Лучевая диагностика кавернозных мальформаций головного мозга

Полный текст

ВВЕДЕНИЕ

Кавернозные мальформации (КМ) представляют собой сосудистые образования головного и спинного мозга с низким уровнем кровотока, состоящие из каверн с эндотелиальной выстилкой [1–4]. Они известны также как кавернозные ангиомы, кавернозные гемангиомы, скрытые сосудистые мальформации или каверномы. КМ обнаруживаются как в супра-, так и в инфратенториальной областях головного мозга, реже в спинном мозге [5–8]. Данные образования являются вторыми по распространённости сосудистыми мальформациями в центральной нервной системе после аномалий венозного развития (венозных аномалий, ВA) [9–11]. Точная частота и распространённость заболевания неизвестны, поскольку КМ в большинстве случаев клинически не проявляются, а диагностика требует методов нейровизуализации, которые, как правило, используются при наличии показаний. Тем не менее, несмотря на относительно доброкачественное течение болезни, КМ могут быть причиной эпилептических приступов и серьёзного неврологического дефицита.

РАЗВИТИЕ МЕТОДОВ НЕЙРОВИЗУАЛИЗАЦИИ ДЛЯ ДИАГНОСТИКИ КАВЕРНОЗНЫХ МАЛЬФОРМАЦИЙ

Первое сообщение о применении обычной рентгенографии черепа для диагностики КМ датировано 1969 г. [12]. С помощью рентгенограмм черепа может быть выявлена гранулярная или грубая макроскопическая кальцификация примерно в 7–40% случаев. В целом данный метод лучевой диагностики нечувствителен и неспецифичен по отношению к выявлению КМ.

В настоящее время общепризнанно, что решающую роль в диагностике, мониторинге и оценке результатов лечения КМ играют современные методы нейровизуализации. До появления компьютерной (КТ) и магнитно-резонансной (МРТ) томографии обнаружить КМ было достаточно сложно, поэтому патологию чаще диагностировали при выполнении хирургического вмешательства. Рентгенологическое исследование черепа и радионуклидное сканирование не являлись чувствительными и специфичными методами в отношении выявления КМ.

Значительное повышение чувствительности диагностики с развитием КТ способствовало первым успехам в оценке уровня заболеваемости КМ [13]. В ранних исследованиях сообщалось о 100% выявлении КМ при использовании КТ [14, 15]. Тем не менее уровни разрешения сканеров того времени были ограниченными для обнаружения очагов как малых, так и относительно больших размеров [16].

Использование КТ как единственного метода обнаружения КМ позволяет диагностировать очаги только в 30–50% случаев. Изображения, полученные при выполнении КТ, обычно демонстрируют наличие гиперденсных очагов, реже ― смешанных гипер- и изоденсных образований (рис. 1) [17]. КТ позволяет также выявлять признаки кальцификации очагов.

 

Рис. 1. КТ-срезы головного мозга в аксиальной плоскости, выполненные до- (a) и после введения контрастного препарата (b). На изображениях определяется гиперденсный очаг в правой лобной доле, без четких контуров, не накапливающий контрастный препарат.

 

Введение контрастного препарата способствовало улучшению определения границ КМ и повышению чувствительности в отношении выявления изоденсных очагов. Некоторые исследователи [18] предложили следующие признаки наличия КМ по результатам КТ: округлая форма, чётко определяемый край, неравномерная плотность, отсутствие окружающего отёка и эффекта массы (при отсутствии внутримозгового кровоизлияния). Тем не менее результаты КТ при диагностике КМ являются неспецифичными. Так, существенной проблемой является дифференциация КМ и частично кальцинированных аваскулярных глиом.

В целом частота выявления КМ после внедрения КТ существенно повысилась, вследствие чего был поставлен фундаментальный вопрос о тактике лечения выявленного образования.

Церебральная ангиография с целью выявления КМ остаётся сложной задачей: считается, что применение метода позволяет выявить наличие питающих сосудов малых размеров, снижение скорости циркуляции крови, а также наличие тромбов в сосудистых пространствах КМ. Первый случай выявления КМ как ангиографической аномалии был представлен A. Jonutis и соавт. [19].

В ранних сообщениях о применении данного метода были описаны признаки наличия аваскулярных масс со смещением смежных сосудов, но без патологической сосудистой сети [20, 21]. Наиболее частым ангиографическим признаком КМ является наличие бессосудистых областей со смещением сосудов. Однако, несмотря на прогресс ангиографических методов в последние десятилетия, примерно в 20–85% случаев не удаётся выявить КМ, что свидетельствует об ограниченной эффективности данного подхода.

С внедрением в клиническую практику МРТ частота выявления этой патологии значительно увеличилась, что вызвало необходимость углублённого понимания различных аспектов естественного течения КМ для выработки представлений по оптимальной тактике и сроках лечения таких поражений.

Следует учитывать также, что МРТ, являясь чувствительным методом для выявления КМ, менее специфична в диагностике сосудистых мальформаций центральной нервной системы. В таких случаях полезно использование ангиографии для исключения других поражений, в частности артериовенозных и венозных мальформаций.

ПРИМЕНЕНИЕ МАГНИТНО-РЕЗОНАНСНОЙ ТОМОГРАФИИ ДЛЯ ВИЗУАЛИЗАЦИИ КАВЕРНОЗНОЙ МАЛЬФОРМАЦИИ

В 1987 г. D. Rigamonti и соавт. [16] продемонстрировали, что МРТ при уровне магнитного поля 1,5 Тл является наиболее чувствительным и специфичным методом в отношении выявления КМ. Эти исследования положили начало использованию данного метода для диагностики КМ. Было установлено, что визуализация с использованием T2-взвешенных изображений (T2-ВИ) чувствительна на 100% в отношении КМ, тогда как чувствительность T1-взвешенных изображений (T1-ВИ) значительно ниже.

Отложения гемосидерина внутри и вокруг КМ, которые считаются типичным признаком повторных субклинических кровоизлияний или лизиса эритроцитов, обеспечивают магнитную восприимчивость этого патологического образования, особенно при высокой напряжённости магнитного поля. Неоднородность магнитного поля в присутствии гемосидерина также способствует дифференциации кровотока и эффектов гемосидерина в КМ (рис. 2) [16, 17].

 

Рис. 2. МР-томограммы головного мозга в аксиальной плоскости, выполненные в режимах Т1-ВИ (a,c), Т2-ВИ (b), T2*GRE (d), демонстрируют более детальную визуализацию структуры КМ (тот же случай, что и на рис. 1). На изображениях визуализируется очаговое образование характерной ячеистой структуры с гипоинтенсивным периферическим сигналом на Т2-ВИ. Последовательность T2*GRE подчеркивает «цветущий» эффект гемосидерина.

 

Было выдвинуто предположение, что данные МРТ соответствуют гистологически подтверждённым результатам изучения КМ с приемлемой достоверностью. Со временем МРТ стала рассматриваться в качестве метода выбора диагностики в плане идентификации и характеристики КМ.

В целом комбинация ободка пониженного сигнала с сетчатым ядром смешанной гипер- и гипоинтенсивности на T2-ВИ с высокой вероятностью является диагностическим признаком наличия КМ. Для очагов КМ меньших размеров вместо этого оценивается точечная область гипоинтенсивности на Т2-ВИ. Сопровождающий образование вазогенный отёк в перифокальных отделах, который проявляется повышенной интенсивностью сигнала на T2-ВИ, а также эффект массы обычно не проявляются даже при достаточно больших размерах очага, если не было относительно недавних кровоизлияний (рис. 3) [17, 22].

 

Рис. 3. T2*GRE изображение в аксиальной плоскости демонстрирует больших размеров кавернозную ангиому в левой затылочной доле. Несмотря на внушительные размеры образования, перифокального отека и масс-эффекта на окружающие структуры не обнаруживается.

 

Позже при КМ был описан признак гиперинтенсивного сигнала вокруг очага на T1-изображениях. В своих исследованиях T.J. Yun и соавт. [23] полагают, что этот вариант сигнала связан с выходом эритроцитов и плазмы в периваскулярное пространство при формировании отёка. Указывается, что гиперинтенсивный сигнал вокруг очага на Т1-ВИ чаще встречается в КМ, связанных с недавним клинически значимым кровоизлиянием: в подобных случаях этот признак является высокоспецифичным и прогностически значимым для диагностики КМ.

Выполнение МРТ с контрастным усилением в ходе диагностики КМ может быть полезным с точки зрения выявления других патологий, таких как новообразования, артериовенозные мальформации или сопутствующие венозные аномалии [21], при этом связь венозных аномалий с КM была установлена ещё D. Rigamonti и соавт. [16] в 1988 г. В дальнейшем ассоциация этих образований была зарегистрирована почти в 1/3 случаев выявления КМ [21], однако данный признак выявляется исключительно при спорадических, но не семейных, формах заболевания [24].

1. J. Zabramski и соавт. [25] предложили систему классификации, предусматривающую 4 различных категории КМ, основанную на корреляции результатов МРТ с применением последовательностей SE (spin echo ― спиновое эхо) и GRE (gradient echo ― градиентное эхо) с данными гистопатологического исследования.

Согласно этой классификации:

• очаги I типа характеризуются гиперинтенсивным ядром на T1-взвешенных изображениях и гипо- или гиперинтенсивным ядром на T2-взвешенных изображениях, зависящих от внутриклеточной или внеклеточной стадии метгемоглобина, и характеризуют КM, осложнённые острыми и подострыми кровоизлияниями;
• очаги II типа характеризуются проявлениями, которые в настоящее время рассматриваются как патогномоничные МРТ-признаки КМ и имеют сетчатое ядро со смешанной интенсивностью сигнала на Т2-ВИ с окружающим гипоинтенсивным кольцом, которые, как считается, коррелируют с областями продолжающихся тромбозов и наличием кровоизлияний различной давности;
• очаги III типа характеризуются выраженной гипоинтенсивностью на T2-ВИ и увеличением степени гипоинтенсивности при использовании GRE-последовательностей, с изо- или гипоинтенсивностью, наблюдаемой на T1-ВИ, и отражают признаки хронического кровоизлияния с остаточным гемосидерином, находящимся внутри и вокруг очага поражения;
• очаги IV типа являются менее охарактеризованными в настоящее время, не совсем понятно их происхождение, они не визуализируются при использовании обычных последовательностей SE. Эти очаги выглядят как точечные гипоинтенсивные поражения при использовании GRE-последовательностей и, как считается, отражают небольшие отложения гемосидерина, либо в малых по размеру КМ, либо, возможно, в капиллярных телеангиэктазиях.

Клиническая значимость МР-классификации этих поражений остаётся дискутабельной, хотя J. Zabramski и соавт. [25] считают, что выраженность проявлений КМ может быть связана с их отражением на МРТ. У пациентов с признаками КМ I или II типа заболевание практически всегда сопровождается ухудшением состояния, тогда как при наличии очагов III или IV типов симптомы проявляются только у 1/3 больных. Обострение симптомов КМ чаще ассоциируется с очагами I типа.

В 1999 г. M. Essig и соавт. [26] предложили метод МРТ с использованием трёхмерной GRE, известной как визуализация со взвешиванием по чувствительности (susceptibility weighted imaging, SWI). Использование этого вида последовательностей позволяет обнаруживать очаги КМ на основании зависимых от уровня кислорода в крови фазовых эффектов между венозной кровью и окружающей паренхимой мозга. Эти характеристики позволяют выявлять венозные сосуды малых размеров с низкой скоростью кровотока при субмиллиметровом разрешении и, таким образом, осуществлять дифференцировку КМ, капиллярных телеангиэктазий и венозных аномалий без необходимости использования контрастного усиления.

В исследовании B. Lee и соавт. [27] в 2 из 10 случаев были выявлены дополнительные очаги при использовании SWI, которые не были очевидны на T2*GRE-изображениях.

Последующие исследования также продемонстрировали более высокую чувствительность SWI при обнаружении мультифокальных семейных КМ по сравнению с T2*GRE [28–30].

Превосходство SWI над T2*GRE-изображениями в выявлении спорадических КM менее очевидно. N.M. de Champfleur и соавт. [31] по результатам исследования сообщили об отсутствии различий в чувствительности при использовании этих последовательностей для диагностики КМ. H.T. Bulut и соавт. [30] предложили включить очаги V типа в классификацию J. Zabramski и соавт. [25] для характеристики поражений, обнаруживаемых с помощью SWI-изображений, но не T2*GRE.

В целом считают, что преимущество SWI заключается в обнаружении КM и телеангиэктазий в отсутствие признаков явного кровоизлияния [32]. Однако вследствие значительного артефакта восприимчивости в присутствии парамагнитного гемосидерина при хроническом стазе или предшествующих кровотечениях при анализе SWI-изображений размеры очагов нередко переоцениваются [31].

Таким образом, корреляция с обычными последовательностями SE может использоваться для более точного разграничения анатомических деталей на получаемых изображениях. K. Pinker и соавт. [33] продемонстрировали возможности использования SWI с высоким разрешением при 3 Тл, что позволило выявить внутриочаговые трубчатые структуры КМ, которые соответствовали гиалиновым коллагеновым сосудистым каналам, выявляемым при патологоанатомическом исследовании.

Последовательности SWI также могут быть полезны в отношении определения динамики возникновения КM, оценки того, увеличиваются ли их количество и размеры, либо выявляемые новые очаги представляют собой последующие кровоизлияния из ранее нераспознанных небольших КМ.

В целом следует отметить, что использование последовательностей T2*GRE даёт возможность выявить «цветущий» эффект гемосидерина и повысить чувствительность обнаружения КМ. Применение последовательностей SWI, особенно при использовании уровня магнитного поля 3 Тл, позволяет выявлять многоочаговые поражения в случае семейных КМ, которые не могут быть установлены при использовании изображений T2*GRE (рис. 4) [27]. Применение таких подходов значительно повышает диагностические возможности МРТ.

 

Рис. 4. МР-томограммы головного мозга в аксиальной плоскости, выполненные в режимах T2*GRE (a) и SWI (b). Изображения в режиме SWI позволяют выявить дополнительные очаги КМ, не визуализируемые в режиме T2*GRE.

 

В свою очередь, повышение чувствительности метода также позволяет проводить дифференциальную диагностику КМ с геморрагической микроангиопатией или церебральными микрокровоизлияниями, особенно при наличии возрастных изменений головного мозга, а в отдельных случаях ― при метастазах злокачественных опухолей. МРТ позволяет осуществлять функциональную визуализацию первичных сенсомоторных, речевых и зрительных областей коры, а также оценивать состояние структур головного мозга с помощью технологий диффузионно-тензорной визуализации, что в свою очередь улучшает планирование хирургических вмешательств [34].

В последние годы были предложены новые варианты МРТ для выполнения количественного картирования чувствительности (quantitative susceptibility mapping) и количественной перфузии с динамическим контрастированием (dynamic contrast enhanced quantitative perfusion), которые были разработаны для измерения отложений железа и проницаемости сосудов при КМ. Последние показатели рассматриваются в качестве потенциальных биомаркеров активности заболевания.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Таким образом, КМ представляют собой сосудистые новообразования головного мозга, в основе механизма развития которых лежат процессы сосудистой пролиферации, дисморфизма и геморрагической ангиопатии. Заболевание характеризуется отложениями железа в структуре каверномы и перифокальном веществе головного мозга, что часто приводит к проявлениям эпилептогенеза в очагах поражения. Совершенствование методов диагностики и лечения данной патологии является мультидисциплинарной проблемой.

Проведённый анализ данных литературы свидетельствует, что МРТ является методом выбора в диагностике КМ, обладающим высокой чувствительностью и специфичностью. В то же время следует отметить недостаточную обоснованность применения МРТ для оценки результатов современных методов лечения КМ, таких как стереотаксическое радиохирургическое лечение, протонная терапия. В доступной литературе практически отсутствуют результаты исследований, в которых бы приводились диагностические характеристики используемых протоколов МРТ при лечении КМ; отсутствует общепринятый алгоритм использования протоколов МРТ для оценки результатов в различные сроки после стереотаксического радиохирургического лечения КМ.

Углубленное изучение этого вопроса и внедрение в практику оптимального протокола МРТ позволит выявить радиологические особенности облученных КМ, что в свою очередь может положительно повлиять на выбор тактики лечения пациентов с КМ головного мозга.

ДОПОЛНИТЕЛЬНО

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. Все авторы подтверждают соответствие своего авторства международным критериям ICMJE (все авторы внесли существенный вклад в разработку концепции, проведение исследования и подготовку статьи, прочли и одобрили финальную версию перед публикацией). Наибольший вклад распределён следующим образом: Е.Н. Гиря — поиск публикаций по теме, анализ литературы, написание текста; А.С. Токарев — определение основной направленности обзора, экспертная оценка обзора литературы, обработка полученных результатов; В.Е. Синицын — экспертная оценка обзора литературы, обработка полученных результатов, систематизация и финальное редактирование обзора.

Funding source. This study was not supported by any external sources of funding.

Competing interests. The authors declare that they have no competing interests.

Authors contribution. E.N. Girya ― search for publications on the topic, analysis of literature, text writing; A.S. Tokarev ― determination of the main focus of the review, expert assessment of the literature review, processing of the results obtained; V.E. Sinitsyn ― expert assessment of the literature review, processing of the obtained results, systematization and final editing of the review. All authors made a substantial contribution to the conception of the work, acquisition, analysis, interpretation of data for the work, drafting and revising the work, final approval of the version to be published and agree to be accountable for all aspects of the work.

Об авторах

Елена Николаевна Гиря

Научно-исследовательский институт скорой помощи имени Н.В. Склифосовского

Автор, ответственный за переписку.
Email: mishka_77@list.ru
ORCID iD: 0000-0001-5875-1489
SPIN-код: 4793-7748

врач-рентгенолог отделения «Центр радиохирургии»

Россия, 129010, Россия, Москва, Большая Сухаревская пл., 3

Валентин Евгеньевич Синицын

Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова

Email: vsini@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-5649-2193
SPIN-код: 8449-6590

доктор медицинских наук, профессор, заведующий отделением лучевой диагностики

Россия, 119192, Москва, Ломоносовский проспект, д. 27, корп. 10

Алексей Сергеевич Токарев

Научно-исследовательский институт скорой помощи имени Н.В. Склифосовского; Департамент здравоохранения города Москвы

Email: alex_am_00@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-8415-5602
SPIN-код: 1608-0630

к.м.н., заместитель руководителя Департамента здравоохранения города Москвы, врач нейрохирург отделения «Центр радиохирургии»

Россия, Москва; 127006, Москва, Оружейный пер., д. 43

Список литературы

Дополнительные файлы