Перфузионная компьютерная томография

Изучение физиологии и метаболических потребностей ткани головного мозга в норме и нормальных показателей мозгового кровотока ведется с середины XX века. Появление компьютерной томографии (КТ) и её развитие во второй половине XX века произвело революцию в диагностике острых нарушений мозгового кровообращения. Теоретическое обоснование возможности проведения и методика перфузионной компьютерной томографии (ПКТ) впервые были описаны в работах L.Axel в 1980 [7]. Однако использование ПКТ в клинической практике стало возможным только в 1990-е годы, и было связано с бурным развитием диагностической техники - появлением мультиспиральных компьютерных томографов с высокой скоростью получения изображения и усовершенствованным программным обеспечением.

Совершенствование технологий сканирования и обработки информации способствовало широкому распространению методики ПКТ - она стала неотьемлемой в неотложной медицинской практике, позволяя визуализировать ядро инсульта и зону окружающей его ишемической "полутени" (англ. penumbra), и оценивать динамику течения ишемического инсульта на фоне лечения.

Методы оценки тканевой перфузии головного мозга на основе КТ используют форму и временные характеристики профиля контрастирования в питающих артериях, дренирующих венах и в тканях мозга до, во время и после внутривенного введения болюса контрастного вещества. Для получения подобных временных зависимостей одновременно с введением контрастного препарата проводят серию последовательных КТ-сканирований на заданных уровнях. Существует целый ряд методов анализа временных зависимостей концентрации контрастного вещества для получения количественной оценок тканевой гемодинамики, которые зависят от принятой модели кинетики контрастного вещества.

Основными показателями для оценки мозгового кровотока являются:

· Сerebral blood volume (CBV, объем мозгового кровотока) – общий объем крови в выбранном участке мозговой ткани. Это понятие включает кровь как в капиллярах, так и в более крупных сосудах – артериях, артериолах, венулах и венах. Данный показатель измеряется в миллилитрах крови на 100 г мозгового вещества (мл/100 г);

· Сerebral blood flow (CBF, объемная скорость кровотока) – скорость прохождения определенного объема крови через заданный объем ткани мозга за единицу времени. CBF измеряется в миллилитрах крови на 100 г мозгового вещества в минуту (мл/100 г x мин.);

· Mean transit time (MTT, среднее время циркуляции) – среднее время, за которое кровь проходит по сосудистому руслу выбранного участка мозговой ткани, измеряется в секундах (с).

· Impulse residual function time (IRF T0) - время поступления контрастного препарата в указанную точку ткани мозга, обозначает начало контрастирования ткани мозга относительно плотности артерии (с.)

Согласно принципу центрального объема, который является общим для всех методов оценки тканевой перфузии, эти параметры связаны соотношением CBV = CBF x MTT.

При проведении ПКТ церебральная перфузия оценивается по картам, построенным для каждого из параметров (Рис. 2), а также по их абсолютным и относительным значениям в соответствующих областях головного мозга. Помимо CBF, CBV, МТТ и IRF T0, может также вычисляться время до достижения максимальной (пиковой) концентрации контрастного вещества (time to peak, TTP). Исследователь может выделить на срезе несколько областей интереса (ROI, region of interest), для которых рассчитываются средние значения показателей церебральной перфузии и строится график «время–плотность».

В настоящее время исследователи по-разному подходят к вопросу выделения областей интереса. Однако, учитывая патогенез острых и хронических нарушений мозгового кровообращения, представляется возможным применять различные методики для решения вопроса об адекватности кровообращения. Так, при ишемических инсультах наибольшее значение имеет оценка кровотока в корковых отделах пораженной области (что может отражать существующую клиническую картину), при развитии хронических нарушений мозгового кровообращения в наибольшей степени поражаются подкорковые структуры.

Таким образом, ПКТ головного мозга должна применяться у пациентов с острыми формами нарушения мозгового кровообращения для ранней диагностики инсульта. Снижение показателей скорости мозгового кровотока у пациентов с односторонним стенозом внутренней сонной артерии должно рассматриваться как дополнительный критерий необходимости хирургического лечения.

Наиболее актуальным методом оценки мозгового кровотока в настоящее время является перфузионная КТ. Сущность метода заключается в количественном измерении кровотока путем оценки изменения рент- геновской плотности ткани во время прохождения внутривенно введенного контрастного вещества по церебральной сети капилляров. На основании данных об изменении рентгеновской плотности элементов изображения по мере прохождения контраста строит- ся график зависимости плотности от времени. График «время — плотность» строится для проек- ций крупной внутричерепной артерии и вены, что по- зволяет определить артериальную (поступление КВ с кровью) и венозную (выведение КВ из церебрального русла) функции. Последние являются основой для дальнейшего расчета перфузионных параметров в ка- ждом пикселе среза: — церебральный объем крови CBV — общий объ- ем крови в выбранном участке мозговой ткани; — церебральный кровоток СBF — скорость про- хождения определенного объема крови через задан- ный объем ткани мозга за единицу времени; — среднее время транзита контраста МТТ — среднее время, за которое кровь проходит по сосуди- стому руслу выбранного участка мозговой ткани; — время до максимального контрастирования ТТР — среднее время до максимального контрастиро- вания в выбранном участке головного мозга; — время до выведения контрастного вещества Delay — среднее время до полного выведения контраста из выбранного участка. Для вычисления перфузионных параметров ис- пользуется, как правило, метод деконволюции (мате- матической операции восстановления истинной фор- мы сигнала после его искажения при регистрации). Перфузионная КТ является быстрым диагностическим исследованием, выполняемом на любом современном спиральном КТ-сканере, оборудованном автоматиче- ским инъектором и специальным программным обес- печением для обработки данных показателей КТ- плотностей. Перфузионная КТ имеет более высокую чувстви- тельность в диагностике контузионных очагов — до 87,5% против 39,6% при бесконтрастном КТ (по дан- ным Wintermark).