ФИЗИОЛОГИЯ ЧЕЛОВЕКА, 2014, том 40, № 1, с. 36-42
УДК 611.81.013:611.811.013
СРАВНИТЕЛЬНОЕ МРТ-МОРФОМЕТРИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ МОЗОЛИСТОГО ТЕЛА МОЗГА ДОНОШЕННЫХ И НЕДОНОШЕННЫХ ДЕТЕЙ РАННЕГО ГРУДНОГО ВОЗРАСТА
© 2014 г. Л. А. Ткаченко1, Н. О. Торонова1, Е. И. Краснощекова1, Т. А. Александров2,
П. А. Зыкин1, А. Н. Ялфимов2
1Санкт-Петербургский государственный университет 2Санкт-Петербургский государственный педиатрический медицинский университет
Поступила в редакцию 28.08.2012 г.
Проводили сравнительное морфометрическое исследование магнитно-резонансных томограмм мозга доношенных и недоношенных детей раннего грудного возраста. Для получения объективных структурных характеристик мозга использовали известные морфометрические индексы и вновь разработанный количественный показатель — коэффициент мозолистого тела (кСС), разработанный с учетом закономерностей пренатального онтогенеза неокортекса. Все численные индексы, характеризующие состояние мозга, указывают на его анатомические особенности у детей, рожденных на ранних сроках гестации. Установлено, что сниженные значения коэффициента мозолистого тела у недоношенных детей обусловлены иным соотношением его передних и задних сегментов. Определено пороговое значение коэффициента, по которому мозг недоношенных детей достоверно отличается от мозга доношенных.
Ключевые слова: пренатальный онтогенез, кора, магнитно-резонансная томография, преждевременное рождение.
Б01: 10.7868/80131164614010196
Постоянное увеличение количества выживших недоношенных детей с экстремально низкой массой тела является важным достижением современной перинатальной и неонатальной медицины, однако в дальнейшем психомоторное развитие многих таких детей происходит с нарушениями. Именно поэтому в последние годы появляется все больше исследований, посвященных анализу рисков развития психомоторных нарушений у недоношенных детей [1—3]. Отдаленные последствия преждевременного рождения исследователи отмечают не только в раннем детстве, но и вплоть до подросткового периода. Такие исследования проводятся с учетом как физиологического, так и социального статуса обследуемых в сравнении с такими же группами доношенных детей или подростков, и касаются особенностей поведения, моторных функций, успешности обучения, распространенности неврологических патологий. В результате установлено, что почти 50% детей, родившихся недоношенными или с экстремально низкой массой тела, в дальнейшем, в школьном возрасте и позже, испытывают трудности с академической успеваемостью, социализацией, отстают в моторном развитии. По сравнению с ними, только 10—15% де-
тей, рожденных в срок и с нормальной массой тела, сталкиваются с подобными проблемами [3].
Благодаря широкому внедрению в практику клинических наблюдений методов неинвазивной нейровизуализации (магнитно-резонансная томография, нейросонография), стали известны наиболее характерные структурные патологии мозга недоношенных детей раннего грудного возраста, у них чаще всего констатируют расширения желудочков, геморрагические инфаркты, пе-ривентрикулярную лейкомаляцию [4]. До 80% недоношенных новорожденных имеют подобные признаки отклонений в строении головного мозга [5]. У недоношенных детей более старшего возраста, по сравнению с их доношенными сверстниками, чаще всего отмечают снижение объемов серого и белого вещества конечного мозга, в том числе некоторых областей коры, каллозальные гипоплазии, выраженность которых коррелирует с гестационным возрастом и коэффициентом интеллекта [6, 7]. В последние годы эти данные подтверждаются результатами диффузионно-тензорной томографии, согласно которым в мозге недоношенных детей, вне зависимости от возраста, снижены показатели фракционной анизотропии ряда трактов, в том числе мозолистого тела [8].
Несмотря на широкую распространенность гипо-плазий мозолистого тела у недоношенных детей, подобные отклонения не систематизированы, а причины их развития до конца не понятны. При этом многочисленные исследования онтогенеза ЦНС детей, рожденных на ранних сроках геста-ции, выполненные методами нейровизуализа-ции, когортного анализа, лонгитюдных наблюдений, указывают на существенные корреляции между успешностью психомоторного развития таких детей и состоянием белого вещества полушарий мозга. Однако сопоставление анатомических характеристик трактов и показателей функций мозга детей младшего возраста проводится крайне редко, чему во многом препятствует неполное знание закономерностей пренатального онтогенеза мозга человека.
В свете вышеизложенных фактов, цель настоящей работы заключалась в разработке объективного показателя гипоплазий мозолистого тела на прижизненных магнитно-резонансных томограммах как маркера состояния ассоциативных систем коры полушарий мозга недоношенных детей раннего грудного возраста по сравнению с доношенными.
МЕТОДИКА
Был проведен анализ магнитно-резонансных томограмм (МРТ) мозга детей раннего грудного возраста, рожденных на разных сроках гестации: от 27 до 42 гестационных недель, которые были обследованы однократно на 2—4 неделе после рождения. В группу доношенных вошли 6 детей, родившихся на сроке 38—42 недель, а в группу недоношенных — 10 детей, родившихся на сроке 27—36 недель. Все дети в период обследования находились в отделении патологии новорожденных Санкт-Петербургской государственной медицинской педиатрической академии и проходили МРТ-обследование в отделении лучевой диагностики, имели заключения невролога и врача-радиолога. Родители или опекуны детей давали письменное согласие на использование данных обследования в научных целях.
МР-томограммы были получены на томографах Siemens Concerto мощностью 0.2 T и General Electric Signa HDxt мощностью 1.5 T в режимах T1 и T2 fl3d c шагом в 2 мм и толщиной среза 2.5 мм в двух стандартно ориентированных проекциях: сагиттальной и аксиальной. Морфометрический анализ изображений осуществляли при помощи свободно доступных программ просмотра и обработки Imaje J, DICOM Viewer.
Принимая во внимание разницу в размерах мозга детей, рожденных на разных сроках геста-ции и с разной массой тела, использовали только относительные индексы и коэффициенты. Для
морфометрического анализа применяли следующие числовые показатели: индексы цефализации и Эванса, коэффициенты мозолистого тела [9—11].
Для статистической обработки результатов применяли методы описательной статистики: среднее арифметическое, ошибка среднего. В качестве критерия достоверности разности средних использовали ¿-критерий Стьюдента.
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
Для унификации показателей состояния ЦНС доношенных и недоношенных детей проводили предварительный анализ МРТ-изображений. В результате из дальнейшей обработки были исключены: две серии гипоконтрастных томограмм с нечеткими границами серого и белого вещества; один случай выраженной дисплазии полушарий мозга с перивентрикулярной лейкомаляцией; один случай острой гидроцефалии заместительного типа со значительно расширенными пери-васкулярными пространствами; один случай обширного гипоксически-ишемического поражения мозга с дисгенезией мозолистого тела и кистой прозрачной перегородки. На остальных 16 сериях томограмм мозга отмечены признаки слабо выраженной гидроцефалии открытого типа и умеренная дисмиелинизация. По литературным данным, такие отклонения в структуре мозга не приводят к развитию неврологических нарушений, на это указывают результаты ретроспективного анализа томограмм мозга новорожденных, проведенного с учетом психомоторного развития детей в двухлетнем возрасте [12]. Таким образом, предварительное нормирование томограмм позволило проводить их последующее корректное сравнение и маркировать те структурные характеристики мозга, которые обусловлены неполным сроком гестации, но не гипоксически-ишемиче-скими процессами.
Для измерения цефалического индекса и индекса Эванса использовали серии последовательных изображений мозга детей обеих групп, выполненных в аксиальной плоскости. Цефалический индекс, или широтно-продольный показатель, измеряется как соотношение битемпорального и фрон-то-окципитального размеров мозга (рис. 1, Б). Данный индекс широко применяется в практике нейросонографии и МР-томографии как показатель зрелости плода и новорожденного. Отмечено, что мозг недоношенных детей раннего грудного возраста имеет долихоцефалическую, то есть вытянутую в ростро-каудальном направлении, форму с заметно сглаженными височными долями и меньшим битемпоральным (широтным) размером [13]. С увеличением гестационного срока объем височных долей увеличивается, вследствие чего форма мозга доношенных детей приближа-
85 83 81 79 77 75 73 71 69 67 65
Д
НД
Рис. 1. Значения цефалического индекса у доношенных (Д) и недоношенных (НД) детей раннего грудного возраста (А) и схема его измерения на аксиальной магнитно-резонансной (МР) томограмме (Б). Заполненные ромбы — индивидуальные значения индекса, незаполненные ромбы — средние значения индекса по каждой из групп. 1 — битемпоральный размер, 2 — фронто-окципитальный размер.
44 42 40 38 36 34 32 30 28 26 24 22 20 18
Д
НД
Рис. 2. Значения индекса Эванса у доношенных (Д) и недоношенных (НД) детей раннего грудного возраста (А) и схема его измерения на аксиальной МР-томограмме (Б). 1 — расстояние между передними рогами латеральных желудочков, 2 — битемпо-ральный размер.
Остальные обозначения см. рис. 1.
ется к брахицефалической, а цефалический индекс увеличивается.
Базовые параметры для вычисления цефалического индекса измеряли в пикселях, используя аксиальные срезы на уровне максимального развития головки хвостатого ядра, передних рогов латеральных желудочков и полости прозрачной перегородки. Значения индекса для анализируемой выборки характеризуются большим разбросом, сравнение усредненного значения индекса цефализации доношенных детей и недоношенных не выявило статистически достоверных отличий (рис. 1, А).
На аксиальных срезах того же уровня вычисляли еще один морфометрический показатель — индекс Эванса, который является отношением расстояния между передними рогами латеральных желудочков к бите
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.