Фокальная кортикальная дисплазия: сравнительный анализ визуальной оценки данных магнитно-резонансной томографии и магнитно-резонансной морфометрии

Фокальные кортикальные дисплазии (ФКД) представляют собой нарушение пролиферации, миграции нейронов и их организации в коре мозга плода [1]. ФКД — одна из самых частых причин развития фармакорезистентной структурной эпилепсии у детей в нейрохирургической практике. В настоящее время придается большое значение морфометрическому магнитно-резонансно томографическому (МРТ) анализу, позволяющему улучшить визуализацию зоны ФКД [2]. МР-морфометрия помогает подчеркнуть такие признаки ФКД, как размытие перехода серого и белого вещества, аномальное утолщение серого вещества. К достоинствам методики стоит отнести автоматическое определение зоны патологии с помощью математической обработки, что снижает вероятность субъективных ошибок при анализе изображений [3].

В ретроспективный анализ были включены 13 детей (медиана возраста к моменту операции 8 лет) с фармакорезистентной структурной формой эпилепсии, обусловленной ФКД II типа, с исходом в стойкую ремиссию приступов после хирургического лечения (катамнез: минимальный составил 6 мес, максимальный — 112 мес, медиана — 56 мес). На дооперационном этапе всем пациентам была выполнена МРТ по протоколу HARNESS. Три рентгенолога со стажем работы более 10 лет визуально оценивали представленные им дооперационные МР-томограммы пациентов с анализом двух признаков: утолщение коры и размытие серого и белого вещества. Авторами работы (А.М. Шевченко, Э.Л. Погосбекян) независимо выполнялась МР-морфометрия по T1-взвешенным изображениям (ВИ) с изотропным вокселем 1×1×1 мм³ у всех 13 детей. Основными этапами МР-морфометрии были: постобработка МР-томограммы, вычисление параметрических карт зон перехода серого и белого вещества и расчет толщины коры. После проведения МР-морфометрии были получены z-карты перехода серого и белого вещества, а также толщины коры, на которых были отмечены участки ФКД (рис. 1). Результаты оценки локализации ФКД интерпретировались следующим образом: обнаружение признака, необнаружение признака и сомнительные данные по утолщению коры и размытости перехода серого и белого вещества. Результаты определения точной топографии ФКД, независимо между рентгенологами и выстроенными z-картами, сравнивались с помощью непараметрических методов анализа данных (язык программирования R) [4].

Рис. 1. Этапы обработки изображений, необходимых для расчета морфометрических изображений.

Предварительная обработка: 1 — нормализация и коррекция интенсивности; 2 — сегментация (белого вещества (БВ), серого вещества (СВ) и цереброспинальной жидкости (ЦСЖ)). Вычисление параметрических карт зон переходов серого и белого вещества: 3 — фильтрация и преобразование в двоичное изображение; содержащее воксели интерфейса серое вещество — белое вещество; 4 — свертка; 5 — сравнение с контрольной группой; 6 — расчет карты z-показателя (карты). Расчет толщины коры: 3 — построение параметрической карты толщины коры; 4 — сравнение с контрольной группой; 5 — расчет карты z-показателя (карты).

Размытие перехода серого и белого вещества выявлялось чаще и увереннее после проведения МР-морфометрии, нежели при оценке нативных МР-томограмм по протоколу HARNESS (p<0,05, Краскела—Уоллиса, программное обеспечение R) (рис. 2).

Рис. 2. Данные в оценке локализации фокальной кортикальной дисплазии (3 независимых рентгенолога и МР-морфометрия) по размытию кортикомедуллярной демаркации.

Статистически значимых различий в распределении результатов анализа утолщения коры по нативным МР-томограммам и данным МР-морфометрии получено не было (p>0,05, Краскела—Уоллиса, программное обеспечение R) (рис. 3).

Рис. 3. Данные в оценке локализации фокальной кортикальной дисплазии (3 независимых рентгенолога и МР-морфометрия) по утолщению коры.

Клинический случай 1

У пациента 13 лет рентгенолог №1 не обнаружил признака «размытия серого и белого вещества», рентгенолог №2 не выявил оба признака, рентгенолог №3 отметил оба признака сомнительными. На основании полученных данных МР-морфометрии выявлен четкий аномально яркий участок в правой лобной доле по признаку утолщения коры, однако по признаку размытия серого и белого вещества убедительных данных не было получено. Нативные данные и z-показатели представлены на рис. 4.

Рис. 4. МРТ, КТ и данные МР-морфометрии пациента с фокальной кортикальной дисплазией, наблюдение 1.

а — структурная Т2-ВИ магнитно-резонансная томограмма; б — z-карты размытия перехода серого и белого вещества; в — z-карты толщины коры. Белые стрелки указывают на зону фокальной кортикальной дисплазии. Остальные аномально яркие зоны являются ложноположительными зонами, так как в них не было выявлено эпилептиформной активности по данным электроэнцефалограммы и не было клинических проявлений; г — компьютерная томограмма с послеоперационной зоной правой лобной доли.

Во время операции была выполнена электрокортикография (ЭКОГ). На ЭКОГ регистрировалась эпилептиформная активность, наиболее выраженная в правой теменно-парасагиттальной области, распространяющаяся на другие отделы правого полушария. Полученные изменения на ЭКОГ были более распространенными по сравнению с данными МР-морфометрии и зоной хирургической резекции. Выбор зоны резекции основан на совокупности всех диагностических данных. Послеоперационный исход Engel IA, медиана катамнеза 56 мес.

У пациента 5 лет рентгенологи №1 и №2 усомнились в наличии признака размытия серого и белого вещества, у рентгенолога №3 возникли сомнения в наличии признака утолщения коры и размытия серого и белого вещества. На полученных морфометрических картах четко визуализировалась яркая зона в правой затылочной доле, которая свидетельствует о наличии утолщения коры. На картах размытия также отмечалась диффузная зона более высокой яркости в правой затылочной области по сравнению с левой затылочной долей (рис. 5).

Рис. 5. МРТ, КТ и данные МР-морфометрии пациента с фокальной кортикальной дисплазией, наблюдение 2.

а — структурная Т2-ВИ магнитно-резонансная томограмма с фокальной кортикальной дисплазией правой затылочной доли; б — z-карты толщины коры; в — z-карты размытия перехода серого и белого вещества. Белые стрелки указывают на локализацию зоны фокальной кортикальной дисплазии в правой затылочной доле. Остальные аномально яркие зоны являются ложноположительными зонами, так как в них не было выявлено эпилетиформной активности по данным электроэнцефалограммы и не было клинических проявлений; г — компьютерная томограмма с послеоперационной зоной правой затылочной доли.

При проведении ЭКОГ эпилептиформная активность регистрировалась в медиальных отделах правой затылочной доли. Данные ЭКОГ и зона резекции совпали с данными МР-морфометрии. Послеоперационный исход Engel IA.

Согласно заключению, в дополнение к МРТ по протоколу HARNESS в диагностике структурной фармакорезистентной эпилепсии рекомендуется постобработка данных посредством МР-морфометрии. Частота выявления ФКД II типа выше после проведения МР-морфометрии по сравнению с первичным анализом МР-данных по протоколу HARNESS.

В настоящее время морфометрическое исследование на основе воксельного анализа является наиболее перспективной МР-технологией для улучшения верификации зон ФКД [5, 6]. МР-морфометрия применяется для того, чтобы повысить частоту выявления ФКД. Наше исследование показало, что в спорных случаях МР-морфометрия может внести большой вклад для постановки такого сложного диагноза, как ФКД. При исследовании ФКД II типа признак утолщения коры был более очевиден при визуальной оценке, при этом признак нарушения перехода серого и белого вещества не всегда четко визуализировался. Вместе с этим оба этих признака следует сопоставлять между собой. При наличии обоих признаков по данным МР-морфометрии меньше шансов неправильно интерпретировать данные автоматического анализа [7].

Отсутствие видимого поражения на МРТ затрудняет применение инвазивного мониторинга [8, 9], для которого необходимо хотя бы предположительно знать локализацию патологической зоны для постановки электродов. Выявление патологических изменений на МР-томограмме повышает вероятность правильной установки электродов. Таким образом, МР-морфометрия может дать дополнительные сведения для планирования проведения стереоэлектроэнцефалографического мониторинга. Важно отметить, что у пациентов с ФКД иногда присутствуют множественные поражения — сочетание ФКД со склерозом гиппокампа, опухолями, сосудистыми мальформациями и другими поражениями [10]. Известны случаи, когда врач, находя одну патологию, прекращал оценку остальных структур. Небольшая зона ФКД может не визуализироваться при наличии более очевидного поражения.

При проведении стандартного МР-протокола исследования головного мозга ФКД II типа могут являться МР-негативными [11, 12]. Поэтому в последнее время все шире применяют автоматическую МР-морфометрию, чтобы снизить вероятность пропуска ФКД. В исследовании B. Jin и соавт. [3] подтверждается актуальность данной методики с высокой чувствительностью 73,7% при низкой вероятности ложноположительных результатов (специфичность 90,0%).

В перспективе мы продолжим исследования ФКД на основе автоматической МР-морфометрии с применением различных импульсных последовательностей [13, 14], так как данная методика имеет ряд преимуществ: устраняет субъективизм врача-рентгенолога, дает количественную оценку на основе измерений объемов и интенсивности сигнала зон ФКД, может заменить некоторые инвазивные методики диагностики зон ФКД и сократить время для подготовки оперативного вмешательства [4].

МР-морфометрия на основе воксельного анализа является хорошим дополнением к стандартным этапам предхирургической подготовки пациентов, позволяет ускорять планирование хирургического лечения, особенно при МР-негативных типах. Анализ сложных случаев показал, что визуальной оценки даже опытными рентгенологами не всегда бывает достаточно для определения зоны ФКД, и МР-морфометрия обещает внести дополнительный диагностический вклад в комплексный анализ этой патологии. Последующие исследования с применением автоматического морфометрического анализа и включение пациентов с ФКД I типа позволят расширить возможности в обнаружении ФКД всех типов.

Участие авторов:

Концепция и дизайн исследования — Шевченко А.М., Пронин И.Н.

Сбор и обработка материала — Шевченко А.М., Баталов А.И., Тюрина А.Н

Статистическая обработка — Погосбекян Э.Л., Фадеева Л.М., Агрба С.Б.

Написание текста — Шевченко А.М.

Редактирование — Пронин И.Н., Агрба С.Б.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Работа показала хорошую диагностическую значимость магнитно-резонансной (МР) морфометрии в диагностике пациентов с фокальной кортикальной дисплазией (ФКД) II типа. Авторы применили собственный алгоритм МР-морфометрии, который улучшил выявляемость ФКД, особенно у МР-негативных пациентов. МР-морфометрия также помогает в определении зон, требующих установки глубинных электродов. В работе было показано, что МР-морфометрия помогает уточнить границы дисплазии при сравнении с данными электроэнцефалографии в момент приступа.

В заключение следует отметить, что МР-морфометрия не требует дополнительных временных затрат, помогает врачу в поиске зон ФКД. Все эти факторы позволяют ускорить предоперационную подготовку таких пациентов. Дальнейший анализ данных МР-морфометрии, особенно у пациентов с ФКД I типа, позволит расширить возможности в обнаружении зон дисплазии.

Работа имеет широкие перспективы использования в области идентификации ФКД при применении спектра МР-последовательностей, исследуемых в диагностическом протоколе.

А.Х. Бекяшев (Москва)