Визуализация строения мозга с помощью метода ядерно-магнитного резонанса

Метод ядерно-магнитного резонанса (ЯМР) позволяет визуализировать стро­ение мозга, как и при компьютерной томографии, но он не связан с исполь­зованием радиоактивных лучей. Вокруг головы испытуемого создается очень сильное магнитное поле, которое воздействует на ядра атомов водорода, имеющих внутреннее вращение. В обычных условиях оси вращения каждого ядра имеют случайное направление. В магнитном поле они меняют ориен­тацию в соответствии с силовыми линиями этого поля. Выключение поля ведет к тому, что атомы утрачивают единое направление осей вращения и вследствие этого начинают излучать энергию. Эту энергию фиксирует дат­чик, а информация передается на компьютер.

Повторение циклов воздействия магнитного поля и его выключения дает до­статочное количество данных для того, чтобы на компьютере было создано по­слойное изображение мозга. Для повышения разрешающей способности таких томографов иногда также используются контрастные вещества, содержащие

таллий и гадолиний (Black е. а., 1989). ЯМР-томограф высокого разре­шения позволяет видеть клеточные структуры коры головного мозга при жизни человека (Press e. а., 1989). На­ложение ПЭТ-томограмм на ЯМР-изображения дает возможность более тонко дифференцировать те или иные отделы коры и подкорковых структур (Лалаянц, Милованова, 1991).

В последнее время появилась воз­можность повысить разрешающую способность ЯМР-томографов с по­мощью использования монокло-нальных антител против специфи­ческого антигена. В этом случае ан-

Рис. 2.17. Снимки мозга, полученные с помо- ^{ТИГен <<метят>>} ВСЩССТВОМ, детектиру-
щью метода ядерно-магнитного резонанса СМЫМ томографом. Это позволяет С
(Carlson, 1992). большей точностью судить о распре-

Рис. 2.19. Варианты расположения электро­дов для РЭГ на кожных покровах головы. 1 — бифронтальное, 2 — бимастоидальное, 3 — окулоокципитальное, 4 — фронтоокципиталь-ное, 5 — фронтомастоидальное, 6 — окулома-стоидальное отведения (Москаленко, 1977).

Рис. 2.21. Примеры электромиограмм. 1 и 3 “необработанная” ЭМГ; 2 и 4 — интегриро­ванная ЭМГ (Хэссет, 1981).

делении в специфических областях мозга рецепторов к нейромедиаторам (Pollit, 1989).

Поскольку водород содержится не в одинаковых концентрациях в раз­ных тканях, что зависит как от структуры ткани, так и от ее метаболичес­кой активности, то при сканировании излучения этот факт используется для создания визуальной картины тканей. Получаемые с помощью указанного метода картины яснее и четче, чем изображения, представленные методом компьютерной томографии. Однако использование этого метода является более дорогим по сравнению с другими (рис. 2.17).

Реоэнцефалография

Реоэнцефалография (РЭГ) представ­ляет собой метод исследования кро­вообращения головного мозга чело­века, основанный на регистрации изменений пассивных электричес­ких характеристик между электрода­ми, фиксированными на кожных по­кровах головы (Москаленко, 1977). Идея, положенная в основу метода, состоит в том, что электрические параметры тканей мозга различны, поэтому любые изменения удель­ных соотношений в закрытой че­репной коробке будут отражаться на комплексном электрическом сопро­тивлении.

Рис. 2.18. Схема расположения тканей меж­ду электродами, наложенными на кожные покровы головы человека (а), и ее электри­ческий эквивалент (б). 1 — кожа, 2 — мягкие ткани головы, 3 — ко­сти черепа, 4 — пространства, заполненные ликвором, 5 — ткань мозга, 6 — электроды: R и Скк — активное и емкостное сопротив­ления рогового слоя кожи, RKC и Со — то же для костей, R^— сопротивление мягких тка­ней, окружающих череп, RK — поверхностное сопротивление кожи (Москаленко, 1977).

Наиболее распространенная мо­дификация этого метода основана на анализе динамики амплитуды и фор­мы пульсовых колебаний электри­ческого сопротивления при различ­ных состояниях системы внутриче­репного кровообращения (рис. 2.18). Приборы для регистрации РЭГ пред­ставляют собой приставку с внутрен­ним усилителем к электроэнцефа­лографу или электрокардиографу.

Поскольку в РЭГ для оценки со­противления тканей применяют токи высокой частоты, размер элек­тродов не имеет существенного зна­чения, так как их поляризация прак­тически отсутствует. Используют

Рис. 2.20. Схематическое изображение изме­нений кривой РЭГ. Сверху вниз: норма, ок­клюзия сосуда, артериовенозный шунт, ком­прессия мозга, начальная и далеко зашедшая форма атеросклероза сосудов мозга (Моска­ленко, 1977).

пластинчатые овальные или круглые электроды из различных материалов, надежно фиксируя их на голове (рис. 2.19). Информативность полученных показателей зависит от конкретных задач исследования (рис. 2.20).

Электромиография

Электромиография (ЭМГ) — метод регистрации суммарных колебаний электрической активности, возника­ющей при сокращении мышц (рис. 2.21). Поверхностная ЭМГ суммарно отражает разряды двигательных еди­ниц, вызывающих сокращение. По­скольку регистрация производится с поверхности кожи, разряды мышц, располагающихся на разной глубине от поверхности, ослабляются раз­личным образом. В целом уровень

электрической активности соответствует общей величине мышечного на­пряжения (Хэссет, 1981).

Полученные сигналы сначала подвергаются выпрямлению, затем интег­рируются: производится вычисление площади, находящейся под графичес­кой кривой ЭМГ. Электромиограмма содержит множество высокочастотных компонентов, что затрудняет процесс регистрации с помощью обычных по­лиграфов, поэтому для повышения точности исследования используются ос­циллографы.

Требования к электромиографическим электродам аналогичны тем, ко­торые применяют в электроэнцефалографии.

Электроокулография

Рис. 2. 22. Физическая основа окулограммы. Глазное яблоко действует как миниатюрная батарея, при его повороте полюса этой бата­реи изменяют положение относительно электродов, помещенных около глаз. Регис­трируются изменения электрического потен­циала, по которому можно судить об угле по­ворота глаз (Хэссет, 1981).

Электроокулография (ЭОГ) — метод регистрации электрической активно­сти, возникающей при движении глаз. Роговица глаза имеет положительный заряд относительно сетчатки, что со­здает постоянный потенциал, кото­рый называется корнеоретинальным потенциалом. При изменении поло­жения глаза происходит переориента­ция этого потенциала (рис. 2.22), ко­торая фиксируется прибором.

При записи с помощью усилите­ля постоянного тока можно полу­чить информацию об ориентации глаз, при использовании усилителя переменного тока — только запись движений глаз.

Рис. 2.23. Места расположения электродов для окулограммы.

Перед записью производят калиб­ровку, определяя диапазон возмож­ных сдвигов. Для этого испытуемого просят смотреть вперед, вверх, вниз, в стороны. Линия на ЭОГ в тот момент, когда взгляд неподвижен и направлен вперед, принимается за нулевую. При­меняются очень небольшие электро­ды, располагающиеся в точках, пока­занных на рис. 2.23. Кожу и электро­ды подготавливают так же, как при электроэнцефалографии.

Электроокулография наиболее

эффективна в совокупности с другими методами. При оценке ЭЭГ, напри­мер, она позволяет вычленять артефакты, обусловленные движением глаз.