4 курс / Лучевая диагностика / ЛД венозного ишем. инсульта

Перфузионные КТ- и МР-методики в диагностике инсульта

Высказывается мнение, что нарушения перфузии развиваются также в условиях нарушенного венозного оттока и венозного полнокровия [Шумилина М. В., Айроян А. Г., 2015]. В двух случаях прогрессирующего течения венозного инсульта мы наблюдали развитие острой патологической гиперперфузии [Semenov S. et al., 2017] на фоне первично выявленной умеренной гиперемии, осложненной паренхиматозно-субарахноидальным кровоизлиянием (ðèñ. 47).

Ðèñ. 47. Верификация осложненного течения ВИ в виде паренхиматозно-субарахноидального кровоизлияния при развитии острой патологической гиперперфузии на нативном КТ (а) и по данным ПКТ: с более чем двухкратным увеличением времени транзита контраста MTT (б), незначительным увеличением CBF (в) и трехкратным увеличением CBV (г) в ROI 3 (обведено фиолетовой линией)

131

С. Е. Семенов. ЛУЧЕВАЯ ДИАГНОСТИКА ВЕНОЗНОГО ИШЕМИЧЕСКОГО ИНСУЛЬТА

Несмотря на то что на основании повторных контрольных нативных КТ факт более частой и более ранней геморрагиче- ской трансформации при венозном инсульте в сравнении с ишемическим широко известен, но его патофизиологическая основа не отражена в полной мере. На наш взгляд, геморрагическая трансформация при венозном инсульте связана в большей степени с фокальным и перифокальным полнокровием, а не с некротическим повреждением, как при ишемическом инсульте. Во всех случаях ГТ при ИИ вторичное кровоизлияние происходило в зоне некроза мозговой ткани, а в зоне, перифокальной некрозу, были зарегистрированы показатели перфузии, соответствующие умеренному полнокровию. Признаки гиперемии в перифокальной инфаркту зоне чаще встречались при венозном инсульте, но также, хотя и значительно реже, были выявлены при первичном артериальном ишемическом инсульте (4 случая при КЭИ) уже в первые сутки. Это может означать, что застойное венозное полнокровие в виде умеренной гиперперфузии не только при венозном, но и при кардиоэмболическом инсульте может иметь место в связи с исходной хронической сердечной недостаточностью и играть определенную роль в течении заболевания.

Менее инвазивным, не связанным с введением йода (количе- ство вводимого гадолиниевого контрастного средства меньше в 3–4 раза, чем при ПКТ), а также не связанным с лучевой нагрузкой является метод МР-перфузии. Хотя этот метод доступен уже более 20 лет, его широкое применение в повседневной клиниче- ской практике так и не достигнуто, несмотря на относительную легкость, с которой он может быть реализован на современных платформах сканеров МРТ [OÀstergaard L., 2005; Essig M. et al.,

2013]. На сегодняшний день немного рентгенологов широкой практической сети знакомы с перфузионной МРТ. Связано это со сложностью получения изображений, постобработки и интерпретации перфузионной МРТ. DSC MР-перфузия, которую мы применяли в нескольких случаях ишемического инсульта, известна как болюс-следящая МРТ или перфузионно-взвешен- ная визуализация. Она представляет собой метод, в котором первый проход болюса контрастного вещества на основе гадолиния через ткань головного мозга контролируется серией T2*- взвешенных МР-изображений. Эффект восприимчивости парамагнитного контрастного агента приводит к потере сигнала. Сигнальная информация преобразуется в кривую «концентра-

132

Перфузионные КТ- и МР-методики в диагностике инсульта

ция контрастного вещества — время». По этим данным получа- ют те же параметрические карты (ðèñ. 48) объема мозговой крови (CBV) и потока (CBF), времени прохода контраста (MTT, TTP), что и при ПКТ. Последовательность Т2*, на основе которой выполняется МР-перфузия, является также хорошим инструментом обнаружения свежей крови, которая легко определяется на фоне ишемии на «сырых» срезах, еще не подвергнутых постобработке. Большинство исследователей, использовавших пМРТ, считают ее чувствительность в выявлении ишемического повреждения мозга при инсульте такой же, как и ПКТ, на основании совпадений получаемых карт перфузии.

Ðèñ. 48. МР-диагностика ишемического инсульта правой затылочно-теменной области (стрелка) в острейшем периоде с оценкой

перфузионно/диффузионного несоответствия. Невыраженные изменения

сигнала на DWI (а) в правой теменной доле перивентрикулярно,

элементы цитотоксического и вазогенного отека правой затылочной доли

в сочетании с достаточно большой зоной аперфузии, «нулевыми»

показателями на перфузионных картах MTT (б), CBF (в), CBV (г) при пМРТ

133

С. Е. Семенов. ЛУЧЕВАЯ ДИАГНОСТИКА ВЕНОЗНОГО ИШЕМИЧЕСКОГО ИНСУЛЬТА

Перфузионная МРТ имеет неоспоримые преимущества перед ПКТ: не связана с облучением; не используется йодистый контраст (на гадолиний аллергических реакций статистически значи- тельно меньше и риск развития нефрогенного системного фиброза статистически ниже, чем контраст-индуцированной нефропатии); доза контраста значительно меньше (в среднем 0,2 ммоль на 1 кг массы тела); скорость введения контраста меньше (2–3 мл/c против 4–8 мл/c при ПКТ); за одно исследование получаем и DWI и МР-перфузию, что позволяет классифицировать ядро инфаркта и зону ишемической полутени, которую можно спасти (так называемый PWI/DWI mismatch); последовательность Т2* позволяет исключить кровоизлияние.

В то же время у пМРТ есть и недостатки: в отличие от ПКТ при пМРТ скоростные и объемные показатели являются относительными [Essig M. et al., 2013], процедура пМРТ более длительна в целом при предварительном выполнении DWI и FLAIR для обнаружения очагов, что немаловажно для пациентов в тяжелом состоянии, особенно при психомоторном возбуждении, являющемся частым симптомом инсульта, более шумная процедура пМРТ вызывает дополнительное возбуждение пациентов и как следствие — появление на диагностических изображениях артефактов движения, что затрудняет их интерпретацию. Однако немногочисленность отрицательных черт Т2*МР-перфузии делает ее пригодной в качестве методики выбора при нарушениях тканевой церебральной циркуляции в отсутствие КТ в неотложной диагностике инсульта.

Все чаще выполняются исследования по изучению возможностей МР-методики бесконтрастной артериальной спин-мече- ной МР-перфузии (arterial spin labeling — ASL). ASL — перфузионный метод, который использует магнитно-маркированную кровь в качестве эндогенного трассера для определения значе- ний CBF. Существует два основных типа техники ASL (ðèñ. 49): непрерывный (continuing — CASL, pseudocontinuing — PCASL) и импульсный (pulse — PASL) [Kim H. S., Kim S. Y., 2007].

В непрерывном ASL подается длительный радиочастотный импульс, который непрерывно маркирует воду артериальной крови ниже отображающего среза до достижения устойчивого намагничивания ткани [Petersen E. T. et al., 2006]. Одним из следствий этого длительного радиочастотного импульса является то, что он приводит к эффектам переноса намагниченности

134

Перфузионные КТ- и МР-методики в диагностике инсульта

Ðèñ. 49. Временная диаграмма основных типов техники ASL: сверху — непрерывная (continuing — CASL) и псевдонепрерывная (pseudocontinuing — PCASL), снизу — импульсная (pulse — PASL)

[Alsop D. C. et al., 2015].

Обозначения: Labeling Duration — длительность мечения; PLD (post-labeling delay) — задержка после мечения; QUIPSS II (quantitative imaging of perfusion using a single subtraction) — последовательность с использованием контрольного объема с последующим вычитанием его данных из среза исследования; Image Acquisition — сбор информации, построение изображений

[Wolff S. D., Balaban R. S., 1989]. В импульсном ASL короткий радиочастотный импульс используется для маркировки толстой пластины артериальной крови в один момент времени, и визуализация проводится через определенный промежуток времени, чтобы обеспечить распределение в ткани, представляющей интерес [Thompson G. et al., 2010]. Хотя непрерывный ASL обеспе- чивает больший контраст перфузии, импульсный ASL является технически менее сложным [Wang J. et al., 2002; Golay X. et al., 2004].

В проспективной части нашего исследования применялась импульсная последовательность PASL (pulse arterial spin labeling) — бесконтрастная МР-перфузия в аксиальной плоскости со следующими параметрами: TR = 9 мс; TE = 3,6 мс; FA=20; Imaging Flop Angle = 1800; TagIR=13; TagIR thickness = 21; инвертирующий импульс (TEC Pulse, TI1) производился на 800 мс; время сбора (TI) = 1200 мс; матрица = 64^64; толщина среза = 15 мм; количество срезов = 1; число повторений = 88. Объем возбуждающего импульса устанавливался на уровень экстракраниальных артерий, контрольный объем — в средину среза (ðèñ. 50).

135

С. Е. Семенов. ЛУЧЕВАЯ ДИАГНОСТИКА ВЕНОЗНОГО ИШЕМИЧЕСКОГО ИНСУЛЬТА

Ðèñ. 50. Позиционирование считывающего среза (голубой) и возбуждающего объема (синий) при бесконтрастной ASL МР-перфузии [Grade M. et al., 2015]

Одним из ключевых моментов в планировании PASL является выбор времени инверсионного импульса (time inversion — TI), так как кривые сигнала зависят от TI (ñì. ðèñ. 49). При использовании инверсионного импульса 800 мс происходит Т1-обнуле- ние сигнала ткани мозга на TI=1200 мс, тогда как сигнал кровотока в это время выше и сбор данных предпочтительно производить в этот момент [Gregori J., 2009]. Возможно применение и двух инверсирующих импульсов с целью сделать сигнал кровотока ниже, чем сигнал ткани мозга.

Процедура PASL выполнена в исследовании, включавшем 99 пациентов с ишемическим инсультом в пределах острого периода: 33 пациента с верифицированными церебральным венозным тромбозом и венозным инсультом (ВИ), 33 пациента с артериальным ишемическим инсультом (ИИ), 33 пациента с признаками хронической ишемии вещества головного мозга (контрольная группа — КГ).

В литературе отмечается [St. Lawrence K. S., Wang J., 2005], что для 1,5-тесловых аппаратов интенсивность сигнала ASL и, соответственно, значения CBF мало зависят от времени эхо (TE). Поэтому мы использовали минимальное значение TE, близкое к нормализованному. Диапазон значений истинного CBF оценивают от 46,8±10,9 мл/100 г/мин для дистальных отделов большого мозга [Mutsaerts H. J. M. et al., 2015] до 63 мл/100 г/мин [St. Lawrence K. S., Wang J., 2005]. В среднем для серого вещества принимают значение 60 мл/100 г/мин, для белого вещества — 39–40 мл/100 г/мин [St. Lawrence K. S., Wang J., 2005]. Расчет зна-

136

Перфузионные КТ- и МР-методики в диагностике инсульта

чений CBF в зонах интереса мы производили по формуле Лассена: CBF=1,5^х/(2,5 – х/100)^55/100, где «x» — это значение МР-сиг- нала в % по отношению к 55 мл/100 г/мин, общепринятому за универсальный, усредненный, «контрольный» показатель перфузии ткани мозга [Sperling B., Lassen N. A., 1997]. Использование универсальной формулы, а также значений относительного CBF (rCBF) позволило игнорировать разницу абсолютных значений МР-сигнала от ткани мозга, которая все же имела место у отдельных пациентов.

В обнаружении острого ишемического повреждения основную роль играет изменение МР-сигнала, кодированного CBF, а именно — его снижение, что означает гипоперфузию зоны интереса [Parkes L. M., Detre J. A., 2003; Semenov S. E. et al., 2012]. Чем ниже интенсивность сигнала, тем ниже перфузия. В зоне ишемической гипоперфузии абсолютные значения CBF регистрировались в пределах от 11,52±2,14 мл/100 г/мин до 40,28±3,88 мл/100 г/мин (в среднем 20,91±3,39 мл/100 г/мин). Второй тип изменения МРсигнала при ASL, кодированного CBF, — его повышение (от 59,94±2,08 мл/100 г/мин до 83,72±4,54 мл/100 г/мин, в среднем 76,32±4,45 мл/100 г/мин), регистрируется в 69% ВИ в зонах, перифокальных области гипоперфузии, и означает гиперемию (ðèñ. 51). При ИИ гиперперфузия при ASL обнаруживается в единичных случаях.

С целью исключения ошибок из-за параметрических отклонений абсолютных значений ASL оценивались относительные значения коэффициента асимметрии (rCBF) в пределах одинаковых ROI в сравнении с результатами ПКТ, как референсного метода (òàáë. 2).

Если по результатам ПКТ значения rCBF при ВИ достоверно отличались от rCBF при ИИ в виде умеренной гипоперфузии в отличие от выраженной гипоперфузии в центральной зоне поражения и умеренной гиперемии/гиперперфузии в отличие от незначительной олигемии/гипоперфузии в перифокальной зоне, то при сохранении той же тенденции значения rASL при ВИ и ИИ между собой достоверно не отличались. Выделить в большинстве случаев ядро и пенумбру при ИИ, центральную и перифокальную зоны при ВИ нам не удавалось; вероятнее, не только из-за низкого соотношения SNR, а и по причине того, что МР-исследование хотя и выполнялось в первые сутки, но вне пределов периода существования ишемической полутени. Однако все значения rASL

137

С. Е. Семенов. ЛУЧЕВАЯ ДИАГНОСТИКА ВЕНОЗНОГО ИШЕМИЧЕСКОГО ИНСУЛЬТА

Ðèñ. 51. Венозный инсульт с локализацией в левой теменной доле при тромбозе поперечного и сигмовидного дуральных синусов слева:

а — на Т2WI очаг имеет неровные нечеткие контуры

и неравномерно повышенный сигнал;

б — на DWI (b=1000) в той же зоне различаются участки с повышенным сигналом (цитотоксический отек — черная стрелка) и слегка пониженным сигналом (вазогенный отек — белая стрелка); в — на ADC-карте в зоне цитотоксического отека сигнал низкий (черная стрелка), в зоне вазогенного отека — слегка повышен (белая стрелка); г — на CBF-карте PASL МРТ в зоне, соответствующей вазогенному отеку, сигнал повышен (белая стрелка) — признаки гиперемии/гиперперфузии

при МРТ как в фокусе инсульта, так и перифокально достоверно отличались от КГ, как и значения rCBF при ПКТ [Семенов С. Е. и др., 2012]. Перифокальные зоны умеренной гиперемии/гиперперфузии при ВИ, гиперинтенсивные на ASL-изображениях, в большинстве случаев соответствовали территориально зонам вазогенного отека, определяемого при диффузионной МРТ

138

Перфузионные КТ- и МР-методики в диагностике инсульта

(на DWI и картах ADC), а также зонам смешанного сигнала на T2WI, в отличие от цитотоксического отека, выражавшегося отчетливым и равномерно высоким сигналом на T2WI, DWI и низким сигналом на картах ADC (ñì. ðèñ. 51).

Таблица 2

Показатели коэффициентов фокальных и перифокальных

изменений тканевой перфузии (по данным ПКТ и беcконтрастной МР ASL-перфузии) при венозном и артериальном ишемическом инсульте в первые сутки заболевания

Показатели	ÂÈ		ÈÈ	ÕÈÃÌ
rCBF фокуса	0,76±0,51 # *		0,35±0,21 *	0,97±0,09
rCBF перифокал.	1,28±0,25 # *		0,69±0,27 *	0,95±0,19
rASL фокуса		0,8±0,2 *	0,84±0,14 *	1,06±0,27
rASL перифокал.		1.21±0,19 *	0,93±0,26 *	1,06±0,27

# Достоверное отличие от ИИ. * Достоверное отличие от ХИГМ при p<0,05.

При применении методики PCASL, помимо измерений CBF, имеется возможность оценки времени прохождения артериальной крови (arterial transit time — ATT). На еще необработанных («сырых») изображениях ASL оцениваются карты ATT (ðèñ. 52, à). Этот параметр является по сути аналогом MTT и отражает время прохождения меченой крови через изучаемый объем [Johnston M. E. et al., 2015; Martin S. Z. et al., 2015]. Его значения в норме в среднем оцениваются в 2000 мс [Alsop D. C. et al., 2015]. В зонах ишемии время транзита увеличивается, сигнал повышается. Но можно наблюдать и снижение сигнала, соответствующее укорочению времени транзита меченой крови в результате гиперперфузии. Данный эффект регистрируется в областях, перифокальных зоне ишемии, и, вероятно, отражает реактивную гиперперфузию [Zaharchuk G. et al., 2012]. Необходимо отличать такой эффект гиперперфузии от артефакта регионарной гиперперфузии (arterial transit artifact — ATA) в проекции крупных артериальных сосудов, возникающей из-за высокой скорости кровотока в них (ðèñ. 52, á). Несмотря на то что мы не нашли достоверной разницы ATT по группам ВИ и ИИ, тем не менее визуально разница между зонами гипоперфузии и гиперперфузии может быть обнаружена, и для диагностики ишемического повреждения этот параметр имеет потенциальную клиническую ценность.

139

С. Е. Семенов. ЛУЧЕВАЯ ДИАГНОСТИКА ВЕНОЗНОГО ИШЕМИЧЕСКОГО ИНСУЛЬТА

Ðèñ. 52. Изображения PCASL у пациента с венозным инсультом в корковых отделах левой височной доли в результате тромбоза вены Лаббе:

а — карта ATТ, отмечается повышенный сигнал, отражающий увеличение времени

прохождения меченой крови в зоне, соответствующей гипоперфузии, а также участки

с очень низким сигналом (ускорение перфузии); в проекциях крупных сосудов

визуализируется «транзитный» артефакт (ATA) очень высокого сигнала от высокоскоростного потока (наиболее выражен в проекции СМА слева — стрелка); б — карта CBF, одновременно визуализируются зоны гипоперфузии (участок низкого сигнала — обведен кругом) и гиперперфузии (перифокально расположенный участок яркого сигнала — стрелка)

При сравнении результатов бесконтрастной пМРТ и ПКТ была выявлена достоверно значимая корреляция (r=0,53) rCBF (ПКТ) и rASL (пМРТ) для центральной зоны поражения, а также для показателей площади поражения ASL при МРТ и картам CBV при ПКТ (r=0,63), изображениям Т2WI (r=0,56), изображениям FLAIR (r=0,64), DWI (r=0,64) и ADC (r=0,88). Достаточно сильная корреляция значений размера очага на изображениях ASL с размерами на широко применяемых последовательностях МРТ и с размерами на картах CBF и CBV при ПКТ, а также совпадение локализации визуализируемого ишемического повреждения во всех случаях позволяют оптимистично относиться к перспективам дальнейшего изучения возможностей этой методики, в том числе для дифференциации артериального и венозного характера ишемии.

Методы, которые используют экзогенные контрастные агенты, как DSC, имеют преимущества перед ASL, так как достига-

140