пн - сб: 9.00 - 22.00,
вс: 09.00 - 20.00
г. Люберцы, метро Жулебино
ул. Кирова, д.36 корп. 1

История совершенствования диагностики КТ и МРТ

По современным прогнозам, деменция медленно и незаметно развивается в мозгу 35,6 миллионов человек во всем мире. Это число ежегодно растет, но, несмотря на высокую распространенность и влияние на жизнь пациентов, деменция остается крайне недодиагностированной. Из-за широкого спектра родственных, но клинически различных синдромов разработка достаточно специфических и чувствительных клинических критериев для их идентификации и разграничения становится все более трудной задачей. Нейровизуализация занимает центральное место в этом поиске. Благодаря последним достижениям в области КТ и МРТ в сочетании с количественным анализом с использованием искусственного интеллекта (ИИ), более глубокое понимание деменции может быть всего лишь на расстоянии сканирования.

Истоки нейровизуализации

В начале 1900-х годов в первых попытках нейровизуализации использовалась техника, называемая пневмоэнцефалографией. Этот метод подразумевал забор спинномозговой жидкости (СМЖ) через люмбальную пункцию, а затем замену ее газом (обычно воздухом) для получения контура поверхности коры и мозговых желудочков с помощью рентгеновской рентгенографии. В 1970-х и 1980-х годах были разработаны современные методы визуализации, положившие начало эпохе более доступной, безопасной, неинвазивной, безболезненной и (в разумных пределах) воспроизводимой нейровизуализации. Эти методы включают компьютерную томографию (КТ) и магнитно-резонансную томографию (МРТ), которые за последние десятилетия добились значительных успехов в увеличении пространственного разрешения, снижении шумов и артефактов, а также улучшении характеристик сканирования при низких сигналах. Эти достижения в сочетании с протоколами ИИ обещают произвести новую революцию в нейровизуализации.

Компьютерная томография и ее роль в диагностике деменции

С появлением компьютерной осевой томографии (КТ или компьютерной томографии) высокодетальные трехмерные анатомические изображения мозга стали легко доступны для диагностических и исследовательских целей. Соответственно, увеличилось и количество КТ-сканирований, проводимых во всем мире: с 3 миллионов, проведенных в 1980-х годах, до 62 миллионов, проведенных в 2007 году. Часть этого числа можно объяснить рекомендациями Национального института здоровья и совершенствования медицинской помощи Великобритании (NICE), а также европейскими и американскими диагностическими рекомендациями, которые теперь рекомендуют проводить оценку пациентов с подозрением на деменцию, включая структурную визуализацию с использованием неконтрастной КТ или МРТ5-7. Таким образом, использование нейровизуализации сместилось от исключения возможных вторичных патологий (таких как опухоли головного мозга) к исследованию нейроанатомических особенностей, которые могут помочь поддержать клинический диагноз основной причины (причин) деменции. Хотя в настоящее время не существует нейроанатомических особенностей, которые бы обеспечивали идеальную специфичность и чувствительность для любого конкретного синдрома деменции, несколько структурных паттернов или сигнатур могут обеспечить положительную прогностическую ценность и помочь врачам и клиницистам сузить круг дифференциальных диагнозов до наиболее вероятных основных патологий.

В качестве обследования первого уровня при деменции в настоящее время часто требуется проведение компьютерной томографии. Хотя этот метод часто считают "старомодным", он остается ценным инструментом для выявления потенциальных вторичных, иногда поддающихся лечению, причин когнитивных нарушений. Типичными примерами являются внутричерепные новообразования, подострые и хронические субдуральные гематомы , гидроцефалия нормального давления и др. Однако, хотя КТ менее чувствительна, чем МРТ, в выявлении изменений, связанных с когнитивными нарушениями, ее ценность в некоторых условиях или центрах заключается в большей доступности, более низкой стоимости, более коротком времени проведения, что позволяет адаптировать ее для пациентов с плохой комплаентностью и использовать для пациентов с металлическими устройствами, такими как кардиостимулятор.

Последние достижения в области КТ для диагностики деменции

Современные разработки в технологии КТ направлены на оптимизацию качества изображения при одновременном снижении дозы облучения. Этому хрупкому балансу в значительной степени способствуют усовершенствования свойств системы и сопутствующих методов сбора и реконструкции данных. Улучшение свойств системы включает в себя уменьшение размеров элементов детектора, что приводит к улучшению пространственного разрешения, а множественные источники рентгеновского излучения обеспечивают более быструю визуализацию и улучшенное временное разрешение. Хотя эти усовершенствования продемонстрировали большие перспективы в коронарной КТ-ангиографии, их применение для оценки сосудистых изменений при деменции по-прежнему представляет большой интерес. Параметры получения изображений еще более улучшились благодаря двухэнергетической визуализации, позволяющей получать множество типов изображений (средневзвешенные изображения, изображения разложения материала, карты электронной плотности и т.д.) за одно сканирование, и новым процедурам сканирования, таким как спиральное сканирование, что позволило сократить время сканирования. Эти новые возможности визуализации улучшили выявление основных (сосудистых и несосудистых) патологий. В конечном итоге, улучшенные параметры реконструкции направлены на непосредственное влияние и повышение качества изображения. Расширенное поле зрения увеличивает размер матрицы изображения и позволяет дополнительно визуализировать окружающую кожу и ткани. Эти параметры в сочетании с инструментами улучшения изображения, направленными на снижение шума и артефактов, улучшают пространственное разрешение.

Последние достижения в области компьютерной томографии для диагностики деменции

Большинство достижений последних нескольких лет относится к области ПЭТ/КТ-визуализации. ПЭТ-визуализация идеально подходит для визуализации деменции, поскольку бляшки белка Aβ, который, как принято считать, играет основную роль в биологическом процессе БА, относительно легко измеряются с помощью радиоактивных красителей. Кроме того, тау, другой белок, который, как было показано, связан с когнитивными нарушениями, может быть визуализирован на ПЭТ-сканах с использованием различных трассеров. Таким образом, дальнейшее развитие и совершенствование трассеров стало целью многообещающих исследований в последние годы, показавших способность обеспечить патологическое стадирование. 

Быстрые темпы развития магнитно-резонансной томографии (МРТ)

В конце 1970-х годов с помощью МРТ были получены первые изображения головы и тела. С тех пор она стала широко используемым методом клинической визуализации, предоставляя нейрорадиологам и клиницистам томографические изображения с отличным пространственным разрешением и контрастностью тканей. Последние достижения в области аппаратного и программного обеспечения МРТ в настоящее время направлены на решение текущих и будущих задач МРТ; во-первых, путем обеспечения более широкого доступа и применения МРТ за счет более быстрого получения, оптимизации рабочих процессов и повышения пропускной способности пациентов. Во-вторых, выявление потребностей стареющей и мультиморбидной популяции пациентов путем адаптации и адаптации протоколов и процедур; и, наконец, превращение МРТ в неотъемлемую часть современной точной медицины путем более широкого использования количественных данных, определения биомаркеров изображения и интеграции алгоритмов искусственного интеллекта.

Применения МРТ в современной точной медицине путем выведения количественно измеряемых данных из снимков МРТ и использования алгоритмов ИИ для сравнения результатов пациента с популяционными данными: МРТ головного мозга предоставляет информацию о скорости атрофии пациента, в данном примере изображения являются репрезентативными для болезни Альцгеймера.

МРТ и ее роль в диагностике деменции

Диагностика деменции по-прежнему в значительной степени опирается на клинические данные нейропсихологического тестирования и определение статуса биомаркеров с помощью нейровизуализации и/или анализа ЦСЖ. Диагностическая достоверность, полученная с помощью этих методов, направлена на улучшение прогноза и целенаправленное симптоматическое лечение. Важно отметить, что, хотя при нейродегенеративных заболеваниях клинические и визуализационные признаки часто совпадают, характерные паттерны или "сигнатуры" могут быть использованы для улучшения дифференциальной диагностики.

Все большее значение в диагностике деменции (дифференциальной) приобретают структурные МРТ . Когда у пациента подозревается деменция, МРТ помогает исключить вторичные основные патологии, оценить атрофию мозга и сосудистую нагрузку, а также выявить любые маркеры или тонкие изменения в архитектуре мозга, чтобы помочь дифференцировать синдромы деменции. Для этого часто используются различные последовательности визуализации, такие как Т1*-взвешенная визуализация, чтобы показать характерные паттерны и признаки, такие как атрофия коры головного мозга, и их прогрессирование с течением времени. Кроме того, Т2*-изображение обладает высокой чувствительностью в обнаружении и локализации микрогеморрагий, что вносит диагностическую ясность в основные патологии в различных областях мозга. Например, микрогеморрагии в корковой области часто связаны с Аβ, в то время как микрогеморрагии, связанные с гипертонией, обнаруживаются в глубоких отделах мозга. Более тонкие изменения, такие как метаболические, токсические или инфекционные процессы, также могут быть визуализированы с помощью T2*-взвешенных или  изображений и в конечном итоге соотнесены с соответствующими когнитивными нарушениями. Дополнительные возможности МРТ по выявлению и дифференциации подтипов деменции с помощью анализа объема и формы гиппокампа и желудочков значительно расширяют наши знания о механизмах заболевания.

Измерение атрофии головного мозга при болезни Альцгеймера

Следующий шаг: использование ИИ для визуализации деменции

Учитывая множество общих черт для всех деменций, тонкие различия в синдромах по-прежнему трудно различимы на КТ и МРТ. Таким образом, диагноз часто ставится на основании полуколичественных шкал и в значительной степени зависит от опыта нейрорадиолога. Правильный диагноз, однако, становится все более важным в эпоху, когда в скором времени на рынке появятся потенциальные препараты, модифицирующие болезнь. Для повышения точности диагностики программное обеспечение ИИ может играть все более важную роль в диагностическом процессе, предоставляя количественные измерения для поддержки диагностики. Программное обеспечение ИИ предлагает количественную сегментацию структур мозга и гиперинтенсивности белого вещества (ГВМ). Этот автоматизированный процесс позволяет отслеживать и проводить сравнительный анализ количественных объемов мозга, оценивать атрофию, объем и количество ОМВ. Эти результаты затем могут дать автоматизированное определение полуколичественных шкал и, следовательно, обеспечить дифференциальный диагноз с определенной долей уверенности. По мере сбора большего количества данных эти системы и алгоритмы ИИ совершенствуются, повышая свою способность точно различать подтипы деменции. В нашем блоге вы также можете прочитать больше о совершенствовании МРТ при болезни Альцгеймера с помощью количественной визуализации на основе ИИ.

Заключение

Разработки в области (ПЭТ/)КТ и МРТ обладают большим потенциалом для визуализации и выявления специфических признаков деменции, возможно, еще до начала когнитивного снижения. Хотя деменция является гетерогенным заболеванием, улучшенное пространственное и временное разрешение нейровизуализации находится на пути к выявлению тонких структурных и сосудистых патологий, что позволяет лучше диагностировать и различать синдромы деменции на основе биомаркеров. Дополнительный потенциал сочетания нейровизуализации с количественной оценкой на основе ИИ может выявить неизвестные в настоящее время биомаркеры и обеспечить новое понимание деменции.