Перфузионная компьютерная томография
КТ-ПЕРФУЗИЯ В ДИАГНОСТИКЕ ОСТРОГО НАРУШЕНИЯ МОЗГОВОГО КРОВООБРАЩЕНИЯ
пост обновлен 03.08.2018
Актуальность. В настоящее время КТ-перфузия является наиболее широко распространенным методом оценки особенностей гемодинамических показателей головного мозга и большая часть КТ-перфузиионных исследований связана (= основная задача КТ-перфузии) с отбором пациентов с ишемическим инсультом (ИИ) для тромболизиса (тромболитической терапии [ТЛТ]) и реваскуляризации (например, тромбэкстракции). К тому же КТ-перфузия в остром периоде ИИ является эффективным средством мониторинга жизнеспособности вещества мозга и прогнозирования исхода заболевания.
читайте также пост: Тромболитическая терапия при ишемическом инсульте (laesus-de-liro.livejournal.com) [ читать]
[Рентгеновская] Компьютерная томография (КТ) является исследованием первого ряда у пациентов с различными видами нарушения мозгового кровообращения (ОНМК). В кратчайшие сроки КТ дает возможность оценить состояние вещества головного мозга, не имеет противопоказаний и может проводиться больным с различной степенью тяжести состояния. Однако при обследовании пациентов с ОНМК КТ имеет существенный недостаток - при обследовании в первые 12 - 24 часа существенные изменения в структуре вещества головного мозга зачастую (до 50% случаев) не выявляются. Это обусловлено физическими свойствами рентгеновского излучения, не позволяющего отобразить фокальный цитотоксический отек мозга, слабо отличающийся по плотностным характеристикам от неизмененного вещества головного мозга в первые минуты и часы развития ИИ. Однако КТ-перфузия головного мозга позволяет диагностировать ишемические изменений в веществе головного мозга на ранних сроках появления симптомов ОНМК для определения адекватной дальнейшей тактики лечения.
Как известно, в основе ИИ лежит гипоксия вследствие локального снижения мозгового кровотока (например, тромбоза артерии). Именно последний фактор (снижения мозгового кровотока) определяет реакцию мозговой ткани и в конечном итоге степень повреждающего действия ишемии. Выделяют ряд критических уровней снижения мозгового кровотока, по достижении которых запускаются различные патофизиологические реакции от торможения синтеза белка до деполяризации мембран (зона пенумбры; син.: зона ишемической полутени) и гибели нейронов (зона инфаркта или ядро янфаркта). Таким образом, зона ишемии является неоднородной по состоянию кровотока и уровню активности составляющих ее нейронов.
С клинической точки зрения наиболее важным представляется наличие в зоне олигемии участка мозгового вещества, нарушения метаболизма в котором потенциально обратимы (= зона пенумбры). Ключевым моментом в определении пенумбры является наличие только функциональных, но не морфологических изменений, которые могут быть устранены при восстановлении адекватного кровотока. В противном случае при сохраняющейся ишемии клетки пенумбры погибают и эта зона претерпевает необратимые изменения, характерные для участка ядра инфаркта. Современные методы лечения инсульта направлены на восстановление жизнеспособности нейронов в зоне пенумбры за счет восстановления кровотока или защиты нейронов от гипоксии, что должно уменьшить объем очага некроза и минимизировать неврологический дефицит (соответственно, вероятность инвалидизации или летального исхода).
КТ-перфузия позволяет достоверно определить сохранился ли у конкретного больного какой-либо объем мозговой ткани с потенциально обратимой энергетической недостаточностью (т.е. определить потенциально жизнеспособную ткань в очаге поражения), который (которая) может служить мишенью для терапевтического воздействия (ТЛТ), т.е. минимизировать размер зоны деструкции ткани мозга. Таким образом КТ-перфузия позволяет определить целесообразность проведения того или иного терапевтического вмешательства у конкретного пациента.
Обратите внимание! КТ-перфузия позволяет определить истинную зону ишемии головного мозга, в том числе (что важно для терапевтических мероприятий) ее [ишемии] [1] обратимый (пенумбра) и [2] необратимый (ядро некроза) компоненты (объемы).
Понимая эту ситуацию, рентгенологи многих стран предложили и стали широко использовать методики КТ в комплексе, включающем нативную КТ головного мозга, КТ-ангиографию (КТА) экстра- и интракраниальных артерий, КТ-перфузию головного мозга. Длительность подобного исследования составляет не более 5 минут. Комплексное КТ-исследование подобной категории пациентов должно отвечать на 4 вопроса:
[1] присутствует ли геморрагический компонент?
[2] определяется ли внутрисосудистый тромб, который может быть лизирован?
[3] определяется ли ядро инсульта (необратимо измененная ткань головного мозга)?
[4] присутствует ли пенумбра («полутень») инсульта - ишемизированная, но потенциально восстановимая зона, окружающая ядро инсульта?
При использовании описанного комплекса методик бесконтрастная (нативная) КТ головного мозга и КТА магистральных артерий шеи и головы отвечают на первые два вопроса, а КТ-перфузия - на вторые два.
КТ-перфузия может быть выполнена на любом мультиспиральном КТ (МСКТ) с установленным соответствующим программным обеспечением. Метод КТ-перфузии основан на внутривенном введении контрастного вещества (КВ), прохождение которого по церебральной сети капилляров отслеживается при помощи серии КТ-срезов. Церебральная перфузия оценивается по картам, построенным для каждого из параметров, а также по их абсолютным и относительным значениям в соответствующих областях головного мозга. При этом метод КТ-перфузии предоставляет информацию о состоянии мозгового кровотока при помощи совокупности следующих параметров:
[1] церебральный объем крови - cerebral blood volume, CBV (или «объем мозгового кровотока», ОМК) - 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);
[2] церебральный кровоток - cerebral blood flow, CBF (или «скорость мозгового кровотока», СМК) - 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 х мин);
[3] среднее время прохождения - mean transit time, MTT (или «среднее время транзита», СВТ) - среднее время, за которое кровь (контрастный препарат) проходит по сосудистому руслу выбранного участка мозговой ткани, измеряется в секундах (сек).
В отличие от СМК (CBF), снижающегося как в ядре, так и в зоне полутени ишемизированного участка, ОМК (CBV) в зоне полутени обычно увеличивается (или остается нормальной) благодаря включению механизмов авторегуляции мозгового кровотока (расширение коллатеральных сосудов). В ядре инсульта механизмы саморегуляции не работают, что ведет к снижению уровня ОМК (CBV). Это несоответствие уровней СМК (CBF) и ОМК (CBV) в зоне полутени позволяет в острой фазе инсульта с помощью КТ-перфузии определить объем деструкции мозговой ткани, дифференцировать участки обратимых и необратимых изменений.
Иными словами: в свете имеющихся сведений об изменении перфузионных параметров пенумбра (или, точнее, «инструментально выявленная пенумбра») может быть описана как участок ткани, в котором отмечается различие между площадью зон с измененными ОМК (CBV) и СМК (CBF). При этом зона, в которой снижены ОМК (CBV) и СМК (CBF), представляет собой ядро инфаркта, а зона со сниженной СМК (CBF) и нормальным (или повышенным) ОМК (CBV) - окружающий ядро инфаркта участок ткани со сниженной перфузией и нарушенным функционированием, но еще сохраняющий жизнеспособность (пенумбра). В случае тяжелого ишемического поражения зоны измененного ОМК (CBV) и СМК (CBF) практически совпадают, что говорит о необратимом повреждении мозговой ткани и отсутствии необходимости экстренной реперфузии.
Наиболее общий показатель снижения перфузии головного мозга - СВТ. Существует прямая зависимость СВТ от уровня внутричерепного давления. Даже минимальные изменения внутричерепного давления приводят к увеличению СВТ. У пациентов с ИИ СВТ наиболее чувствителен к изменениям регионарного кровоснабжения головного мозга. В то же время показатель СВТ имеет ограниченную специфичность, так как его снижение в области ядра инсульта и полутени может быть обусловлено предшествующими стенозами магистральных артерий шеи и головы, а также вазоспазмом.
Таким образом, КТ-перфузия обладает двумя существенными преимуществами: [1] зоны нарушения мозгового кровообращения могут быть выявлены сразу же после появления острой неврологической симптоматики; [2] возможна дифференциация обратимых и необратимых изменений ткани мозга . [!!!] КТ-перфузия позволяет определить индивидуальные особенности кровотока у каждого пациента и расширить терапевтическое окно для ТЛТ, выходящее за общепринятые 3 - 4 часа.
Обратите внимание! КТ-перфузия применяется не только с целью быстрой диагностики ИИ в острейший период, но и для быстрой оценки эффективности селективной ТЛТ. Кроме того, выявление обширных поражений головного мозга позволяет сделать вывод о невозможности проведения активной тромболитической терапии, в первую очередь в связи с развитием вторичных геморрагических осложнений в очаге ишемии.
Преимущества и недостатки КТ-перфузии. Основными проблемами, связанными с внедрением КТ-перфузии, являются использование рентгеновского излучения и КВ, а также и ограниченность зоны охвата головного мозга. В настоящее время разрабатываются сканеры с большим массивом детекторов, способные выполнять «объемное» сканирование с ориентировочной оценкой перфузии всего мозга. Кроме того, в связи с наличием костных артефактов КТ-перфузию нельзя использовать для исследования ишемических очагов в задней черепной ямке. Необходима стандартизация техники получения данных (например, выбор зоны артерии и вены, от которого зависят количественные значения параметров), а также изучение воспроизводимости и возможности сравнения данных в зависимости от сканера и оператора.
Несомненными достоинствами КТ-перфузии являются возможность количественной оценки перфузионных показателей с созданием параметрических карт CBF, CBV и МТТ, отсутствие потребности в специальном аппаратном обеспечении и радиофармпрепаратах, широкая распространенность мультидетекторной и спиральной КТ. Кроме того, имеется возможность сочетания различных методик КТ (в частности, КТА). К положительным моментам относятся также быстрота выполнения методики и относительно низкая чувствительность к движениям пациента, что особенно важно в ургентных условиях.
Подробнее о КТ-перфузии при ИИ в следующих источниках:
статья «Перфузионная компьютерная томография в диагностике острого нарушения мозгового кровообращения» С.П. Морозов, И.Ю. Насникова, В.И. Шмырев, С.М. Крыжановский, М.И. Бадюл; ФГУ «Центральная клиническая больница с поликлиникой» УД Президента РФ (журнал «Кремлевская медицина. Клинический вестник» №1, 2011) [читать];
статья «Перфузионная компьютерная томография в диагностике цереброваскулярной патологии» В.И. Шмырев, С.П. Морозов, С.М. Крыжановский, М.А. Можаровская, М.И. Бадюл; ЦКБ с поликлиникой Управления делами Президента РФ, Москва (журнал «Врач» №7, 2011) [читать];
статья «Методика перфузионной компьютерной томографии в диагностике острого ишемического инсульта» Д.В. Сергеев, А.Н Лаврентьева, М.В. Кротенкова; Научный центр неврологии РАМН, Москва (журнал «Анналы клинической и экспериментальной неврологии» №3, 2008) [читать];
статья «Перфузионная компьютерная томография в диагностике острого ишемического инсульта» Д.В. Сергеев» ГУ Научный центр неврологии РАМН, Москва (РМЖ, №26, 2008) [читать];
статья «Исследование тканевой перфузии головного мозга методом компьютерной томографии» В.Н. Корниенко, И.Н. Пронин, О.С. Пьяных, Л.М. Фадеева; ГУ НИИ нейрохирургии им. акад. Н.Н. Бурденко РАМН, Москва; Harvard Medical School (журнал «Медицинская визуализация» №2, 2007) [читать];
статья «Мозговой кровоток в острейшем периоде полушарного ишемического инсульта: клинический и КТ-перфузионный анализ» Д.В. Сергеев, М.В. Кротенкова, М.А. Пирадов; Научный центр неврологии РАМН, Москва (журнал «Анналы клинической и экспериментальной неврологии» №4, 2009) [читать]
пост обновлен 03.08.2018
Актуальность. В настоящее время КТ-перфузия является наиболее широко распространенным методом оценки особенностей гемодинамических показателей головного мозга и большая часть КТ-перфузиионных исследований связана (= основная задача КТ-перфузии) с отбором пациентов с ишемическим инсультом (ИИ) для тромболизиса (тромболитической терапии [ТЛТ]) и реваскуляризации (например, тромбэкстракции). К тому же КТ-перфузия в остром периоде ИИ является эффективным средством мониторинга жизнеспособности вещества мозга и прогнозирования исхода заболевания.
читайте также пост: Тромболитическая терапия при ишемическом инсульте (laesus-de-liro.livejournal.com) [ читать]
[Рентгеновская] Компьютерная томография (КТ) является исследованием первого ряда у пациентов с различными видами нарушения мозгового кровообращения (ОНМК). В кратчайшие сроки КТ дает возможность оценить состояние вещества головного мозга, не имеет противопоказаний и может проводиться больным с различной степенью тяжести состояния. Однако при обследовании пациентов с ОНМК КТ имеет существенный недостаток - при обследовании в первые 12 - 24 часа существенные изменения в структуре вещества головного мозга зачастую (до 50% случаев) не выявляются. Это обусловлено физическими свойствами рентгеновского излучения, не позволяющего отобразить фокальный цитотоксический отек мозга, слабо отличающийся по плотностным характеристикам от неизмененного вещества головного мозга в первые минуты и часы развития ИИ. Однако КТ-перфузия головного мозга позволяет диагностировать ишемические изменений в веществе головного мозга на ранних сроках появления симптомов ОНМК для определения адекватной дальнейшей тактики лечения.
Как известно, в основе ИИ лежит гипоксия вследствие локального снижения мозгового кровотока (например, тромбоза артерии). Именно последний фактор (снижения мозгового кровотока) определяет реакцию мозговой ткани и в конечном итоге степень повреждающего действия ишемии. Выделяют ряд критических уровней снижения мозгового кровотока, по достижении которых запускаются различные патофизиологические реакции от торможения синтеза белка до деполяризации мембран (зона пенумбры; син.: зона ишемической полутени) и гибели нейронов (зона инфаркта или ядро янфаркта). Таким образом, зона ишемии является неоднородной по состоянию кровотока и уровню активности составляющих ее нейронов.
С клинической точки зрения наиболее важным представляется наличие в зоне олигемии участка мозгового вещества, нарушения метаболизма в котором потенциально обратимы (= зона пенумбры). Ключевым моментом в определении пенумбры является наличие только функциональных, но не морфологических изменений, которые могут быть устранены при восстановлении адекватного кровотока. В противном случае при сохраняющейся ишемии клетки пенумбры погибают и эта зона претерпевает необратимые изменения, характерные для участка ядра инфаркта. Современные методы лечения инсульта направлены на восстановление жизнеспособности нейронов в зоне пенумбры за счет восстановления кровотока или защиты нейронов от гипоксии, что должно уменьшить объем очага некроза и минимизировать неврологический дефицит (соответственно, вероятность инвалидизации или летального исхода).
КТ-перфузия позволяет достоверно определить сохранился ли у конкретного больного какой-либо объем мозговой ткани с потенциально обратимой энергетической недостаточностью (т.е. определить потенциально жизнеспособную ткань в очаге поражения), который (которая) может служить мишенью для терапевтического воздействия (ТЛТ), т.е. минимизировать размер зоны деструкции ткани мозга. Таким образом КТ-перфузия позволяет определить целесообразность проведения того или иного терапевтического вмешательства у конкретного пациента.
Обратите внимание! КТ-перфузия позволяет определить истинную зону ишемии головного мозга, в том числе (что важно для терапевтических мероприятий) ее [ишемии] [1] обратимый (пенумбра) и [2] необратимый (ядро некроза) компоненты (объемы).
Понимая эту ситуацию, рентгенологи многих стран предложили и стали широко использовать методики КТ в комплексе, включающем нативную КТ головного мозга, КТ-ангиографию (КТА) экстра- и интракраниальных артерий, КТ-перфузию головного мозга. Длительность подобного исследования составляет не более 5 минут. Комплексное КТ-исследование подобной категории пациентов должно отвечать на 4 вопроса:
[1] присутствует ли геморрагический компонент?
[2] определяется ли внутрисосудистый тромб, который может быть лизирован?
[3] определяется ли ядро инсульта (необратимо измененная ткань головного мозга)?
[4] присутствует ли пенумбра («полутень») инсульта - ишемизированная, но потенциально восстановимая зона, окружающая ядро инсульта?
При использовании описанного комплекса методик бесконтрастная (нативная) КТ головного мозга и КТА магистральных артерий шеи и головы отвечают на первые два вопроса, а КТ-перфузия - на вторые два.
КТ-перфузия может быть выполнена на любом мультиспиральном КТ (МСКТ) с установленным соответствующим программным обеспечением. Метод КТ-перфузии основан на внутривенном введении контрастного вещества (КВ), прохождение которого по церебральной сети капилляров отслеживается при помощи серии КТ-срезов. Церебральная перфузия оценивается по картам, построенным для каждого из параметров, а также по их абсолютным и относительным значениям в соответствующих областях головного мозга. При этом метод КТ-перфузии предоставляет информацию о состоянии мозгового кровотока при помощи совокупности следующих параметров:
[1] церебральный объем крови - cerebral blood volume, CBV (или «объем мозгового кровотока», ОМК) - 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);
[2] церебральный кровоток - cerebral blood flow, CBF (или «скорость мозгового кровотока», СМК) - 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 х мин);
[3] среднее время прохождения - mean transit time, MTT (или «среднее время транзита», СВТ) - среднее время, за которое кровь (контрастный препарат) проходит по сосудистому руслу выбранного участка мозговой ткани, измеряется в секундах (сек).
В отличие от СМК (CBF), снижающегося как в ядре, так и в зоне полутени ишемизированного участка, ОМК (CBV) в зоне полутени обычно увеличивается (или остается нормальной) благодаря включению механизмов авторегуляции мозгового кровотока (расширение коллатеральных сосудов). В ядре инсульта механизмы саморегуляции не работают, что ведет к снижению уровня ОМК (CBV). Это несоответствие уровней СМК (CBF) и ОМК (CBV) в зоне полутени позволяет в острой фазе инсульта с помощью КТ-перфузии определить объем деструкции мозговой ткани, дифференцировать участки обратимых и необратимых изменений.
Иными словами: в свете имеющихся сведений об изменении перфузионных параметров пенумбра (или, точнее, «инструментально выявленная пенумбра») может быть описана как участок ткани, в котором отмечается различие между площадью зон с измененными ОМК (CBV) и СМК (CBF). При этом зона, в которой снижены ОМК (CBV) и СМК (CBF), представляет собой ядро инфаркта, а зона со сниженной СМК (CBF) и нормальным (или повышенным) ОМК (CBV) - окружающий ядро инфаркта участок ткани со сниженной перфузией и нарушенным функционированием, но еще сохраняющий жизнеспособность (пенумбра). В случае тяжелого ишемического поражения зоны измененного ОМК (CBV) и СМК (CBF) практически совпадают, что говорит о необратимом повреждении мозговой ткани и отсутствии необходимости экстренной реперфузии.
Наиболее общий показатель снижения перфузии головного мозга - СВТ. Существует прямая зависимость СВТ от уровня внутричерепного давления. Даже минимальные изменения внутричерепного давления приводят к увеличению СВТ. У пациентов с ИИ СВТ наиболее чувствителен к изменениям регионарного кровоснабжения головного мозга. В то же время показатель СВТ имеет ограниченную специфичность, так как его снижение в области ядра инсульта и полутени может быть обусловлено предшествующими стенозами магистральных артерий шеи и головы, а также вазоспазмом.
Таким образом, КТ-перфузия обладает двумя существенными преимуществами: [1] зоны нарушения мозгового кровообращения могут быть выявлены сразу же после появления острой неврологической симптоматики; [2] возможна дифференциация обратимых и необратимых изменений ткани мозга . [!!!] КТ-перфузия позволяет определить индивидуальные особенности кровотока у каждого пациента и расширить терапевтическое окно для ТЛТ, выходящее за общепринятые 3 - 4 часа.
Обратите внимание! КТ-перфузия применяется не только с целью быстрой диагностики ИИ в острейший период, но и для быстрой оценки эффективности селективной ТЛТ. Кроме того, выявление обширных поражений головного мозга позволяет сделать вывод о невозможности проведения активной тромболитической терапии, в первую очередь в связи с развитием вторичных геморрагических осложнений в очаге ишемии.
Преимущества и недостатки КТ-перфузии. Основными проблемами, связанными с внедрением КТ-перфузии, являются использование рентгеновского излучения и КВ, а также и ограниченность зоны охвата головного мозга. В настоящее время разрабатываются сканеры с большим массивом детекторов, способные выполнять «объемное» сканирование с ориентировочной оценкой перфузии всего мозга. Кроме того, в связи с наличием костных артефактов КТ-перфузию нельзя использовать для исследования ишемических очагов в задней черепной ямке. Необходима стандартизация техники получения данных (например, выбор зоны артерии и вены, от которого зависят количественные значения параметров), а также изучение воспроизводимости и возможности сравнения данных в зависимости от сканера и оператора.
Несомненными достоинствами КТ-перфузии являются возможность количественной оценки перфузионных показателей с созданием параметрических карт CBF, CBV и МТТ, отсутствие потребности в специальном аппаратном обеспечении и радиофармпрепаратах, широкая распространенность мультидетекторной и спиральной КТ. Кроме того, имеется возможность сочетания различных методик КТ (в частности, КТА). К положительным моментам относятся также быстрота выполнения методики и относительно низкая чувствительность к движениям пациента, что особенно важно в ургентных условиях.
Подробнее о КТ-перфузии при ИИ в следующих источниках:
статья «Перфузионная компьютерная томография в диагностике острого нарушения мозгового кровообращения» С.П. Морозов, И.Ю. Насникова, В.И. Шмырев, С.М. Крыжановский, М.И. Бадюл; ФГУ «Центральная клиническая больница с поликлиникой» УД Президента РФ (журнал «Кремлевская медицина. Клинический вестник» №1, 2011) [читать];
статья «Перфузионная компьютерная томография в диагностике цереброваскулярной патологии» В.И. Шмырев, С.П. Морозов, С.М. Крыжановский, М.А. Можаровская, М.И. Бадюл; ЦКБ с поликлиникой Управления делами Президента РФ, Москва (журнал «Врач» №7, 2011) [читать];
статья «Методика перфузионной компьютерной томографии в диагностике острого ишемического инсульта» Д.В. Сергеев, А.Н Лаврентьева, М.В. Кротенкова; Научный центр неврологии РАМН, Москва (журнал «Анналы клинической и экспериментальной неврологии» №3, 2008) [читать];
статья «Перфузионная компьютерная томография в диагностике острого ишемического инсульта» Д.В. Сергеев» ГУ Научный центр неврологии РАМН, Москва (РМЖ, №26, 2008) [читать];
статья «Исследование тканевой перфузии головного мозга методом компьютерной томографии» В.Н. Корниенко, И.Н. Пронин, О.С. Пьяных, Л.М. Фадеева; ГУ НИИ нейрохирургии им. акад. Н.Н. Бурденко РАМН, Москва; Harvard Medical School (журнал «Медицинская визуализация» №2, 2007) [читать];
статья «Мозговой кровоток в острейшем периоде полушарного ишемического инсульта: клинический и КТ-перфузионный анализ» Д.В. Сергеев, М.В. Кротенкова, М.А. Пирадов; Научный центр неврологии РАМН, Москва (журнал «Анналы клинической и экспериментальной неврологии» №4, 2009) [читать]