Нейрорадиологическая диагностика атеросклеротических поражений и извитости сонных артерий в определении показаний к хирургическому лечению

Цереброваскулярная патология занимает второе—третье место в ряду главных причин смертности и является ведущей причиной инвалидизации населения в экономически развитых странах, что определяет ее как одну из важнейших медицинских и социальных проблем [1—3]. В Российской Федерации доля острых нарушений мозгового кровообращения в структуре общей смертности составляет 21,4%, а инвалидизация после перенесенного инсульта достигает показателя 3,2 на 10 000 населения, занимая первое место среди всех причин первичной инвалидности [4]. Заболеваемость инсультом в мире составляет 2,5—3,0 на 1000 населения в год [1, 2]. В России инсульт ежегодно развивается более чем у 450 тыс. человек, из которых примерно 35% умирают в остром периоде заболевания. ²/₃ ишемических инсультов связаны со стенозирующей и деформирующей патологией сонных артерий.

Известна профилактическая роль реконструктивных вмешательств на сонных артериях в предотвращении ишемического инсульта и лечении его последствий. Серией зарубежных многоцентровых исследований (NASCET, ESCT — суммарно более 3000 пациентов) доказано преимущество хирургического метода лечения в сравнении с консервативной терапией у пациентов с ишемическими инсультами, развившимися вследствие стенозов внутренней сонной артерии (ВСА) более 70% [3—5]. При этом особо важное значение при определении показаний к хирургическому лечению имеют как ультразвуковые методы диагностики, так и современные высокотехнологичные нейрорадиологические методы — КТ, МР-ангиография с возможностью визуализации структурных изменений в стенке сосудов, количественной и функциональной оценки кровотока в сосудистом русле. Вместе с тем нередко для уточнения деталей, а главное — оценки состояния коллатерального, компенсаторного кровообращения и показаний для того или иного вида хирургического лечения, необходимо проведение прямой церебральной ангиографии.

Цель работы — определение эффективности неинвазивных методов диагностики: магнитно-резонансной ангиографии (МРА), включая фазово-контрастную магнитно-резонансную ангиографию (ФКМРА), спиральной компьютерной ангиографии (СКТА) в выявлении, комплексной оценке стенозов и извитости сонных артерий, а также сопоставление их с «золотым стандартом» — прямой ангиографией (ПА).

В исследование включен 71 пациент со стенозирующими и окклюзирующими поражениями сонных артерий, 47 пациентов с патологической извитостью, первично диагностированной с помощью дуплексной сонографии, проходивших дальнейшее обследование и хирургическое лечение в НИИ нейрохирургии им. акад. Н.Н. Бурденко, и 12 условно здоровых добровольцев (мужчины, возраст 21—55 лет). Возраст пациентов варьировал от 48 до 85 лет (средний возраст 60 лет). Среди пациентов преобладали мужчины — 81, женщин было — 37. Всем пациентам со стенозирующими и окклюзирующими поражениями сонных артерий, а также пациентам с патологической извитостью были проведены следующие диагностические исследования: МРТ, включая ФКМРА и времяпролетную МРА (103 пациента), СКТА (114), МРT с получением томограмм по методике «черной крови» (Black Blood MPT—BBMPT; 24 пациента). 34 пациента с симптоматическим каротидным стенозом более 70%, являющиеся потенциальными кандидатами для хирургического лечения, были отобраны для проведения ПА, учитывая отсутствие в анамнезе почечных заболеваний и аллергической реакции на контрастный препарат.

У 8 пациентов СКТА была противопоказана в связи с начальной стадией почечной недостаточности и аллергической реакцией на контрастный препарат.

У 15 пациентов в исследуемой группе МРА не проводилась в связи с наличием металлических имплантов той или иной локализации и водителей сердечного ритма (кардиостимуляторов).

Группа добровольцев (12 человек) обследовалась только методом ФКМРА для получения количественных показателей кровотока в просвете неизмененных ВСА.

Основными диагностическими задачами были: выявление и оценка поражений сонных артерий (стеноз, окклюзия, извитость, деформация) с проведением количественной оценки кровотока, измерение протяженности и степени этих поражений, определение структуры атеросклеротической бляшки и ее особенностей.

СКТА была выполнена всем пациентам на 16-срезовом томографе Light Speed (GE). Объем зоны сканирования определялся по латеральной сканограмме с покрытием анатомической зоны приблизительно на отрезке 10 см от переднего края тела CVI позвонка до СII. Контрастный препарат (омнипак, оптирей) в объеме 80—120 мл вводился со скоростью 3 мл/с в кубитальную вену. Начало сбора данных совпадало с достижением максимального контрастирования в артерии, получаемого с помощью предварительного теста. Задержка на введение составляла 4 с. Общее время сканирования — 9 с. Эквивалентная доза облучения при ангиографии шеи составляет 4 мЗв.

В процессе работы был разработан новый протокол. Уменьшение подаваемого на трубку напряжения со 120 до 90 кВ при предварительных тестах показало возможность получения КТ-ангиограмм хорошего качества с уменьшенной энергией рентгеновского излучения.

Полученный блок изображений обрабатывался с помощью алгоритма мультипланарного 3D реконструирования (MPVR), а в некоторых случаях алгоритмами проекций максимальной интенсивности (MIP) или проекций с затененной поверхностью (SSD).

МР-исследования выполнены на томографе с напряженностью магнитного поля 1,5 Т с использованием нейроваскулярной катушки. Помимо МРА всем пациентам были проведены стандартная T1, МРT высокого разрешения по «черной крови», реализованная на последовательности быстрого спинового эха с инверсионными градиентами, кардиосинхронизацией, и контрастно-усиленная МРТ по тому же протоколу.

Протокол проведения МРА включал две методики:

1) двухмерную времяпролетную ангиографию (2D TOF), используемую в качестве прицельных ангиограмм для последующих ангиографических протоколов, а также в комплексном анализе структуры атеросклеротической бляшки;

2) двухмерную фазово-контрастную ангиографию с кардиосинхронизацией (cine 2D PC) с целью количественной оценки средней и максимальной линейной скоростей кровотока в каждую фазу кардиоцикла, объемной скорости и ударного объема.

2D TOF МРA проводилась по стандартному протоколу (TR/25 мс TE/4,0 мс FA/80).

При проведении МРT с получением изображений с «черной кровью» — ВВМРТ сначала получали три обзорных изображения в сагиттальной плоскости через каждую бифуркацию общей сонной артерии. На одном из срезов с наилучшей визуализацией пробега артерии, четкой бифуркацией и бляшкой задавалась серия аксиальных срезов строго перпендикулярно оси сосуда. Осуществлялась центрация на бифуркацию с захватом бляшки, зоны выше и ниже нее, толщина срезов составляла 3 мм. Параметры протокола: TR/2RR, TE/min, FA/90, количество эхо — 10, матрица 256×224. Время инверсии выбиралось автоматически и находилось в диапазоне 200—600 мс. Время исследования составляло 9 мин.

ФКМРА была выполнена с использованием Т2-взвешенной последовательности 2DСinePC, с кодированием по скорости Venc=80 см/с (TR/40 мс, TE/7 мс, FA/20, FOV/16, NEX/1, матрица 256×256). На 2D TOF изображениях, полученных по стандартному протоколу, задавался срез на уровне зоны интереса (область стеноза), перпендикулярно ходу сосуда с получением аксиальной МР-ангиограммы (рис. 1).

Количественный анализ показателей кровотока методом ФКМРА проводился на основе данных, полученных в результате сканирования. На полученном аксиальном срезе вручную выбиралась зона интереса: чем точнее был выделен контур просвета сосуда, тем более достоверные значения скоростей кровотока были получены.

ПА по методу Селдингера выполнялась под нейролептаналгезией и местным обезболиванием через бедренную артерию, начиная обычно с отображения дуги аорты для изучения устья состояния брахиоцефальных артерий — обеих общих сонных и подключичных артерий, далее селективно в общие сонные и позвоночные артерии в зависимости от полученных данных для определения тактики хирургического лечения. Объем вводимого контрастного вещества составлял 5—8 мл в один сосуд. Выявлялись локализация, распространенность поражения, оценивались степень стеноза и при необходимости коллатеральное кровообращение.

Метод селективной церебральной ангиографии применялся, как правило, на последнем этапе диагностического алгоритма.

Анализ данных, полученных на основе СКТА, МРА и ПА, проводился как вручную, так и на рабочей станции. В основу количественной оценки стеноза был принят стандарт NASCET [8], в котором для расчета степени стеноза использовался диаметр нормального сегмента сонной артерии с параллельными стенками выше каротидного расширения.

Формула расчета по критериям NASCET:

% стеноза = (1 – d/D) · 100,

где d — диаметр ВСА на участке максимального сужения, D — диаметр нормальной ВСА.

Стеноз сонной артерии измерялся на нативных и реформатированных (MPR, MPVR) изображениях. Принципиально важным моментом в оценке явилась градация стенозов более 70%, являющихся объектом хирургической коррекции.

Совокупность СКТ- и МР-данных о состоянии просвета сосудистого русла и сосудистой стенки позволила классифицировать атеросклеротические бляшки (АСБ) по ряду признаков, перечисленных в табл. 1.

Бляшка классифицировалась как бляшка с изъязвленной поверхностью, если на нативных томограммах имелись признаки кровоизлияний и выявлялся неровный внутренний рельеф сосудистой стенки при виртуальной ангиоскопии с привлечением программного обеспечения Navigator (по данным СКТ).

Качество МР-ангиограмм оценивалось по интенсивности сигнала в артериях, подавлению сигнала от венозных структур и наличию артефактов; СКТ-ангиограммы — по плотностным характеристикам, присутствию на ангиограммах венозных структур и артефактов. Были выделены три группы: ангиограммы отличного, хорошего и удовлетворительного качества. 71% ангиограмм были расценены как хорошего качества, 15% — отличные и 14% — удовлетворительные для диагностики.

Анализ показал, что в исследуемой группе (n=71) большинство пациентов — 47 (66%) имели гемодинамически значимый стеноз более 70% и явились кандидатами для проведения прямой каротидной эндартерэктомии. Окклюзия была выявлена у 17 (24%) пациентов. Остальные пациенты — 7 (10%) — имели стеноз <70%.

Пациенты с патологической извитостью сонных артерий (n=47) на основе критериев — грубая патологическая извитость с нарушением гемодинамики c сопутствующими клиническими проявлениями — были оперированы в НИИ нейрохирургии им. акад. Н.Н. Бурденко (рис. 2).

Сравнительный анализ данных СКТА и МРА установил высокую степень корреляции в оценке стеноза сонных артерий с данными прямой церебральной ангиографии (рис. 3, 4).

При стенозе ВСА более 70% часто в процесс вовлекаются интракраниальные сосуды. При этом как КТ, так и МРТ дают возможность в рамках одного исследования провести ангиографию сосудов головы и шеи и при необходимости дополнить исследование стандартными томограммами мозга (см. рис. 4).

К преимуществу метода СКТА по сравнению с ПА следует отнести ее значительно меньшую инвазивность, лучшую переносимость пациентом, меньшую дозу облучения и меньшую стоимость. Диагностические преимущества заключаются в одновременной визуализации стенки и просвета сосуда под любым углом зрения при единственном сборе данных. СКТА позволяет получать изображения в проекциях, недоступных при пункционной ангиографии, например, краниокаудальной, а также изучать структуру АСБ, что является одним из основных направлений в КТ-диагностике стенозов. Изучение структуры АСБ на сегодняшний день является одним из основных направлений в КТ-диагностике стенозов [7—9].

Анализ полученных при СКТА данных позволил оценить морфологическую структуру бляшки, используя ее плотностные характеристики. Бляшки с плотностью менее 50 ед.H были расценены как мягкие, с плотностью 50—130 ед.H — фиброзные, более 130 ед.H — кальцинированные (рис. 5).

Практически у большинства пациентов — у 42 (81%) в группе гемодинамически значимых стенозов было отмечено наличие кальцинированных включений, что было в дальнейшем верифицировано при эндартерэктомии (см. рис. 5).

По данным P. Nederkoorn и соавт. [10], систематизировавших накопленный мировой опыт (в метаанализ вошли 612 статей) по использованию МРА и дуплексного сканирования (ДС) в диагностике каротидного стеноза, чувствительность и специфичность МРА на основе классических времяпролетных методик у пациентов с выраженным стенозом составляет 95 и 90% соответственно по сравнению с 86 и 87% для ДС. Эти значения хорошо коррелируют с данными нашего материала.

С целью повышения диагностической эффективности МРА в визуализации атеросклеротического поражения сосудов, оценки сосудистой стенки в зоне стеноза и морфологической структуры АСБ мы использовали методику получения ангиограмм с «черной кровью» — BBMPT (16 пациентов) и МРТ с контрастным усилением.

Анализ полученных данных позволил оценить площадь просвета артерии, толщину сосудистой стенки в зоне стеноза, идентифицировать структуру АСБ, включая кальцинаты, жировые компоненты, кровоизлияния и т.д. Так, сердцевина бляшки с некротической тканью, богатой жировыми фрагментами, была представлена на Т1-томограммах изо-, гиперинтенсивным характером МР-сигнала. На фоне накопления стенкой сосуда и фиброзной тканью контрастного вещества эти участки имели пониженный сигнал. Изоинтенсивный сигнал на TOF-ангиограммах на этом участке свидетельствовал об отсутствии кровоизлияний в бляшке, гиперинтенсивный сигнал на Т1 и TOF-изображениях — о наличии кровоизлияния. Кальцинированные участки имели гипоинтенсивный сигнал во всех МР-режимах (рис. 6).

Методика МРT с томограммами, на которых движущаяся кровь имеет гипоинтенсивный сигнал, не столь давно стала применяться в клинической практике в оценке стенозов. Известная ранее методика МРА по «черной крови», предложенная как альтернатива МРА с высоким МР-сигналом (времяпролетные — TOF и фазово-контрастные — PC методики) в начале 90-х годов прошлого века, была предназначена для визуализации сосудистого русла [11]. Поэтому для выявления, например тромбов, необходимо было проводить анализ МР-ангиограмм с томограммами в стандартных тканевых режимах. По сути же применяемая нами в настоящем исследовании методика с томограммами «черной крови», реализованная на последовательностях быстрого спинового эха с инверсией, есть не что иное, как томограммы по протонной плотности со средней взвешенностью. К тому же использование кардиосинхронизации в этой методике исключает влияние эффектов от движения стенок в различные фазы сердечного цикла.

Интерес со стороны нейрорадиологов к диагностике атеросклеротических поражений сонных артерий с использованием методики ВВМРТ подтверждается большим количеством опубликованных за последний год работ [12—20].

В табл. 3

Для количественной оценки кровотока в сонных артериях и участках стеноза была проведена ФКМРА с кардиосинхронизацией. Методом ФКМРА был визуализирован кровоток на уровнях: в общей сонной артерии до бифуркации, в зоне АСБ и ВСА. С помощью программ CardioReport (GE) и Томоед (совместная разработка НИИ нейрохирургии и КБ информационно-измерительных систем, Дубна) определялись следующие показатели кровотока: максимальная и средняя линейная скорость в каждую фазу, объемная скорость, ударный объем.

В табл. 4

Значения линейных скоростей, полученные методом ФКМРТ, в сравнении с данными ДС несколько различаются (в среднем на 25%). Это связано с разными физическими принципами, лежащими в основе измерения этими методами. ДС определяет максимальную скорость движения эритроцитов крови в систолу и максимальную конечную скорость в диастолу. ФКМРТ определяет скорость движущихся с потоком спинов в сечении сосуда — среднюю, максимальную линейную и объемную скорости.

По данным L. Nadalo [18], ДС идентифицирует гемодинамически значимые стенозы с чувствительностью 93,9% и специфичностью 91,2%. Так, при стенозе более 70% пиковая систолическая скорость может возрастать от 250 см/c до значений, близких к 400 cм/с, при 90% сужении артерии. Значения пиковой диастолической скорости при стенозах более 70% находятся в диапазоне 70—100 см/c и могут превышать эти значения при 90% сужении.

При использовании ФКМРА у пациентов с атеросклеротическим поражением сонных артерий с возрастанием процента стеноза индекс максимальных скоростей возрастает, а объемная скорость остается неизменной в связи с уменьшением площади сечения в зоне стеноза. Этот метод может быть успешно применен для количественных характеристик кровотока у больных с атеросклеротическим поражением как экстракраниальных, так и интракраниальных сосудов, недоступных для измерений методом ДС, в рамках одного МР-исследования.

Анализ диагностических возможностей атеросклеротических поражений брахиоцефальных артерий за последние два десятилетия показывает явную тенденцию к соперничеству методов КТ и МРТ: внедренная как неинвазивный метод в начале 90-х годов XX века для визуализации сосудов головы и шеи МРА уже к середине 90-х годов прошлого века начинает замещать ПА в диагностике атеросклеротических поражений сонных артерий. На основе данных ультразвуковых методов и МРА проводятся хирургические операции — каротидная эндартерэктомия. В конце 90-х XX века — начале 2000-х годов на передний план выходит малоинвазивная КТ-ангиография, не только визуализирующая сосудистое русло, но и дающая полезную информацию о морфологической структуре пристеночных изменений и бляшек, включая визуализацию кальцинированных участков, в отличие от МРА. Далее, изначально являясь неинвазивным методом диагностики, в МРА отрабатывается методика болюсного введения контрастного вещества для более четкой визуализации сосудистого русла, особенно в проксимальных и дистальных отделах брахиоцефальных стволов.

В настоящей работе мы использовали наиболее совершенные и диагностически эффективные методы визуализации и анализа атеросклеротических поражений сонных артерий и их извитости — СКТА и МРА и применили комплексный подход к диагностике этого заболевания. При сопоставлении этих методов с данными ПА в диагностике стенозов достигнута высокая степень корреляции.

Таким образом, предложенные новые МР-методики позволяют повысить диагностическую эффективность и оценить стенотические поражения сонных артерий.

Цереброваскулярная патология занимает второе место в ряду главных причин смертности и инвалидизации населения, что является одной из важных социальных проблем. В России заболеваемость инсультом составляет 2,5—3,0 на 1000 населения в год. Больше половины ишемических инсультов связаны со стенозами и деформациями сонных артерий. В связи с этим особое значение при определении показаний к хирургическому лечению имеют как ультразвуковые, так и современные высокотехнологичные нейрорадиологические методы — КТ-, МР-ангиография. В настоящей работе авторы использовали наиболее диагностически эффективные методы визуализации и анализа атеросклеротических поражений сонных артерий и деформаций у 71 больного с гемодинамически значимыми стенозами более 70%. Сравнительная оценка данных СКТА и МРА выявила высокую степень корреляции в процентах стеноза сонных артерий с данными прямой церебральной ангиографии (ПЦА). Используя 70% стеноз как выборку при сравнении данных СКТА и ПЦА, установлена чувствительность 96% и специфичность 70%. Изучение структуры атеросклеротической бляшки (АСБ) является в настоящее время одной из основных направлений в КТ-диагностике стенозов. С целью повышения диагностической эффективности МРА в визуализации атеросклеротического поражения сосудов, оценке сосудистой стенки в зоне стеноза и морфологической структуры АСБ авторы использовали методику получения ангиограмм с «черной кровью» — ВВМРТ и контрастно-усиленную МРТ. Исследование проводилось на MPT 3T (GE).

С целью количественной оценки кровотока в сонных артериях и участках стеноза была проведена фазово-контрастная МРА (ФКМРА) с кардиосинхронизацией. С помощью информационно-измерительных систем определялись следующие показатели кровотока: максимальная и средняя скорость в каждую фазу, объемная скорость, ударный объем. Метод ФКМРА может быть успешно применен для качественных характеристик кровотока у больных с атеросклеротическим поражением как экстра-, так и интракраниальных сосудов, недоступных для измерений методом дуплексного сканирования в рамках одного МР-исследования. КТ- и МР-ангиография уже замещает прямую ангиографию в диагностике атеросклеротических поражений сонных артерий, на основе этих данных проводятся операции на сосудах. В МРА отрабатывается методика болюсного введения контрастного вещества для более четкой визуализации, особенно проксимальных и дистальных отделов брахиоцефальных сосудов.

Авторы использовали наиболее совершенные методы визуализации СКТА и МРА и сопоставили их данные с результатами ПЦА в диагностике стенозов и деформаций сонных артерий.

Представленный в статье материал имеет большую научную и практическую ценность для нейрохирургов и нейрорентгенологов.

Л.П. Метелкина (Москва)