ДИНАМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА МИКРОЦИРКУЛЯТОРНЫХ ИЗМЕНЕНИЙ ГОЛОВНОГО МОЗГА В РАННЕМ ПОСТИНСУЛЬТНОМ ПЕРИОДЕ ПО ДАННЫМ БЕСКОНТРАСТНОЙ ПЕРФУЗИОННОЙ МРТ

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.

1. GBD 2015 Disease and Injury Incidence and Prevalence Collaborators. Global, regional, and national incidence, prevalence, and years lived with disability for 310 diseases and injuries, 1990-2015: a systematic analysis for the Global Burden of Disease Study 2015. Lancet. 2016;388(10053):1545–1602. doi:10.1016/S0140-6736(16)31678-6.

2. A.A. Tulupov, A.M. Korostyshevskaya, A.A. Savelov, Y.A. Stankevich, O.B. Bogomyakova, L.M. Vasilkiv, E.D. Petrovsky, K.V. Zhuravleva, R.Z. Sagdeev Magnetic resonance in the evaluation circulation and mass transfer in human. Russian Chemical Bulletin. 2021;70(12):2266-2277. doi: 10.1007/s11172-021-3344-7.

3. Ю.А. Станкевич, О.Б. Богомякова, Л.М. Василькив, А.А. Тулупов Особенности изменения гемодинамических характеристик магистрального и тканевого кровотока при патологической извитости внутренних сонных артерий по данным фазово-контрастной и перфузионной магнитно-резонансной томографии. Клиническая физиология кровообращения. 2019; 16(3):217-227. doi: 10.24022/1814-6910-2019-16-3-217-227.

4. Семенов С.Е., Берген Т.А., Месропян Н.А., Смагина А.В., Юркевич Е.А. Возможности применения перфузионных и диффузионных методов в диагностике солитарного повреждения белого вещества головного мозга. REJR 2019; 9(2):30- 46. doi:10.21569/2222-7415-2019-9-2-30-46.

5. Buxton R.B., Frank L.R., Wong E.C., Siewert B., Warach S., Edelman R.R. A general kinetic model for quantitative perfusion imaging with arterial spin labeling. Magn Reson Med 1998; 40:383–396. doi: 10.1002/mrm.1910400308.

6. Su, P., Mao, D., Liu, P., Li, Y., Pinho, M.C. Multiparametric Estimation of Brain Hemodynamics with MR Fingerprinting ASL. Magn Reson Med. 2017;78(5):1812-1823. doi: 10.1002/mrm.26587.

7. Fitch A., Arunachalam S., Lieberman A.M. Mapping Word to World in ASL: Evidence from a Human Simulation Paradigm. Cogn Sci. 2021;45(12):e13061. doi: 10.1111/cogs.13061.

8. Tanaka Y., Nagaoka T., Nair G., Ohno K., Duong T.Q. Arterial spin labeling and dynamic susceptibility contrast CBF MRI in postischemic hyperperfusion, hypercapnia, and after mannitol injection. J Cereb Blood Flow Metab. 2011;31(6):1403-11. doi: 10.1038/jcbfm.2010.228.

9. He Q., Li G., Jiang M., Zhou Q., Gao Y., Yan J. Predicting a Favorable (mRS 0-2) or Unfavorable (mRS 3-6) Stroke Outcome by Arterial Spin Labeling and Amide Proton Transfer Imaging in Post-Thrombolysis Stroke Patients. J Pers Med. 2023;13(2):248. doi: 10.3390/jpm13020248. .

10. Yu S., Liebeskind D.S., Dua S., Wilhalme H., Elashoff D., Qiao X.J., Alger J.R., Sanossian N., Starkman S., Ali L.K., Scalzo F., Lou X., Yoo B., Saver J.L., Salamon N., Wang D.J.; UCLA Stroke Investigators. Postischemic hyperperfusion on arterial spin labeled perfusion MRI is linked to hemorrhagic transformation in stroke. J Cereb Blood Flow Metab. 2015;35(4):630-7. doi: 10.1038/jcbfm.2014.238. .

11. Huang H.-T., Li X., Wang X., Liang B., Li H., Liang J. Diffusion-weighted Imaging and Arterial Spin Labeling for Prediction of Cerebral Infarct Volume in Acute Atherothrombotic Stroke. Curr Med Imaging. 2023;19(3):271-277. doi: 10.2174/1573405618666220509205920.

12. Nam K.W., Kim C.K., Yoon B.W., Hwang I., Sohn C.H. Multiphase arterial spin labeling imaging to predict early recurrent ischemic lesion in acute ischemic stroke. Scientific Reports. 2022;12(1):1456. doi: 10.1038/s41598-022-05465-8.

13. Alsop D.C., Detre J.A., Golay X., Günther M., Hendrikse J., Hernandez-Garcia L., Lu H., MacIntosh B.J., Parkes L.M., Smits M., van Osch M.J., Wang D.J., Wong E.C., Zaharchuk G. Recommended implementation of arterial spin-labeled perfusion MRI for clinical applications: A consensus of the ISMRM perfusion study group and the European consortium for ASL in dementia. Magn Reson Med. 2015;73(1):102-16. doi: 10.1002/mrm.25197. 2014.

14. Madai V.I., Martin S.Z., von Samson-Himmelstjerna F.C., Herzig C.X., Mutke M.A., Wood C.N., Thamm T., Zweynert S., Bauer M., Hetzer S., Günther M., Sobesky J. Correction for Susceptibility Distortions Increases the Performance of Arterial Spin Labeling in Patients with Cerebrovascular Disease. J Neuroimaging. 2016l;26(4):436-44. doi: 10.1111/jon.12331.

15. Труфанов Г.Е., Фокин В.А., Асатурян Е.Г., Ефимцев А.Ю., Чегина Д.С., Левчук А.Г., Баев М.С., Романов Г.Г. Методика артериального спинового маркирования: физические основы и общие вопросы. REJR 2019; 9(3):190-200. doi:10.21569/2222-7415-2019-9-3-190-200.