КТ перфузия головного мозга – это относительно новая методика исследования, которая позволяет оценить степень кровотока в тех или иных участках нервной ткани. Такой вид диагностики проводится на мультиспиральных томографах с использованием современных компьютерных программ. Обязательным этапом перфузионной томографии является введение контрастного препарата. Наиболее часто методика применяется для выявления участков ишемии и повреждений мозговой ткани.
КТ перфузия головного мозга, что это такое
Характеристики кровотока имеют важное значение для оценки степени повреждения мозговой ткани. Во время перфузионной томографии определяют как кровоснабжается головной мозг и выявляют патологически измененные участки в сером и белом веществе.
С помощью КТ перфузии удается выявить минимальные изменения в сосудистой системе, включая капилляры. На полученных снимках также видны патологические очаги размерами всего в несколько миллиметров. Важно, что во время перфузионной томографии ишемические изменения можно диагностировать уже в первые 12 часов заболевания. Для сравнения, обычная КТ позволяет диагностировать патологию только через двое-трое суток.
КТ перфузия головного мозга с контрастом
Обязательным условием проведения перфузионной компьютерной томографии является введение контрастирующего вещества. Для этой цели в большинстве клиник Санкт-Петербурга применяют неионные йодсодержащие препараты (Омнипак, Ультравист и др.).
Современные компьютерные программы позволяют вводить контрастный препарат строго дозировано. Это дает возможность четко разделить артериальную и венозную фазы введения, а также снижает риск побочных явлений.
Что покажет КТ перфузия мозга, показания и противопоказания
Методика КТ перфузии головного мозга позволяет выявлять такие изменения:
ишемию в определенном участке мозга;
сужение церебральных сосудов;
аневризматические расширения артерий головного мозга;
участки патологической плотности, имеющие обильное кровоснабжение.
Наиболее часто проведение КТ перфузии головного мозга необходимо при следующих заболеваниях:
новообразования головного мозга;
хронические нарушения мозгового кровотока (энцефалопатии);
Особенно востребована перфузионная КТ головного мозга при цереброваскулярных заболеваниях, чувствительность методики в данном случае составляет около 90%. Данный вид диагностики крайне необходим в острейшем периоде ишемического инсульта, поскольку отчетливо выявляет границы между участками обратимого и необратимого повреждения клеток мозга. Результаты КТ в этом случае позволяют выбрать правильную тактику лечения.
При черепно-мозговых травмах перфузионная томография позволяет выявить участки с поврежденной мозговой тканью. Также исследование необходимо для выявления вторичных ишемических очагов после перенесенных внутричерепных кровоизлияний.
КТ перфузию назначают для оценки динамики роста опухолей мозга. Она применяется для контроля за эффективностью лучевой и химиотерапии.
С учетом того, что исследование проводится с использованием йодсодержащего контраста, противопоказаниями для КТ перфузии головного мозга являются:
беременность на любом сроке;
гиперфункция щитовидной железы;
аллергические реакции на йод в анамнезе;
тяжелые нарушения функции почек.
Кормящим грудью женщинам обследование проводят, однако требуется сцеживать молоко в течение суток. Также имеются ограничения для пациентов с сахарным диабетом, принимающим метформин. Им следует прекратить прием лекарства за двое суток до обследования.
Детям данный вид диагностики проводят только после достижения двенадцатилетного возраста. При этом обязательно должны быть четкие показания для компьютерной томографии. Также технические характеристики компьютерного томографа не позволяют проводить его пациентам с весом тела свыше 130 кг.
Что лучше сделать − КТ или МРТ перфузию
Исследование кровотока головного мозга можно проводить как с помощью КТ, так и МРТ. Оба метода позволяют выявлять минимальные изменения в нервной ткани.
Что сделать, КТ или МРТ перфузию головного мозга зависит от клинической ситуации и наличия тех или иных противопоказаний. КТ перфузия дает максимально точную информацию при подозрении на ишемические поражения мозговой ткани. Однако она противопоказана при беременности и ограниченно применяется в педиатрии.
МРТ перфузия не оказывает лучевой нагрузки, поэтому имеет меньшее число противопоказаний. Наиболее часто ее назначают для оценки роста новообразований, при черепно-мозговых травмах.
Как проводится исследование, результаты и интерпретация КТ перфузии головного мозга
Какая-либо подготовка к исследованию не нужна. Достаточно записаться предварительно по телефону в диагностический центр. Также нужно заранее сдать анализ крови на креатинин, это необходимо для определения функции почек. Перед обследованием желательно не переедать, можно лишь слегка перекусить.
Само исследование безболезненно и не доставляет дискомфорта. Сначала пациент занимает удобное положение на столе томографа, затем ему проводится нативное (без контраста) сканирование головы. Следующим этапом является введение контрастного вещества, после этого делают повторное сканирование. При этом за несколько секунд получают больше сотни снимков.
После введения йодсодержащего контраста иногда возникает небольшое подташнивание, неприятный привкус во рту, головокружение. Обычно эти явления проходят самостоятельно в течение нескольких минут. В общей сложности вся процедура занимает от 15 до 30 минут.
По результатам сканирования определяют следующие показатели:
объем крови в определенном участке мозга;
объем крови в определенном участке мозговой ткани за выбранный промежуток времени;
объем кровотока в любом участке церебральной сосудистой системы (крупные и мелкие артерии, вены, капилляры);
степень накопления контраста в артериальной и венозной фазах.
Оценка данных показателей помогает врачу определить степень повреждения мозговой ткани, ее обратимость или необратимость, и сделать прогноз относительно восстановления.
Результаты диагностики в большинстве коммерческих центров выдают уже через 1-2 часа. В государственных больницах ответ можно получить только на следующий день. Также в некоторых клиниках дополнительно проводится консультация врача, во время которой можно задать вопросы касательно выявленной патологии.
Где пройти КТ перфузию головного мозга
КТ перфузия головного мозга проводится только в диагностических центрах, имеющих современное оборудование с соответствующим программным обеспечением. Также для правильной интерпретации результатов сканирования необходимо наличие у врача специальной квалификации и опыта.
В среднем стоимость на КТ перфузию головного мозга в медучреждениях Санкт-Петербурга составляет 14-17 тыс. рублей. В цену входит проведение томографии мозга, стоимость контраста, повторное сканирование, иногда дополнительные услуги. В некоторых клиниках могут предоставляться дополнительные скидки и льготы, что позволяет пройти обследование немного дешевле.
Применение перфузионной диагностики в клинических условиях стало возможным в 90-е годы, когда начали использовать МСКТ (мультиспиральные) аппараты, оснащенные высококлассным программным обеспечением.
Что такое КТ-перфузия головного мозга: назначение
Перфузией называется процесс циркуляции жидкости через капиллярную сеть. Процесс обеспечивает мозговую паренхиму кислородом, без которой функционирование органа невозможно.
КТ перфузия головного мозга предназначена для изучения, анализа кровотока мозговой паренхимы. Перфузионная компьютерная томография (ПКТ) — это более подробный и информативный вид обычного компьютерного исследования мозга. Обязательно используется контрастное вещество при процедуре, позволяющее четко отслеживать сосуды на томограммах.
При ПКТ анализируют первый этап прохождения крови, насыщенной контрастным веществом, используя фармакокинетическую модель. В норме контрастный элемент не диффундирует, не метаболизируется, не абсорбируется мозговой тканью. При патологии появляются патологические участки накопления, позволяющие специалисту сделать заключение о характере патологии.
Удобно делать обследования после МСКТ брахиоцефальных артерий с целью полного изучения кровоснабжения, насыщения тканей кислородом.
КТ-перфузию головного мозга выполняют для достижения следующих целей:
- Исследование состояния опухолей после химио- или лучевой терапии;
- Анализ развития онкологических новообразований головного мозга;
- Определение участков для пункционного взятия с целью последующего макроскопического обследования;
- Изучение нарушения процесса кровотока после инсультов, травм;
- Выявление болезней окклюзирующего типа (блокада проходимости сосудов);
- ПКТ мозга визуализирует очаги инсульта, распространенность, глубину поражения.
Показатели КТ-перфузии
Оценивают мозговой кровоток, исходя из следующих показателей:
- Время, затраченное для поступления контрастного вещеста в необходимую точку мозга;
- Наличие требуемого объема крови исследуемого участка белого вещества;
- Время прохождения потока крови по сосудам диагностируемой мозговой области;
- Скорость циркуляции крови внутри тканей за единицу времени.
Потребность проведения КТ-перфузии появляется у тех пациентов, которые страдают от нарушения кровообращения головного мозга.
Перфузионная компьютерная томография мозговой ткани – что это такое
Проводится компьютерная томография всегда с использованием контрастного вещества.
Исследование перфузионного типа выдает данные о количественных показателях кровотока мозга. Измерение плотности мозговой ткани является основанием для получения объективной, ценной информации о наличии участков с недостатком поступления кислорода, кровоизлияниями.
КТ перфузия — противопоказания
Исследование противопоказано, если у пациента наблюдается аллергическая реакция на контрастный элемент. Следующее противопоказание — это беременность, но при жесткой необходимости проведения обследования, когда на кону стоит жизнь человека, перфузию нужно делать. Дополнительно проводят цистернографию головного мозга при подозрении на инсульт, внутримозговой инфаркт.
Для безопасности будущего ребенка перед сканированием необходимо будет положить на живот беременной женщины свинцовый фартук. Доза облучения будет незначительной.
Чем отличается КТ от МРТ перфузии мозга
Основное отличие между двумя этими типами исследования мозга состоит в визуализации тканей. КТ-перфузия ориентирована больше на определение структуры плотных тканей (костей, плотных опухолей), а мр перфузия лучше визуализирует мягкие структуры.
Оба метода по качеству получаемых изображений сопоставимы, поэтому являются носителями ценной информации при лечении сложных заболеваний головного мозга. Применяются по очереди или комплексно для получения максимальной информации о патологическом участке.
Также они имеют важное отличие в принципе своей работы. Компьютерную томографию выполняют, применяя рентгеновское излучение, что хоть в малой степени, но вредит здоровью пациента. МРТ основана на использовании магнитного поля, что не приносит никакого вреда.
Наличие внутри тела металлических предметов (протезов) не позволит проходить обследование на мультиспиральном томографе, но разрешено использование компютерного аналога.
Радионуклидное перфузионное исследование
Основной принцип работы радионуклидной диагностики онкологических заболеваний — это накопление определенных радиофармпрепаратов в опухоли количественно больше, чем в здоровых тканях. Насыщение объясняется попаданием данных веществ в эндотелий нездоровых сосудов, продвижением сквозь сосудистую стенку в интерстициальный (межклеточный) участок сектора поражения, а также метаболизмом меченого соединения опухолевыми клетками.
После компьютерного исследования выполняется изучение полученных снимков и делается заключение о существовании или отсутствии патологического образования на молекулярном и клеточном уровнях. Радионуклиды вводят пациенту внутривенно в незначительных количествах, доза облучения сравнима с фоновым излучением окружающей среды.
Методики неинвазивны, побочные эффекты отсутствуют. Вред от рациации при онкопоиске вторичен. Важнее ранняя верификация новообразования.
Диагностика острого ишемического инсульта с помощью перфузии (информация для врачей)
Методика перфузионного скрининга позволяет находить и подробно изучать мельчайшие изменения внутри капиллярного кровотока, которые случаются на разных уровнях мозга при развитии ишемического инсульта. Выполняется после МСКТ головного мозга, показывающего патологические участки.
Диагностику проходили 18 пациентов (10 женщин, 8 мужчин, средний возраст которых составлял 63 года), страдающим от полушарного ишемического инсульта средней и тяжелой степени неврологической недостаточности. Эти люди проделали на начальной стадии комплекс упражнений для повышения мозговой микроциркуляции. На первые сутки оценивались результаты нативной КТ без введения контраста и ПКТ. Повторная оценка проводилась на третьи и десятые сутки. Срез с максимальной областью перфузионных нарушений подвергался измерению площади секторов с измененными параметрами кровотечения.
В лечение входили стандартная реперфузионная и антиагрегантная терапии. Динамика роста неврологических показателей наблюдалась на шкале инсульта. Медиана площади области сниженного CBV составила 1386,73 мм2, пониженного CBF – 2492,17 мм2, повышенного MTT – 2068,16 мм2. 
Временной отрезок от начала появления симптоматики до прохождения первичного ПКТ составил около 20 часов. Тяжесть инсульта на первом этапе была равна 11-ти баллам по NIHSS.
Было установлено точное снижение выраженности неврологической недостаточности на 10-е сутки после начала заболевания до 8 баллов (тест Фридмена; p=0,002). Было обращено внимание на значительное падение сектора сниженного CBF (до 1443,46 мм2; p=0,008), площадь областей скорректированных MTT и CBV оставалась прежней (2117,69 мм2; p=0,497 и 1129,89 мм2; p=0,273).
После прохождения первой диагностики параметры зоны сниженного CBF были больше зоны нарушенного CBV, но впоследствии, их размеры стали сопоставимыми (p=0,059 и p= 0,113, соответственно).
Обнаруженные изменения говорят о существовании области обратимых дефектов циркуляции крови в месте поражения ишемией в течение начальных суток после времени начала заболевания. Она подобна зоне уменьшенного CBF при отсутствии нарушения CBV и MTT. Регресс перфузионных отклонений очага ишемии происходит благодаря стабилизации кровоснабжения на данном участке, но недостаток циркуляции зоны измененных MTT и CBV остается при тех же параметрах.
ПКТ является ценным инструментом для анализа развития патофизиологических особенностей ишемического инсульта на ранней стадии, когда другими методами не удается получить ценной диагностической информации.
Клинический опыт показывает, что при незначительных затратах можно не только диагностировать ишемический инсульт в первые часы проявления симптомов, но и определить разницу между наличием жизнеспособной ткани и необратимыми пораженными областями.
Впоследствии это дает возможность определить вероятность прохождения системной тромболитической терапии, не основываясь исключительно на данных о скорости течения заболевания.
Цереброваскулярные заболевания относятся к одной из самых распространенных болезней человека. Данная проблема актуальна не только для пожилых людей, но и для лиц молодого возраста: по данным профилактических осмотров населения, они выявляются в 20–30% случаев даже у лиц трудоспособного возраста.
Ишемический инсульт – одна из ведущих причин заболеваемости, летальности и инвалидизации в России и в мире. В России данная проблема особенно актуальна в связи с тем, что смертность от инсульта является самой высокой в мире [20]. Не менее трети инсультов приводят к летальному исходу в остром периоде. В течение последующего года летальность увеличивается еще на 10-15%.
Цереброваскулярные заболевания разделяются на острые (инсульты и преходящие нарушения мозгового кровообращения – транзиторные ишемические атаки), а также хронические формы нарушения мозгового кровообращения (дисциркуляторная энцефалопатия). Это наиболее часто встречающаяся цереброваскулярная патология, приводящая к инвалидизации с нарастанием когнитивных нарушений вплоть до деменции.
Одной из главных причин возникновения ишемических нарушений мозгового кровообращения являются стенозы брахиоцефальных артерий. Атеросклероз является причиной 2/3 поражений брахиоцефальных артерий, причем у мужчин данная патология встречается до 4 раз чаще, чем у женщин, наибольшая частота атеросклеротического поражения приходится на возрастной промежуток от 50 до 60 лет. Атеросклеротическое поражение, как правило, носит сегментарный характер и локализуется наиболее часто в области луковицы (синуса) внутренней сонной артерии [6].
В развитии острых нарушений мозгового кровообращения наряду со степенью сужения просвета сосуда, важное значение имеют структурные особенности бляшки, определяющие степень ее нестабильности. Атеросклеротическая бляшка не является стабильной структурой — под воздействием внешних и внутренних факторов в ней происходит ряд последовательных изменений, вследствие процесса атероматоза, некроза, неоангиогенеза и мелких внутритканевых кровоизлияний, которые впоследствии могут привести к отрыву фрагментов бляшки и стать причиной эмболии.
В настоящее время гемодинамически и патогенетически значимым в отношении развития мозговой сосудистой недостаточности считается стеноз от 70% и более внутренней сонной артерии. При этом могут появляться количественные и качественные изменения кровотока, возникает состояние неустойчивого потока, турбулентное движение крови, уменьшается объемный кровоток по сосуду, что приводит к увеличению риска развития инсульта [19].
Патофизиология развития ишемии головного мозга
Составляя всего 2% веса тела, головной мозг потребляет 15% минутного объема кровотока, при этом потребление мозгом кислорода составляет 3-3,5л на 100 г ткани, что соответствует 20% от всего кислорода, потребляемого организмом.
Общее количество потребляемой головным мозгом человека крови составляет от 600 до 1200 мл/мин. Особенности распределения крови в ткани головного мозга тесно связаны с функциональной активностью и метаболизмом его отделов. Так в кортикальных отделах полушарий головного мозга плотность капилляров в 3 -5 раза выше, чем в белом веществе [13]. Это связано с тем, что на эти отделы головного мозга ложится максимальная физиологическая нагрузка, связанная с более высоким уровнем метаболизма, а соответственно и более интенсивным кровообращением. Согласно современным исследованиям, кровоток в сером веществе головного мозга в номе составляет 50-70 мл/100 г ткани в мин., а в белом веществе 20-25 мл/100 г ткани в мин., поддерживаясь ауторегуляторными механизмами.
Основной механизм повреждения мозговой ткани при инфаркте мозга – это всегда снижение или полное прекращение поступления крови по сосуду, питающему участок вещества мозга, наиболее часто в результате тромбоза или эмболии [1, 2, 4, 5, 12].
Экспериментально установлен [Wade S, 2004, Woodruff M, 2011] алгоритм метаболических реакций ткани мозга на снижение мозгового кровотока (Рис. 1). При снижении уровня кровотока до 70-80% (менее 50-55 мл на 100 г ткани мозга в 1 мин) возникает первая реакция в виде снижения или отключения специфических функций нейрона, вся жизнедеятельность клетки направлена на поддержание собственного гомеостаза, таким образом может формироваться неврологический дефицит [21, 23].
Дальнейшее снижение кровотока до 50% от нормальной величины (до 35 мл/100 г в 1 мин) сопровождается нарушением функции мембраны, резким торможением диффузии, активацией анаэробного гликолиза, увеличением концентрации лактата, развитием лактат-ацидоза [8, 11]. Данный этап повреждения клеток может быть диагностирован с помощью диффузионной МРТ головного мозга.
Нарастающая ишемия (снижение кровотока до 20 мл/100 г в 1 мин) приводит к снижению синтеза аденозинтрифосфата (AТФ), формированию энергетической недостаточности и как следствие — к гидрофильному отеку и некрозу клеток [9]. Признаки отека головного мозга могут быть выявлены с помощью МСКТ головного мозга.
Длительность перечисленных этапов алгоритма реакций ткани мозга на ишемию взаимозависима. Чем длительнее период умеренного снижения мозгового кровотока и сопровождающей его «мягкой» ишемии, тем короче период тяжелой ишемии.
Механизмы компенсации
Компенсация снижения кровотока осуществляется благодаря коллатеральному кровотоку и путем ауторегуляции мозгового кровотока. В норме уровень мозгового кровотока постоянен и не зависит от артериального давления, пока оно находится и в интервале между 60 и 160 мм рт. ст. Способность поддерживать постоянство мозгового кровотока обеспечивается феноменом ауторегуляции [14].
Регуляция мозгового кровотока осуществляется с изменением цереброваскулярной резистивности, которая зависит от диаметра внутримозговых капилляров. При падении перфузионного давления мозговые капилляры расширяются, а при его увеличении сужаются, поддерживая мозговой кровоток на постоянном уровне [3].
Церебральное коллатеральное кровообращение относится к вспомогательной сосудистой сети, которая стабилизирует мозговую гемодинамику в случае нарушения кровообращения в основных артериальных сосудах.
Процесс вовлечения коллатералей зависит от калибра и степени расширения магистральных артерий, которые могут быстро компенсировать уменьшающийся мозговой кровоток и адекватности вторичных путей поступления крови – коллатеральных сосудов. Вначале коллатерали обеспечивают немедленное поступление крови в ишемизированные участки за счет уже существующих анастомозов. Затем вовлекаются такие коллатерали, которые хоть уже анатомически существуют, но требуют времени для раскрытия и увеличения своих возможностей. Скорее всего, открытие коллатералей зависит от гемодинамических, метаболических и нейрорегуляторных факторов [22].
Несмотря на наличие множества специфических патофизиологические факторов, приводящих к развитию коллатералей, уменьшающееся артериальное давление в нижележащих сосудах считается критической переменной [14]. Локальная ишемия мозговой ткани приводит к секреции пептидов, стимулирующих процессы ангиогенеза с возможностью образования коллатералей, хотя эти сосуды скорее служат для выведения продуктов некроза, нежели для поддержания уровня мозгового кровотока. Дальнейшие клинические исследования подчеркивают скорость развития ишемии в качестве показателя, от которого зависит развитие коллатерального кровообращения: чем длительнее время, тем лучше и эффективнее развитие коллатералей [15].
Перфузионная компьютерная томография
Изучение физиологии и метаболических потребностей ткани головного мозга в норме и нормальных показателей мозгового кровотока ведется с середины XX века. Появление компьютерной томографии (КТ) и её развитие во второй половине XX века произвело революцию в диагностике острых нарушений мозгового кровообращения. Теоретическое обоснование возможности проведения и методика перфузионной компьютерной томографии (ПКТ) впервые были описаны в работах L.Axel в 1980 [7]. Однако использование ПКТ в клинической практике стало возможным только в 1990-е годы, и было связано с бурным развитием диагностической техники — появлением мультиспиральных компьютерных томографов с высокой скоростью получения изображения и усовершенствованным программным обеспечением.
Совершенствование технологий сканирования и обработки информации способствовало широкому распространению методики ПКТ — она стала неотьемлемой в неотложной медицинской практике, позволяя визуализировать ядро инсульта и зону окружающей его ишемической «полутени» (англ. penumbra), и оценивать динамику течения ишемического инсульта на фоне лечения.
Методы оценки тканевой перфузии головного мозга на основе КТ используют форму и временные характеристики профиля контрастирования в питающих артериях, дренирующих венах и в тканях мозга до, во время и после внутривенного введения болюса контрастного вещества. Для получения подобных временных зависимостей одновременно с введением контрастного препарата проводят серию последовательных КТ-сканирований на заданных уровнях. Существует целый ряд методов анализа временных зависимостей концентрации контрастного вещества для получения количественной оценок тканевой гемодинамики, которые зависят от принятой модели кинетики контрастного вещества.
Основными показателями для оценки мозгового кровотока являются:
- Сerebral blood volume (CBV, объем мозгового кровотока) – общий объем крови в выбранном участке мозговой ткани. Это понятие включает кровь как в капиллярах, так и в более крупных сосудах – артериях, артериолах, венулах и венах. Данный показатель измеряется в миллилитрах крови на 100 г мозгового вещества (мл/100 г);
- Сerebral blood flow (CBF, объемная скорость кровотока) – скорость прохождения определенного объема крови через заданный объем ткани мозга за единицу времени. CBF измеряется в миллилитрах крови на 100 г мозгового вещества в минуту (мл/100 г x мин.);
- Mean transit time (MTT, среднее время циркуляции) – среднее время, за которое кровь проходит по сосудистому руслу выбранного участка мозговой ткани, измеряется в секундах (с).
- Impulse residual function time (IRF T0) — время поступления контрастного препарата в указанную точку ткани мозга, обозначает начало контрастирования ткани мозга относительно плотности артерии (с.)
Согласно принципу центрального объема, который является общим для всех методов оценки тканевой перфузии, эти параметры связаны соотношением CBV = CBF x MTT.
В настоящее время исследователи по-разному подходят к вопросу выделения областей интереса. Однако, учитывая патогенез острых и хронических нарушений мозгового кровообращения, представляется возможным применять различные методики для решения вопроса об адекватности кровообращения. Так, при ишемических инсультах наибольшее значение имеет оценка кровотока в корковых отделах пораженной области (что может отражать существующую клиническую картину), при развитии хронических нарушений мозгового кровообращения в наибольшей степени поражаются подкорковые структуры.
Таким образом, ПКТ головного мозга должна применяться у пациентов с острыми формами нарушения мозгового кровообращения для ранней диагностики инсульта. Снижение показателей скорости мозгового кровотока у пациентов с односторонним стенозом внутренней сонной артерии должно рассматриваться как дополнительный критерий необходимости хирургического лечения.
Список литературы
Можаровская М.А., Бадюл М.И., Морозов С.П., Крыжановский С.М., Шмырев В.И.
Статья добавлена 18 апреля 2013 г.