Современные методы нейровизуализации позволяют разработать подходы для оценки внутричерепного давления как замену «золотому стандарту» инвазивного мониторинга. Целью исследования является изучение возможностей применения магнитно-резонансных характеристик для оценки повышения внутричерепного давления у пациентов с вторичной внутричерепной гипертензией (с объемными образованиями головного мозга и сообщающейся гидроцефалией). В исследовании принимали участие 3 группы: 40 пациентов с объемными образованиями головного мозга (ГМ), 15 больных с сообщающейся гидроцефалией, и группа контроля в числе 36 человек. Было проведено МРТ головного мозга с оценкой объемов головного мозга (программа FreeSurfer), диаметра оболочки зрительного нерва (ДОЗН), вертикального размера оптохиазмальной цистерны и гипофиза, расчет индекса интракраниального комплайнса (ICC). Было выявлено значимое увеличение ДОЗН в группах пациентов на 24%, уменьшение вертикального размера гипофиза и увеличение вертикального размера ОПХЦ, снижение ICC у пациентов с гидроцефалией в 1,7 раза (p<0,05). Была обнаружена положительная корреляция между ДОЗН и объемом ГМ (r=0,55, p<0,05) и отрицательная корреляция между объемом ГМ и ICC (r=-0,86, p<0,05). Таким образом, сочетанное использование качественных и количественных МР-критериев может расширить диагностические возможности неинвазивной оценки повышенного внутричерепного давления. Исходя из представленных результатов, мы считаем, что сочетанное использование качественных и количественных МР-критериев может расширить диагностические возможности неинвазивной оценки повышенного внутричерепного давления.
Актуальные ведущие исследования в области нейровизуализации сконцентрированы на изучении возможностей использования данных различных диффузионных МР-моделей: диффузионно-тензорная визуализация (DTI), диффузионно-куртозисная визуализация (DKI), диффузионно-спектральная визуализация (DSI), обобщенная визуализация q-выборки (GQI), Q-ball визуализация (QBI) в оценке реорганизации головного мозга. Эти методы особенно важны для понимания механизмов нейропластичности и прогнозирования восстановления утраченных функций после инсульта. Целью данного исследования является сравнение результатов динамического наблюдения постинсультной реорганизации головного мозга современными диффузионными МР-моделями (DTI, DKI). В ходе работы было проведено динамическое МР-обследование головного мозга 129 пациентам на 1–3-и сутки, 7–10-е сутки, 3–4-й месяц после манифестации острого нарушения мозгового кровообращения по рутинному протоколу (DWI-EPI, FLAIR-SPIR, T2-WI, T1W-TFE), дополненного DTI-методом на МР-томографе Ingenia 3,0 Тл (Philips, Нидерланды). Выявлено, что фракционная анизотропия (FA) DTI достоверно изменяется от 1–3-х суток к 7–10-м суткам в области инсульта; усредненная, аксиальная и радиальная диффузии повышаются в пораженной области на протяжении трех исследований. Для DKI куртозисная FA достоверно меняется в области поражения к 3–4-му месяцу; средний коэффициент куртозиса снижается ко второму приему в зоне инсульта, аксиальный куртозис уменьшается в той же области на протяжении всех исследований; радиальный куртозис достоверно увеличивается в зоне поражения на протяжении исследования. Примененные модели диффузии свидетельствовали о реорганизации области ишемии и интактности контралатеральных отделов. Их использование для динамической оценки постинсультной церебральной реорганизации является перспективным направлением в исследовании механизмов нейропластичности головного мозга.
Разработка эффективных стратегий нейрореабилитации требует глубокого понимания механизмов структурной перестройки мозга в наиболее чувствительный ранний постинсультный период. Целью данной работы являлось изучение реорганизации мозга в раннем постинсультном периоде методами на основе диффузионной МРТ. Исследование проводилось на МРТ 3 Тл: стандартный протокол сканирования был дополнен диффузионной последовательностью с методами постобработки DTI (диффузионно-тензорная визуализация) и GQI (обобщенная визуализация q-выборки). Изучались структуры головного мозга в трехкратном исследовании после дебюта ишемического инсульта: на 1-3 сутки, через 7-10 дней и спустя 3-4 месяца. Анализировались области инсульта и идентичные области аналогичной локализации контрлатерального полушария. Выборка состояла из 10 пациентов, прошедших все 3 исследования.
По результатам анализа характеристик диффузионной МР-последовательности получено достоверное (p<0,05) их изменение (4,3 - 53,9%) и сильная корреляционная связь (0,76 - 0,99 r по Спирмену) в раннем постинсультном периоде, свидетельствующие о дегенеративных процессах как в области инсульта (отек – средняя и изотропная диффузия; некроз – средняя диффузия; уменьшение аксональной плотности – количественная анизотропия, аксиальная диффузия; потеря аксонов – количественная и фракционная анизотропия), так и в контрлатеральном полушарии с тенденцией к восстановлению значений метрик за счет редукции отека (средняя и изотропная диффузия) и процессов нейрогенеза (плотность нервных пучков).
В данной работе исследуется влияние взаимодействия церебральных жидкостей (артериальной, капиллярной и венозной крови, ликвора) на смещение стенок желудочков и перивентрикулярное давление с использованием математической мультифазной модели пороупругости для паренхимы головного мозга человека на примере четырех геометрий реальных добровольцев. Взаимодействие церебральных жидкостей описывается набором из четырех числовых коэффициентов, анализ которых позволяет глубже понять механизмы регуляции внутричерепного давления при различных патологических состояниях. Построена множественная линейная регрессия с взаимодействием, позволяющая количественно оценить влияние этих коэффициентов на среднее смещение желудочковых стенок. Наблюдалось преобладающее влияние артериально-ликворного компонента. Детальный анализ выявил взаимосвязь между коэффициентами взаимодействия и некоторыми патологическими состояниями (нормотензивная гидроцефалия, внутричерепная гипертензия и заместительная вентрикуломегалия при длительной гипоперфузии).
Рассмотрены взаимоотношения между менингеальными лимфатическими сосудами и глимфатической системой головного мозга, обеспечивающей перфузию центральной нервной системы цереброспинальной и интерстициальной жидкостями. Эти процессы играют существенную роль в регуляции внутримозгового жидкостного обмена и выведении продуктов метаболизма.
На основе многофазной модели пороупругости для вещества мозга, построенной по данным магнитно-резонансной томографии, рассмотрено смещение стенки желудочков головного мозга и величина давления на ее поверхности. Полученные результаты могут представлять интерес для анализа биомеханических изменений при различных патологических состояниях. Изучено поведение этих величин в зависимости от параметров модели при нормотензивной гидроцефалии. Для различных уровней детализации геометрии головного мозга показано, в какой степени упрощенная модель позволяет оценить критические значения давления и смещения стенки ликворосодержащих полостей для более сложной геометрии.
Рассмотрен спектр интегральных характеристик и индексов, с помощью которых возможна оценка расстройств гемо- и ликвородинамики в центральной нервной системе по данным фазо-контрастной магнитно-резонансной томографии. Предложены количественные показатели, характеризующие взаимодействие потоков крови и ликвора, а также возможности их клинического применения у пациентов с патологией центральной нервной системы. Проведена оценка вращательно-поступательного потока крови в просвете общей сонной артерии и на уровне её бифуркации in vivo с помощью МРТ. Комплексное изучение взаимодействия жидких сред центральной нервной системы позволит лучше понять механизмы, участвующие в поддержании гомеостаза центральной нервной системы, а также оценить выраженность изменений головного мозга при различных патологических состояниях.
По данным фазо-контрастной магнитно-резонансной ангиографии (4D-Q-Flow) построена модель физиологического движения виртуальных частиц крови в просвете общей сонной артерии в течении кардиоцикла, отражающая биомеханику движения крови. Обобщены и систематизированы данные об оценке изменений количественных характеристик кровотока при следующих патологических состояниях цереброваскулярной системы: патологическая извитость внутренних сонных артерий, стеноз позвоночной артерии (ангиоспазм, гипоплазия), нарушение мозгового кровообращения в острой и хронической стадии. Для всех состояний показана наибольшая диагностическая значимость показателя объемной скорости кровотока, который имеет тенденцию к снижению при цереброваскулярной недостаточности. Выявлены средней силы корреляционные связи между капиллярным и магистральным кровотоком в бассейне средней мозговой артерии по результатам анализа изменений показателей объемной скорости кровотока и регионарной скоростью тканевого кровотока по данным фазо-контрастной магнитно-резонансной ангиографии и перфузионной контрастной магнитно-резонансной томографии соотвественно. Полученные данные расширяют возможности использования фазо-контрастной магнитно-резонансной ангиографии в диагностической практике как неинвазивного и «безлучевого» метода обследования.
