Вебинар 10. Программа по стандартизации диагностики. Протоколы исследований процедур с контрастированием

Перфузионная КТ головного мозга (Амелин М.Е.)

• С точки зрения перфузионной КТ головной мозг (ГМ) можно представить в виде гемодинамической системы, которая имеет постоянный объем, поддерживаемый постоянным притоком и оттоком крови, находящимися в динамическом равновесии.
• Сдвиг объема в системе (как недостаток крови, так и ее переизбыток) → гемодинамическая катастрофа.
• В данном случае справедливо интегральное уравнение:
Объем крови = Среднее время транзита крови х Скорость кровотока
• Это дает возможность измерить временную зависимость изменения концентрации контраста после его инъекции.

Опыт специалистов ФГБУ «Федеральный центр нейрохирургии» Минздрава России

Укладка и подготовка пациента
• Укладка пациента должна быть произведена таким образом, чтобы плоскость сканирования соответствовала орбито-меатальной линии.
• Рекомендуется до выполнения перфузионного исследования выполнить бесконтрастное сканирование ГМ для определения уровня интереса и исключения кровоизлияния.

Протокол исследования:
• 20-50 мл контрастного вещества (КВ);
• концентрация – 300-400 мг/мл;
• скорость – 4-7 мл/сек;
• катетер в кубитальной вене калибром 18-20 G.

Рекомендуется ставить точку интереса на наиболее рано контрастируемый сосуд.
• Выбор артериального сосуда – передняя или средняя мозговая артерия.
• Выбор венозного сосуда – как правило, сагиттальный синус.

Показатели перфузии

• При вычислении показателей перфузии происходит сравнение прироста плотности в пикселях мозговой ткани с приростом плотности контрастирования в избранной артерии. При решении алгоритма обратной свертки для кривых время-прирост плотности в тканях и артериальном сосуде получаются данные MTT (mean transit time, среднее время прохождения).
• CBV (cerebral blood volume, объем кровенаполнения) – параметр, определяемый как доля кровеносных сосудов в определенном объеме мозговой ткани; вычисляется исходя из коэффициентов плотности каждого воксела паренхимы при сравнении с плотностью в выбранном сосуде.
• CBF (cerebral blood flow, мозговой кровоток) – вычисляется из уравнения CBF = CBV/MTT.
• TTP (time to peak, время пика) – время до пика контрастирования в каждом данном пикселе.
• Delay – время от введения КВ до начала контрастирования в каждом данном пикселе.
• Рermeability – показатель проницаемости ГЭБ, количество внесосудистой контрастированной крови.
^{ГЭБ – гематоэнцефалический барьер}

Механизмы, приводящие к изменению перфузионных параметров вещества ГМ

Небольшое ↓ центрального перфузионного давления (ЦПД) приводит к компенсаторному расширению артериол ГМ и ↓ сосудистого сопротивления.

↓

Скорость кровотока замедляется, ↑ среднее время транзита КВ и объем мозгового кровенаполнения в то время, как показатель кровотока будет в пределах нормы.

В случае умеренного ↓ ЦПД вазодилатация обеспечивает поддержание кровотока на пределе компенсаторных возможностей. Признак этого – еще большее ↑ среднего времени транзита КВ и ↑ объема мозгового кровенаполнения.

При дальнейшем ↓ ЦПД механизмы ауторегуляции перестают функционировать, расширение церебральных сосудов уже не в состоянии обеспечить достаточный уровень кровотока, что приводит к ↓ и CBF, и CBV.

Симпатическая функция нейронов ухудшается при кровотоке <20 мл на 100 г/мин, а необратимое нарушение метаболизма наступает при значениях CBF <10-15 мл на 100 г/мин, причем нарушение функционирования мембраны нейрона и ионных насосов не всегда является необратимым.

При критическом уровне кровотока (<10 мл на 100 г/мин) нарушается электрическая активность и водный гомеостаз нейронов, синтез АТФ не соответствует потребностям клетки → прекращение функционирования ионных насосов → развитие цитотоксического отека.

Развитие инфаркта мозга зависит не только от количественных значений перфузии, но и от длительности олигемии. Чем более выражено ↓ кровотока, тем <времени требуется для развития необратимых изменений.

Задачи перфузионной КТ при инсульте:
• оценка локализации и объема поражения;
• дифференцировка ядра инсульта от пенумбры;
• оценка результата лечения.

Оптимальная фаза проведения исследования – острейшая фаза (4 часа от момента развития симптомов).

Пенумбра – участок ткани, в котором отмечается различие между площадью зон с измененными CBV и CBF. CBF-CBV mismatch – окружающий ядро инфаркта участок ткани со сниженной перфузией и нарушенным функционированием, но еще сохраняющий жизнеспособность.

По данным литературы, в целом чувствительность перфузионной КТ для выявления очагов острого ишемического повреждения составляет >90%. Наиболее чувствительные к изменению кровотока параметры – МТТ и ТТР.

Перфузионная КТ для выявления острейшей ишемии ГМ была рекомендована в руководстве AHA.
^{Latchaw RE, Alberts MJ et al. Recommendations for imaging of acute ischemic stroke: a scientific statement from the American Heart Association. Stroke. 2009 Nov;40(11):3646-78}

Перфузионная КТ позволяет проводить оценку проницаемости ГЭБ и вероятности геморрагической трансформации*.
^{*Данный термин часто соотносят к 2-м разным процессам, имеющим разное происхождение и проявление, а также прогноз: петехиальным кровоизлияниям и внутримозговой гематоме}.

Болезнь Мойя-Мойя – идиопатическое, невоспалительное, неатерогенное прогрессирующее окклюзирующее заболевание, поражающее Виллизиев круг и супраклиноидную часть внутренней сонной артерии (ВСА).
Радиологическая симптоматика:
• пролиферативный рост коллатералей образуют маленькую абнормальную характерную сосудистую сеть в виде «клубков дымка», особенно хорошо заметных на ангиографии;
• классически вовлекается ВСА и ее ветви, но в половине случаев могут быть изменения и в задней части Виллизиева круга;
• типичная находка – тотальная атрофия всех мозговых артерий;
• огромное количество коллатералей;
• множественные очаги микрокровоизлияний.

С помощью перфузионной КТ также можно проводить оценку:
• аневризм;
• внемозговых объемных образований;
• соотношений объемных образований с сосудами;
• внутримозговых образований глиального ряда;
• объема остаточной опухолевой ткани (в некоторых случаях);
• радикальности удаления образований глиального ряда.

В некоторых случаях перфузионная КТ может помочь в определении псевдопрогрессии опухоли или лучевого некроза, а также в оценке рецидива после лучевой- и химиотерапии (однако это не может быть заменой ПЭТ-КТ).

Лучевая безопасность процедуры
Эффективная эквивалентная доза при динамической КТ-перфузии – 2,0-3,4 мЗв, что незначительно превышает дозу, необходимую для рутинного исследования ГМ (1,5-2,5 мЗв).

Перфузионная КТ:
• относительно простое и доступное средство визуализации мозгового кровотока и количественной оценки его параметров;
• высокочувствительный метод оценки мозгового кровотока;
• способ оценки объемных образований головного мозга;
• применима во многих клинических ситуациях.

Сосудистые заболевания ЦНС (Амелин М.Е.)

Шкала Fazekas используется для упрощения и стандартизации количественной оценки объема белого вещества, вовлеченного в процесс ишемии.

Синдром обратимой задней энцефалопатии (posterior reversible encephalopathy syndrome – PRES) – нейротоксическое состояние, возникающее в бассейнах задних мозговых артерий при нарушениях циркуляции или ауторегуляции, которые происходят при острых изменениях АД.

Перепад АД → гиперперфузия с нарушением ГЭБ → развитие вазогенного отека без образования зоны инфаркта, чаще всего в теменно-затылочных областях.

Гипертензивная микроангиопатия – следствие регулярного воздействия повышенного АД на орган-мишень (ГМ). Наблюдаются выраженный лейкоареоз, следы микрокровоизлияний в подкорковом белом веществе и базальных ганглиях (особенно в режиме SWI).

Церебральная амилоидная ангиопатия – нарушение, вызываемое накоплением церебрального амилоида-β в средней и адвентициальной оболочках лептоменингеальных и кортикальных сосудов ГМ. Наблюдаются выраженные изменения в белом веществе на Т2, накопления черных пятен в базальных ганглиях.

Подкорковая артериосклеротическая энцефалопатия – болезнь Бинсвангера (также деменция мелких сосудов):
• медленно прогрессирующая патология, поражающая только белое вещество с наличием множества мелких инфарктов;
• изменения в белом веществе обычно небольшие, группируются вокруг передних и задних рогов боковых желудочков и полуовальных центров;
• обычно типично наличие умеренных атрофических изменений, а также наличие лакунарных инфарктов в базальных ганглиях и таламусах.

CADASIL (cerebral autosomal dominant arteriopathy with subcortical infarcts and leukoencephalopathy):
• аутосомно-доминантная микроваскулопатия, характеризуемая повторяющимися лакунарными и субкортикальными инсультами и сосудистой деменцией у людей молодого и среднего возрастов без известных факторов риска;
• типичны явления кортикальной гипотрофии;
• отмечается большое количество сливных очаговых изменений в белом веществе;
• типично вовлечение моста, таламуса и базальных ганглиев;
• классические симптомы – вовлечение белого вещества височных долей и наружной капсулы, субкортикальных U-волокон и коры.

КТ-диагностика ишемического инсульта (ИИ):
• нативное сканирование;
• перфузионное сканирование;
• КТ-ангиография.

Ранние признаки ИИ на КТ:
• незначительный масс-эффект со сглаженностью борозд мозга как проявление цитотоксического отека;
• ↓ дифференцировки серого и белого вещества вследствие ↓ плотности серого вещества (подкорковые ядра);
• гиперденсивность средней мозговой артерии вследствие ее тромбоза.

Нативное сканирование в острейшую фазу ИИ может быть неинформативно.

Острая стадия ИИ:

• ↓ плотности;

• сдавление субарахноидальных пространств;
• компрессия желудочков;
• четкие границы.

МРТ-исследование

• Диффузионно-взвешенные изображения (DWI) – данный режим чувствителен к самым малым и ранним очагам инфаркта.
• ↑ сигнала на DWI отмечается в первые минуты ишемии, при этом прогрессирует ↓ измеряемого коэффициента диффузии (ADC или ИКД).
• Чувствительность – 88-100%, специфичность – 86-100 %.

Проявления DWI/ADC зависят от времени процесса ИИ.

Острейшая и острая стадии (0-7 дни)

• ADC ↓ прогрессивно, достигая нижней точки в период 1-4 сут.
• К концу этого периода выход воспалительных медиаторов в окружающую ткань приводит к вазогенному отеку с экстравазацией воды в межуточное пространство

Ранняя реверсия диффузии – обычно следствие реперфузии, чаще всего может наблюдаться в подострой стадии (1-3 нед.)

Псевдонормализация (7-15 сут)
• ИКД возвращается к околонормальным значениям даже в зонах необратимого некроза.
• Диффузия остается высокой благодаря Т2-shine-through.
• После 2-х недель ИКД поднимается выше нормального.

Хроническая стадия (>3 нед.)
• ИКД имеет высокий сигнал.
• DWI имеет пониженный сигнал.

Фибромускулярная дисплазия (ФМД)
• Гетерогенная группа невоспалительных, идиопатических, неатерогенных ангиопатий мелких и средних по калибру артерий.
• Наиболее часто диагностируется в возрасте 30-50 лет, более типична для женщин.
• Причина до конца неизвестна, происходит утолщение артериальной стенки за счет разрастания фиброзной ткани, причем разрастание может происходить в любом из слоев сосудистой стенки
• В 70% случаев встречается форма медиальной дисплазии.
• Наблюдается четкообразное сужение сосуда, как правило, поражаются сосуды малого и среднего калибра.

Диссекция интимы не всегда хорошо визуализируется при КТ-исследовании из-за малого калибра сосудов (в отличие от МРТ).

Васкулиты
• Гигантоклеточный артериит чаще вовлекает ветви наружной сонной артерии, описаны случаи вовлечения ветвей средней мозговой артерии.
• Узелковый полиартериит (polyarteritis nodosa – PAN) вовлекает сосуды малого и среднего калибра (больше артериол), характерны множественные микроаневризмы и множественные участки инфарктов мозга, возможны окклюзии мелких сосудов и мелкие кровоизлияния.
• Гранулематоз с полиангиитом – церебральные или менингеальные гранулемы, инфаркты в бассейнах мелких сосудов и окклюзии мелких артериальных ветвей, кровоизлияния.
• Волчаночный васкулит связан с наличием множества мелких очаговых поражений, расположенных, как правило, субкортикально, также типичны лакунарные инсульты.

Риск разрыва аневризмы сильно зависит от локализации аневризмы.

The UCAS Japan Investigators. The Natural Course of Unruptured Cerebral Aneurysms in a Japanese Cohort. N Engl J Med 2012; 366:2474-2482
Результаты проспективного когортного исследования неразорвавшихся церебральных аневризм у населения Японии (исследовано 6697 аневризм у 5720 пациентов в возрасте 20 лет и старше, 68% женщин, средний возраст 62,5 года):
• Разрыв аневризмы зафиксирован у 111 наблюдаемых пациентов за 40 мес. наблюдения.
• Средняя ежегодная частота разрыва – 0,95%.
• Риск разрыва ↑ с ростом аневризмы.
• Аневризмы с дочерним мешком имели в 1,6 раза более высокий риск разрыва.
• Риск разрыва аневризм ПСА и ЗСА почти в 2 раза (на 90%) ↑, чем аневризм СМА.
^{ПСА – передняя соединительная артерия, ЗСА – задняя соединительная артерия, СМА – средняя мозговая артерия}

Изучение гемодинамики аневризм позволяет прогнозировать вероятность разрыва аневризмы; возможно использование данных многосрезового КТ, МРТ, 3D-ротационной ангиографии.

С помощью компьютерного моделирования гидродинамики проанализированы 330 аневризм, из которых 116 оказались SW типа; изучались взаимоотношения между несущим сосудом и аневризмой, в частности угол между осью несущего сосуда и осью аневризмы. Определено 2 фактора разрыва:
• эндотелиальная дисфункция в местах с низком WSS (дочерние выпячивания аневризм);
• места стенки аневризмы с высоким WSS.
^{Department of Neurosurgery at Tufts Medical Center and Tufts University school of Medicine}

Артериовенозные мальформации (АВМ)
• Манифестация АВМ ГМ в 38-70% случаев начинается с кровоизлияния.
• В 5-10% АВМ – причина нетравматического субарахноидального кровоизлияния.
• Наибольшая частота кровоизлияний из АВМ ГМ приходится на возраст 20-40 лет.
• Сосудистые мальформации спинного мозга – редкая и на современном этапе малоизученная патология, диагностика представляет большие трудности; на конечном этапе диагностики потребуется ангиография.

Каротидно-кавернозное соустье
Типичная симптоматика – контрастирование глазничной вены.

МСКТ с контрастированием в диагностике заболеваний головного мозга (Гвазава В.Р.)

Место КТ головного мозга в диагностическом алгоритме:
• 1-я линия диагностики при появлении неврологической симптоматики (нативная КТ);
• базовое экстренное исследование в «приемном покое» для исключения/подтверждения интракраниальной травмы и/или геморрагии и диагностики ишемического поражения ГМ (нативная КТ + КТ-перфузия + КТА БЦА и интракраниальных артерий);
• экспертная нейродиагностика при отсутствии возможности использования МРТ (КТ с в/в усилением).
^{БЦА – брахиоцефальные артерии}

Чувствительность и специфичность КТ ГМ с динамическим контрастным усилением (ДКУ):
•> 90% для ишемических и геморрагических событий;
• существенно ниже для опухолевой патологии (~ 60% для церебральных метастазов), воспалительной и инфекционной патологии интракраниальных структур;
• не имеет диагностической ценности в отношении диффузного поражения белого вещества (лейкоэнцефалопатий), демиелинизирующих процессов.

^{КС – контрастное средство}

Противопоказания к КТ с ДКУ:
• СКФ <30 мл/мин/1,73 м²*;
• беременность;
• общее двигательное возбуждение пациента.
^{* ESUR Contrast Media Safety Guidelines 10.0}

Специалисты Клинико-диагностического центра ГУЗ ТО «Тульская областная клиническая больница» не проводят КТ с контрастированием пациентам с СКФ <40 мл/мин/1,73 м² при наличии какой-либо возможности заменить исследование другой диагностической модальностью.

Стратегия КУ:
• Тайминг
• Скорость введения КС
• Количество КС

Bae KT. Peak contrast enhancement in CT and MR angiography: when does it occur and why? Pharmacokinetic study in a porcine model. Radiology. 2003 Jun;227(3):809-16
Факторы, влияющие на время достижения целевого внутрисосудистого контрастирования: вес пациента, сердечный выброс, концентрация йода в вводимом КС, скорость введения КС, длительность введения КС.

На базе Клинико-диагностического центра ГУЗ ТО «Тульская областная клиническая больница» установлено 5 аппаратов КТ: 64-срезовые (n=2), 160-, 256- и 320-срезовый КТ.

• Важное значение имеет оптимальный выбор окна визуализации согласно диагностической цели.
• Одной из самых частых настроек окна для КТ ГМ являются параметры ширины 70 HU и центра 30 HU → позволяет хорошо дифференцировать серое и белое вещество, отделить его от ликвора и т.д.

• Для визуализации крови в субдуральном или эпидуральном пространствах следует установить параметры ширины 180-200 HU и центра 80 HU.
• Для мягких тканей рекомендованы параметры ширины 400 HU и центра 50 HU, для костных тканей – 2000 HU, центр 600 HU.

Параметры сканирования, используемые в практике специалистов Клинико-диагностического центра ГУЗ ТО «Тульская областная клиническая больница»:
• 60-80 мл КС (350-370 мг/мл йода);
• скорость введения 4 мл/сек + солевой «чейсер» 30-40 мл;
• болюс-трекер на средний отдел шеи на равном расстоянии от зубов и тканей плечевого пояса;
• ручной старт сканирования артериальной фазы с задержкой 6 сек от появления КС во внутренних сонных артериях;
• отсроченная фаза (3-5 мин).

Нейроонкология

Паттерны распределения опухолей внутри головного мозга и вдоль оболочек имеет большое значение → позволяет начать суживать дифференциальный диагностический ряд до нескольких нозологических единиц.
• Глиобластомы чаще вовлекают лобные и теменные доли, анапластические астроцитомы – фронтальные поля и срединные структуры.
• Диффузные глиомы вовлекают лобные, височные доли, центральные отделы в области межталамического сращения, пластинку четверохолмия.
• Для плеоморфной ксантоастроцитомы с кистозными компонентами чаще характерно вовлечение базальных отделов лобных долей.
• Опухоли эпендимарного ряда располагаются вдоль стенок желудочков, в области отверстий, вдоль спинного мозга (как правило, на стыке продолговатого отдела ГМ и шейного отдела спинного мозга), в самом шейном отделе спинного мозга и в конусе спинного мозга на уровне поясничного отдела. Эпендимомы могут располагаться и экстравентрикулярно на удалении от стенок боковых желудочков.

Паттерны контрастирования

Тип накопления КС приблизительно одинаковое при использовании КТ и МРТ.

Периферическое кольцевидное контрастирование может быть «спутником» разрешающейся подострой стадии паренхиматозной гематомы ГМ.

Паттерн контрастирования схож у метастазов и у глиобластом с обширной зоной некроза, поэтому крайне важно всегда учитывать клиническую картину пациента.

МРТ – более преимущественный метод для дифференциальной диагностики абсцессов и некротических опухолей ГМ.

Нативное КТ может быть полезно для дифференциальной диагностики опухолей селлярной области.

КТ с использованием артериальной фазы позволяет хорошо оценить сосудистое русло, расположенное вблизи или внутри опухолей.

Нейроинфекция

Патогномоничный симптом токсоплазмозного абсцесса – симптом «мишени» (когда происходит как периферическое контрастирование, так и контрастирование центрально расположенного узелка).
Кроме грибковых, бактериальных и паразитарных поражений КТ может принести определенную пользу в диагностике вирусных поражений ГМ.
При вторичном распространении инфекции в ГМ КТ может быть полезна для точной визуализации патологического процесса в придаточных пазухах носа или височных костях.

Нейротравма

В нейротравме КТ с КУ имеет ограниченное значение. Кроме исследований при подозрении на сосудистую травму, в редких случаях может помочь при оценке острых или прекращенных интракраниальных кровотечений.
КТ вполне может заменить МРТ в диагностике заболеваний головного мозга при отсутствии возможности проведения МРТ или при наличии противопоказаний к данному методу.