Введение
К проявлениям краниосиностозов относится не только аномальная форма головы, но и изменения в морфологии головного мозга. Этот врожденный дефект может быть как частью синдрома (синдромальный краниосиностоз), так и изолированным состоянием (несиндромальный краниосиностоз) [1, 2]. Синдромальный краниосиностоз возникает в результате различных мутаций, часто ассоциирован с другими экстракраниальными изменениями скелета, а также может сопровождаться нарушениями когнитивного развития различной степени выраженности в раннем возрасте [3]. Несиндромальный краниосиностоз, который составляет 80% всех случаев краниосиностозов, напротив, имеет плохо изученную генетическую природу и едва различимые нейрокогнитивные нарушения, проявляющиеся в гораздо более позднем возрасте [4, 5].
Исследования показали, что при краниосиностозе изменяется морфология как корковых, так и подкорковых структур мозга [6]. Изменения могут быть обнаружены не только в областях мозга, которые находятся близко к сросшемуся шву, но и в его отдаленных областях. Эти же исследования продемонстрировали, что, несмотря на хирургическое лечение и нормализацию формы черепа, мозг все также продолжает расти в соответствии с заложенной «программой роста», которая наблюдается у пациентов с некорригированным краниосиностозом, именно поэтому так важны различные реабилитационные мероприятия.
Сагиттальный синостоз является наиболее распространенной формой несиндромальных краниосиностозов, его частота составляет 40—60% всех случаев [7, 8]. Обычно дети со скафоцефалией имеют нормальный IQ и показатели развития, однако некоторые зарубежные исследования показали, что 50% этих детей сталкиваются с теми или иными проблемами, связанными с высшими психическими функциями (поведение, самоконтроль, речь) [9—11]. Большинство авторов признают, что краниосиностоз связан с изменением нейрокогнитивного развития у детей. У таких пациентов наблюдаются легкие, но стойкие неврологические нарушения и дефициты, которые становятся более выраженными и заметными по мере роста их когнитивных потребностей в школьном возрасте [10, 12]. D. Becker и соавт. [9] обнаружили, что почти 50% детей с несиндромальным краниосиностозом, перенесших оперативное лечение в возрасте 5 лет и старше, имели умственную отсталость, когнитивные и поведенческие нарушения, а после операции у них сохранялись снижение внимания, а также нарушения речи и ориентирования в пространстве. Эти нарушения, вероятно, обусловлены продолжающимися морфологическими изменениями в мозге.
Для оценки состояния структур головного мозга у таких детей врачи начали использовать методы нейровизуализации, а именно диффузионно-тензорную магнитно-резонансную томографию (diffusion tensor imaging — DTI). Этот вид исследования широко применяется в неврологии и нейрохирургии, позволяет оценить проводящие пути белого вещества и смоделировать их графически (трактография). Данная методика учитывает трехмерное движение молекул воды в пространстве, а также ограничение этих движений в рамках микроструктуры головного мозга [13, 14]. При лечении пациентов с краниосиностозами в первую очередь необходимо оценивать состояние трактов, идущих от префронтальной коры, которая как раз отвечает за выполнение целенаправленной деятельности, и от латеральной теменной коры, отвечающей за речь и пространственное восприятие [15]. Именно для этих целей мы использовали метод DTI.
Несмотря на то что краниосиностоз хорошо изучен, новых публикаций не так много, поэтому приходится обращаться к архивным статьям, диссертациям и монографиям. В настоящее время есть лишь единичные зарубежные исследования и ни одного отечественного наблюдения, которые оценивают взаимосвязь между когнитивными нарушениями и изменениями черепа и головного мозга у детей с несиндромальным сагиттальным синостозом. В настоящей публикации представлены первые промежуточные результаты проводимого исследования.
Цель исследования: оценка состояния проводящих путей головного мозга у пациентов с сагиттальным синостозом до и после оперативного лечения и комплексной стационарной реабилитации; подтверждение на основании полученных данных необходимости своевременной хирургической коррекции краниосиностоза.
Материал и методы
Информация о пациентах. В исследование включены 6 детей в возрасте от 6 до 12 мес (средний возраст 8,2 мес, медиана 8 мес; 1 девочка, 5 мальчиков) с подтвержденным на догоспитальном этапе диагнозом «несиндромальный краниосинотсоз, скафоцефалия», проходивших обследование и хирургическое лечение в отделении детской онкологии, хирургии головы и шеи и нейрохирургии Национального медицинского исследовательского центра детской гематологии, онкологии и иммунологии им. Дмитрия Рогачева, а реабилитационные мероприятия — в лечебно-реабилитационном научном центре (ЛРНЦ) «Русское поле» в 2023 г. У 1 пациента отмечали распространенный атопический дерматит и первичный комбинированный иммунодефицит, остальные дети были соматически стабильны без сопутствующих заболеваний.
Всем детям в предоперационном периоде проводили мультиспиральную компьютерную томографию (МСКТ) головы с 3D-реконструкцией и магнитно-резонансную томографию (МРТ) с DTI. Затем проводили хирургическое лечение в объеме краниопластики с перемещением больших костных лоскутов и их фиксацией биодеградируемыми материалами. На 5—7-е послеоперационные сутки всем пациентам проводили контрольную МСКТ головы для оценки стояния костных лоскутов и фиксирующих пластин. Во всех (100%) исследованиях отмечалось их удовлетворительное расположение. На 7—8-е сутки пациентов выписывали из хирургического стационара. После выписки из хирургического стационара всех пациентов переводили в ЛРНЦ «Русское поле» для прохождения комплекса реабилитационных мероприятий, а через 1 мес после его завершения всем была выполнена повторная МРТ с DTI. Сводные данные пациентов представлены в табл. 1.
Таблица 1. Характеристика пациентов, включенных в исследование
| Пациент | Возраст на момент операции (мес) | Вид вмешательства | Выписка из профильного стационара (сут) | Сопутствующие заболевания |
| Девочка К. | 10 | Реконструктивная краниопластика | 7-е | Нет |
| Мальчик А. | 8 | То же | 7-е | Нет |
| Мальчик С. | 7 | «—» | 8-е | Нет |
| Мальчик Х. | 12 | «—» | 7-е | Атопический дерматит; первичный комбинированный иммунодефицит |
| Мальчик Д. | 6 | «—» | 8-е | Нет |
| Мальчик З. | 6 | «—» | 8-е | Нет |
Описание методики проведения и анализа данных МРТ с DTI и диагностическая оценка. МРТ проводили на томографе Philips Achieva dStream 3.0T («Philips Healthcare, Best», Нидерланды) с использованием 8-канальной приемной радиочастотной катушки для головы напряженностью поля магнитной индукции 3 Тл. Протокол сканирования состоял из последовательностей: T2-ВИ в аксиальной проекции, FLAIR в аксиальной проекции, T1-ВИ 3D, SWI (susceptibility weighted imaging; режим изображений, взвешенных по магнитной восприимчивости) в аксиальной проекции, DTI в аксиальной проекции.
Параметры сканирования последовательности DTI: время эхо (TE) 90 мс; время релаксации (TR) 4300 мс; толщина среза 2 мм с зазором 0; всего получено 32 направления диффузии с диффузионным b-фактором 1200; размер матрицы 120×120; FOV 240×240; размер воксела 2×2×2 мм.
Предобработку и анализ DTI выполняли с помощью программы DSI_studio («Pitsburg», США).
Тензорные метрики рассчитывали с использованием DTI со значением b ниже 1750 с/мм². Для построения трактов использовали детерминированный алгоритм отслеживания волокон [16] с дополненными стратегиями отслеживания [17] для улучшения воспроизводимости. Картирование основных проекционных и ассоциативных пучков (кортикоспинальные, аркуатные, верхние, средние и нижние продольные) проводилось в автоматическом режиме с помощью анатомического атласа шаблонов трактографии с допуском расстояния 16,000000 мм в пространстве ICBM152 [18]. Порог анизотропии был выбран случайным образом от показателя фракционной анизотропии равного 0,1 и выше. Угловой порог был выбран случайным образом от 15 до 90°. Размер шага был выбран случайным образом от 0,5 до 1,5 воксела. Треки длиной <20 или >300 мм были исключены из анализа. Всего был размещен 1 млн сидов для отслеживания каждого из трактов.
Проводили оценку визуальных характеристик и числовых показателей построенных трактов (FA — фракционная анизотропия; MD — средняя диффузивность; объем трактов).
От законных представителей пациентов получены письменные добровольные информированные согласия на использование результатов обследования, лечения и наблюдения в научных целях. Данные о пациентах обезличены. Работа выполнена в рамках диссертационного исследования, утвержденного Независимым этическим комитетом центра (№11э/4-2024 от 24.12.2024).
Результаты
Появление и внедрение методики DTI открыло новые возможности как в количественной, так и в качественной оценке повреждений проводящих путей головного мозга, а также позволяет строить их трехмерные изображения при опухолевых, сосудистых и травматических повреждениях головного мозга и оценивать динамику их изменений на фоне лечения. По данным МР-трактографии у пациентов были успешно выделены основные проекционные и ассоциативные пучки (кортикоспинальные, аркуатные, верхние, средние и нижние продольные). У 2 (девочка К. и мальчик Х.) из 6 пациентов отмечено улучшение в виде увеличения объема и количества волокон проводящих пучков, в то время как у остальных 4 пациентов выраженных изменений не наблюдалось. Результаты наблюдения представим на примере 2 пациентов: девочки К., у которой достигнуто улучшение, и мальчика Д., у которого не было клинически значимых изменений.
С точки зрения качественных изменений в структуре проводящих путей предлагаем обратить внимание на рисунки ниже, на которых представлены результаты обследования пациентки К. и пациента Д. до и после операции и реабилитационных мероприятий.
По данным МР-трактографии в автоматическом режиме с использованием анатомических шаблонов с последующей 3D-визуализацией у пациентки К. до операции отмечается выраженная визуальная асимметрия аркуатных пучков за счет значительного уменьшения объема и условного количества волокон пучка справа (рис. 1).
Рис. 1. 3D-визуализация аркуатных пучков у пациентки К. до оперативного лечения.
Здесь и на рис. 2—4: а — вид в поперечной плоскости; б — вид во фронтальной плоскости; R — правая сторона.
При выполнении контрольной трактографии после оперативного лечения и реабилитационных мероприятий отмечается визуальное увеличение объема и количества волокон в правом аркуатном тракте (рис. 2). Остальные выделенные тракты белого вещества были симметричными, траектория и ход волокон — типичными, без клинически значимой динамики после операции.
Рис. 2. 3D-визуализация аркуатных пучков пациентки К. после оперативного лечения.
При аналогичном исследовании у пациента Д. до операции отмечалась умеренная асимметрия аркуатных пучков за счет незначительного уменьшения объема и условного количества волокон в правом аркуатном пучке, которая сохранялась после оперативного лечения и реабилитационных мероприятий. Остальные выделенные тракты прослеживаются с типичной траекторией и ходом волокон, симметричны с обеих сторон (рис. 3, 4).
Рис. 3. 3D-визуализация аркуатных пучков пациента Д. до оперативного лечения.
Рис. 4. 3D-визуализация аркуатных пучков пациента Д. после оперативного лечения.
Помимо качественной оценки состояния проводящих путей, мы также проводили количественный анализ. Результаты обследования пациентов К. и Д. представлены в табл. 2 и 3 соответственно. По данным числовых измерений у пациентки К. отмечается увеличение объемов всех трактов разной степени выраженности. Показатели FA и MD без статистически значимых изменений.
Таблица 2. Количественные оценки состояния проводящих путей у пациентки К. с сагиттальным синостозом
| Показатель | Пучки | ||||||||||
| аркуатные | кортикоспинальные | верхний продольный | средний продольный | нижний продольный | |||||||
| до | после | до | после | до | после | до | после | до | после | ||
| Объем, мм3 | слева | 14610,7 | 16 136 | 11 388 | 12 776 | 15 243 | 18 104 | 2576,76 | 2920 | 8559,72 | 9096 |
| справа | 7213,56 | 8104 | 12530,2 | 13 584 | 14257,1 | 16 480 | 3236,24 | 3664 | 6261,72 | 6968 | |
| FA | слева | 0,23 | 0,23 | 0,29 | 0,3 | 0,27 | 0,28 | 0,2 | 0,22 | 0,23 | 0,23 |
| справа | 0,23 | 0,23 | 0,29 | 0,3 | 0,27 | 0,28 | 0,2 | 0,22 | 0,23 | 0,23 | |
| MD | слева | 0,98 | 0,99 | 1,04 | 1,05 | 0,84 | 0,84 | 1,00 | 0,99 | 0,97 | 0,97 |
| справа | 0,98 | 0,99 | 1,05 | 1,05 | 0,84 | 0,84 | 1,00 | 0,98 | 0,96 | 0,97 | |
Примечание. Здесь и в табл. 3: FA — фракционная анизотропия; MD — средняя диффузивность.
Таблица 3. Количественные оценки состояния проводящих путей у пациента Д. с сагиттальным синостозом
| Показатель | Пучки | ||||||||||
| аркуатные | кортикоспинальные | верхний продольный | средний продольный | нижний продольный | |||||||
| до | после | до | после | до | после | до | после | до | после | ||
| Объем, мм3 | слева | 12245,7 | 15764,6 | 10 788 | 11 256 | 10 777 | 12 789 | 3054,4 | 4544 | 7656 | 8007 |
| справа | 7655 | 7792 | 11 076 | 11 952 | 12 445 | 12 528 | 3233,1 | 3655 | 6478 | 7112 | |
| FA | слева | 0,25 | 0,25 | 0,32 | 0,32 | 0,3 | 0,29 | 0,22 | 0,23 | 0,24 | 0,25 |
| справа | 0,26 | 0,26 | 0,33 | 0,33 | 0,3 | 0,31 | 0,22 | 0,23 | 0,24 | 0,25 | |
| MD | слева | 0,99 | 1,01 | 1,1 | 1,1 | 0,9 | 0,9 | 1,01 | 1,0 | 0,98 | 0,99 |
| справа | 0,98 | 1,02 | 1,1 | 1,1 | 0,9 | 0,9 | 1,00 | 1,0 | 0,97 | 0,97 | |
Обсуждение
Исходя из представленных результатов, можно предположить, что изменения в состоянии проводящих путей головного мозга у детей с сагиттальным синостозом могут зависеть от возраста, в котором выполнено хирургическое вмешательство. Мы преимущественно оперируем таких пациентов в возрасте 6—8 мес, когда изменения в морфологии белого вещества либо еще не так выражены, либо связаны с внутриутробными воздействиями. У детей в возрасте ближе к 1 году мы отмечали уменьшение степени асимметрии в объеме и количестве трактов аркуатных пучков. Все это свидетельствует, что проведенные мероприятия (хирургическая коррекция в комплексе с реабилитацией) благоприятно влияют на морфологическую структуру головного мозга у пациентов данной группы, и еще раз подтверждает необходимость своевременного оперативного вмешательства, а именно до развития выраженных морфологических изменений. Таким образом, мы не допустим развития клинически значимых когнитивных нарушений, инвалидизации детей и снижения качества их жизни.
Заключение
Несмотря на то что проблема краниосиностозов известна давно и довольно широко изучена, споры о диагностике, хирургических подходах и необходимости проведения операции ведутся до сих пор. В настоящем исследовании мы продемонстрировали как с качественной, так и с количественной точки зрения, что у таких пациентов может изменяться состояние проводящих путей. Это подтверждает, что хирургия у детей с краниосиностозами имеет не только косметический, но и конкретный морфологический результат. Однако требуются дальнейшие исследования на большей выборке пациентов, чтобы результаты данного наблюдения можно было экстраполировать на генеральную совокупность наших пациентов.
Участие авторов:
Концепция и дизайн исследования — Лопатин А.В.
Сбор и обработка материала — Сладков Д.Г.
Статистическая обработка — Бондаренко В.П.
Написание текста — Сладков Д.Г., Бондаренко В.П.
Редактирование — Лопатин А.В.
Participation of authors:
Concept and design of the study — Lopatin A.V.
Data collection and processing — Sladkov D.G.
Statistical processing of the data — Bondarenko V.P.
Text writing — Sladkov D.G., Bondarenko V.P.
Editing — Lopatin A.V.
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.