Врачи-радиологи из Центра здоровья мозга Университета Техаса в Далласе предложили на страницах журнала Journal of Neuroimaging способ, который поможет усовершенствовать диагностику рассеянного склероза. На основании данных о метаболической и функциональной активности очагов патологии в мозге они визуализировали их в 3D и определили, что по форме получившихся моделей можно предугадывать потенциал ремиелинизации или дальнейшего прогрессирования.
На основании МРТ-снимков и их метаболических характеристик можно построить функциональные 3D-модели очагов рассеянного склероза. Credit: Dinesh K. Sivakolundu et al. / Journal of Neuroimaging 2019
Рассеянный склероз – это заболевание аутоиммунной природы, которое проявляется разрушением миелинового слоя вокруг отростков нейронов, что значительно ухудшает передачу нервного импульса между клетками. Диагноз ставится совместно как неврологами, так и врачами лучевой диагностики на основании клинической картины и специфических МРТ-признаков, описанных критериями Макдональда.
Для этого используются стандартные 2Dсканы МРТ. Согласно критериям, есть признаки прогрессирования болезни (диссеминации) в пространстве, когда очаги обнаруживаются в определенных уязвимых местах мозга, и во времени, когда их количество увеличивается при следующей МРТ. Однако, предусмотреть, какие очаги «остановятся» в росте или даже «уменьшатся» (из-за ремиелинизации), а какие – продолжат расти, невозможно. Соответственно, динамику и ответ на лечение предугадать затруднительно.
Американские исследователи предложили использовать для этой цели вычислительный инструмент, который позволяет сконструировать 3Dмодель очага рассеянного склероза на основе его физиологических характеристик. Как выяснилось, форма и текстура поверхности получаемой модели хорошо коррелирует с метаболической активностью очага и позволяет прогнозировать его развитие или регресс.
Для работы радиологи использовали 109 снимков в последовательностях T2-FLAIR и фМРТ, полученные на томографах с напряженностью магнитного поля 3 Тесла от 23 человек. На T2-FLAIR с тонкими срезами они выделяли очаг во всех трех проекциях. Калибровка фМРТ – типа МРТ, улавливающего изменения в использовании кислорода «молчащими» и активными нейронами (сигнал BOLD) – позволила им измерить собственно BOLD, уровень церебрального кровотока (CBF) и скорость метаболизма кислорода в мозге (CMRO2), то есть все метаболические характеристики конкретного очага. Целостность же белого вещества (нервных волокон) измеряли с помощью диффузионно-куртозисных изображений.
Сигнал BOLD изменялся от центра очага к периметру, то есть имел определенный «уклон», который, как выяснилось, хорошо «описывал» метаболические качества патологического места. Положительный уклон сочетался с высоким CMRO2и CBF и говорил об активности очага, тогда как отрицательный уклон BOLD коррелировал с низкими значениями CMRO2и CBF, что говорило о неактивном процессе.
Исследователи выяснили, что это хорошо описывается формой получавшейся 3Dконтрукции. Метаболически активные повреждения с большей целостностью белого вещества имели более симметричную форму и более сложную, изрезанную текстуру поверхности по сравнению с неактивными повреждениями, у которых форма была менее правильной, но с более ровными краями.
Авторы работы считают, что этот метод поможет более точно предсказывать дальнейшее развитие патологии и эффект от лечения, а значит, станет прекрасным помощником как для клиницистов, так и для врачей лучевой диагностики.
Текст: Анна Хоружая
Three‐Dimensional Lesion Phenotyping and Physiologic Characterization Inform Remyelination Ability in Multiple Sclerosis by Dinesh K. Sivakolundu Madison R. Hansen Kathryn L. West et al. in Journal of Neuroimaging. Published June 2019.
https://doi.org/10.1111/jon.12633
