Инсульт является одной из ведущих причин смертности и стойкой утраты трудоспособности населения [1, 2]. Ежегодно в Российской Федерации регистрируется более 450 000 случаев инсульта, заболеваемость среди лиц старше 25 лет составляет 3,5 на 1000 населения в год [3]. Около 80% больных с инсультом становятся инвалидами, из них 10% нуждаются в постоянном постороннем уходе [4, 5]. Наиболее частой причиной инвалидизации после перенесенного инсульта являются двигательные нарушения. Особое значение для сохранения самообслуживания имеет возможность самостоятельного передвижения больного. По данным Регистра инсульта Научного центра неврологии, к концу острого периода инсульта (через 3 нед с момента его развития) гемипарез наблюдается в 81% случаев, из них гемиплегия — в 11%, значительно выраженный гемипарез — в 11%, умеренный и легкий — в 59% случаев [1, 3]. Рано начатые реабилитационные мероприятия могут значительно улучшить прогноз инсульта, однако существуют трудности восстановления двигательных функций на ранних этапах острого периода инсульта. Решению этой проблемы служит применение различных клинических шкал и тестов, многие из которых показали свою высокую валидность. Одной из широко применяемых является шкала инсульта Национальных институтов здоровья (NIHSS) [6]. Тяжесть двигательных нарушений, высокая спастичность или гипотония мышц парализованных конечностей — наиболее важные прогностические факторы, определяемые клиницистами. Помимо этого, предикторами восстановления функций являются возраст больного, сопутствующие заболевания, локализация и величина очаговых изменений, состояние мозгового кровотока. Часть этой информации может быть получена только посредством применения методов нейровизуализации (КТ, МРТ). Изменения в ткани мозга ограничиваются не только областью инфаркта, но и распространяются на проводящие пути (дегенерация Тюрка—Валлера), поэтому перспективным представляется оценка структурных изменений корково-спинномозгового пути (КСП) при возникновении двигательных нарушений у больных с ишемическим инсультом (ИИ). Эти вторичные изменения становятся доступными для нейровизуализации (без использования специальных режимов) не ранее чем через 3 мес после перенесенного И.И. При применении метода диффузионно-тензорной МРТ (ДТ МРТ) возможна оценка изменений белого вещества мозга в остром периоде ИИ. ДТ МРТ в отличие от диффузионно-взвешенной МРТ позволяет оценить не только скорость движения молекул воды, но и определить зависимость их диффузионной способности от ориентации направления их движения.

Вторичные дегенеративные процессы развиваются у каждого больного, перенесшего ИИ [7]. С этой позиции, обсуждая проблему двигательных нарушений у постинсультных больных, важно решить вопрос о вовлечении в патологический процесс КСП. Применение Д.Т. МРТ при обследовании больных в остром периоде ИИ представляется перспективным методом, дополняющим понимание развития патологического процесса и способным прогнозировать течение восстановительного периода у конкретного пациента [8], что в свою очередь даст возможность оптимизировать разработку индивидуальных реабилитационных программ.

Цель исследования — выявить прогностическиефакторы восстановления двигательных функций при ИИ c помощью ДТ МРТ.

Обследованы 47 больных с ИИ в каротидной системе, из них 28 мужчин и 19 женщин, в возрасте от 23 до 82 лет, средний возраст — 61 год, и 20 здоровых (контрольная группа), из них 10 мужчин и 10 женщин, в возрасте от 18 до 68 лет, средний возраст — 42 года (табл. 1). Все пациенты поступили в стационар в остром периоде инсульта, обязательным критерием включения было наличие двигательных нарушений. Для объективизации неврологических нарушений и оценки тяжести состояния больных применялись шкала инсульта NIHSS — при поступлении и на 21-е сутки, индекс активности повседневной жизни Бартел — на 21-е сутки, модифицированная шкала Рэнкина (mRS) — на 21-е сутки.

МРТ головного мозга проводили на томографе Magnetom Avanto, «Siemens», с напряженностью магнитного поля 1,5 Тл. МРТ-сканирование при первом исследовании (при поступлении в стационар) включало стандартный режим Т2-взвешенных изображений (Т2-ВИ) для визуализации инфаркта и исключения другой патологии головного мозга, ДТ МРТ для оценки изменений КСП за пределами области инфаркта. В последующие сроки наблюдения всем больным проводилась ДТ МРТ на 7—8-е, 14—15-е, 20—21-е сутки. Параметры сканирования: TR=4245 мс, TE=94 мс, толщина среза 5 мм, матрица 128×128 пикселей, направления диффузионного градиента и повторы 20/4, размер вокселя 1,9×1,9×5 мм; поле обзора 230 мм. Для обработки данных ДТ МРТ на рабочей станции, на картах средней диффузии (MD) и фракционной анизотропии (FA) у каждого пациента были выделены 3 симметричные области интереса, соответствующие расположению КСП на трех уровнях: 1) задняя ножка внутренней капсулы; 2) основание ножки мозга; 3) мост мозга (рис. 1). В выделенных областях были определены значения MD, отражающей среднюю скорость движения молекул воды in vivo во всех измеряемых направлениях, и FA, отражающей направленность диффузионных движений молекул воды внутри каждого вокселя.

Статистическая обработка полученных данных проводилась с помощью пакета программ SPSS 16.0. Применялись непараметрические методы: анализ связи (корреляция) двух признаков (метод Спирмена); сопоставление двух и трех независимых групп по количественному признаку (соответственно с использованием U-критерия Манна—Уитни и метода Краскела—Уоллиса); сопоставление двух и трех зависимых групп по количественному признаку (соответственно с использованием метода Уилкоксона и Фридмена), описательная статистика. Для определения чувствительности и специфичности метода и определения пороговых значений FA применялся ROC-анализ. Данные представлены в виде медианы, 25% и 75% квартилей (Ме [25%; 75%]). Статистически значимыми считались результаты при р<0,05.

Основным сосудистым заболеванием у больных с ИИ в большинстве случаев было сочетание атеросклероза с артериальной гипертонией. Патогенетический подтип ИИ определялся в соответствии с классификацией и методическими рекомендациями, разработанными в Научном центре неврологии [1]. Кардиогенно эмболический подтип имел место у 18 (38,3%) больных, атеротромботический — у 11 (23,4%), лакунарный — у 18 (38,3%). Среди больных преобладали пациенты со средней (38%) и легкой (38%) степенью тяжести неврологической симптоматики. У больных с атеротромботическим ИИ при госпитализации имелись наиболее выраженные неврологические нарушения. К 21-м суткам неврологический статус в этой группе больных улучшился в среднем на 44% по шкале NIHSS. У больных с кардиогенным эмболическим ИИ при поступлении имелась средняя выраженность неврологических нарушений. В течение острого периода ИИ отмечался постепенный регресс неврологической симптоматики, и к 21-м суткам улучшение в среднем составило 80% по шкале NIHSS.

В зависимости от выраженности двигательных нарушений на 21-е сутки ИИ больные были разделены на две группы. 1-я группа — 22 пациента с восстановлением двигательных функций и 2-я группа — 25 пациентов с отсутствием восстановления двигательных функций.

При анализе нейровизуализационных данных у 38% больных инфаркт локализовался в правом, у 62% — в левом полушариях большого мозга. В зависимости от локализации инфаркта больные были разделены на 3 подгруппы: с корково-подкорковой (КПКЛ) — 41%; подкорковой (ПКЛ) — 41% и корковой (КЛ) — 18% локализацией. Область инфаркта распространялась на заднюю ножку внутренней капсулы (ЗНВК) в 47% случаев, в 53% — в области ЗНВК изменений МР-сигнала выявлено не было. Распределение больных по объему и локализации инфаркта приведено в табл. 2. Видно, что в 1-й группе преобладали инфаркты ПКЛ без распространения на заднюю ножку внутренней капсулы, во 2-й — инфаркты КПКЛ с распространением на ЗНВК.

Все инфаркты были разделены по величине: большие — 159 [104; 161] см³ — у 8 (17%) больных, средние — 28,3 [4; 56] см³ — у 25 (53%) и малые — 1,4 [1,2; 1,5] см³ — у 14 (30%).

При проведении корреляционного анализа у больных с большими инфарктами мозга была выявлена обратная корреляционная связь между объемом инфаркта и восстановлением двигательных функций, у больных со средними и малыми инфарктами такой связи не было. Таким образом, большой объем инфаркта мозга ассоциирован с незначительным восстановлением двигательных функций. Отсутствие корреляционной связи между восстановлением двигательных функций и объемом инфаркта у больных с малыми и средними инфарктами не дает возможности применять данный показатель как предиктор восстановления.

При динамических МРТ-исследованиях проводились сравнения FA в области КСП для каждого уровня в ипси- и контралатеральном полушариях большого мозга (рис. 2). При первом исследовании достоверные различия определялись на уровне ЗНВК (р=0,043), на других уровнях различий выявлено не было. Однако во всех последующих исследованиях различия значений FA в области КСП с ипси- и контралатеральной сторон определялись достоверно на всех уровнях (р<0,001 — для ЗНВК и моста мозга во все сроки инсульта; р=0,008 — для НМ при исследовании на 7—8-е сутки, р<0,001 — в остальные сроки заболевания).

При исследовании различий изменений FA ипси- и контралатерального полушарий выявлено, что во 2-й группе значения FA в области КСП между сторонами в первые 48 ч различались недостоверно, также недостоверным было различие показателей FA в области КСП на уровне моста мозга на 7—8-е сутки. При последующих исследованиях различия на каждом уровне были статистически значимыми (на уровне ЗНВК на 7—8-е сутки — р=0,006; на 14—15-е сутки — р<0,001; на 20—21-е сутки — р=0,002; на уровне НМ на 7—8-е сутки — р=0,021; на 14—15-е сутки — р<0,001; на 20—21-е сутки — р=0,004; на уровне моста мозга на 14—15-е сутки — р<0,001; на 20—21-е сутки — р=0,009). В 1-й группе при сравнении показателей FA в области КСП в ипси- и контралатеральном полушарияхпри исследовании в первые 48 ч и 7—8-е сутки статистически значимых различий выявлено не было, также недостоверным было различие показателей FA в области КСП при исследовании на 20—21-е сутки. При исследовании на 14—15-е сутки различия показателей FA в области КСП были статистически значимыми (на уровне ЗНВК — р=0,002; на уровне НМ — р<0,001; на уровне моста мозга — р=0,004).

Помимо абсолютных значений FA в 1-й группе на тех же уровнях оценивались изменения относительных величин rFA (rFA=FA на стороне инфаркта/FA на контралатеральной стороне) (рис. 3).

Для определения чувствительности и специфичности ДТ МРТ при прогнозировании восстановления двигательных функций у больных с ИИ на 14—15-е и 20—21-е сутки заболевания проводилось построение характеристических кривых показателей FA. Суммарные показатели информативности FA при ДТ МРТ для прогнозирования восстановления двигательных функций представлены на рис. 4 и в табл. 3. Видно, что показатель FA на уровне ЗНВК и НМ обладает высокой чувствительностью и специфичностью на 14—15-е и 20—21-е сутки И.И. Максимальная чувствительность ДТ МРТ определяется на 20—21-е сутки заболевания при измерении FA на уровне ЗНВК, максимальная специфичность — на 14—15-е сутки при измерении FA на ЗНВК и на 20—21-е сутки при измерении FA на уровне Н.М. Признаком неблагоприятного восстановления двигательных функций в остром периоде ИИ следует считать rFA≤0,7.

В настоящее время изучено большое число факторов, определяющих прогноз восстановления двигательных функций у больных с И.И. При тяжелом инсульте с развитием обширного инфаркта, значительно выраженной неврологической симптоматикой и сопутствующей патологией для определения прогноза дополнительные методы обычно не требуются. Для определения выраженности неврологических нарушений применяется шкала NIHSS. Было показано, что оценка по NIHSS коррелирует с объемом инфаркта мозга [9] и является предиктором течения инсульта при сопоставлении тяжести состояния больного при поступлении с оценкой функциональных нарушений по mRs через 3 мес от начала инсульта [10, 11]. В большинстве случаев такой подход является предпочтительным, поскольку определение состояния больного по клиническим шкалам является быстро выполнимым и не требует использования дополнительного оборудования. Тем не менее широко применяемые клинические шкалы не всегда достаточно чувствительны к отдельным функциональным нарушениям, рассматривая их в совокупности. В тех случаях, когда прогноз инсульта вызывает сомнение или возникает необходимость в определении восстановительного потенциала конкретной функции, необходимо применение дополнительных методов исследования.

Одной из составляющих постинсультных двигательных нарушений являются не только морфологические изменения непосредственно в области инфаркта, но и за его пределами, в том числе изменения КСП. Экспериментальных данных с определением in vivo структурных изменений КСП на стороне инфаркта в остром периоде заболевания мало, что и побудило нас к проведению этой работы. КТ и МРТ в стандартных режимах не способны выявить изменения КСП в первые часы с момента инсульта. Новый метод ДТ МРТ, характеризующий направление диффузионного движения в тканях, дает возможность оценить целостность волокон КСП на стадии начальных его изменений. Неинвазивность метода, короткое время сканирования, отсутствие необходимости вербального контакта с пациентом — факторы, которые обусловливают возможность применения ДТ МРТ у пациентов в тяжелом состоянии. В настоящее время проблема структурных изменений белого вещества головного мозга и восстановления двигательных функций у больных с инсультом требует дополнительного изучения.

ДТ МРТ позволяет in vivo оценить структурные изменения КСП намного раньше, чем стандартные режимы МРТ. При анализе rFA в области КСП в 14—15-е сутки инсульта была обнаружена обратная корреляция между двигательными нарушениями и снижением FA в области КСП на ипсилатеральной стороне. В нашем исследовании прогностическое значение rFA было определено на 14—15-е сутки инсульта, тогда как в исследовании J. Puig и соавт. [12] — на 30-е сутки. В более ранних работах по определению дегенерации Тюрка—Валлера волокон КСП с помощью стандартных режимов МРТ исследователи ограничивались визуализацией изменений проводящих путей в поздние сроки инсульта [13, 14]. Изменения интенсивности МР-сигнала, связанные с изменениями проводящих путей за пределами области инфаркта, не могут быть обнаружены до 4—12 нед после инсульта без применения метода ДТ МРТ. В экспериментальном исследовании после односторонней окклюзии средней мозговой артерии у крыс признаки дегенерации Тюрка—Валлера волокон КСП были обнаружены в стволе головного мозга при морфологическом исследовании на 2—7-е сутки ИИ [15]. Другие исследования показали, что признаки дегенерации Тюрка—Валлера возникают в течение первых 2—3 нед инсульта, однако оценка прогностической роли деструкции в отношении восстановления двигательной функции в них не проводилась [16, 17]. Значительное снижение FA в области КСП на стороне инфаркта головного мозга связано с тяжелыми двигательными нарушениями и плохим восстановлением их через 3 мес после инсульта [18, 19]. Это согласуется с результатами проведенного исследования, однако приоритетом выполненной работы является более раннее определение прогноза инсульта, так как временной фактор является одним из ключевых для реабилитации.

Z. Liang и соавт. [20] провели подобное исследование с применением ДТ МРТ в динамике у 12 больных с инфарктами подкорковой локализации. Было выявлено прогрессирующее снижение FA начиная с 1-й недели инсульта, при этом была обнаружена как анте-, так и ретроградная дегенерация волокон. В исследовании Т. Wanatabe и соавт. [21] с применением метода ДТ МРТ и изучением показателя FA в динамике обследованы 6 больных с ишемическим и 10 больных с геморрагическим инсультами. Установлено, что у больных с хорошим восстановлением двигательных функций существенного изменения анизотропии на уровне моста мозга между 2-й и 3-й неделями инсульта не наблюдалось, в то время как у больных с плохим восстановлением было выявлено значительное снижение анизотропии в эти сроки инсульта. Показано, что снижение rFA до 0,85 и менее на уровне НМ на 2-е сутки после развития гематомы мозга свидетельствует о неблагоприятном прогнозе восстановления двигательных функций [22]. Приведенные выше исследования согласуются с полученными нами данными, однако небольшое число больных, неоднородность обследуемой группы указывают на возможность некоторой переоценки результатов.

Одним из основных результатов проведенной работы был вывод о том, что степень дегенерации КСП имеет прогностическую ценность в отношении восстановления двигательных функций в остром периоде И.И. Деструкция КСП, определяемая с помощью ДТ МРТ, является предиктором течения инсульта у пациентов со средними и малыми инфарктами головного мозга. Изменение ипсилатерального КСП за пределами области инфаркта является более точным для определения прогноза ИИ по сравнению с объемом инфаркта. Полученные данные подчеркивают значение белого вещества мозга, а также дополняют результаты предыдущих исследований, основанных на изучении роли серого вещества мозга в восстановлении двигательных функций при ИИ [23—25]. Определенный функциональный фенотип может возникать при различных по объему и локализации инфарктах головного мозга. Настоящее исследование показывает, что оценка деструктивных изменений КСП наряду с исследованием функционального статуса больных может быть использована для разработки индивидуальной программы восстановительного лечения.

Необходимо обратить внимание на потенциальные ограничения для проведения ДТ МРТ. Они включают общие противопоказания для проведения МРТ (наличие кардиостимулятора, ферромагнитные импланты, инородные тела и др.). Также особенностью ДТ МРТ в отличие от стандартных режимов является большая чувствительность метода к неоднородности магнитного поля. Неоднородность магнитного поля может быть обусловлена движениями больного или наличием металлосодержащих (немагнитные) конструкций, что ограничивает применение метода у больных, контакт с которыми затруднен, или у пациентов с несъемными протезами в полости рта.

В заключение следует отметить, что обследование больных, включающее проведение ДТ МРТ, позволяет прогнозировать восстановление нарушенной двигательной функции при различной локализации и величине инфарктов в бассейне артерий каротидной системы, что важно для разработки индивидуальных реабилитационных программ.