Методы лучевой диагностики головного мозга

Основными методами лучевой диагностики в неврологии и нейрохирургии являются КТ и МРТ. Это обусловлено тем, что данные методы наиболее информативны в диагностике многих заболеваний и повреждений. В связи с их развитием традиционный рентгенологический метод отошел на второй план, но во многих случаях сохранил свое значение. В диагностически сложных случаях могут применяться специальные методики КТ и МРТ. Для функциональных исследований показано использование радионуклидного метода (ОФЭКТ и ПЭТ).

Рентгенологический метод

В качестве контрастных веществ используют воздух, кислород и закись азота. Контрастирование ликворных пространств может быть проведено тремя способами: методом люмбальной пункции, методом субокципитальной пункции и путем пункции бокового желудочка через фрезевое отверстие. Исследования с применением первых двух способов введения газа носят название пневмоэнцефалографии, исследование с введением газа путем пункции желудочка – вентрикулографии. Каждый из них имеет строго определенные показания. При введении газа в ликворные пути через поясничный прокол заполняются желудочки мозга и подпаутинное пространство. Это заполнение зависит от положения головы. При наклоне головы кпереди заполняются преимущественно желудочки мозга, при наклоне кзади – подпаутинное пространство. При введении газа субокципитальным путем заполняются преимущественно желудочки мозга, подпаутинное пространство заполняется редко. При введении газа в желудочки мозга подпаутинное пространство газом не заполняется

В настоящее время контрастные методики исследования стали использоваться значительно меньше, что связано с широким внедрением в клиническую практику КТ и МРТ.

Пневмоэнцефалография (ПЭГ) – метод контрастирования желудочков и субарахноидальных пространств, проводимый путем люмбального введения газа в ликворные пути. Показания: воспалительные заболевания, опухоли головного мозга, последствия черепно-мозговых травм. Противопоказаниями к ПЭГ являются опухоли задней черепной ямки, III желудочка, височной доли, вызывающие окклюзию ликворных пространств и гипертензионно-дислокационные явления. Основная опасность – острое развитие дислокации ствола мозга и его ущемление в вырезке мозжечкового намета или большом затылочном отверстии после поясничного прокола и выведения ликвора.

После введения газа выполняются рентгенограммы, вначале в типичных проекциях (переднее-задняя, заднее-передняя и два боковых), а затем и в дополнительных укладках для визуализации всех отделов желудочковой системы.

При патологических процессах на пневмоэнцефалограммах определяются изменения со стороны желудочков и субарахноидальных пространств. Так, при наличии объемного образования происходит смещение соответствующих отделов желудочковой системы в противоположную сторону. После воспалительных процессов нередко возникают слипчивые изменения в оболочках, вследствие чего подпаутинные пространства облитерируются и перестают быть видимыми на рентгенограммах. При кистозных изменениях наблюдается неравномерное расширение субарахноидальных пространств. Эти изменения наблюдаются при церебральном арахноидите.

Субокципитальная пневмоэнцефалография. Исследование проводят в тех случаях, когда в связи с резким повышением внутричерепного давления люмбальное введение газа противопоказано. Производят субокципитальную пункцию, извлекают небольшое количество ликвора и вводят 20-30 мл газа. Рентгенограммы выполняют, руководствуясь теми же принципами, что и при люмбальной ПЭГ. Исследование высокоинформативно для оценки положения, формы и размеров всех отделов желудочковой системы мозга. Субарахноидальные пространства заполняются плохо, вследствие чего судить об их состоянии сложно.

В настоящее время, данное исследование проводится крайне редко, только при наличии строгих показаний.

Пневмобульбография. Метод применяется при исследовании ликворных пространств задней черепной ямки (большая затылочная цистерна, боковые цистерны моста, IV желудочек, сильвиев водопровод), где патологический процесс обычно сопровождается окклюзией ликворных пространств и, следовательно, гипертензионным синдромом. Опасность вклинения ствола в большое затылочное отверстие требует соблюдения строгих методических указаний. При полной окклюзии ликворных пространств на уровне задней черепной ямки газ не проникает в полость III и боковых желудочков.

В настоящее время этот метод применяется крайне редко.

Вентрикулография. Исследование проводят при окклюзии на разных уровнях желудочковой системы, когда при люмбальном введении газа желудочки не заполняются. Накладывают фрезевое отверстие соответственно переднему или заднему рогу бокового желудочка, через которое производят пункцию желудочка. Извлекают небольшое количество спинномозговой жидкости и вводят газ. Информативность исследования такая же, как и при субокципитальной ПЭГ. Хорошо видны все отделы системы желудочков.

При окклюзиях желудочковой системы вентрикулография является единственным способом, позволяющим контрастировать желудочки, особенно в послеоперационном периоде.

Пневмоцистернография. Исследование проводят с целью определения степени роста опухоли гипофиза вверх. После люмбальной пункции вводят 10-20 мл газа и выполняют краниограммы в боковой проекции в положении пациента сидя с максимальным запрокидыванием головы назад. При окинутой голове назад основная часть введенного газа распределяется по основанию мозга и заполняет цистерны, расположенные над входом в турецкое седло. В норме газ виден непосредственно над диафрагмой седла. При опухолях гипофиза в случаях распространения их кверху околоселлярные цистерны сдавливаются и смещаются вверх, нижний контур заполненных газом цистерн окаймляет верхний полюс опухоли.

Церебральная ангиография

Метод контрастирования сосудов головного мозга. Он должен быть строго аргументирован соответствующими показаниями.

В настоящее время специализированные нейрохирургические стационары оснащены современными ангиографическими комплексами, позволяющими выполнять дигитальную субтракционную ангиографию с автоматическим введением контрастного вещества. Это исследование может быть проведено двумя способами: путем пункции общей сонной артерии на стороне повреждения либо путем селективной катетеризации с пункцией бедренной артерии (по Сельдингеру).

При выполнении церебральной ангиографии внутриартериально вводится до 10 мл контрастного вещества при скорости введения 8-10 мл в секунду. Ангиограммы выполняют в стандартных (прямой и боковой) и в косых произвольно выбранных проекциях путем перемещения рентгеновской трубки вокруг головы пострадавшего. Обязательным является получение артериальной, капиллярной и венозной фаз кровотока.

Рентгеновская компьютерная томография

Компьютерная томография является наиболее информативным методом лучевой диагностики заболеваний и повреждений черепа и головного мозга. При наличии клинических показаний и доступности КТ должна выполняться до проведения любых рентгеноконтрастных исследований.

Разработаны денситометрические показатели структур головного мозга в абсолютных единицах (шкала Хаунсфилда –HU). Так, плотность серого вещества составляет 30-35 HU, белого – 25-29 HU, плотность перивентрикулярных зон – 5-8 HU.

Возможности выявления различных заболеваний и повреждений головного мозга с помощью КТ связаны либо с нарушением нормальных анатомических взаимоотношений в полости черепа, либо с различным ослаблением рентгеновского излучения нормальными и патологически измененными тканями. Так, в норме соотношение плотностей всех структурных элементов мозговой ткани является стабильным. При патологических процессах оно меняется. Например, увеличение содержания воды во внутри- и внеклеточном пространствах приводит к снижению плотности ткани, что наблюдается при отеке мозга. Именно поэтому низкоплотным оказывается содержимое большинства кистозных образований. Причиной снижения плотности при демиелинизирующих процессах является структурная деградация липидов.

Если ткань опухоли богата кровеносными сосудами или степень дифференцировки ее клеток низкая, то такой патологический процесс выглядит плотнее окружающего мозгового вещества и плотность его значительно возрастает после внутривенного введения рентгеноконтрастного вещества за счет увеличенной микроциркуляции и нарушения гематоэнцефалического барьера (высокоплотная структура).

Если же клеточные элементы опухоли находятся на высокой стадии дифференцировки или ткань бедна сосудами, то она будет выглядеть на компьютерных томограммах как низкоплотное патологическое образование либо будет обладать плотностью, равной с окружающими тканями, то есть будет изоплотной.

Наряду с денситометрическими показателями важным критерием оценки КТ-изображения является обнаружение нарушений пространственных анатомо-топографических взаимоотношений в исследуемой области головы. Наличие любого дополнительного патологического очага ведет к развитию вторичных изменений в виде сдавления ликворных пространств, смещения срединных структур головного мозга: прозрачной перегородки, III желудочка и шишковидного тела («масс-эффект»), их перемещение в вертикальном направлении при развитии признаков транстенториального вклинения ствола головного мозга – признаки латеральной и аксиальной дислокации.

Специальные методики КТ

Компьютерно-томографическая ангиография позволяет после внутривенного болюсного введения РКС в количестве 50-100 мл со скоростью 3-4,5 мл/с получить изображение артериальных и венозных структур, которые отображаются одновременно.

Преимуществами метода являются быстрота исследования и хорошее соответствие полученных данных результатам интраартериальной ангиографии. К недостаткам метода можно отнести использование контрастного вещества и отсутствие информации о характеристиках потока. Методика практически не имеет специфических артефактов.

Внедрение в клиническую практику технологии спиральной КТ существенно изменили методику исследования церебральных сосудов. Общее сканирование головы при спиральной КТ составляет всего 20-30 секунд. В качестве контрастных веществ в настоящее время используются неионные препараты: омнипак и ультравист различных концентраций (от 240 до 370 мг/мл).

Применение КТ-ангиографии в нейроонкологии позволяет оценить изменение сосудистой топографии, выявить стенозирование магистральных сосудов вследствие воздействия новообразования, визуализировать особенности строения собственной сосудистой сети опухоли (в том числе внутриопухолевые шунты).

Компьютерно-томографическая цистернография. Эта методика проводится при подозрении на новообразования хиазмально-селлярной области. После люмбальной пункции вводят водорастворимые рентгеноконтрастные препараты 5-7 мл. КТ выполняется через 15-30 минут. Для оценки цистерн мозга используются не только аксиальные срезы, но и сагиттальные и фронтальные реконструкции изображения.

Деформация, смещение, изменение размеров контрастированных цистерн позволяют судить о наличии распространения опухоли.

В настоящее время в связи с развитием МРТ необходимость в проведении этой методики значительно сократилась.

Перфузионная КТ. Метод, позволяющий оценить временные и объемные показатели перфузии вещества мозга путем оценки динамики его прохождения по сосудам головного мозга.

Для выполнения КТ-перфузии необходимо быстрое внутривенное введение контрастного вещества в объеме около 50 мл со скоростью 8-10 мл/сек.

Преимуществами данного метода являются быстрота исследования, которая делает его ценным методом диагностики неотложных состояний, например ишемического инсульта. Недостатком метода является необходимость использования контрастного вещества и ограничение протяженности зоны исследования.

Перфузионная КТ наиболее часто применяется при диагностике острых нарушений мозгового кровообращения. В нейроонкологии перфузионная КТ позволяет оценить степень васкуляризации новообразования и особенности его кровоснабжения, а также эффект предоперационной эмболизации опухоли.

Магнитно-резонансная томография

Магнитно-резонансная томография (МРТ) является одним из основных методов исследования структуры головного мозга. На МР-томограммах более четко различаются структурные элементы головного мозга, отчетливее дифференцируются белое и серое вещество, все стволовые структуры. При этом можно получать как аксиальные, так и фронтальные, сагиттальные и косые слои. Наряду с послойным изображением, при МР-исследовании, имеется возможность реконструировать трехмерное отображение и анатомическую ориентацию во всех структурах черепа и головного мозга. Особым преимуществом МРТ является отсутствие лучевой нагрузки при исследовании. В стандартное исследование головного мозга входит обязательное получение Т1- и Т2-взвешенных томограмм (рис. 1).

Рис.1. Нормальная МР-томограмма головы в сагиттальной и аксиальной проекциях.

Магнитно-резонансная ангиография

Важнейшей особенностью МРТ является возможность получения изображений артериальных и венозных сосудов головного мозга без применения контрастных веществ (рис. 2).

При МР-ангиографии удается визуализировать магистральные артерии, включая основные стволы внутренних сонных, позвоночных артерий и их внутримозговые сегменты, а также поверхностные и глубокие вены, в том числе оболочечные вены, прямой и поперечный синус, верхний сагиттальный синус и впадающие в него вены, а также сигмовидный синус и вся группа базальных синусов. Визуализация венозной системы при МР-флебографии является важным диагностическим звеном в диагностике объемных патологических образований головного мозга и позволяет оценить взаимоотношения синусов, вен с новообразованиями. Поэтому целесообразно сочетать выполнение МР-ангиографии с МР-флебографией при подозрении на церебральное новообразование или при проведении дифференциальной диагностики с сосудистыми мальформациями. При нарушениях мозгового кровообращения МР-ангиография позволяет установить нарушения в экстра- и интракраниальных артериях.

Возможность получения изображений церебральных сосудов без введения контрастного вещества, знание нормальной анатомии артериальной и венозной систем головного мозга и их вариантов строения при МР-ангиографии значительно упрощает диагностический алгоритм.

Рис.2.Нормальная МР-ангиография головного мозга.

Диффузионная и перфузионная МРТ

Диффузионная МРТ позволяет дифференцировать зоны быстрой и медленной диффузии протонов. При этом зоны с быстро движущимися протонами (с меньшими ограничениями диффузии, например в острый период ишемического инсульта) имеют более высокий по сравнению с неизмененной мозговой тканью сигнал.

Наиболее часто МР-изображения, взвешенные по диффузии, используются для ранней диагностики ишемического поражения вещества мозга, а также для оценки динамики инсульта. Зона ишемии начинает визуализироваться приблизительно через 45 минут после окклюзии магистрального сосуда.

Перфузионная МРТ позволяет оценить тканевую перфузию путем сравнения динамики прохождения парамагнитного контрастного вещества через вещество мозга. Он позволяет рассчитывать временные характеристики мозгового кровотока.

Функциональная МРТ

Эта методика позволяет выявить области нейрональной активации, возникающей в ответ на различные моторные, сенсорные и другие раздражители. Получение карты функциональной активности головного мозга основано на BOLD-эффекте, который позволяет оценить перфузию вещества мозга по соотношению оксигемоглобина и дезоксигемоглобина, обладающих различными магнитными свойствами. Применение функциональной МРТ у больных с опухолями головного мозга позволяет определить сенсомоторную зону коры.

Протонная МР-спектроскопия (ПМРС)

ПМРС – метод, использующий явления магнитного резонанса для идентификации отдельных химических соединений.

ПМРС основана на регистрации «химического сдвига» и позволяет оценить содержание отдельных химических соединений (Н-ацетиласпартат, холин-содержащих, креатинин, лактат, аланин, миоинозитол и пр.) в отдельных участках головного мозга. Так, при новообразованиях высокой степени злокачественности имеется тенденция к возрастанию содержания холина, уменьшению соотношения Н-ацетиласпартата к креатинину, может также регистрироваться повышенное содержание лактата.

Применительно к клинической практике использование ПМРС целесообразно для проведения дифференциальной диагностики между неопластическими, демиелинизирующими и инфекционными поражениями, а также для динамического наблюдения с целью выявления рецидива или продолженного роста опухоли.

Радионуклидный метод