способ выявления патологических очагов в спинном мозге при рассеянном склерозе

Формула изобретения

Способ выявления патологических очагов в спинном мозге при рассеянном склерозе, представляющий собой МРТ-исследование спинного мозга в сагиттальной проекции, отличающийся тем, что МРТ-исследование спинного мозга проводят на MP-томографе с напряженностью магнитного поля 1,5 Тл в модифицированном режиме STIR* с периодом повторения подачи импульса (TR) 3100 мс, временем появления эхо-сигнала (TE) 12 мс, временем инверсии (TI) 400 мс и общим временем исследования 3 мин 30 с и при наличии на полученных изображениях спинного мозга участков с высокой интенсивностью сигнала выявляют патологические очаги в спинном мозге при рассеянном склерозе.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области медицины, в частности к неврологии и рентгенологии, и может быть использовано для визуализации очагов в спинном мозге при рассеянном склерозе.

Доля поражения спинного мозга при установленном диагнозе: рассеянный склероз довольно высока и составляет около 74-85%, что зависит от метода визуализации и группы пациентов. Если суммировать очаговые и диффузные поражения спинного мозга, то они встречаются у более чем 90% пациентов (Lycklama a Nijeholt G.J. Brain and spinal cord abnormalities in multiple sclerosis: correlation between MRI parameters, clinical subtypes and symptoms / Lycklama a Nijeholt G.J., van Walderveen M.A., Castelijns J.A., et al. // Brain. - 1998. - Vol.121 - P.687-97). Показано, что у около 35% пациентов клиника проявляется симптомами поражения только спинного мозга (Renfrew D.L. Atlas of Spine Imaging. New York, NY: Saunders - 2003). При клинически изолированном синдроме распространенность поражения спинного мозга ниже, особенно если не наблюдается спинальная симптоматика. Тем не менее асимптомные очаги в спинном мозге встречаются у 30-40% пациентов с клинически изолированным синдромом (Brex P.A. Measurement of spinal cord area in clinically isolated syndromes suggestive of multiple sclerosis / Brex P.A., Leary S.M., O'Riordan J.I., et al. // J Neurol Neurosurg Psychiatry - 2001. - Vol.70. - P.544-47). Каждому пациенту с подозрением на рассеянный склероз рекомендуется выполнять магнитно-резонансную томографию головного мозга. Если картина ясна и нет клинических признаков вовлечения в патологический процесс спинного мозга, проведение магнитно-резонансной томографии спинного мозга не показано. В случае получения неоднозначных результатов (например, отсутствия изменений при МРТ с высокой клинической вероятностью наличия заболевания или необходимости дифференциальной диагностики полученных изменений с сосудистыми очагами), проведение магнитно-резонансной томографии спинного мозга может помочь установить верный диагноз. Нейровизуализационное исследование спинного мозга также показано в случаях с клиническими признаками его вовлечения в патологический процесс или при первично-прогрессирующей форме течения рассеянного склероза.

Визуализация спинного мозга при МРТ-исследованиях сопряжена с некоторыми трудностями, в связи с тем, что спинной мозг является небольшой и весьма подвижной структурой. Так, диаметр спинного мозга у взрослого человека варьирует от 1,0 до 1,5 см (Синельников Р.Д. и др. Атлас анатомии человека в 4 томах, М.: Медицина, 1996, Т.4, С.18-23). Снижение качества его изображений может, кроме того, наблюдаться в связи с наличием артефактов от пульсации сердца и крупных сосудов, а также артефакта спектральной утечки или артефакта Гиббса. Эти трудности в основном были преодолены с помощью таких технических инноваций, как синхронизация сканирования с сердцебиением (Mikulis D.J. Oscillatory motion of the normal cervical spinal cord / Mikulis D.J., Wood M.L., Zerdoner O.A., Poncelet B.P. // Radiology - 1994. - Vol.192 - P.117-21.), использование пространственной пресатурации и быстрых визуализационных последовательностей. Развитие и внедрение в практику катушек с фазовой решеткой (Roemer P.В. The NMR phased array / Roemer P.B., Edelstein W.A., Hayes C.E., Souza S.P., Mueller O.M. // Magn Reson Med. - 1990. - Vol.16. - P.192-225) для спинного мозга сделало возможным визуализацию всего спинного мозга в течение вполне разумного времени сканирования.

Однако, несмотря на существование разработанного и утвержденного центрами рассеянного склероза международного протокола исследования спинного мозга, при подозрении на его поражение (Simon J.H. Standardized MRimaging protocol for multiple sclerosis: Consortium of MS Centers consensus guidelines / Simon J.H., Li D., Traboulsee A., et al. // AmJ Neuroradiol - 2006. - Vol.27(2). - P.455-61), визуализация небольших очагов в спинном мозге представляет собой весьма сложную задачу. Особенно актуальной является эта проблема при исследовании пациентов с рассеянным склерозом, когда обнаружение или отсутствие очагов в спинном мозге может быть решающим для постановки клинического диагноза. Это придает высокую социальную значимость данной проблеме, так как постановка диагноза «рассеянный склероз» может сильно повлиять на сознание пациента, его образ жизни и социальную адаптацию.

Известен способ выявления патологических очагов в спинном мозге при рассеянном склерозе путем МРТ-исследования с использованием последовательности инверсия-восстановление с коротким временем тау (STIR), с помощью которой получают изображения с подавлением сигнала от жировой ткани. Это является весьма полезным при изучении изменений сигнала от спинного мозга на сагиттальных изображениях. (Hittmair K. Spinal cord lesions in patients with multiple sclerosis: comparison of MR pulse sequences / Hittmair K., Mallek R., Prayer D., Schindler E.G., Kollegger H. // AJNR Am J Neuroradiol - 1996. - Vol.17. - P.1555-1565). Данный источник информации рассмотрен нами в качестве ближайшего аналога. Однако, в то же время, несмотря на более высокое соотношение контраст - шум при обнаружении очагов, данная последовательность более подвержена артефактам от тока жидкости, получаемые изображения более низкого качества, а заключения экспертов по данным изображениям расходятся гораздо чаще, чем при анализе изображений, полученных с помощью других традиционных последовательностей (Bot J.C. Comparison of a conventional cardiactriggered dual spin-echo and a fast STIR sequence in detection of spinal cord lesions in multiple sclerosis / Bot J.C., Barkhof F., Lycklama a' Nijeholt G.J., et al. // Eur Radiol - 2000. - Vol.10. - P.753-758), поэтому STIR не способна их заменить.

С целью повышения чувствительности выявления патологических очагов в спинном мозге при рассеянном склерозе за счет повышения контрастности их изображения нами была использована модифицированная импульсная последовательность STIR (STIR*).

Поставленная цель достигается за счет МРТ-исследования спинного мозга в сагиттальной проекции на МР-томографе с напряженностью магнитного поля 1,5 Тл с помощью получения изображений при использовании модифицированного режима STIR* с периодом повторения подачи импульса (TR) 3100 мс, временем появления эхо-сигнала (ТЕ) 12 мс, временем инверсии (TI) 400 мс и общим временем исследования в течение 3 минут 30 секунд, при этом при наличии на полученных изображениях спинного мозга участков с высокой интенсивностью МР-сигнала выявляют патологические очаги в спинном мозге при рассеянном склерозе.

Способ осуществляется следующим образом.

Больному для уточнения диагноза рассеянного склероза проводят МРТ-исследование шейного и верхнегрудного отделов позвоночника и спинного мозга на магнитно-резонансном томографе Siemens MAGNETOM Avanto с величиной магнитной индукции 1,5 Тл. Исследование осуществляют в сагиттальной проекции в модифицированном режиме STIR*. Для визуализации спинного мозга в разработанном нами режиме используют следующие разработанные нами параметры, дающие более высокую контрастность патологических очагов в спинном мозге: TR - период повторения подачи импульса в миллисекундах (мс); ТЕ - время появления эхо-сигнала в мс; TI - время инверсии (интервал между инвертирующим и 90° импульсами) в мс; толщина среза в мм; величина области исследования в мм; разрешение изображения в пикселях на дюйм; турбофактор; число усреднений и время исследования в минутах. При этом параметры модифицированного режима STIR* были следующими: TR - 3100 мс, ТЕ - 12 мс, TI - 400 мс и общее время исследования 3 мин. 30 сек. На получаемых изображениях обеспечивается более высокая контрастность очагов в спинном мозге при рассеянном склерозе. В режиме STIR* визуализируются малые единичные или многочисленные очаги, а также диффузные зоны повышенной интенсивности МР-сигнала. При этом данные поражения слабо визуализируются в стандартном режиме STIR и практически не визуализируются в режиме T2TSE (см. рисунки 1 и 2).

Примеры осуществления способа.

Пример 1.

Больной К., 29 лет. Пришел с целью проведения амбулаторного МРТ-исследования шейного отдела позвоночника и спинного мозга в связи с подозрением на спинальное поражение демиелинизирующего характера. Было проведено МРТ-исследование шейного отдела позвоночника и спинного мозга в сагиттальной проекции в режимах T2TSE, STIR и STIR*. Параметры режимов, используемых для визуализации спинного мозга, указаны в таблице 1. МРТ-исследование с использованием модифицированной последовательности STIR* выявляет интрамедуллярные очаги повышенной интенсивности МР-сигнала (указаны стрелками), которые слабо визуализируются в режиме STIR и практически не визуализируются в режиме T2TSE (см. рисунок 1). Это позволило уточнить клинический диагноз больному К. и назначить более адекватное лечение.

Пример 2.

Пациентка 3., 24 года. МРТ шейного отдела позвоночника и спиного мозга было выполнено после обнаружения очагов демиелинизирующего характера в головном мозге. Было проведено МРТ-исследование шейного отдела позвоночника и спинного мозга в сагиттальной проекции в режимах T2TSE, STIR и STIR*. Параметры режимов, используемых для визуализации спинного мозга, указаны в таблице 1. Режим STIR* обеспечивает отчетливую визуализацию интрамедуллярного очага в верхнешейном отделе спинного мозга (указан стрелкой). При этом данный очаг слабо визуализируется в режиме STIR и практически не визуализируется в режиме T2TSE (см. рисунок 2). Больной был уточнен диагноз и назначено более адекватное ее состоянию лечение.

Таблица 1.
Параметры режимов, использованных для визуализации спинного мозга в сагиттальной проекции.
Название режима	ТК в мс	TE в мс	TI в мс	Толщина среза в мм	Величина обл. исслед. в мм	Разрешение изображен. в пикселях	Турбо-фактор	Число усреднений	Время исслед. в мин
T2TSE	3500	84	-	3	300	384	18	2	1:29
Т2 STIR	3000	96	160	3	250	320	8	2	2:23
STIR*	3100	12	400	3	281	384	9	3	3:30

Всего было обследовано 11 пациентов с цереброспинальной формой рассеянного склероза, у которых при традиционном МРТ-исследовании шейного отдела позвоночника и спинного мозга обнаруживались отчетливые признаки наличия очагов, характерных для демиелинизирующего процесса. Исследование проводилось на магнитно-резонансном томографе Siemens MAGNETOM Avanto с величиной магнитной индукции 1,5 Тл. Всем пациентам выполнялось стандартное МРТ-исследование шейного и верхнегрудного отделов позвоночника и спинного мозга, которое включало последовательность T2TSE и STIR в сагиттальной проекции, T1 TSE в коронарной проекции и Т2 TSE в трансверсальной проекции, а также дополнительно выполнялся модифицированный режим STIR* в сагиттальной проекции. Подробные характеристики используемых режимов приведены в табл.1.

Визуальная оценка полученных изображений выполнялась врачами-рентгенологами со стажем работы от 4 до 10 лет. Количественные измерения проводились в очагах, видимых во всех режимах, выполненных в сагиттальной плоскости. Измерялась интенсивность сигнала внутри (I₁ ) и вне очага (I₂), затем вычислялся индекс контрастности (K) по разности этих показателей и ее отношению к интенсивности вне очага (I₂). Полученный в результате индекс контрастности (K) использовался в статистическом анализе.

K=(I ₁-I₂)/I₂

Всего было выполнено 118 измерений, которые затем были разделены на три группы в соответствии с режимами. При анализе были использованы методы непараметрической статистики (критерий Манна-Уитни), достоверными считались различия между группами при значении р<0,001. Статистический анализ проводился при помощи пакета программ Statistica 8.0.

В результате статистической обработки результатов было получено, что модификация режима STIR (STIR*) обеспечивает достоверно более высокую контрастность очагов в спинном мозге при рассеянном склерозе как по сравнению с режимом T2 TSE (K _{T2TSEсредн.}=0,37, K_{STIR*средн.}=3,13, р<0,001), так и по сравнению с традиционной последовательностью STIR (K _{STIRсредн.}=0,49, K_{STIR*средн.}=3,13, р<0,001). Данные результаты были подтверждены и при субъективном визуальном анализе (см. рисунок 1).

Таким образом, полученные нами результаты свидетельствуют о том, что модификация последовательности STIR (STIR*) оказалась более чувствительной для выявления очагов демиелинизации и должна служить необходимым элементом протокола исследования спинного мозга при подозрении на рассеянный склероз.