кандидат медицинских наук научный сотрудник федерального государственного бюджетного учреждения науки Институт «Международный томографический центр» Сибирского отделения Российской академии наук, Новосибирск, Российская Федерация
PhD, Researcher, Institute “International Tomografic Center” of the Siberian Branch of the RAS, Novosibirsk, Russian Federation
младший научный сотрудник федерального государственного бюджетного учреждения науки Институт «Международный томографический центр» Сибирского отделения Российской академии наук, Новосибирск, Российская Федерация
Junior Researcher, Institute “International Tomografic Center” of the Siberian Branch of the RAS, Novosibirsk, Russian Federation
кандидат медицинских наук научный сотрудник федерального государственного бюджетного учреждения науки Институт «Международный томографический центр» Сибирского отделения Российской академии наук, Новосибирск, Российская Федерация
PhD, Researcher, Institute “International Tomografic Center” of the Siberian Branch of the RAS, Novosibirsk, Russian Federation
член-корреспондент РАН, доктор медицинских наук заведующий лабораторией МРТ-технологий федерального государственного бюджетного учреждения науки Институт «Международный томографический центр» Сибирского отделения Российской академии наук, Новосибирск, Российская Федерация
MD, PhD, Professor, Corresponding Member of the Russian Academy of Sciences, Head of the Laboratory of MRT Technologies, Institute “International Tomografic Center” of the Siberian Branch of the RAS, Novosibirsk, Russian Federation
Основные положения
Бесконтрастная перфузионная МР-последовательность pCASL (pseudocontinuous arterial spin labeling) представляет собой функциональную методику, позволяющую количественно оценить и проследить динамику изменений мозгового кровотока в раннем постинсультном периоде. При этом отмечается изменение показателей перфузии не только в очаге ишемического инсульта, но и в визуально интактных областях ипси- и контралатерального полушарий головного мозга, что свидетельствует о вовлечении в патологический процесс не только зоны кровоснабжения, но и мозга в целом. Полученные данные о динамике перфузии, верифицированные результатами когнитивных тестов, открывают перспективу комплексного изучения инсульта как сложного заболевания головного мозга с возможностью прогностической оценки реабилитации.
Цель. Оценить динамику микроциркуляторных изменений головного мозга в раннем постинсультном периоде с помощью бесконтрастной перфузионной МРТ.
Материалы и методы. Проведена МРТ головного мозга 42 пациентам в динамике на 1–3-и, 7–10-е сутки и спустя 3 мес. после манифестации острого ишемического инсульта. Исследования выполнены на МР-томографе Philips Ingenia (Philips, Нидерланды) с напряженностью магнитного поля 3.0 Тл с использованием рутинного протокола (DWI-EPI, 3D FLAIR-SPIR, T2-TSE, T1W_3D_TFE), дополненного последовательностью бесконтрастной МР-перфузии pseudocontinuous arterial spin labeling (pCASL). Оценка изменений тканевой микроциркуляции проведена в четырех супратенториальных локализациях головного мозга: в очаге ишемии и контралатеральном участке, а также в визуально неповрежденном белом веществе ипси- и контралатерального полушарий.
Результаты. В очаге острой ишемии определено повышение значений перфузии от первого ко второму исследованию с 19,86 ± 5,69 до 27,57 ± 4,86 мл/100г/мин соответственно, что связано с началом инфузионной терапии, местными воспалительными и компенсаторными реперфузионными реакциями. К третьему исследованию отмечено снижение значений перфузии до 14,48 ± 3,66 мл/100г/мин (t-тест Стьюдента, p < 0,05), что соответствует кистозно-атрофической трансформации пораженной зоны. Вне очага инсульта наблюдался рост перфузионных показателей визуально неповрежденного белого вещества ипси- и контралатерального полушарий с гипо- до нормоперфузии от первого к третьему наблюдению. Таким образом, зарегистрировано достоверное снижение (p < 0,001) тканевого кровотока (на 54% для 1-го, 38% для 2-го, 67% для 3-го исследований) в очаге ишемии относительно интактных отделов головного мозга.
Заключение. Методика ASL позволяет оценивать динамику церебральной перфузии раннего постинсультного периода как в очаге ишемии, так и в визуально интактных отделах, однако требует дополнительного пре- и постпроцессинга данных для получения количественных значений. При этом отмечается изменение показателей перфузии не только в очаге ишемического инсульта, но и в визуально интактных областях ипси- и контралатерального полушарий головного мозга, что свидетельствует о вовлечении в патологический процесс не только бассейна кровоснабжения, но и мозга в целом.
Highlights
The non-contrast perfusion MR sequence pCASL (pseudocontinuous arterial spin labeling) is a technique that allows specialist to quantify and trace the changes in cerebral blood flow in the early post-stroke period. At the same time, there is a change in perfusion indices not only in the ischemic stroke area, but also in visually intact areas of the ipsilateral and contralateral hemispheres of the brain, which indicates the involvement of the blood supply area and the brain as a whole in the pathological process. The obtained data on the dynamics in perfusion, verified by the results of cognitive tests, open up the prospect of a comprehensive study of stroke as a complex brain disease with the possibility of predictive assessment of rehabilitation.
Aim. To assess the dynamics of microcirculatory changes in the brain in the early post-stroke period by non-contrast perfusion MRI.
Methods. The study included 42 patients with acute ischemic stroke. The patients were examined by 3T MRI using the following sequences: DWI-EPI, 3D FLAIR-SPIR, T2-TSE, T1W 3D-TFE, and pseudocontinuous arterial spin labeling (pCASL) on 1–3 days, 7–10 days and 3 months later after the manifestation of acute ischemic stroke. The cerebral blood flow (CBF) was obtained in 4 supratentorial regions of the brain: in the ischemic stroke and contralateral areas, as well as in a visually intact area of the ipsilateral and contralateral hemispheres (mL/100g/min).
Results. In the ischemic stroke area, CBF increased from 19.86±5.69 (mean+Std) to 27.57±4.86 by first to the second examination, which was associated with the infusion therapy, local inflammatory response and compensatory reperfusion. By the 3rd examination CBF decreased to 14.48±3.66 (Student t-test, p<0.05), which reflects cystic and atrophic transformation of the affected area. In visually intact white matter of the ipsilateral and contralateral hemispheres, CBF increased from hypoperfused to normoperfused from the first to the third examination. There was a significant decrease (p<0.001) in tissue blood flow (by 54% for the 1st, 38% for the 2nd, 67% for the 3rd examination) in the ischemia area relative to intact parts of the brain.
Conclusion. The pCASL allowed us to assess CBF in the post-stroke period in the ischemic area and in visually intact area, nevertheless, it requires additional pre- and postprocessing of data to obtain quantitative values. At the same time, we observed changes in perfusion in the ischemic stroke area, and in the visually intact areas of the ipsilateral and contralateral hemispheres of the brain, indicating the involvement of the cerebral blood flow and brain as a whole in the pathological process.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.