Методы нейровизуализации играют все более заметную роль в современной медицине (и производят наиболее сильное впечатление на пациентов). Они дают ценную информацию о структурных изменениях в мозге, позволяя выявлять различные нарушения органического характера (опухоли, амилоидные отложения, изменения сосудистого происхождения).
При болезни Альцге й мера методы не й ровизуализации (МРТ) обнаруживают выраженную атрофию в глубинных отделах височных доле й (в гиппокампе) и в коре теменных долей головного мозга.
При деменции сосудистого происхождения не й ровизуализация позволяют выявлять кисты или очаговые изменения серого и белого вещества, свидетельствующие об инфарктах мозга.
Деменция с тельцами Леви проявляется на МР–томограмме расширением задних рогов боковых желудочков, а лобно–височная деменция – атрофие й лобных и передних отделов височных доле й .
К основным и наиболее распространенным методам не й ровизуализации относятся компьютерная рентгеновская томография (КТ) и магнитно–резонансная томография (МРТ). Значимость этих методов подчеркивается уже тем, что Но — белевская премия была присуждена как изобретателям компьютерно й томографии (1979), так и разработчикам метода магнитно–резонансно й томографии (2003).
Компьютерная рентгеновская томография использует рентгеновское излучение в комбинации с измерением и сложно й компьютерно й обработко й разности ослабления этого излучения отличающимися по плотности тканями. В результате на монитор выводится изображение, на котором варьирование плотности визуализируется оттенками серого цвета.
Противопоказания для проведения компьютерно й томографии: (без контраста) беременность, (с контрастом) аллергия на контрастны й препарат, почечная недостаточность, тяжелая форма сахарного диабета, миеломная болезнь, заболевания щитовидно й железы.
При деменциях более точным методом является магнитно–резонансная томография , при которой визуализация осуществляется за счет измерения электромагнитного отклика ядер атомов водорода на их возбуждение комбинацией электромагнитных волн в постоянном магнитном поле высокой напряженности.
Существуют относительные противопоказания, при которых проведение исследования возможно при определенных условиях, и абсолютные, при которых исследование недопустимо.
К абсолютным противопоказаниям относят: установленный кардиостимулятор, ферромагнитные или электронные имплантаты среднего уха, большие металлические имплантаты, ферромагнитные осколки, ферромагнитные аппараты Илизарова, кровоостанавливающие клипсы сосудов головного мозга. Относительные противопоказания: инсулиновые насосы, нервные стимуляторы, неферромагнитные имплантаты внутреннего уха, протезы клапанов сердца (в высоких полях, при подозрении на дисфункцию), кровоостанавливающие клипсы (кроме сосудов мозга), декомпенсированная сердечная недостаточность, беременность (в условиях обязательной диагностики этот метод предпочтительнее КТ), клаустрофобия (панические приступы во время нахождения в тоннеле аппарата могут не позволить провести исследование), татуировки, выполненные с содержанием металлических соединений.
Широко используемый в протезировании титан не является ферромагнетиком и практически безопасен при магнитно–резонансной томографии.
Важное диагностическое значение имеет также метод магнитно–резонансной ангиографии (визуализации сосудов головного мозга).
Поскольку нормальное старение также сопровождается атрофией головного мозга, нередко для выявления нейродегенеративного заболевания необходимо установить динамику изменений, что предполагает повторение нейровизуализации с интервалом в несколько месяцев.
Кроме методов, дающих статическое отображение структуры головного мозга, сегодня изобретены и получают все более широкое (но совсем еще недостаточное) распространение методы, позволяющие демонстрировать динамику процессов в головном мозге.
К ним относится метод функциональной магнитно–резонансной томографии, которая обеспечивает картирование коры головного мозга, отображающее индивидуальное местоположение и особенности областей мозга, отвечающих за движение, речь, зрение, память и другие функции, на основе фиксации кровотока при выполнении пациентом определенных заданий и наложения получившихся изображений на обычную МРТ мозга.
Другой метод динамической нейровизуализации – позитронная эмиссионная (двухфотонная) томография. В медицинских учреждениях она используется крайне редко, применяется в основном в научных исследованиях. Метод состоит в отслеживании при помощи специального оборудования распределения биологически активных соединений, меченных вводимыми в организм позитрон–излучающими радиоизотопами.
Это позволяет получить отображение процессов метаболизма нервных клеток, транспорта веществ в различных отделах мозга, экспрессию генов. Таким образом могут быть выявлены изменения еще до появления клинически значимой атрофии мозга.
История ПЭТ–обследований
Наиболее распространенная гипотеза развития патологии при болезни Альцгеймера связывает когнитивные нарушения с отложением в мозгу белка–амилоида в виде бляшек. Между тем достоверной информации о времени появления бляшек, о механизме их образования, а также о том, выступают ли они причиной заболевания или одним из сопутствующих факторов, до сих пор нет. Ответ на некоторые важные вопросы дает использование метода позитронной эмиссионной томографии.
Первое ПЭТ–обследование мозга 56–летнего пациента с болезнью Альцгеймера на предмет амилоидных бляшек с использованием вещества 11C–PIB было проведено в 2002 году профессором Каролинского института (Швеция) Агнетой Нордберг. Анализ результатов позволил представить общую картину развития болезни Альцгеймера. Например, было обнаружено, что высокая концентрация амилоидных бляшек происходит на ранней стадии заболевания, когда у пациента отмечаются лишь незначительные проблемы с памятью. На стадии умеренных когнитивных расстройств объем отложений бета–амилоида уже перестает увеличиваться. Дальнейшее развитие заболевания, приводящее к деменции, никак не связано с увеличением количества амилоидных бляшек.
Позитронная эмиссионная томография позволила сделать целый ряд открытий, заинтересовавших специалистов.
Сегодня этот метод рекомендован Американской ассоциацией по борьбе с болезнью Альцгеймера как самое раннее средство диагностики заболевания.
К сожалению, в настоящее время использование позитронной эмиссионной томографии доступно только некоторым научным центрам, так как вещество PIB имеет очень короткий период полураспада (20 минут). Однако уже ведется разработка более стойких веществ, что, несомненно, расширит возможности использования этой процедуры, имеющей очень высокий диагностический потенциал для выявления пациентов, нуждающихся в антиамилоидной терапии.
Опубликовано в журнале Behavioural Neurology
источник
Нейровизуализа́ция — общее название нескольких методов, позволяющих визуализировать структуру, функции и биохимические характеристики мозга.
Включает компьютерную томографию, магнитно-резонансную томографиюи т. п. Это сравнительно новая дисциплина, являющаяся разделом медицины, а конкретнее — неврологии, нейрохирургии и психиатрии.
Нейровизуализация включает 2 обширные категории:
- Структурная визуализация, описывающая структуру головного мозга и диагноз больших внутричерепных болезней (опухоль или ЧМТ);
- Функциональная нейровизуализация, используемая для диагностики метаболических расстройств на ранней стадии (таких, как болезнь Альцгеймера), а также исследований неврологии и когнитивной психологии и конструирования нейрокомпьютерных интерфейсов.
Функциональная нейровизуализация делает возможной, например визуализацию обработки информации в центрах головного мозга. Такая обработка повышает метаболизм этих центров и «подсвечивает» скан (изображение, полученное при нейровизуализации). Один из наиболее дискуссионных вопросов — исследования по распознаванию мыслей, или их «чтению».
В 1918 американский нейрохирург У. Э. Денди впервые использовал техникувентрикулографии. Рентгеновские снимки желудочков головного мозга осуществлялисьинъекцией фильтрованного воздуха непосредственно в боковой желудочек головного мозга. У. Э. Денди также наблюдал, как воздух, введённый в субарахноидальное пространство через люмбальную пункцию может войти в желудочки головного мозга и демонстрировал участки ликвора у основы и на поверхности мозга. метод исследования назвали пневмоэнцефалографией.
В 1927 Эгаш Мониш ввёл в практику церебральную ангиографию (см. такжеангиография), при помощи которой визуализируются нормальные и аномальные кровеносные сосуды головного мозга с высоким разрешением.
В начале 1970-х А. М. Кормак и Г. Н. Хаунсфилд ввели в практику КТ. Она дала возможность делать ещё более детальные анатомические снимки и использовать их для диагностики и исследований. В 1979 они стали лауреатами Нобелевской премии по физиологии или медицине за их изобретение. Через короткий промежуток времени после введения КТ, в начале 1980-х исследования порадиолигандам привели к открытию ОФЭКТ и ПЭТ головного мозга.
Примерно тогда же сэром П. Мэнсфилдом и П. К. Лотербуром было разработано МРТ. В 2003 они удостоились Нобелевской премии по физиологии или медицине. В начале 1980-х МРТ начали использовать в клинике и в 1980-х произошёл настоящий взрыв использования этой технологии в диагностике. Учёные быстро установили, что значительные изменения в кровообращении можно диагностировать особым типом МРТ. Так была открытаФМРТ и с 1990-х она начала доминировать в составлении топографии мозга благодаря своей малоинвазивности, отсутствию радиации и относительно широкой доступности. ФМРТ также начинает доминировать в диагностикеинсультов.
В начале 2000-х нейровизуализация достигла того уровня, когда раньше ограниченные функциональные исследования мозга стали доступными. Главным применением её становятся пока недостаточно развитые методы нейрокомпьютерных интерфейсов.
Компьютерная томография (КТ) или компьютерная аксиальная томография (КАТ) использует серии рентгеновских лучей, направленных на голову, с большого количества разных направлений. Обычно её используют для быстрой визуализации ЧМТ. При КТ используют компьютерную программу, что осуществляет цифровые интегральные вычисления (инверсиюпреобразования Радона) измеряемой серии рентгеновских лучей. Она вычисляет, насколько эти лучи абсорбируются объёмом головного мозга. Обычно информация представлена в виде срезов мозга.
Диффузная оптическая томография (ДОТ) — способ медицинской визуализации, использующий инфракрасное излучение для изображения тела человека. Технология измеряет оптическую абсорбцию гемоглобина и опирается на его спектр поглощения в зависимости от насыщения кислородом.
Оптический сигнал, модифицированный посредством события — нейровизуализационная технология, использующая инфракрасное излучение, которое пропускают через оптические волокна и измеряющая разницу в оптических свойствах активных участков коры головного мозга. В то время, как ДОТ и околоинфракраснаяспектроскопия измеряют оптическую абсорбцию гемоглобина, а значит, основаны на кровообращении, преимущество этого метода основано на исследовании отдельных нейронов, то есть проводит непосредственное измерение клеточной активности. Технология оптического сигнала, модифицированного посредством события, может высокоточно идентифицировать активность мозга с разрешением до миллиметров (в пространственном отношении) и на протяжении миллисекунд. Наибольшим недостатком технологии является невозможность идентифицировать активность нейронов более чем несколько сантиметров в глубину. Это новая, относительно недорогая технология, неинвазивная для пациента. Она разработана Иллинойским университетом в Урбана-Шампейн, где её теперь используют в Когнитивной нейровизуализационной лаборатории доктора Габриэля Граттон и доктора Моники Фабиани.
МРТ использует магнитные поля и радиоволны для визуализации 2-мерных и 3-мерных изображений структур головного мозга без использования ионизирующего излучения (радиации) или радиоактивных маркеров.
ФМРТ основана на парамагнитных свойствах оксигенированого и дезоксигенированого гемоглобина и дает возможность увидеть изменения кровообращения головного мозга в зависимости от его активности. Такие изображения показывают, какие участки мозга активированы (и каким образом) при исполнении определённых заданий.
Большинство ФМРТ томографов дают возможность представлять исследуемому разные визуальные изображения, звуковые и тактильные стимулы и производить действия типа нажатия кнопки или движения джойстиком. Следовательно, ФМРТ можно использовать, чтобы показывать структуры мозга и процессы, связанные с восприятием, мышлением и движениями. Разрешение ФМРТ на данный момент 2—3 мм, ограниченное кровоснабжением, влияющим на нейрональную активность. Она существенно заменяет ПЭТ при исследовании типов активации головного мозга. ПЭТ, однако, одерживает значительное преимущество, будучи в состоянии идентифицировать специфические клеточные рецепторы или (моноаминовые трансмиттеры) связанные с нейромедиаторами, благодаря визуализации меченных радиоактивно рецепторных «лигандов» (рецепторный лиганд — химическое вещество, связанное с рецептором).
ФМРТ используют как для медицинских исследований, так и (всё шире) в диагностических целях. Так как ФМРТ исключительно чувствительна к изменениям кровообращения, она очень хорошо диагностирует ишемию, как например при инсульте. Ранняя диагностика инсультов всё важнее в неврологии, так как медикаменты, растворяющие свернувшиеся сгустки крови можно использовать в первые несколько часов и при определённом типе инсульта, в то время как они могут быть опасными при дальнейшем использовании. ФМРТ в таких случаях дает возможность принять правильное решение.
ФМРТ можно использовать также для распознавания мыслей. В эксперименте с точностью 72 %—90 % ФМРТ смогла установить, какой набор картинок смотрит испытуемый. Скоро, по мнению авторов исследований, благодаря этой технологии можно будет установить, что именно видит перед собой испытуемый. Эту технологию можно будет использовать для визуализации снов, раннего предупреждения болезней головного мозга, создания интерфейсов для парализованных людей для общения с окружающим миром, маркетинговыерекламные программы и борьба с терроризмом и преступностью.
Магнитоэнцефалография (МЭГ) — нейровизуализационная технология, используемая для измерения магнитных полей, которую производит электрическая активность головного мозга посредством особо чувствительных устройств, таких как СКВИД. МЭГ использует непосредственное измерение электроактивности нейронов, более точное, чем например ФМРТ, с очень высоким разрешением во времени, но маленьким в пространстве. Преимущество измерения таких магнитных полей в том, что они не искажаются окружающей тканью, в отличие от электрических полей, измеряемых ЭЭГ.
Есть много способов применения МЭГ, включая помощь нейрохирургам в локализации патологии, помощь исследователям в локализации функции отделов мозга, исследования обратной связи нервной системы и другие.
Позитронно-эмиссионная томография (ПЭТ) измеряет выброс радиоактивно меченых метаболически активных химических веществ, введённых в кровеносное русло. Информация обрабатывается компьютером в 2- или 3-мерные изображения распределения этих химических веществ в головном мозге. Испускающие позитроны радиоизотопы производит циклотрон и химические вещества маркируют радиоактивными атомами. Радиоактивно меченое образование, именуемое радиоактивный индикатор, вводят путём инъекции в кровеносное русло и в конечном счёте оно достигает головного мозга. Сенсоры в ПЭТ-сканере регистрируют радиоактивность, когда радиоактивный индикатор накапливается в разных структурах головного мозга. Компьютер использует информацию, собранную от сенсоров для создания 2- и 3-мерных разноцветных изображений, отражающих распределение индикатора в мозге. В настоящее врем нередко используются целые группы разнообразных лигандов для картирования различных аспектов активности нейромедиаторов. Тем не менее, наиболее часто используемым ПЭТ-индикатором остается меченая форма глюкозы (см.Фтордезоксиглюкоза (ФДГ)), показывающая распределение метаболической активности клеток головного мозга.
Самое большое преимущество ПЭТ в том, что разные радиоиндикаторы могут показывать кровообращение, оксигенацию и метаболизм глюкозы в тканях работающего мозга. Эти измерения отображают объём активности головного мозга в его разных участках и дают возможность больше изучить, как он работает. ПЭТ превосходит остальные методики, визуализирующие метаболизм в отношении разрешения и скорости (делает скан в течение 30 с). Улучшенная разрешающая способность дала возможность лучше изучить мозг, активированный определённым заданием. Главный недостаток ПЭТ заключается в том, что радиоактивность быстро распадается, это ограничивает мониторинг только коротких заданий. До того, как стала доступной ФМРТ, ПЭТ была главным методом функциональной (в противоположность структурной) методикой нейровизуализации и до сих пор продолжает делать большой вклад в неврологию.
ПЭТ также используют для диагностики болезней головного мозга, в первую очередь потому что опухоли головного мозга, инсульты и повреждающие нейроны заболевания, вызывающие деменцию (такие как болезнь Альцгеймера) очень нарушают метаболизм мозга, что ведёт к легко заметным изменениям на ПЭТ-сканах. ПЭТ, вероятно, наиболее полезна в ранних случаях определённых деменций (классический пример — болезнь Альцгеймера и болезнь Пика), где ранние нарушения особо диффузные и ведут к слишком маленьким различиям в объёме мозга и его макроскопической структуре, чтобы быть заметными на КТ или стандартной МРТ, которые не имеют возможности отличить их от обычной возрастной инволюции (атрофии), не вызывающей клинической деменции.
Однофотонная эмиссионная компьютерная томография (ОФЭКТ) похожа на ПЭТ и использует гамма-излучение, излучаемое радиоизотопами, и гамма-камеру для записи информации на компьютер в виде 2- или 3-мерных изображений активных участков мозга. ОФЭКТ нуждается в инъекции радиоактивного маркера, быстро поглощаемого мозгом, но не перераспределяемого. Его потребление составляет около 100 % в течение 30—60 с, отображая кровоснабжение головного мозга во время инъекции. Эти свойства ОФЭКТ делают её особо подходящей при эпилепсии, что обычно сложно через движения пациента и различные типы судорог. ОФЭКТ осуществляет «моментальный снимок» кровоснабжения головного мозга так как сканы можно получить сразу после завершения судорог (в то время как маркер был введён во время судорог). Значительным ограничением ОФЭКТ является маленькое разрешение (до 1 см) сравнительно с МРТ.
Как ПЭТ, ОФЭКТ также можно использовать для дифференциации процессов, ведущих к деменции. Её всё чаще для этого используют. Нейро-ПЭТ имеет недостаток, используя индикаторы с периодом полураспада 110 минут, таких как ФДГ. Их производит циклотрон и они дорогие, или даже недоступны, когда время для транспортировки превышает время полураспада. ОФЭКТ, однако, может использовать индикаторы с большим периодом полураспада, например, технеций-99m. В результате, её можно использовать гораздо шире.
источник
Нейровизуализация – это общее название методов, которые визуализируют структуру тканей, функции и биохимические характеристики головного мозга. Состоит из двух категорий – функциональной категории и структурной, позволяющих провести диагностику психических и неврологических заболеваний.
Нейровизуализацию головного мозга проводят в Юсуповской больнице, где работают врачи высшей категории, профессора и кандидаты медицинских наук.
Категория функциональной визуализации головного мозга используется для диагностики расстройств обмена веществ на самых ранних стадиях развития заболевания, для исследовательской работы в области когнитивной психологии, неврологии, а также для создания нейрокомпьютерной системы, которая позволяет обмениваться информацией электронной системе компьютера и человеческому мозгу. Категория структурной визуализации головного мозга позволяет исследовать и описывать состояние структуры тканей мозга, диагностировать внутричерепные заболевания – опухоли мозга, черепно-мозговые травмы.
Нейровизуализация в психиатрии проводится несколькими методами:
- компьютерная томография – во время исследования с помощью компьютерной томографии или аксиальной томографии используют рентгеновские лучи, которые направляют на голову пациента с разных сторон. Информация обычно представлена в виде срезов головного мозга. Используется КТ для изучения структурных изменений в головном мозге. С появлением КТ стало возможным исследовать боковые желудочки мозга у больных шизофренией, структурные особенности мозга у больных с нарушениями психики;
- магнитно-резонансная томография – с помощью магнитно-резонансной томографии проводят исследование головного, спинного мозга, позвоночника, костных тканей черепа. Методика не требует особой подготовки пациента, процедура занимает не более одного часа. С помощью МРТ получают различные сведения – по физико-химическому состоянию органа, анатомические данные, возможно послойное исследование тканей мозга в различных плоскостях. Высокие разрешающие способности МРТ позволяют получать снимки высокой контрастности. Хорошо зарекомендовало себя исследование МРТ при диагностике заболеваний спинного мозга, патологии задней черепной ямки, рассеянном склерозе и других заболеваниях. С появлением МРТ стало возможным исследовать серое и белое вещество головного мозга, подкорковые и корковые структуры мозга. Врачи смогли выявить патологические изменения в мозговой ткани, на основании исследований стало возможным диагностировать шизофрению, другие расстройства;
- позитронно-эмиссионная томография – с помощью метода исследования возможно изучение нейрохимических процессов при патологиях мозга (шизофрении, болезни Альцгеймера, депрессии и других патологических состояний). С помощью ПЭТ стало возможным получать данные об аффинности (способности связывания вещества с мишенью рецептором), плотности рецепторов. ПЭТ обладает высокой чувствительностью, хорошо реагирует на самые маленькие дозы радиоактивности. Большая часть исследований направлена на диагностику нарушений дофаминергической системы, которая задействована при развитии различных патологических состояний – паркинсонизма, интоксикации лекарственными препаратами, шизофрении, болезни Альцгеймера;
- вызванные потенциалы – метод позволяет исследовать ответ структур головного мозга на внешний раздражитель. Испытуемому подключают датчики, затем проводят воздействие внешним раздражителем на органы чувств с помощью тактильного воздействия, яркой вспышки, звуков, визуального теста-исследования. Полученная диаграмма исследования показывает реакцию головного мозга на разные раздражители. В психиатрии вызванные потенциалы не имеют широкой области применения, но неоценимы при исследовании работы мозга у маленьких пациентов, психических больных, не способных отвечать на вопросы (измененное состояние, отсутствие речи, неспособность к самоотчету). Исследование позволяет оценить функциональность мозга при шизофрении, деменции, при умственной отсталости, оценить память, мыслительную способность, внимание и другие функции мозга.
Нейровизуализацию головного мозга современными методами диагностики можно пройти в Юсуповской больнице. В больнице работают врачи высшей категории, которые активно сотрудничают со специалистами со всего мира, принимают участие в научных конференциях «Нейровизуализация в психиатрии и неврологии», в исследованиях по лечению заболеваний нервной системы. В больнице для лечения заболеваний нервной системы применяют современные лекарственные препараты, последние разработки ведущих специалистов мира. Записаться на консультацию к врачу можно по телефону.
источник
Целевая дисфункция мозга, которая сопровождает старение, может оказать разрушительное воздействие на познавательные и интеллектуальные способности. Значительная часть пожилых людей испытывает стремительный когнитивный спад, который отрицательно влияет на функциональную деятельность. Такие люди отвечают клиническим диагностическим критериям деменции, которые обычно приписываются болезни Альцгеймера (AD). Структурная нейровизуализация, включая магнитно-резонансную томографию (МРТ), внесла значительный вклад в наше понимание изменений, связанных с морфологией и патологией, которые могут лежать в основе нормальных и связанных с болезнью когнитивных изменений в процессе старения. Гиперинтенсивности белого вещества (WMH), которые являются распределенными пятнами увеличенного гиперинтенсивного сигнала на T2-взвешенной МРТ, являются одними из наиболее распространенных структурных результатов нейровизуализации у пожилых людей. В последние годы WMH стали прочными радиологическими коррелятами когнитивного спада. Исследования показывают, что WMH, распределенный в передних областях мозга, связан с уменьшением исполнительных способностей, характерным для нормального старения, тогда как WMH, распространенный в более задних областях мозга, распространен в AD. Хотя эпидемиологические, наблюдательные и патологические исследования предполагают, что WMH может быть ишемическим по происхождению и вызванным последовательной или переменной гипоперфузией, появляются новые свидетельства того, что они могут также отражать сосудистое осаждение (β-амилоида, особенно когда они распределены в задних областях и присутствуют у пациентов с АД. Выводы из литературы подчеркивают потенциальный вклад сосудистого заболевания сосудов малого сосуда в патогенез AD и предполагают механическое взаимодействие, но в будущих продольных исследованиях с использованием нескольких методов визуализации требуется полное понимание сложной роли WMH в AD.
Объективная дисфункция мозга, которая сопровождает старение, может оказать разрушительное воздействие на познавательные и интеллектуальные способности. Значительный процент пожилых людей испытывает заметный когнитивный спад, который отрицательно влияет на функциональную деятельность. Эти люди отвечают клиническим диагностическим критериям деменции, которые обычно приписываются Болезни Альцгеймера (AD). Структурная нейровизуализация, в том числе магнитно-резонансная томография (МРТ), внесла значительный вклад в понимание морфологических изменений и те, которые связаны с некоторой патологией, которая может быть в основе нормальных когнитивных изменений и связана с некоторыми заболеваниями во время старения. Гипервинтенты белого вещества (HSB), которые распределены в пластах гиперинтенсивности сигнала в последовательностях, увеличенных в 72, являются одними из наиболее частых результатов структурного нейровизуализации у пожилых людей. В последние годы HSB считается мощным радиологическим коррелятом когнитивного спада. Исследования показывают, что HSB, распределенный в передних отделах мозга, связан с упадком управленческих навыков и является типичным для нормального старения; Напротив, HSB, распространенный в более задних областях мозга, распространен в AD. Хотя эпидемиологические, наблюдательные и патологические исследования предполагают, что HSB может иметь ишемическое происхождение и быть вызванным постоянной или переменной гипоперфузией, появились данные, свидетельствующие о том, что он может также отражать осаждение β-амилоидных сосудов, особенно когда он распространяется в задних областях и Это происходит у пациентов с АД. Результаты литературы подчеркивают потенциальный вклад заболевания сосудов головного мозга малого сосуда в патогенез AD и предполагают механическое взаимодействие, но для полного понимания сложной бумаги необходимы будущие продольные исследования с использованием нескольких форм нейровизуализации от HSB в EA.
Связанная с возрастом объективированная дисфункция мозга может оказывать разрушительное воздействие на познавательные и интеллектуальные способности. Значительный процент пожилых людей испытывает внезапный когнитивный спад, который отрицательно влияет на функциональную деятельность. Эти люди имеют клинические диагностические критерии для слабоумия, обычно связанные с болезнью Айзгеймера (AD). Анатомическая нейровизуализация, включая магнитно-резонансную томографию (МРТ), сыграла важную роль в понимании морфологических и патологических изменений, которые могут лежать в основе когнитивных изменений при нормальном и патологическом старении. Гиперчувствительность белого вещества (HSBs), которые появляются как небольшие, редкие пятна, появляющиеся на T2W-взвешенной гиперинтенсивной МРТ, очень часто наблюдаются при анатомическом нейровизуализации у пожилых людей. В последние годы HSB был признан надежным рентгенологическим доказательством снижения познавательной способности. Исследования показывают, что HSB, расположенные в области переднего мозга, могут быть связаны с уменьшением исполнительных способностей, характерных для нормального старения, тогда как HSB в более задних областях распространены в AD. Хотя эпидемиологические, наблюдательные и патологические исследования предполагают, что HSB может быть ишемического происхождения и вызван постоянной или переменной гипоперфузией, теперь выясняется, что они также могут свидетельствовать о сосудистом осаждении бета-амилоида, особенно когда они расположены в задних областях и присутствуют у пациентов с AD. Результаты литературы подчеркивают возможный вклад цереброваскулярной патологии малых сосудов в патогенез AD и предполагают механическое взаимодействие. Но для полного понимания сложной роли HSB в AD потребуются более длительные исследования с множественными методами визуализации.
С возрастом приходит неизбежное снижение в большинстве биологических систем. Возможно, среди самых разрушительных является целевая дисфункция мозга, которая сопровождает старение, и ее негативное влияние на познавательные и интеллектуальные способности. Описательно, когнитивное старение у отдельных лиц неоднородно. Некоторые испытывают стремительное и всеобщее снижение когнитивных способностей, в то время как другие испытывают более тонкие нисходящие когнитивные траектории в определенных когнитивных областях с сохранением или даже улучшением в других. С таксономической точки зрения, когда связанное с возрастом когнитивное снижение является достаточно сильным, чтобы воздействовать на функциональные способности, мы определяем синдром как «деменцию» и назначаем наиболее вероятную этиологию. Безусловно, вероятная болезнь Альцгеймера (AD) является наиболее часто диагностируемой причиной деменции. Другие часто диагностируемые причины включают деменцию из-за цереброваскулярного заболевания (т. Е. «Сосудистую деменцию») и слабоумие из-за тел Леви. Концепция умеренного когнитивного расстройства (MCI) впервые приобрела популярность в 1990-х годах, чтобы классифицировать пожилых людей, которые свидетельствуют о некоторой степени когнитивного снижения, но недостаточно для того, чтобы влиять на функциональные способности и соответствовать формальным критериям деменции. Мягкое когнитивное расстройство и его варианты часто считаются «переходными состояниями» между нормальным когнитивным функционированием и деменцией. Таким образом, когнитивное старение можно описать как включающее гетерогенные траектории в разных доменах или по категориям, включая «нормальный», «MCI» и «деменцию».
Клинический диагноз вероятного АД производится путем анализа нейропсихологического профиля и истории пациента и устранения других потенциальных причин синдрома деменции. В клинической неврологии наша зависимость от таксономической системы для характеристики возрастных когнитивных синдромов предполагает, по крайней мере, неявно, что существует унитарное заболевание или патология, которые объясняют клиническое или познавательное представление. Действительно, патологически AD определяется наличием амилоидных бляшек и нейрофибриллярных клубок, возникающих в гиппокампальном образовании и распространяющихся по всей задней и передней коре. Однако накопление доказательств свидетельствует о том, что помимо патологических признаков, которые определяют болезнь, факторы, связанные с плохим когнитивным старением (при отсутствии откровенной слабоумии), могут играть первостепенную роль в патогенезе и прогрессировании АД. В верхней части списка этих факторов входят сосудистые заболевания сосудов сосудов малого сосуда и его антагонистические модифицируемые факторы риска. Например, эпидемиологические исследования подтверждают, что гипертония, диабет, резистентность к инсулину, ожирение / избыточный вес и гиперлипидемия повышают риск развития AD.1-6
В то время как ассоциативные эпидемиологические исследования играют важную роль путем выявления коррелятов плохого когнитивного старения или AD, они мало говорят нам о направленной причинности или мозговых механизмах, участвующих в патогенезе. За последние три десятилетия в области биомедицинской инженерии были внедрены клинические нейронауки мощными инструментами нейровизуализации, предназначенными для изучения непосредственно морфологических и функциональных свойств стареющего мозга in vivo. Успехи в приобретении, визуализации и анализе данных нейровизуализации продолжают быстро развиваться, продолжая разработку аппаратных средств, программного обеспечения и концептуальных статистических подходов, которые уже внесли огромный научный вклад. Структурная магнитно-резонансная томография (МРТ), в частности, может быть использована для изучения макроструктурных изменений — валовых различий в объеме ткани, которые отражают изменчивость объема, паренхиматозную атрофию или откровенную патологию (например, инфильтрация крупного сосуда, опухоль); или микроструктурные изменения — целостность и патология волоконного тракта, которые могут быть изменены из-за тонких изменений в патологии, связанной с миелином. В нескольких исследованиях подчеркивается важность валовых структурных или объемных изменений когнитивного старения и деменции (например, см. Ссылки 7-11, см. Обзор 12 для обзора). Малоядерное цереброваскулярное заболевание, визуализированное как гиперинтенсивность белого вещества (WMH), стало особенно сильным коррелятом когнитивного старения (обзор, см. П. 13), и здесь основное внимание уделяется нашей дискуссии.
Гиперинтензии белого вещества, иногда называемые лейкоарайозом или лейкоэнцефалопатией, являются областями повышенной яркости, визуализированными на изображениях, взвешенных по T2. Они пользовались богатой, хотя и капризной историей в клинической практике и в стареющей литературе, в точках, которые считались случайными с небольшим клиническим значением, и в точках, считающихся центральным источником когнитивной, двигательной и эмоциональной дисфункции. Первоначально WMH описывались как «неидентифицируемые яркие объекты», смешивая радиологов как с артефактами, так и со случайными попутчиками старения. Действительно, хронологический возраст является самым сильным коррелятом тяжести WMH14-16, и большинство пожилых людей имеют некоторую степень нагрузки на WMH. (Рисунок 1) показывает типичный пример распределенного WMH и (рис. 2) показаны примеры двух пожилых людей, один с мягким WMH и один с более тяжелым WMH, реконструированным в трех измерениях. Гиперинтензии белого вещества обычно появляются в белом веществе, сливающемся с боковыми желудочками (т. Е. «Перивентрикулярном» WMH), часто проецируясь глубоко в ядра коры белого и серого вещества (т. Е. «Глубокие» WMH) или в виде ограниченных точечных сфер в глубоких корковая ткань. Следует отметить, что пунктирные WMH часто появляются как изолированные повреждения на двумерных Осевых срезах МРТ, но с трехмерной реконструкцией часто становится очевидным, что они содержатся в одном и том же процессе, вытекающем из боковых желудочков.
Оптимальная характеристика тяжести WMH среди пожилых людей была предметом некоторых дебатов. Некоторые авторы утверждают, что перивентрикулярный ВМГ клинически менее важен, чем глубокий ВМГ. Другие подчеркнули важность регионального или лобарного распространения WMH. Эти характеристики отражены во многих шкалах оценки зрения, таких как Scheltens Scale, 17, которые обычно используются для оценки тяжести и распределения WMH. Наша лаборатория разработала количественный подход для регионального анализа тяжести ВМГ. Вкратце, рассматривая распределение интенсивностей вокселей на отдельных изображениях с ослабленным обратным восстановлением жидкости (FLAIR), мы подбираем гауссовые кривые для каждого полушария головного мозга и получаем среднее и стандартное отклонение для каждого полушария. Семена гиперинтенсивности белого вещества определяются как большие или равные 2,5 стандартным отклонениям выше среднего. Левое и правое семена объединяются, и каждое семя затем передается в средний алгоритм роста на основе интенсивности. Алгоритм использует интенсивность вокселя семян в качестве стартового значения и, применяя 10-точечную схему подключения (плоскость ху и 1 вверх по z и 1 вниз по плоскости z), он ищет и маркирует вокселы, которые попадают в 5% от среднее семя. Соседние вокселы, которые попадают в пределах 5%, добавляются к изображению, и создается новое среднее. Этот процесс продолжается итеративно, пока все семена не будут включены в окончательный образ WMH. Суммирование количества вокселей, обозначенных как WMH, умноженное на размеры вокселей, дает общий объем WMH. Путем пространственной нормализации анатомического атласа18 каждому изображению мы можем выводить объемы WMH в каждой из основных анатомических лопастей, базальных ганглиев и мозжечка. (Рисунок 3) иллюстрирует три ортогональных вида изображения FLAIR с маркировкой WMH и региональным парсерированием. Кроме того, через сегментацию боковых желудочков (рис. 4) мы можем рассчитать расстояние в трех измерениях каждого воксела от стенки желудочка. Таким образом, наш количественный подход к обработке может быть использован для получения общего объема WMH, регионального объема WMH и перивентрикулярных и глубоких региональных томов WMH.
Несмотря на вездесущность WMH среди пожилых людей, они являются уникальным радиологическим явлением. То есть, при серьезном анализе областей мозга, лежащих в основе WMH, нет очевидной аномалии пигментации. Наше нынешнее понимание природы, клинической значимости и когнитивных последствий ВМГ было вызвано рядом тщательных клинико-патологических коррелятов и обсервационных исследований среди клинических и эпидемиологических образцов. Преобладающее мнение состоит в том, что WMH являются суррогатным маркером сосудистого заболевания сосудов малого сосуда19, вызванным ишемическим повреждением вследствие хронической гипоперфузии. Гиперинтензии белого вещества имеют тенденцию развиваться в регионах, которые считаются «водораздельными» районами, которые простираются до 13 мм за стенками желудочков.20-22 Действительно, большинство основных факторов риска развития ишемии, как было показано, связаны с серьезностью Распространение WMH.23-27 Еще одно доказательство наличия ишемического происхождения происходит после посмертного патологического исследования ткани, которое появляется как WMH в течение жизни. Районы, наиболее уязвимые для развития ВМГ, получают кровоснабжение, главным образом, из вентрикулофугальных сосудов, которые происходят из подэпидемиальных артерий28,29. Эти сосуды имеют относительно мало анастомозов и особенно уязвимы к травмам при системной гипоперфузии.29-30 Клинико-патологические корреляционные исследования показали, что гладкие перивентрикулярные WMH связаны с субэпидемическим глиозом и нарушением эпендимальной подкладки, тогда как глубокая белая материя, пунктирующая WMH или перивентрикулярный WMH с неправильной формой, связана с нарушением в волокнах, вторичных по отношению к ишемическим / артериосклеротическим изменениям.31,32 В общем, WMH связаны к уменьшению бледности или разреженности и глиоза33 и миелина или потери аксонов.34
Объединив структурные данные нейровизуализации с измерениями церебрального кровотока, измеренные с помощью артериальной спиновой маркировки (ASL), мы показали, что области, появляющиеся как WMH на изображениях FLAIR, уменьшают кровоток по сравнению с обычным появляющимся белым веществом и серой вещью.35 Нахождение дополняет недавние наблюдения показывают, что пространственная частота ВЗМ среди здоровых пожилых людей выше в регионах с более низкими нормативными значениями перфузии.36 Мы также показали, что среди эпидемиологической когорты незаменимых пожилых людей WMH были связаны с хронологическим возрастом и факторами риска сосудов37 и были наиболее тяжелой среди взрослых с самым высоким абсолютным давлением и колебаниями артериального давления в течение 3-летнего периода (Brickman et al., неопубликованный). Эти наблюдения дают дополнительную поддержку, что снижение перфузии и, возможно, скомпрометирование мозговой ауторегуляции увеличивает риск развития WMH.
Последовательные наблюдения за увеличением степени тяжести и изменчивости WMH при старении поддерживают постоянный интерес к их клиническим или когнитивным коррелятам (см. Ref 13). Большинство исследований когнитивных коррелятов нагрузки WMH были анализом поперечного сечения среди незарегистрированных пожилых людей, и лишь немногие считают региональной спецификой. Основываясь на этих исследованиях, появляются новые свидетельства того, что тяжесть или объем ВМГ является одним из источников когнитивного спада, который характерен для нормального старения.38 В одном из ранних синтезов когнитивных коррелятов WMH в процессе старения количественный обзор показал что степень WMH связана, в частности, с более низкой производительностью по задачам исполнительного функционирования и скорости обработки, но не с жидкостным или кристаллизованным интеллектом или мелким моторным функционированием.39 Результаты согласуются с более поздним количественным метаанализом, который также показал, что тяжесть бремени WMH связана с более низкой эффективностью на ускоренных задачах исполнительной функции как у здоровых пожилых людей, так и у людей с сердечно-сосудистыми заболеваниями40.
WMH может влиять на когнитивное функционирование, нарушая внутримозговую связь, нарушая эффективную связь между нейронами.41 Таким образом, региональная специфичность распределения этих повреждений может быть связана с уникальными когнитивными профилями. Предполагается, что префронтальная кора и ее обширная корковая кортикальная и кортикально-подкорковая связь играют центральную роль в исполнительном функционировании, 10,11,42, и ущерб этим районам может объяснять преобладающую структуру снижения эффективности работы исполнительной власти. Действительно, возрастные изменения в исполнительном функционировании, по-видимому, частично опосредованы увеличением бремени WMH, распределенного в областях лобной доли43,44, и распределение WMH в префронтальных регионах среди пожилых людей отрицательно влияет на функциональную активность в том же регионе45. Несмотря на наблюдения за поперечным сечением ассоциаций между фронтальным ВМ и исполнительным функционированием, было небольшое количество исследований, изучающих продольную прогрессию ВМГ и связанных с ней изменений у когнитивно нормальных пожилых людей. Исследования показали, что увеличение глобального ВМО на 4-5-летний период, но не лакунарные инфаркты, связано с ухудшением исполнительных способностей и ускоренными способностями.46-48 В совокупности кульминация результатов устанавливает, что WMH являются обычными для нормального старения , существенно продвинуться вперед и предположить, что это прогрессирование, особенно в передних регионах, может частично объяснить типичное возрастной спад исполнительных способностей.
Совсем недавно возник вопрос о том, играет ли WMH уникальную роль в представлении или патогенезе AD. WMH являются более распространенными и тяжелыми у пациентов с АД по сравнению с незарегистрированными, но похожими на демографически взрослыми взрослыми.17,49-51 Исследования, которые изучали региональное распределение WMH, показывают более позднюю активность, включая задние перивентрикулярные области и заднюю оболочку мозоли 2020, и увеличение каудального участие в более серьезных когнитивных нарушениях20. Интересно, что области мозга, где WMH наиболее тяжелы в AD, характеризуются распределением AD-патологии и областями, которые показывают наибольшую метаболическую дисфункцию в AD.53. В нашем общесоюзном исследовании мы продемонстрировали избирательную связь между WMH и диагностика амнистически умеренного когнитивного расстройства (MCI) — это наиболее подвержено риску развития AD, но не неамных MCI.54. Предварительное исследование регионального распределения показало, что бремя WMH в париетальных лепестках лучше всего отличается среди пациентов с амнистическим MCI, amnestic MCI и элементы управления, что снова указывает на то, что последующее распределение может быть специфичным для или lin ked патологически к AD.
Является ли оценка данных о нейровизуализации в один момент времени прогностической значимостью для будущего клинического курса или прогрессирования в AD остается важным вопросом. Пожилые люди, не страдающие психическим расстройством, но имеющие повышенную нагрузку на WMH, подвергаются более высокому риску развития AD55-57 и MCI.58. Мы стремились определить, позволяет ли базовое измерение тяжести ВГМ и глобальной атрофии, как прокси общего бремени болезней, прогнозировать будущий когнитивный спад среди пациентов с AD.59. Используя серию обобщенных оценочных моделей уравнений, мы продемонстрировали, что степень базовой атрофии, тяжесть WMH и их взаимодействие предсказывают скорость снижения познавательной способности. То есть, большая степень атрофии базовой линии и большая тяжесть базового ВМГ были связаны с более быстрыми темпами когнитивного снижения АД, и взаимодействие этих двух переменных указывает на синергию между цереброваскулярными заболеваниями и общей болезнью. Эти данные согласуются с другими, свидетельствующими о том, что присутствие как повышенных количеств атрофии, так и высокой нагрузки WMH более ассоциируется с AD, чем любая из этих мер. 60,61 Результаты были несколько неоднозначными, поскольку ни Смит, ни коллеги59, ни Декарли и его коллеги62 обнаружили, что изменчивость базовых показателей суммарного бремени WMH предсказывает будущую конверсию из когнитивно-нормального или MCI в AD.
Сочетание факторов риска сосудистых заболеваний, аномалий перфузии головного мозга и повышенного бремени WMH с AD свидетельствует о том, что сосудистые заболевания играют важную роль в патогенезе AD. Сосудистое заболевание может увеличить риск или снизить клинический порог для проявления заболевания даже в отсутствие механистической связи или, альтернативно, может быть механически связано. Преобладающие гипотезы о патогенезе AD предполагают аномальное осаждение паренхимального белка Aβ, 63 и исследования показывают, что наличие высоких уровней плазмы Aβ42, которые со временем снижаются, повышает риск развития AD, предположительно отражая осаждение и олигомеризацию Aβ-пептидов в старческих бляшках в мозг.64 Однако в недавней литературе показано, что сосудистое осаждение Aβ, в основном включающее виды Aβ40, также может быть первичным патологическим признаком заболевания. Например, исследования in vitro показывают, что тяжесть и частота белого вещества, но не серого вещества, периваскулярные пространства больше в AD и коррелируют с количеством отложений Aβ в вышележащей коре и связанных с ней артериях.65 Поскольку сосудистый Aβ может мешать способность стенок кровеносных сосудов шунтировать осажденные Aβ-пептиды через периартериальные пространства в сосудистой сети мозга66-69, а белое вещество в AD содержит в 4 раза больше растворимого Aβ, чем среди контролей, 70 возможно, что повышенное бремя WMH среди пациентов с AD, в некоторой степени отражает патологическое накопление сосудистого Аβ. Показано, что концентрации плазмы Aβ40 связаны с нагрузкой WMH среди пациентов с AD и MCF71 и среди членов роттердамской когорты с аллелем APOE-E4. Эти усилия в поперечном разрезе свидетельствуют о том, что увеличение циркулирующего Aβ40 может вызвать микрососудистость белого вещества или, наоборот, что накопление микрососудистого заболевания белого вещества вызывает патологическое высвобождение церебрального Аβ40 в плазму крови. Продольные исследования имеют решающее значение для определения того, являются ли увеличение плазмы Aβ40 биомаркером цереброваскулярного заболевания или фактором риска развития цереброваскулярных заболеваний.71
Прямое изучение связи между центрально-опосредованным Aβ и WMH обеспечивает другой подход к пониманию связи между ВМ или микрососудистым заболеванием и патологией AD, и два общих класса исследований начали точно решать эту проблему. Во-первых, церебральная амилоидная ангиопатия (САА) присутствует у подавляющего большинства пациентов с АД при аутопсии. Церебральная амилоидная ангиопатия отражает отложение Aβ в мозговых артериолах и проявляется в виде лобарных мозговых микроэлементов, наилучшим образом визуализируемых in vivo на T2-взвешенном градиентно-эхо-МРТ. Важно отметить, что WMH являются более частыми в присутствии микроэлементов или клинических CAA36,73, а у пациентов с клиническим ВГА наблюдается прогрессирующее увеличение ВМГ, предполагая, что ВГА может вызвать прогрессивные изменения белого вещества.74 В недавнем докладе75 отмечено, что микроэлементы имели распределение лобаров в 92% пациентов с AD и были преимущественно распределены в задних областях. Наличие и частота микроэлементов среди пациентов с АД предсказывали тяжесть ВМГ, которая была колокализована в париетально-затылочных распределениях. Учитывая исследования, свидетельствующие о колокализации среди WMH, микроэлементов и патологическом распределении AD, возможно, что большее последующее распределение WMH в AD может отражать конкретный вклад CAA, но в будущих исследованиях необходимо будет конкретно рассмотреть эту возможность.
Во-вторых, одним из наиболее интересных событий в области нейровизуализации была способность маркировать in vivo центральные амилоидные осаждения с использованием меченого углеродом-11 липофильного производного тиофлавина-T, называемого «Pittsburgh Compound B» или просто «PIB». 76, 77 PIB может обнаруживать патологию амилоидов даже среди незарегистрированных индивидуумов78 и был связан с уровнями Aβ42 в спинномозговой жидкости.79 В последнее время два отчета показали, что PIB также надежно маркирует сосудистое осаждение Aβ и способен различать пациентов с клинически диагностированной церебральной амилоидной ангиопатией от те, у кого есть AD.80,81 Таким образом, хотя кульминация исследований, рассмотренных выше, указывает на то, что WMH являются чисто ишемическими, в результате системной или переменной гипоперфузии, мультимодальной нейровизуализации и патологического исследования предполагают более гетерогенный профиль, возможно, с амилоидогенным источником WMH распространенных в задней коре среди лиц с риском развития АД. В исследованиях подчеркивается потенциальная важность как паренхимального, так и сосудистого β-амилоида в патогенезе AD, и предполагают, что они механически связаны. Крайне важно расширить эту линию исследований и определить связь между региональным распределением WMH, церебральными микроэлементами и поглощением ПИБ среди лиц с АД и без него, и в будущих исследованиях следует предпринять эти усилия среди крупных образцов лиц, живущих на уровне сообществ.
Структурные исследования нейровизуализации старения и деменции подчеркнули важность WMH в нормальных возрастных поведенческих потерях и в AD. Преобладающим взглядом на WMH является то, что они представляют собой ишемическое цереброваскулярное заболевание сосудов малого сосуда, вторичное по отношению к перфузионным аномалиям. Недавняя работа подразумевает их участие в представлении и патогенезе AD и указывает на потенциальный амилоидогенный источник, особенно когда они распределены в задней коре. Существует несколько последовательных данных о цереброваскулярных заболеваниях в контексте AD, которые появились с несколькими этиологическими возможностями. Во-первых, наличие сосудистого заболевания сосудов малого сосуда среди пациентов с АД является нормой, а не исключением. 60 Во-вторых, пациенты, которые сосуществуют с ДС и сосудосуживающим заболеванием сосудов малого сосуда, имеют более серьезные когнитивные нарушения, чем те, которые имеют либо только 82-84, либо мозг маркеры формирования изображения кажутся взаимодействующими синергически, чтобы воздействовать на продольный когнитивный курс.59 В-третьих, цереброваскулярные заболевания и общие доли риска AD .87 С этиологической точки зрения AD и цереброваскулярное заболевание могут быть независимыми, но имеют общие факторы риска. Точно так же цереброваскулярное заболевание может представлять собой независимую патологию, которая снижает порог клинической экспрессии AD или независимо способствует когнитивной дисфункции. С другой стороны, цереброваскулярное заболевание может находиться в причинном пути развития AD или взаимодействовать синергически с AD-патологией. Эти возможности не являются взаимоисключающими, но, учитывая совпадение факторов риска, распространенность цереброваскулярных заболеваний в AD, вовлечение как сосудистой, так и паренхимной форм p-амилоида, а также взаимодействия между ними при клиническом проявлении, имеются предварительные данные этиологического или механистического перекрытия.
Понятно, что будущая работа должна быть сосредоточена на распутывании этих этиологических возможностей для лучшего понимания стратегий лечения и профилактики. Продольные исследования, содержащие образцы сообщества и включающие мультимодальные методы нейровизуализации, помогут установить причинно-следственные связи. Например, хотя наблюдаются ассоциации между бременем WMH и AD, необходимо рассмотреть вопросы о том, следует ли рассматривать прогресс или накопление WMH в отношении AD. Аналогичным образом, по мере того как методы приобретения и анализа продолжают развиваться, следователи должны последовать этому примеру и уточняться в задаваемых вопросах и характере исследуемого нейровизующего сигнала. WMH являются важными радиологическими коррелятами когнитивного старения, но, скорее всего, представляют собой гетерогенную патологию, которая требует дополнительного разъяснения с помощью передовых методов визуализации и комбинированных методологических подходов.
Эта работа была частично поддержана грантами NIH AG029949, AG024708, AG007232 и грантом Ассоциации Alzheimer 05-14586, присужденным AMB, а также грантом пилотного проекта по визуализации клинической и трансляционной науки (NIH через Колумбийский университет).
источник
… появление методов нейровизуализации позволило значительно улучшить диагностику заболеваний, приводящих к деменции.
Болезнь Альцгеймера (БА) по мере прогрессирования сопровождается церебральной атрофией (макроскопически размер головного мозга пациента становится меньше), Проявляется это при компьютерной ( КТ ) или магнитно-резонансной томографии ( МРТ ) как увеличение желудочковой системы и борозд полушарий головного мозга. Стандартная МРТ при БА (и др. деменции) обычно использует импульсные последовательности быстрого спинового эха (fast spin echo – FSE) для получения Т1-взвешенных изображений (Т1ВИ) и Т2-взвешенных изображений (Т2ВИ), а также последовательность инверсии-восстановления в модификации FLAIR. Для БА при проведении МРТ с использованием количественной методики (линейные и объемные измерения желудочков, объемные измерения ликворных пространств, серого и белого вещества) характерно уменьшение объема медиальных отделов височных долей, особенно энторинальной коры и гиппокампа ( [. ] уменьшение их объема характерно уже для ранних проявлений БА, но следует помнить, что атрофия гиппокампа хоть и ранний, но не абсолютно специфичный маркер БА). Необходимо изучение динамики этих изменений. Так, например, если через полгода отмечается нарастание церебральной атрофии, включая атрофию височных долей и гиппокампа, то это свидетельствует о прогрессировании БА. [. ] Необходимо помнить, что наружная и внутренняя гидроцефалия как проявление атрофии может быть связана не только с БА, но и с другими дегенеративными заболеваниями позднего возраста, сопровождающимися деменцией (болезнью Пика, болезнью Паркинсона, амилоидной ангиопатией, хореей Генингтона, и др.), а также может быть следствием травмы, лучевой терапии. Кроме того, расширение ликворных пространств наблюдается также при ряде физиологических и патологических процессов (алкоголизме, менингите, голодании) и является обратимым. Запомните : наличие единичных мелких сосудистых очагов или ограниченного перивентрикулярного лейкоареоза не исключает диагноз БА.
Если обычные КТ и МРТ выявляют структурные изменения, характерные для БА только на стадиях продвинутой деменции, функциональные методы могут иметь большее значение для выявления мягких изменений на ранних стадиях заболевания. Функциональные методы так же имеют значение для разграничения БА от сосудистой деменции, лобно-височной деменции, деменции с тельцами Леви или депрессии. Функциональными радиоизотопными методами являются однофотонная эмиссионная компьютерная томография (ОФЭКТ), позитронная эмиссионная томография (ПЭТ), функциональная МРТ (фМРТ), перфузионная МРТ (пМРТ), диффузионно-взвешенная МРТ (двМРТ), МР-спектроскопия (МРс).
ОФЭКТ при исследовании головного мозга используется для оценки регионарного мозгового кровотока. При БА обычно выявляется снижение гемоперфузии в теменно-височной области. Величина гемоперфузии коррелирует с тяжестью когнитивных нарушений. Использование этого метода позволяет повысить точность клинической диагностики БА, и дифференцировать ее от других видов деменции. Снижение перфузии в лобных долях происходит при лобно-височной деменции. При деменции с тельцами Леви гипоперфузия наблюдается в затылочных долях, что отличает ее от БА.
ПЭТ позволяет оценить активность метаболических изменений в тех или иных зонах головного мозга (уровень метаболизма глюкозы в головном мозге после внутривенного введения радиофармпрепарата, обычно флюоро-2-деоксиглюкозы ([ФДГ]), что также важно, поскольку БА сопровождается гибелью нейронов. ПЭТ проводится как в покое, так и при выполнении когнитивных тестов (при исследовании кровотока и метаболизма глюкозы во время выполнения когинитивных тестов было выявлено, что уровень ответа у пациентов с болезнью Альцгеймера ниже, чем у пациентов контрольной группы). По мере прогрессирования заболевания при ПЭТ отмечается нарастание дефекта [снижение уровня] метаболизма в теменно-височных отделах. Величина этого дефекта [снижения] коррелирует со степенью когнитивного снижения. Уровень метаболизма глюкозы в базальных ганглиях, мозжечке, первичной сенсомоторной коре обычно не изменен. ПЭТ может использоваться при дифференциальной диагностике БА с другими видами деменций. Показано, что при лобно-височной деменции снижен уровень метаболизма глюкозы в лобных долях, передних и медиальных отделах височных долей, при деменции с тельцами Леви – в теменных, височных, затылочных долях и мозжечке. У пациентов с депрессией уровень метаболизма глюкозы не изменен. При сосудистой деменции снижение уровня метаболизма глюкозы имеет пятнистый характер. Новые достижения в области ПЭТ позволяют увидеть β-амилоид в головном мозге [. ] .
фМРТ – это мощный исследовательский метод, позволяющий выявлять области нейрональной активации в ответ на действие определенных раздражителей или в момент выполнения когнитивных тестов. При БА методом фМРТ выявляется снижение нейрональной активации в лобных и височных долях. В рутинной работе с пациентами, страдающими нарушениями памяти, этот метод не используется, но он имеет потенциальные возможности при ранней идентификации пациентов с продоромальной деменцией.
пМРТ – это метод МРТ, при котором получение изображений осуществляется при внутривенном введении болюса парамагнитного вещества. Он позволяет измерять несколько гемодинамических параметров, а именно локальный объем кровозаполнения, локальный мозговой кровоток, время распространения контрастного вещества по сосудистой системе. Показано, что измерения кровотока, проводимые при пМРТ, коррелируют с церебральным метаболическим отношением глюкозы, потребляемым по данным ПЭТ при БА, при этом пМРТ дешевле ПЭТ и может быть ему альтернативой.
двМРТ – это метод, чувствительный к микроскопическому движению молекул воды в тканях. При проведении исследовании пыла показана статистически достоверная разница измерений диффузии при БА и в норме в нескольких областях мозга, особенно гиппокампе, поясной извилине, белом веществе височных и теменных долей.
МРс (протонная магнитнорезонансная спектроскопия) дает возможность получить неинвазивно информацию о химическом составе исследуемой ткани. Протонная МРс позволяет in vivo оценить содержание в головном мозге N-ацетиласпартата (NAA), глютамина и глутамата, глицина, холина, креатина и фосфокреатина, липидов, лактата, мио-инозитола. При исследовании пациентов с БА было показано снижение NAA в височных и теменных долях. Уровень метаболитов, таких как мио-инозитол, NAA, креатин, коррелирует с тяжестью деменции.
1. «Болезнь Альцгеймера: диагностические подходы и тактика ведения больных» профессор кафедры нервных болезней Первого МГМУ им. И.М.Сеченова Игорем Владимировичем Дамулиным (журнал «Consilium Medicum» Неврология и ревматология, №02 2012.
2. статья «Магнитно-резонансная томография подкоркового поражения головного мозга при болезни Альцгеймера». Божко О.В., Научный центр психического здоровья РАМН, поликлиника ОАО «Газпром» (статья опубликована в Вестнике Российского Научного Центра Рентгенорадиологии, выпуск №7, 2007).
3. статья «Болезнь Альцгеймера: перспективы диагностики и лечения» Воробьева А.А., Васильев А.В.; Статья опубликована в РМЖ «Неврология. Психиатрия» 12 мая 2009 г., №11
источник