Содержание материала

Н. В. ВЕРЕЩАГИН Л. К. БРАГИНА С. Б. ВАВИЛОВ Г.Я. ЛЕВИНА

КОМПЬЮТЕРНАЯ ТОМОГРАФИЯ И ЕЕ РАЗВИТИЕ В НЕВРОЛОГИИ

Компьютерная томография (КТ) появилась в арсенале врачей в середине 70-х годов и сразу же заняла видное место среди методов диагностики в медицине. Она сыграла подлинно революционизирующую роль как метод инструментального исследования мозга. Надежно укрытый в черепной коробке мозг оставался до последнего времени недоступным для визуального наблюдения и процессе диагностики. Даже такие современные эффективные методы, как различные виды эндоскопии, успешно решающие сложные диагностические задачи в других областях медицины, оставались бессильными перед аналогичными проблемами в неврологии и нейрохирургии. Увидеть живой мозг можно было лишь, непосредственно на операции. Сейчас это позволила сделать компьютерная томография.
Компьютерная томография соединила в себе последние достижения рентгеновской и вычислительной техники, отличаясь принципиальной новизной технических решений и математического обеспечения. Она не имеет аналогов среди предшествующих методов неинвазивного изучения мозга, так как впервые позволила получать не косвенные, а прямые данные о структурах мозга, а также об изменениях, развивающихся в них при различных заболеваниях. Чрезвычайно высокая информативность метода КТ позволила ограничить применение не безразличных для больных методов, требующих введения контрастных или радиоактивных веществ в сосудистую или ликворную системы мозга. Диагностические возможности КТ при некоторых видах опухолей и нарушений мозгового кровообращения достигли почти 90— 100%. Точное определение локализации и размера (объема) очага поражении мозга при некоторых формах патологии мозга без КТ было вообще невозможным. С достаточно высокой степенью вероятности определялся также и характер очаговых и диффузных изменений мозга. Это относилось не только к наиболее распространенным опухолевым и сосудистым поражениям мозга, но и к воспалительным заболеваниям (абсцессы, энцефалиты и др.), врожденным порокам развития мозга, рассеянному склерозу, дистрофическим, паразитарным и некоторым другим заболеваниям и травмам мозга. Отчетливо регистрировались изменения мозга, развивающиеся в результате атрофических процессов, обусловленных как наследственными заболеваниями нервной системы (мозжечковая атаксия Пьера Мари, хорея Гентингтона, гепатоцеребральная дистрофия — болезнь Вильсона — Коновалова, и др.), так и другими ее болезнями, в том числе способными приводить к тяжелым психическим расстройствам (болезни Пика, Альцгеймера и др.).
Однако ценность КТ не ограничилась только ее исключительным вкладом в расширение диагностических возможностей. Сама возможность проведения многократных повторных исследований и получение при этом идентичных по уровню «срезов» мозга впервые позволила врачу и исследователю прижизненно регистрировать как временные, так и векторные характеристики патологических процессов, развивающихся в мозге, т. е. по существу наблюдать в текущем времени эволюцию патологических изменений в веществе мозга.
Появилась возможность динамического наблюдения за изменением величины, формы и характера самого очага (по изменению его плотности), а также определения степени отека, сопровождающего обычно различные деструктивные изменения в мозге, и, что особенно важно, оценки их совместного или раздельного объемного воздействия, приводящего к опасным для жизни дислокационным явлениям различных структур мозга.
Благодаря этому методу открылся путь к пониманию некоторых механизмов развития патологических явлений в мозге. Установлено, например, что, помимо самого очага и отека мозга, нередко значительный вклад в прирост его объема при различных заболеваниях, особенно развивающихся остро, вносит внутренняя окклюзионная гидроцефалия. Она возникает остро или подостро на определенном этапе болезни в результате объемного воздействия очага поражения с окружающим его отеком мозга на различные отделы ликворной системы. При этом наличие уровня блока ликворных путей четко определяется по данным КТ. Исключительно важно, что с определенного момента внутренняя окклюзионная гидроцефалия становится сама источником дополнительного быстро прогрессирующего объемного воздействия и причиной различных видов дислокации стволовых структур и, следовательно, неуклонного ухудшения состояния больных.
Трудно переоценить эти данные, полученные нами с помощью КТ, для точного определения тактики лечебных мероприятий и времени их осуществления, включая комплекс неотложных хирургических вмешательств. Наш опыт показал, в частности, что только противоотечная терапия и ряд других интенсивно проводимых мер консервативного лечения не предотвращают в этих случаях гибели больных. Вместе с тем экстренные меры хирургического характера, направленные на устранение окклюзионной гидроцефалии, часто дают незамедлительный эффект.
Как видно, помимо диагностических функций, в КТ четко просматривается и исследовательский аспект. Благодаря его развитию в последние годы были получены новые данные, изменяющие или уточняющие сложившиеся представления о течении кровоизлияний и инфарктов мозга, о критических размерах гематом различной локализации, являющихся факторами риска прорывa крови в ликворную систему мозга, механизмах объемного воздействии па срединные структуры, ствол мозга и др. КТ с методом контрастного усиления позволяет оценивать состояние гематоэнцефалического барьера, включая изменения его, наступающие к процессе лечения. Предложен способ определения содержания поды к веществе мозга с помощью КТ по специальной формуле, позволяющей оценивать степень отека в отдельных регионах мозга и эффективность дегидратирующей терапии.
Проводимые исследования физических свойств мозга, таких, как электронная плотность и эффективный заряд ядра, открывают возможности для анализа элементного состава вещества к различных мозговых структурах. Применение стабильного ксенона позволило получать с помощью КТ сведения о регионарном мозговом кровотоке. Все это приводит наряду с совершенствованием диагностических возможностей КТ к дальнейшему развитию ее исследовательских функций и использованию для изучения метаболизма и гемодинамики мозга.
Получив признание и широкое применение в медицинской практике лишь в течение последних 10 лет, КТ стала родоначальницей ряда других более совершенных и информативных методов исследования, например, таких, как томография с использованием эффекта ядерного магнитного резонанса (ЯМР-томография) и позитронная эмиссионная томография (ПОТ). Перечисленные методы исследования наряду с компьютерной томографией, послужившей базой для их создания, относятся не только к методам медицинской интроскопии, по и к способам неинвазивного сочетанного изучения структуры, метаболизма и кровотока мозга.
Сам термин «компьютерная томография» обозначает метод получения изображения сечений тела (головы, туловища и конечностей). При этом могут быть использованы различные способы физического воздействия на эти объекты, в том числе и рентгеновское излучение. В литературе под термином «компьютерная томография» или «компьютерная аксиальная томография» (КАТ) принято обозначать метод получения изображения сечений тела именно с применением рентгеновского излучения. Вместе с тем этот термин определяет в целом лишь принцип получения изображений данного типа и в общей форме может быть применен не только к рентгеновской КТ, по и к ЯМР-томографии, и к ПЭТ. Краткое изложение их особенностей, возможностей и преимуществ по Сравнению с КТ, равно как и их недостатков, мы сочли необходимым представить во введении этой книги в связи с интенсивно начавшимся внедрением в медицину ЯМР-томографических и ПЭТ исследований.
При ЯМР-томографии получение изображения основано не на определении различий физической плотности отдельных структур мозга, как это имеет место при КТ, а на определении в мозговом веществе распределения плотности ядер водорода (протонов) и на регистрации некоторых их физических характеристик, в частности времени релаксации. Следовательно, к особенностям ЯМР-томографических изображений относится то, что они дают информацию об изучаемых тканях не только анатомического, но и физико-химического характера. В медицине это позволяет более четко отличать здоровые ткани от поврежденных. Преимущество ЯМР-томографии по сравнению с КТ в том, что в ней не используется ионизирующее излучение и возможно получать «срезы» мозга в различных плоскостях, а изображение имеет большую контрастность при той же степени пространственного разрешения и отсутствии артефактов на границах костей и вещества мозга. Это особенно важно при исследовании структур задней ямы черепа, а также области кранио-вертебрального перехода, в том числе в сагиттальной плоскости.
С помощью ЯМР-томографии лучше видны и, следовательно, значительно чаще (в 6—8 раз) выявляются очаги демиелинизации при рассеянном склерозе. Все это показывает высокую информативность метода, что обеспечивает более раннюю и точную диагностику ряда заболеваний, в том числе начальных стадий ишемических изменений мозга. Также имеются сведения о возможности оценки с помощью ЯМР-томографии кровотока и состояния стенок крупных сосудов. Появление ЯМР-спектроскопии позволяет оценивать одновременно структуру и метаболизм мозга, получать данные об уровне энергетических и ферментативных процессов в мозге. Вместе с тем имеются ограничения применения ЯМР-томографии, что не присуще КТ. Так, при наличии металлических тел в полости черепа (осколки, операционные клипсы) возможно их смещение и повреждение мозга.
Предполагается, что применяемые в магнитном поле высокочастотные импульсы небезопасны для лиц с повышенной судорожной готовностью мозга (пароксизмальная активность на ЭЭГ), а также при сердечных аритмиях. Структуры с малой плотностью протонов (кости, воздух, небольшие кальцификаты) плохо дифференцируются, что затрудняет, в частности, оценку повреждения костей основания черепа. Разумеется, все это вместе взятое не снижает ценности ЯМР-томографии, которая выдвигается сейчас и число наиболее информативных методов диагностики поражений мозга.
ПЭТ удачно сочетает возможности КТ и радиоизотопной диагностики. С помощью ПЭТ возможно осуществлять прижизненное картирование на «срезах» мозга и регионарного метаболизма, и кровотока. При этом используются ультракороткоживущие позитрон излучающие изотопы, входящие в состав естественных- метаболитов мозга. Применение функциональных нагрузок для стимуляции отдельных анализаторов мозга позволило получить ряду зарубежных исследователей уникальную информации» о взаимосвязи метаболизма и кровотока в функционально значимых зонах коры мозга. С появлением ПЭТ, которая применяется пока еще в ограниченном объеме и лишь в нескольких странах, открывается принципиальный подход к одномоментному исследованию функций, метаболизма, кровотока и структуры мозга. Это позволит выявлять физико-химические и биохимические нарушения, предшествующие морфологическим изменениям и, следовательно, оценивать более ранние этапы развития патологических процессов и осуществлять их коррекцию.
Как было показано, КТ, ЯМР-томография и ПЭТ, принципиально отличаясь по своим физическим основам, базируются, однако, па сходных принципах математической обработки данных, получаемых при сканировании, и построения на этой основе структурных изображений мозга. Появление КТ определило в связи с этим стремительное развитие и качественное преобразование всего направления медицинской интроскопии, перед которой открылась перспектива стать методом изучения не только структуры, но и метаболизма мозга, т. е. средством неинвазивного дистантного нейрохимического анализа его па молекулярном и субмолекулярном уровне.
Разумеется, традиционный метод рентгеновской КТ не утрачивает в этих условиях своего значения для диагностики различных поражений ЦНС, поскольку он не имеет каких-либо противопоказаний к применению, и остался доступным для широкого применения и достаточно высоко информативным для выявления наиболее распространенных заболеваний и травм мозга. Процесс интенсивного насыщения лечебных учреждений всех стран мира аппаратами для КТ неуклонно продолжается, притом постоянно совершенствуется их конструкция. Осуществлен серийный выпуск отечественных компьютерных томографов нескольких моделей. В связи с этим актуальной остается разработка вопросов методологии анализа компьютерных томограмм, чему в основном и посвящена предлагаемая читателям монография.
Настоящая монография основана на результатах многолетних исследований с помощью КТ, выполненных в НИИ неврологии АМН СССР. Обследовано 8343 больных (13 072 исследования): с инфарктами мозга — 1450, с кровоизлияниями — 355, с рассеянным склерозом — 900, опухолями мозга — 750, воспалительными и некоторыми паразитарными заболеваниями — 61, с наследственными заболеваниями ЦНС — 225. Большой опыт работы авторов, впервые в стране освоивших метод КТ, позволил разработать, обобщить и систематизировать основные критерии диагностики многих заболеваний головного мозга, определить подходы к дифференциальной диагностике, к прогностической оценке динамики патологических изменений и эффективности различных методов лечения. В интересах клиники результаты работы рассматриваются главным образом в диагностическом аспекте. Вместе с тем часть из них освещается в исследовательском плане и представляет собой попытку объяснить с позиций клинициста отдельные стороны механизмов развития патологических изменений в мозге при различных формах патологии.

В двух основных частях монографии рассматриваются общие и частные вопросы КТ мозга. В общей части даны сведения о принципах и методе КТ, приведена характеристика «срезов» мозга в норме в возрастном аспекте, описаны поражения мозга. Вместе с разделом по истории вопроса создания КТ этот раздел монографии дает представление о возможностях практического использования КТ в неврологической клинике, формирует общие понятия о критериях изменений в веществе мозга и ликворной системе, о признаках дислокации мозговых структур. Эти сведения помогают ориентироваться в главном — в частных вопросах КТ, решение которых способствует определению различных форм патологии мозга и постановке уточненного диагноза заболевания клиницистами.
Значительное внимание в монографии уделено КТ и морфологическим сопоставлениям. Это исследование было задумано авторами и осуществлялось с первых дней применения метода КТ в клинике с целью повышения достоверности и надежности результатов анализа компьютерных томограмм. Морфологические исследования головного мозга явились не только способом верификации, что представляется ценным само по себе, но стали также важным вкладом в разработку структурных основ КТ мозга в условиях патологии.
Естественно, основное внимание в разделе частной КТ уделено сосудистым и опухолевым заболеваниям мозга как наиболее распространенным, опасным для жизни и требующим неотложного вмешательства врача как на этапе диагностики, так и лечения. Остальные главы посвящены заболеваниям нервной системы, представляющим известные трудности для диагностики: воспалительным и паразитарным, демиелинизирующим и наследственным, а также порокам развития головного мозга и его сосудов. Здесь, помимо характерных признаков этих заболеваний па компьютерной томограмме, приводятся некоторые приемы и способы, дополняющие метод КТ и увеличивающие его информационные возможности. О некоторых из них упоминается кратко, хотя они заслуживают подробного изложения в связи с их большой диагностической ценностью, например о компьютерно-томографической цистернографии, в надежде па то, что по мере накопления опыта появится работа по применению данного метода.
В монографии не приводятся данные о заболеваниях мозга, которые па разных стадиях своего развития относятся к компетенции как невропатологов, так и психиатров (атрофии мозга различного генеза), но в конечном счете находятся в сфере внимания психиатрической клиники. Такая работа выполнена авторами монографии совместно с их коллегами-психиатрами и представлена ссылкой на соответствующую статью.
Авторы отдают себе отчет в том, что в данной монографии они представили лишь небольшую часть результатов собственных работ по КТ мозга и взятых из литературных источников, появившихся в поистине беспрецедентном масштабе за последние годы, и в связи с этим склонны рассматривать свою работу как введение в основы КТ в неврологической клинике.