфузии (информация для врачей)

Методика перфузионного скрининга позволяет находить и подробно изучать мельчайшие изменения внутри капиллярного кровотока, которые случаются на разных уровнях мозга при развитии ишемического инсульта. Выполняется после МСКТ головного мозга, показывающего патологические участки.

Диагностику проходили 18 пациентов (10 женщин, 8 мужчин, средний возраст которых составлял 63 года), страдающим от полушарного ишемического инсульта средней и тяжелой степени неврологической недостаточности. Эти люди проделали на начальной стадии комплекс упражнений для повышения мозговой микроциркуляции. На первые сутки оценивались результаты нативной КТ без введения контраста и ПКТ. Повторная оценка проводилась на третьи и десятые сутки. Срез с максимальной областью перфузионных нарушений подвергался измерению площади секторов с измененными параметрами кровотечения.

Процесс лечения

В лечение входили стандартная реперфузионная и антиагрегантная терапии. Динамика роста неврологических показателей наблюдалась на шкале инсульта. Медиана площади области сниженного CBV составила 1386,73 мм2, пониженного CBF – 2492,17 мм2, повышенного MTT – 2068,16 мм2. Временной отрезок от начала появления симптоматики до прохождения первичного ПКТ составил около 20 часов. Тяжесть инсульта на первом этапе была равна 11-ти баллам по NIHSS.

Было установлено точное снижение выраженности неврологической недостаточности на 10-е сутки после начала заболевания до 8 баллов (тест Фридмена; p=0,002). Было обращено внимание на значительное падение сектора сниженного CBF (до 1443,46 мм2; p=0,008), площадь областей скорректированных MTT и CBV оставалась прежней (2117,69 мм2; p=0,497 и 1129,89 мм2; p=0,273).

После прохождения первой диагностики параметры зоны сниженного CBF были больше зоны нарушенного CBV, но впоследствии, их размеры стали сопоставимыми (p=0,059 и p= 0,113, соответственно).

Обнаруженные изменения говорят о существовании области обратимых дефектов циркуляции крови в месте поражения ишемией в течение начальных суток после времени начала заболевания. Она подобна зоне уменьшенного CBF при отсутствии нарушения CBV и MTT. Регресс перфузионных отклонений очага ишемии происходит благодаря стабилизации кровоснабжения на данном участке, но недостаток циркуляции зоны измененных MTT и CBV остается при тех же параметрах.

Выводы

ПКТ является ценным инструментом для анализа развития патофизиологических особенностей ишемического инсульта на ранней стадии, когда другими методами не удается получить ценной диагностической информации.

Клинический опыт показывает, что при незначительных затратах можно не только диагностировать ишемический инсульт в первые часы проявления симптомов, но и определить разницу между наличием жизнеспособной ткани и необратимыми пораженными областями.

Впоследствии это дает возможность определить вероятность прохождения системной тромболитической терапии, не основываясь исключительно на данных о скорости течения заболевания.

Выводы

СКТ-перфузия является малоинвазивным, клинически доступным инструментом визуализации, который предоставляет дополнительную информацию о степени васкуляризации опухолевой ткани, — это делает его хорошим помощником в дифференциальной диагностике новообразований основания черепа. Соответствие определенным критериям гемодинамики с комплексной оценкой структурной и функциональной информации позволяет с высокой степенью достоверности ставить правильный гистологический диагноз на дооперационном уровне, делая эту технологию процедурой «in—vivo

-гистологией». Хотелось бы отметить важную роль данной методики в оценке опухолей, расположенных в труднодоступной как для прямой хирургии, так и для стереотаксической биопсии области интракраниального пространства. Комплексное применение технологий КТ и МРТ позволяет не только усовершенствовать дифференциальную диагностику новообразований, но и вывести на более высокий уровень достоверности оценку проведенного лечения, а также послеоперационного и постлучевого патоморфоза.