Дифференциальная диагностика хронических нарушений сознания по данным структурной магнитно-резонансной томографии

Обложка


Цитировать

Аннотация

Обоснование. Дифференциальная диагностика хронических нарушений сознания остаётся сложной задачей даже для опытных клиницистов. В связи с этим для оценки таких пациентов актуальной является разработка инструментальных подходов, предоставляющих дополнительную информацию о диагнозе.

Цель оценка межэкспертной согласованности и возможностей практического применения ранее предложенной шкалы оценки изменений на основе структурной магнитно-резонансной томографии для дифференциальной диагностики хронических нарушений сознания (DOC-MRIDS) на более крупной выборке пациентов.

Материалы и методы. Исследованы 60 соматически стабильных пациентов с клинически диагностированными хроническими нарушениями сознания: 32 — в вегетативном состоянии, и 28 — в состоянии минимального сознания. Клиническая оценка проводилась с использованием пересмотренной шкалы восстановления после комы (CRS-R). Всем пациентам была проведена структурная магнитно-резонансная томография с использованием томографов 3.0 T Siemens, включающая T2- и T1-последовательности. При оценке структурных изменений по шкале DOC-MRIDS учитывались наличие и выраженность следующих признаков: диффузная атрофия коры, увеличение желудочков, расширение борозд, лейкоареоз, дегенерация ствола мозга и/или таламуса, дегенерация мозолистого тела, очаговое поражение мозолистого тела; производился подсчёт суммарного балла. Данные магнитно-резонансной томографии анализировались тремя нейрорадиологами с оценкой межэкспертной согласованности (коэффициент альфа Криппендорфа).

Результаты. Выявлена высокая межэкспертная согласованность оценки по шкале DOC-MRIDS: α=0,806 (95% доверительный интервал 0,757–0,849). Пациенты в вегетативном состоянии имели более высокий балл по шкале магнитно-резонансной томографии DOC-MRIDS по сравнению с пациентами в состоянии минимального сознания (p <0,005). Получена отрицательная корреляция между оценкой по шкалам CRS-R и DOC-MRIDS (ρ=–0,457, p <0,0001) между отдельными доменами клинической шкалы и признаками по магнитно-резонансной томографии.

Заключение. Оценка структурных изменений у пациентов с хроническими нарушениями сознания с помощью шкалы DOC-MRIDS помогает установить вероятный клинический тип нарушения сознания с достаточной специфичностью, чувствительностью и межэкспертной согласованностью и может использоваться в клинической практике как дополнительный к клиническим данным дифференциально-диагностический метод.

Полный текст

ОБОСНОВАНИЕ

Формирование хронического нарушения сознания (ХНС), то есть стойкого отсутствия у пациентов восстановления осознанного поведения после комы, несмотря на восстановление бодрствования, обычно является результатом обширного повреждения ряда структур головного мозга [1]. Поскольку в этих случаях наблюдается полное или частичное сохранение вегетативной функции гипоталамуса и ствола головного мозга (в частности, регуляция кровообращения и спонтанное дыхание), пациенты с ХНС могут выживать в течение длительного периода [2]. Основными видами ХНС являются вегетативное состояние (ВС; синоним — синдром ареактивного бодрствования) и состояние минимального сознания (СМС) [2, 3]. ВС представляет собой клиническое состояние полного отсутствия осознания себя и окружающей среды, тогда как пациенты в СМС способны демонстрировать неустойчивые, но отчётливые и воспроизводимые поведенческие признаки осознания себя или реакций на окружающую среду [3, 4].

В дифференциальной диагностике ВС и СМС крайне важным является выявление признаков сознания, что во многом определяет дальнейшую тактику реабилитации [3]. Диагностические критерии, позволяющие дифференцировать ВС от СМС, включают клинические признаки осознанных ответов на внешние стимулы и возможность целенаправленной коммуникации. Золотым стандартом выявления признаков сознания является подробное стандартизированное клиническое обследование [5]. Общепринятый клинический инструмент для оценки пациентов с ХНС — пересмотренная шкала восстановления после комы (CRS-R), которая даёт оптимальные результаты для дифференциальной диагностики ВС и СМС [6]. Однако такая оценка часто бывает затруднена из-за сложности интерпретации выявляемых реакций, колебания уровня активности пациента, а также тяжёлого моторного дефицита, афазии, механических барьеров (например, трахеостомической трубки), болевого синдрома и множества других факторов. В связи с этим частота диагностических ошибок может достигать 40% [7].

Многочисленные исследования были направлены на оптимизацию дифференциальной диагностики ХНС и прогнозирования исхода с использованием методов нейровизуализации, например, церебральной позитронной эмиссионной томографии с 18F-фтордезоксиглюкозой, которая, как было показано, дополняла клинические обследования и помогала прогнозировать долгосрочное выздоровление пациентов с ХНС [8]. M. Monti и соавт. с помощью функциональной магнитно-резонансной томографии (фМРТ) продемонстрировали, что у небольшой части пациентов с ХНС активация мозга происходила при выполнении некоторых задач с ментальным воображением, что также предполагает наличие сознания [9]. По результатам другого исследования, была обнаружена корреляция между восстановлением лобно-таламических связей по данным фМРТ покоя и когнитивной функции [10]. Кроме того, в другом исследовании [11] анализ функциональной связности сетей покоя (сеть пассивного режима работы головного мозга, лобно-теменная сеть, сеть выявления значимости, слуховая, сенсомоторная и зрительная сеть) выявил различия между группами пациентов с ВС и СМС в более чем 80% случаев.

Тем не менее подходы к функциональной визуализации не получили широкого распространения, так как требуют сложной обработки данных, а их результаты могут быть противоречивыми. Структурная визуализация является гораздо более доступным методом оценки степени поражения головного мозга при ХНС. С её помощью на большой выборке (143 пациента) было показано, что ХНС характеризуются выраженной атрофией базальных ядер и таламуса [12]. Кроме того, было предпринято несколько попыток найти закономерности повреждения головного мозга, позволяющие различить пациентов в ВС и СМС. Так, у пациентов в ВС по сравнению с СМС была выявлена более выраженная атрофия левой скорлупы и бледного шара, уменьшение объёма таламуса и более выраженные изменения вентромедиальной префронтальной коры, задней поясной извилины и предклинья. Сравнивались также подкатегории СМС в зависимости от сложности регистрируемого поведенческого ответа: СМС– (минус) и СМС+ (плюс). У последних более сохранна кора левого полушария большого мозга, включая среднюю височную, верхнюю височную и нижнюю лобную извилины (зона Брока) [13]. Получены доказательства прогностического значения данных структурной МРТ у посттравматических пациентов в ВС: повреждения мозолистого тела и дорсолатеральных отделов ствола были предикторами невосстановления. В другом исследовании применили морфометрический подход и показали различия пациентов в ВС и СМС по объёму серого вещества в парацентральной, парагиппокампальной, нижней теменной, медиальной орбитофронтальной коре, таламусах, хвостатых ядрах [14].

В то же время, сложные подходы к анализу данных визуализации могут быть недоступны в рутинной практике. Учитывая широкое использование структурной МРТ, потребность в её проведении практически у всех пациентов с ХНС и доказанную связь между изменениями на МРТ и клинической картиной у пациентов с ХНС, в Федеральном государственном бюджетном научном учреждении «Научный центр неврологии» была разработана шкала оценки структурных изменений на основе структурной МРТ для дифференциальной диагностики ХНС (Disorders of Consciousness MRI-based Distinguishing Scale, DOC-MRIDS) [15]. С её помощью проводится балльная оценка наиболее распространённых и клинически важных изменений на МРТ, выявляемых у пациентов с ХНС, с целью предоставить дополнительные данные для дифференциальной диагностики пациентов в ВС и СМС. Шкала была протестирована на 30 пациентах и продемонстрировала высокую чувствительность и специфичность (82% и 92%), однако для более широкого её использования в клинической практике необходима дальнейшая оценка её надёжности.

ЦЕЛЬ

Оценка возможностей шкалы DOC-MRIDS для дифференциальной диагностики ХНС на более крупной выборке пациентов и определение межэкспертной согласованности результатов оценки.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

Дизайн исследования

Проведено экспериментальное одноцентровое поперечное выборочное неконтролируемое неослеплённое исследование.

Критерии соответствия

Критерии включения:

  • наличие ХНС;
  • возраст старше 18 лет;
  • срок с момента развития нарушения сознания не менее 28 дней;
  • соматически стабильное состояние пациента;
  • наличие информированного согласия от официального представителя пациента.

Критерии исключения: наличие противопоказаний к МРТ.

Условия проведения

Исследование проводилось на базе Федерального государственного бюджетного научного учреждения «Научный центр неврологии» (г. Москва), отделение реанимации и интенсивной терапии.

Продолжительность исследования

Набор участников исследования проводился в период с 2015 по 2021 год.

Описание медицинского вмешательства

Всем пациентам проводилась структурная МРТ на томографах MAGNETOM Verio 3T и MAGNETOM Prisma 3T (Siemens Healthineers, Германия). Протокол сканирования включал получение Т2-взвешенных изображений с использованием спин-эхо последовательности (время повторения — 4000 мс; время эхо — 118 мс; толщина — 5,0 мм; шаг — 1,5 мм; продолжительность — 2 мин 02 с) и Т1-взвешенных изображений с использованием трёхмерной последовательности «градиентное эхо» (время повторения — 1900 мс; время эхо — 2,5 мс; толщина — 1,0 мм; шаг — 1,0 мм; количество срезов — 176; продолжительность — 4 мин 18 с), для оценки вещества головного мозга пациента.

Для оценки структурных изменений по шкале DOC-MRIDS были выбраны наиболее часто наблюдаемые признаки: диффузная атрофия коры, увеличение желудочков, расширение борозд, лейкоареоз, дегенерация ствола мозга и/или таламуса, дегенерация мозолистого тела, очаговое поражение мозолистого тела (рис. 1).

 

Рис. 1. Оценка по шкале DOC-MRIDS: a–d — на примере здорового добровольца; e–h — на примере пациента с ХНС. Обозначенные расстояния: a–b толщина коры; b–c — ширина борозды; h–i — толщина центральной части мозолистого тела; расстояния d–e и f–g использовались для расчёта индекса Эванса. Выделенные голубым цветом области: a — неизменённые зрительные бугры; c — ствол мозга; e — дегенерация зрительных бугров; g — дегенерация ствола мозга. Линии: e— красные пунктирные линии обозначают распространённость лейкоареоза; h — сплошная голубая линия отмечает гипоинтенсивные очаги в мозолистом теле.

 

При диффузной кортикальной атрофии, дегенерации ствола мозга и/или таламуса и поражении мозолистого тела изменения классифицировали как наличие (1) или отсутствие (0) патологии. Учитывалось несомненное распространённое истончение коры головного мозга и симметричное двустороннее уменьшение размеров таламуса и/или ствола мозга. Одностороннее повреждение вследствие инсульта или травматического повреждения рассматривалось как отсутствие признака. Остальные параметры оценивались по следующей системе: 0 — изменения отсутствуют, 1 — умеренные изменения, 2 — выраженные изменения:

  • умеренное увеличение желудочков оценивалось при индексе Эванса от 0,31 до 0,74 (1), выраженное увеличение — индекс Эванса более 0,74 (2);
  • расширение субарахноидальных пространств от 0,2 см до 0,4 см расценивалось как умеренное расширение борозд (1), а более 0,4 см — как выраженное (2);
  • перивентрикулярные «шапочки», диффузные перивентрикулярные изменения интенсивности сигнала в белом веществе оценивались как умеренный лейкоареоз (1); обширные, сливающиеся Т2-гиперинтенсивные области с распространением на глубокое белое вещество и подкорковые образования оценивались как выраженный лейкоареоз (2);
  • дегенерацию мозолистого тела оценивали по толщине его центральной части: 0,4–0,2 см — умеренная степень (1), менее 0,2 см — выраженная (2).

По итогам визуального анализа перечисленных изменений подсчитывалась сумма баллов в диапазоне от 0 (неизменённый головной мозг) до 11 (обширное поражение головного мозга) (табл. 1).

 

Таблица 1. Параметры магнитно-резонансной томографии для оценки по шкале DOC-MRIDS

Параметры

Шкала DOC-MRIDS

Отсутствие

Наличие

Умеренные изменения

Выраженные изменения

Диффузная кортикальная атрофия

0

1

Дегенерация ствола/таламуса

0

1

Очаговое поражение мозолистого тела

0

1

Увеличение желудочков

0

1

2

Расширение борозд

0

1

2

Лейкоареоз

0

1

2

Дегенерация мозолистого тела

0

1

2

 

Оценка всех перечисленных МРТ-параметров проводилась по Т2- и Т1-взвешенным изображениям независимо друг от друга тремя экспертами-нейрорадиологами (стаж работы более 15 лет), «ослеплёнными» в отношении клинического диагноза пациентов.

Клиническая оценка и диагностика ВС или СМС проводилась тремя неврологами с опытом работы с пациентами с ХНС не менее трёх лет, с использованием валидированной версии пересмотренной шкалы восстановления после комы (CRS-R) на русском языке [4]. Оценка проводилась не менее 5 раз, использовался наилучший результат.

Анализ в подгруппах

В исследование было включено 60 пациентов (28 женщин, 32 мужчины) в возрасте от 18 до 67 лет (медиана возраста — 32 [24; 49] года) с клинически диагностированным ХНС (31 — ВС, 29 — СМС). Все пациенты были соматически стабильны.

Этическая экспертиза

Информированное согласие было получено от всех официальных представителей пациентов. Все процедуры, выполненные в этом исследовании с участием людей, соответствовали этическим стандартам институционального и/ или национального исследовательского комитета и Хельсинской декларации 1964 г. с её более поздними поправками или сопоставимым этическим стандартам. Протокол информированного согласия одобрен Этическим комитетом Федерального государственного бюджетного научного учреждения «Научный центр неврологии» 19.11.2014 (идентификационный номер проекта 11/14).

Статистический анализ данных

При вычислении объёма выборки, проводимом по общепринятому алгоритму, показано, что 60 человек обеспечивают достаточный уровень репрезентативности. Характер распределения данных в выборке больных (n=60) не соответствовал нормальному, поэтому для анализа применялись непараметрические методы статистики: критерии Краскела–Уоллиса, Манна–Уитни (при одновременном сравнении пациентов по трём и более параметрам — с поправкой на множественное сравнение Бенджамини–Хохберга). Для изучения взаимосвязи между показателями применялся непараметрический коэффициент корреляции Спирмена. При анализе номинативных данных применялся критерий хи-квадрат с поправкой на непрерывность. Для построения информативности разработанной шкалы применялся ROC-анализ с расчётом показателя AUC (area under curve — площадь под кривой), а также показателей чувствительности и специфичности.

Межэкспертная согласованность нейрорадиологов оценивалась с помощью коэффициента альфа Криппендорфа. Во всех случаях проверки гипотез уровень статистической значимости соответствовал p <0,05.

Результаты описательной статистики приведены в виде медианы (Ме) и интерквартильного размаха (Q25–Q75). Статистический анализ проводился в программах SPSS Statistics 22 (IBM, США), Rstudio (Posit PBC, США).

РЕЗУЛЬТАТЫ

Объекты (участники) исследования

Длительность ХНС составила от 2 до 72 месяцев после выхода из комы. ХНС развивалось вследствие черепно-мозговой травмы (ЧМТ; n=19) и нетравматических причин (аноксическое повреждение головного мозга, острое нарушение мозгового кровообращения по ишемическому и геморрагическому типу, демиелинизирующее поражение головного мозга, интоксикации и др.; n=41).

В табл. 2 представлены демографические и клинические данные пациентов в группах ВС и СМС. Медиана общей оценки по шкале CRS-R в группах ВС и СМС составила 6 и 12,0 балла соответственно.

 

Таблица 2. Демографические и клинические данные

 

Вегетативное состояние

Состояние минимального сознания

Все пациенты

Количество

31

29

60

Возраст, годы

34 [24; 51]

32 [25; 45]

32 [24; 49]

Пол, м/ж

15/16

17/12

28/32

Этиология черепно-мозговой травмы/нетравматические причины

4/27*

15/14*

19/41

Продолжительность заболевания, мес

14 (2–72)

12 (2–56)

13 (2–72)

DOC-MRIDS

4**

6**

5,5

CRS-R

6*

12,0*

9

* p <0,05; ** p <0,005 (критерий Манна–Уитни); DOC-MRIDS — шкала оценки структурных изменений Disorders of Consciousness MRI-based Distinguishing Scale; CRS-R — пересмотренная шкала восстановления после комы.

 

Основные результаты исследования

Не было выявлено значимых различий между группами ВС и СМС по возрасту (критерий Манна–Уитни, p=0,982), продолжительности заболевания (p=0,807) и полу (критерий хи-квадрат с поправкой на непрерывность, p=0,453). При этом частота нетравматического повреждения головного мозга в группе ВС статистически значимо преобладала по сравнению с травматическим (критерий хи-квадрат, p=0,003), тогда как у пациентов с СМС соотношение нетравматического и травматического факторов не различалось (критерий хи-квадрат, p=0,268). В целом пациенты с нетравматическим повреждением головного мозга характеризовались более тяжёлой клинической картиной по сравнению с пациентами, перенёсшими ЧМТ — медиана общей оценки по CRS-R составила 6,0 (5,0–10,0) балла и 11,0 (8,0–16,0) балла соответственно (критерий Манна–Уитни с поправкой на множественное сравнение Бенджамини–Хохберга, p=0,001).

Значение коэффициента альфа по методу Криппендорфа между 3 экспертами соответствовало высокой меж- экспертной согласованности при оценке изображений по шкале DOC-MRIDS: α=0,806 (95% доверительный интервал 0,757–0,849). Для выбора оценки одного из трёх экспертов был проведён анализ с помощью критерия Краскела–Уоллиса, который не показал значимых различий между экспертами (p=0,363), поэтому для дальнейшего статистического анализа был выбран результат второго эксперта.

При оценке зависимости между сроками ХНС и баллом по шкале DOC-MRIDS была выявлена слабая положительная корреляция (коэффициент Спирмена — 0,338; p=0,008). Корреляционный анализ Спирмена показал статистически значимую отрицательную корреляцию между оценкой по шкалам CRS-R и DOC-MRIDS (ρ=–0,457, p <0,0001) (рис. 2). Значимые отрицательные коэффициенты корреляции были выявлены между общим баллом по шкале CRS-R также со следующими параметрами: диффузная атрофия коры (ρ=–0,457); очаги в мозолистом теле (ρ=0,349); расширение желудочков (ρ=–0,342); расширение борозд (ρ=–0,442); лейкоареоз (ρ=–0,502), во всех случаях p <0,001. Отдельные домены шкалы CRS-R также значимо коррелировали практически со всеми параметрами структурной шкалы (табл. 3).

 

Рис. 2. Отрицательная корреляция между оценкой по шкале CRS-R и DOC-MRIDS (ρ=–0,457, p <0,0001). Красные точки — группа вегетативного состояния; голубые точки — группа состояния минимального сознания.

 

Таблица 3. Коэффициенты корреляции между отдельными доменами шкалы CRS-R и показателями шкалы DOC-MRIDS

Статистический показатель

Слуховая функция

Зрительная функция

Двигательная функция

Оромоторная функция

Коммуникация

Бодрствование

Диффузная атрофия коры

Коэффициент корреляции (ρ)

–0,472**

–0,382**

–0,492**

–0,152

–0,315*

–0,159

Значение р

0,000

0,005

0,000

0,278

0,022

0,255

Дегенерация ствола и/или таламуса

Коэффициент корреляции (ρ)

–0,288*

–0,212

–0,209

–0,091

–0,140

–0,137

Значение р

0,035

0,124

0,130

0,513

0,314

0,323

Очаги в мозолистом теле

Коэффициент корреляции (ρ)

0,289*

0,360**

0,355**

0,229

0,164

0,142

Значение р

0,032

0,007

0,008

0,093

0,232

0,301

Расширение желудочков

Коэффициент корреляции (ρ)

–0,276*

–0,318*

–0,379**

–0,149

–0,309*

–0,256

Значение р

0,041

0,018

0,004

0,276

0,022

0,059

Расширение борозд

Коэффициент корреляции (ρ)

–0,502**

–0,425**

–0,516**

–0,169

–0,341*

–0,201

Значение р

0,000

0,001

0,000

0,218

0,011

0,141

Лейкоареоз

Коэффициент корреляции (ρ)

–0,405**

–0,451**

–0,480**

–0,338*

–0,396**

–0,250

Значение р

0,002

0,001

0,000

0,012

0,003

0,066

Атрофия мозолистого тела

Коэффициент корреляции (ρ)

–0,165

–0,135

–0,049

–0,174

–0,001

–0,141

Значение р

0,229

0,324

0,722

0,204

0,996

0,305

* p <0,05; ** p <0,005 (корреляционный анализ Спирмена)

 

Выявлены статистически значимые различия между группами по шкале DOC-MRIDS. Так, пациенты в ВС характеризовались более низкой оценкой по шкале DOC-MRIDS по сравнению с пациентами в СМС (критерий Манна–Уитни, p <0,005). В результате ROC-анализа на данной выборке пациентов пороговое значение оценки по шкале DOC-MRIDS, позволяющее разделить пациентов в ВС и СМС, составило 5,5 балла, с оптимальной чувствительностью 68% и специфичностью 64% (AUC=0,71 p=0,005; рис. 3).

 

Рис. 3. ROC-кривая для дифференцировки пациентов в вегетативном состоянии и в состоянии минимального сознания. AUC=0,71; p=0,005.

 

В зависимости от этиологического фактора выявлены статистические различия. Такие признаки, как атрофия коры (критерий хи-квадрат, p <0,0001), расширение борозд (p=0,001) и лейкоареоз значимо преобладали у пациентов с нетравматическим поражением (p=0,004), тогда как у пациентов с травматической этиологией ХНС чаще встречались очаги изменения в мозолистом теле (p=0,002).

ОБСУЖДЕНИЕ

Резюме основного результата исследования

МРТ-шкала для количественной оценки структурных изменений головного мозга, характерных для ХНС, была предложена в качестве вспомогательного инструмента для дифференцировки клинических вариантов ХНС. В пилотном исследовании была продемонстрирована применимость шкалы для использования в рутинной практике и получены достаточно высокие чувствительность и специфичность инструмента [15]. Настоящее исследование стало следующим этапом разработки шкалы и имело целью выяснить её надёжность при применении различными рентгенологами и у более крупной выборки пациентов.

Обсуждение основного результата

Данные, полученные в двукратно большей, сбалансированной по виду ХНС популяции пациентов, свидетельствуют о более низкой чувствительности и специфичности шкалы DOC-MRIDS по сравнению с пилотным исследованием: 82% и 92% по сравнению с 68% и 64% соответственно. Возможно, это связано со значительным разбросом сроков ХНС (длительность ХНС составила 2–72 месяца). Тем не менее эти показатели остаются достаточно высокими для того, чтобы опираться на результаты оценки по шкале в клинической практике. Высокая межэкспертная согласованность свидетельствует о возможности получать надёжный результат при оценке различными рентгенологами.

Важно отметить, что для оценки использовались данные клинически стабильных пациентов, то есть у них отсутствовали соматические состояния, способные ухудшить результаты оценки неврологической оценки сознания (такие, как инфекционные осложнения, повышение внутричерепного давления и т.д.). Не менее важно, что для получения клинических данных о состоянии сознания использовались результаты многократной оценки с помощью наиболее надёжной шкалы CRS-R, и оценка проводилась неврологами с достаточным опытом работы с пациентами с ХНС [16, 17]. Такой подход позволяет добиться наиболее точного установления вида клинического синдрома ХНС. Кроме того, несоответствие у пациента с ХНС рентгенологических характеристик по шкале DOC-MRIDS с клинической картиной может в ряде случаев указывать на необходимость повторной неврологической оценки.

Следует отметить, что в группе ВС преобладали пациенты с нетравматическим генезом нарушения сознания. Это связано со сложностями набора пациентов с ХНС в исследование: поскольку прогноз после ЧМТ несколько лучше, эта категория пациентов чаще переходит в статус СМС, и в связи с этим для набора в группу ВС пациентов с нетравматическим поражением и формированием сбалансированной по этиологии популяции потребовалось бы более длительное время. Эта особенность исследуемой группы могла повлиять на интерпретацию результатов оценки по шкале DOC-MRIDS, так как у пациентов с нетравматическим поражением отмечались более выраженные изменения по таким параметрам шкалы, как атрофия коры, расширение борозд и лейкоареоз. Таким образом, для дальнейшего изучения вопроса о том, как этиология поражения влияет на оценку по шкале DOC-MRIDS у пациентов с ВС, требуется исследование на большей выборке пациентов, сбалансированной по количеству случаев травматического и нетравматического генеза.

Слабая положительная корреляция между сроками ХНС и оценкой по шкале DOC-MRIDS может отражать динамику морфологических изменений. Детальных долгосрочных исследований этого вопроса не проводилось.

Несомненным преимуществом DOC-MRIDS является её доступность, так как для оценки требуются данные структурной МРТ (последовательности Т2 спиновое эхо и Т1 градиентное эхо с указанными параметрами сканирования), которые можно получить на любых высокопольных томографах с напряжённостью магнитного поля более 1,0 Тл.

Общей проблемой для МРТ-исследований, которая может затруднять оценку по шкале DOC-MRIDS, являются артефакты от движения пациента, что особенно актуально для пациентов в СМС. Для уменьшения выраженности артефактов может потребоваться медикаментозная седация, что сопряжено с потенциальными рисками для пациента и усложнением организации исследования. Однако в случае использования структурной МРТ влияние артефактов может быть уменьшено за счёт специальных алгоритмов реконструкции изображений. Кроме того, следует отметить, что результаты анализа структурной МРТ, в том числе оценка по шкале DOC-MRIDS, значительно менее подвержены влиянию артефактов от движения по сравнению с функциональной МРТ, что ещё раз подчёркивает доступность применения этого метода в повседневной практике.

Наше исследование является одним из первых, объединяющих в единую шкалу спектр морфологических признаков повреждения головного мозга у пациентов с ХНС. Полученные данные согласуются с некоторыми предыдущими исследованиями пациентов с ранними посттравматическими повреждениями головного мозга, вызывающими расстройства сознания. Так, было показано, что травматические повреждения мозолистого тела и дорсолатеральных отделов ствола мозга являются предикторами невосстановления, и поражения данной локализации могут привести к неблагоприятному исходу [14] Среди наших пациентов выраженная атрофия мозолистого тела, дегенерация ствола мозга и таламуса также в большинстве случаев встречалась у пациентов в ВС.

Отдельные домены и общий балл по шкале CRS-R значимо коррелировали как с общим баллом по DOC-MRIDS, так и с изменением отдельных её параметров, что свидетельствует о значимости морфологической целостности включённых в шкалу анатомических структур для оценки сознания [18]. Однако, в то время как, вероятно, отдельные области головного мозга играют способствующую роль в генерации и поддержании сознания, одной только их структурной целостности недостаточно для формирования ясного сознания. Помимо этого, для поддержания сознания необходима сохранность как таламокортикальных связей, так и взаимодействия внутри и между различными сетями мозга [19]. Этим могут объясняться полученные нами наиболее высокие корреляции между отдельными доменами шкалы CRS-R и диффузным изменением белого вещества и очаговым поражением мозолистого тела, которые являются структурной основой внутримозговых связей. Тем не менее автоматический групповой анализ данных о связности головного мозга у пациентов с ХНС, полученных с помощью структурной и функциональной МРТ, значительно затруднён в связи с высокой вариабельностью и выраженностью изменений вещества мозга. Несмотря на достигнутые успехи в изучении ХНС, результаты последних исследований [19–21] раскрывают перспективы углублённого совместного изучения структурных и функциональных особенностей головного мозга пациентов с ХНС и разработку машинных вычислительных методов обработки данных, в том числе с помощью искусственного интеллекта [20].

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Комплексный анализ структурных изменений у пациентов с ХНС и попытка их количественной характеристики с помощью МРТ-шкалы DOC-MRIDS помогает установить вероятный клинический вариант ХНС с достаточной специфичностью, чувствительностью и межэкспертной согласованностью и может использоваться в клинической практике как метод, дополняющий результаты структурированного неврологического осмотра.

ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ИНФОРМАЦИЯ

Источник финансирования. Авторы заявляют об отсутствии внешнего финансирования при проведении исследования.

Конфликт интересов. Авторы декларируют отсутствие явных и потенциальных конфликтов интересов, связанных с публикацией настоящей статьи.

Вклад авторов. Авторы подтверждают соответствие своего авторства международным критериям ICMJE (все авторы внесли существенный вклад в разработку концепции, проведение поисково-аналитической работы и подготовку статьи, прочли и одобрили финальную версию перед публикацией). Наибольший вклад распределён следующим образом: А.Н. Сергеева — обзор публикаций по теме статьи, обработка данных МРТ, анализ полученных результатов, написание текста рукописи; С.Н. Морозова — обзор публикаций по теме статьи, обработка данных МРТ, написание текста рукописи; Д.В. Сергеев — методология, научная консультация, обзор публикаций по теме статьи, рецензирование и редактирование текста рукописи; Е.И. Кремнева — методология, сбор и обработка данных МРТ; А.А. Зимин — статистический анализ данных, подготовка рисунков и таблиц; Л.А. Легостаева, Е.Г. Язева — методология, сбор и обработка клинических данных; Н.А. Супонева, М.В. Кротенкова, М.А. Пирадов — научная консультация, концепция и администрирование проекта, рецензирование рукописи.

×

Об авторах

Анастасия Николаевна Сергеева

Научный центр неврологии

Автор, ответственный за переписку.
Email: sergeeva@neurology.ru
ORCID iD: 0000-0002-2481-4565
SPIN-код: 6761-8250

канд. мед. наук

Россия, Москва

Софья Николаевна Морозова

Научный центр неврологии

Email: kulikovasn@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-9093-344X
SPIN-код: 2434-7827

канд. мед. наук

Россия, Москва

Дмитрий Владимирович Сергеев

Научный центр неврологии

Email: dmsergeev@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-9130-1292
SPIN-код: 8282-3920

канд. мед. наук

Россия, Москва

Елена Игоревна Кремнева

Научный центр неврологии

Email: moomin10j@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-9396-6063
SPIN-код: 8799-8092

канд. мед. наук

Россия, Москва

Алексей Алексеевич Зимин

Научный центр неврологии

Email: leha-zimin@inbox.ru
ORCID iD: 0000-0002-9226-2870
SPIN-код: 9525-1805
Россия, Москва

Людмила Александровна Легостаева

Научный центр неврологии

Email: milalegostaeva@gmail.com

канд. мед. наук

Россия, Москва

Елизавета Григорьевна Язева

ООО «Реабилитационный центр “Три сестры”»

Email: lizaveta.mochalova@gmail.com
ORCID iD: 0000-0003-0382-7719
SPIN-код: 4895-3900

канд. мед. наук

Россия, Москва

Марина Викторовна Кротенкова

Научный центр неврологии

Email: krotenkova_mrt@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-3820-4554
SPIN-код: 9663-8828

д-р мед. наук

Россия, Москва

Юлия Валерьевна Рябинкина

Научный центр неврологии

Email: ryabinkina11@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-8576-9983
SPIN-код: 5044-2701

д-р мед. наук

Россия, Москва

Наталья Александровна Супонева

Научный центр неврологии

Email: nasu2709@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-3956-6362
SPIN-код: 3223-6006

д-р мед. наук, член-корреспондент РАН, профессор

Россия, Москва

Михаил Александрович Пирадов

Научный центр неврологии

Email: mpi711@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-6338-0392
SPIN-код: 2860-1689

д-р мед. наук, академик РАН, профессор

Россия, Москва

Список литературы

  1. Koch C., Massimini M., Boly M., Tononi G. Neural correlates of consciousness: progress and problems // Nat Rev Neurosci. 2016. Vol. 17, N 5. P. 307–321. doi: 10.1038/nrn.2016.22
  2. Monti M.M., Laureys S., Owen A.M. The vegetative state // BMJ. 2010. Vol. 341. P. 376–385. doi: 10.1136/bmj.c3765
  3. Giacino J.T., Ashwal S., Childs N., et al. The minimally conscious state: Definition and diagnostic criteria // Neurology. 2002. Vol. 58, N 3. Р. 349–353. doi: 10.1212/wnl.58.3.349
  4. Белкин А.А., Александрова Е.В., Ахутина Т.В., и др. Хронические нарушения сознания: клинические рекомендации Общероссийской общественной организации «Федерация анестезиологов и реаниматологов» // Вестник интенсивной терапии имени А.И. Салтанова. 2023. № 3. C. 7–42. doi: 10.21320/1818-474X-2023-3-7-42
  5. Giacino J.T. The vegetative and minimally conscious states: Consensus-based criteria for establishing diagnosis and prognosis // Neurorehabilitation. 2004. Vol. 19, N 4. P. 293–298. doi: 10.3233/NRE-2004-19405
  6. Seel R.T., Sherer M., et al. Assessment scales for disorders of consciousness: evidence-based recommendations for clinical practice and research // Arch Phys Med Rehabil. 2010. Vol. 91, N 12. P. 1795–1813. doi: 10.1016/j.apmr.2010.07.218
  7. Schnakers C., Vanhaudenhuyse A., Giacino J., et al. Diagnostic accuracy of the vegetative and minimally conscious state: Clinical consensus versus standardized neurobehavioral assessment // BMC Neurol. 2009. N 9. P. 35–40. doi: 10.1186/1471-2377-9-35
  8. Stender J., Gosseries O., Bruno M., et al. Diagnostic precision of PET imaging and functional MRI in disorders of consciousness: A clinical validation study // Lancet. 2014. Vol. 384, N 9942. P. 514–522. doi: 10.1016/S0140-6736(14)60042-8
  9. Monti M., Vanhaudenhuyse A., Coleman M., et. al. Willful modulation of brain activity in disorders of consciousness // N. Engl. J. Med. 2010. Vol. 362, N 7. P. 579–589. doi: 10.1056/NEJMoa0905370
  10. Crone J., Bio B., Vespa P., et. al. Restoration of thalamo-cortical connectivity after brain injury: Recovery of consciousness, complex behavior, or passage of time // J. Neurosci. Res. 2018. Vol. 96, N 4. P. 671–687. doi: 10.1002/jnr.24115
  11. Demertzi A., Antonopoulos G., Heine L., et al. Intrinsic functional connectivity differentiates minimally conscious from unresponsive patients // Brain. 2015. Vol. 138, N 9. P. 2619–2631. doi: 10.1093/brain/awv169
  12. Lutkenhoff E., Chiang J., Tshibanda L., et al. Thalamic and extrathalamic mechanisms of consciousness after severe brain injury // Ann. Neurol. 2015. Vol. 78, N 1. P. 68–76. doi: 10.1002/ana.24423
  13. Guldenmund P., Soddu A., Baquero K., et al. Structural brain injury in patients with disorders of consciousness: A voxel-based morphometry study // Brain Inj. 2016. Vol. 30, N 3. P. 343–352. doi: 10.3109/02699052.2015.1118765
  14. Annen J., Frasso G., Crone J., et al. Regional brain volumetry and brain function in severely brain-injured patients // Ann. Neurol. 2018. Vol. 83, N 4. P. 842–853. doi: 10.1002/ana.25214
  15. Morozova S.N., Kremneva E.I., Sergeev D.V., et al. Conventional Structural Magnetic Resonance Imaging in Differentiating Chronic Disorders of Consciousness // Brain Sci. 2018. Vol. 8, N 8. P. 144–155. doi: 10.3390/brainsci8080144
  16. Легостаева Л.А., Мочалова Е.Г., Супонева Н.А., и др. Сложности клинической диагностики хронических нарушений сознания и рекомендации по клинико-инструментальной оценке пациентов после их выхода из комы // Анестезиология и реаниматология. 2017. Т. 62, № 6. C. 449–456. EDN: YPLNJY doi: 10.18821/0201-7563-2017-62-6-449-456
  17. Соловьева П.И., Синкин М.В., Талыпов А.Э., и др. Клиническая оценка пациентов с хроническим нарушением сознания врачами разных специальностей // Анналы клинической и экспериментальной неврологии. 2022. Т. 16, № 2. C. 44–49. doi: 10.54101/ACEN.2022.2.5
  18. Medina J.P., Nigri A., Stanziano M., et al. Resting-State fMRI in Chronic Patients with Disorders of Consciousness: The Role of Lower-Order Networks for Clinical Assessment // Brain Sci. 2022. Vol. 12, N 3. P. 355–374. doi: 10.3390/brainsci12030355
  19. Rohaut B., Doyle K.W., Reynolds A.S., et al. Deep structural brain lesions associated with consciousness impairment early after hemorrhagic stroke // Sci Rep. 2019. Vol. 9, N 1. P. 4174. doi: 10.1038/s41598-019-41042-2
  20. Alnagger N., Cardone P., Martial C., et al. The current and future contribution of neuroimaging to the understanding of disorders of consciousness // Presse Med. 2023. Vol. 52, N 2. P. 104163. doi: 10.1016/j.lpm.2022.104163
  21. Бакулин И.С., Кремнева Е.И., Кузнецов А.В., и др. Хронические нарушения сознания / под ред. М.А. Пирадова. Москва : Горячая линия-Телеком, 2020.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
2. Рис. 1. Оценка по шкале DOC-MRIDS: a–d — на примере здорового добровольца; e–h — на примере пациента с ХНС. Обозначенные расстояния: a–b — толщина коры; b–c — ширина борозды; h–i — толщина центральной части мозолистого тела; расстояния d–e и f–g использовались для расчёта индекса Эванса. Выделенные голубым цветом области: a — неизменённые зрительные бугры; c — ствол мозга; e — дегенерация зрительных бугров; g — дегенерация ствола мозга. Линии: e— красные пунктирные линии обозначают распространённость лейкоареоза; h — сплошная голубая линия отмечает гипоинтенсивные очаги в мозолистом теле.

Скачать (299KB)
3. Рис. 2. Отрицательная корреляция между оценкой по шкале CRS-R и DOC-MRIDS (ρ=–0,457, p <0,0001). Красные точки — группа вегетативного состояния; голубые точки — группа состояния минимального сознания.

Скачать (97KB)
4. Рис. 3. ROC-кривая для дифференцировки пациентов в вегетативном состоянии и в состоянии минимального сознания. AUC=0,71; p=0,005.

Скачать (81KB)

© Эко-вектор, 2024

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.

СМИ зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор).
Регистрационный номер и дата принятия решения о регистрации СМИ: серия ПИ № ФС 77 - 79539 от 09 ноября 2020 г.