Транскраниальное ультразвуковое сканирование мозга при болезни Паркинсона
СтатьиОпубликовано в журнале:
Визуализация в клинике »» N17, Декабрь 2000 TRANSCRANIAL ULTRASOUND SCANNING OF THE BRAIN IN PARKINSON'S DISEASE
А.О. Чечеткин
Chechetkin A.О.
Научно-исследовательский институт неврологии РАМН, Москва
Research Institute of Neurology, Russian Academy of Medical Sciences, Moscow
В обзоре дана оценка возможностей транскраниального ультразвукового сканирования (ТКУС) в выявлении структурных изменений головного мозга при болезни Паркинсона (БП). Показано, что у большинства больных БП выявляют повышение эхогенности ткани мозга в области черной субстанции (ЧС), а также расширение третьего желудочка. Однако наличие гиперэхогенного ультразвукового сигнала от области ЧС и размер его площади не являются специфическими признаками заболевания, так как схожие изменения выявлены и у лиц без клинических признаков БП. Роль ТКУС в диагностике БП остается неясной. Проведение дальнейших исследований с верификацией полученных ультразвуковых данных с помощью позитронно-эмиссионной томографии, возможно, поможет решить эту задачу.
The potentialities of transcranial ultrasound scanning (TCUS) in identification of structural changes of the brain in patients presenting with Parkinson's disease (PD) are reviewed. It is demonstrated that the majority of PD patients show an increase of brain tissue echogenicity in the area of substantia nigra (SN) and an enlargement of the third ventricle. However, the presence of the hyperechogenic ultrasound signal from the SN region and the size of its area are not specific signs of the disease because the similar changes were also revealed in persons without the clinical evidence of PD. The role of TCUS in the diagnosis of PD remains unclear. Further studies including verification of the ultrasound data by positron emission tomography are likely to be of help in solving this problem. ("Визуализация в клинике". 2000, 17. 45-48)
Ключевые слова: болезнь Паркинсона, транскраниальное ультразвуковое сканирование, черная субстанция.
Key words: Parkinson's disease, transcranial ultrasound scanning, substantia nigra.
Болезнь Паркинсона (БП) - хроническое прогрессирующее заболевание, проявляющееся акинетико-ригидным синдромом и тремором, которое манифестирует чаще всего в возрасте 55-60 лет. Морфологическими исследованиями показано, что при БП происходят дегенеративные изменения нигростриарного дофаминэргического пути, главным образом, в области компактной зоны черной субстанции и серого пятна, заключающиеся в уменьшении количества пигментных нейронов и разрастании глиальных элементов [2, 3, 8].
Диагностика болезни Паркинсона (БП) может представлять определенные трудности, особенно в дебюте заболевания. Для ее распознавания из визуализирующих методов исследования используют магнитно-резонансную томографию (МРТ) и позитронно-эмиссионную томографию (ПЭТ). МРТ головного мозга позволяет выявлять только неспецифические и едва уловимые изменения [4, 11, 18, 24]. Более точные сведения о нигростриарной системе позволяет получать ПЭТ, которая способствует ранней диагностике БП даже в доклинической стадии [9, 13, 15, 17, 19, 21]. Однако понятно, что такой дорогостоящий вид исследования не может быть использован как рутинный диагностический метод.
В последние годы возросла роль транскраниального ультразвукового дуплексного сканирования в диагностике церебральных заболеваний, которое позволяет визуализировать сосудистую систему и вещество головного мозга. Данные об использовании транскраниального ультразвукового сканирования (ТКУС) вещества мозга у больных БП немногочисленны и неоднозначны.
В 1995 г. Becker G. et аl. [5] впервые выполнили ТКУС мозга у больных БП. Поскольку этот метод позволяет визуализировать ткани головного мозга в зависимости от их эхогенности, авторы поставили перед собой задачу выяснить, можно ли с его помощью выявлять структурные изменения мозга при БП. Для этого они оценивали состояние области предполагаемого анатомического расположения черной субстанции (ЧС) на уровне ножек среднего мозга, проводя исследование через височное ультразвуковое окно. Авторы считали, что в норме ультразвуковой сигнал от ЧС идентичен эхогенности прилежащей ткани мозга.
При исследовании 30 больных БП и 30 лиц без клинических проявлений этого заболевания они получили следующие данные: у 17 больных и у 2 лиц контрольной группы было выявлено гомогенное повышение эхогенности ткани мозга в области ЧС. Следует отметить, что у 5 больных и двух лиц контрольной группы эти изменения определялись с трудом. Анализ полученных данных показал, что у больных с четкой гиперэхогенной зоной в области ЧС (12 пациентов, т.е. 40% от числа всех больных) клиническая симптоматика была более выражена, а доза антипаркинсонических препаратов оказалась выше, чем у больных с изоэхогенной ЧС (18 больных). Авторы предположили, что повышение эхогенности в области ЧС, по-видимому, обусловлено относительным увеличением глиальных клеток в сочетании с микроструктурными изменениями клеточной архитектоники, о чем сообщали Bogerts В. et аl. [8].
Существует гипотеза, что при БП в ЧС, происходит накопление различных микроэлементов, в частности железа [10, 22]. Berg D. et аl. [7] предположили, что увеличение концентрации железа в ЧС может лежать в основе эффекта повышенной эхогенности ультразвукового сигнала от данной области. Для подтверждения этой гипотезы была выполнена экспериментальная работа, в которой крысам стереотаксическим методом вводили соли различных металлов - железа, цинка и ферритина - непосредственно в ЧС. При ультразвуковом сканировании области ЧС повышение эхогенности было обнаружено только у тех крыс, которым были введены соли железа.
В работах В. Лелюка с соавт. [1, 16], опубликованных позднее, при исследовании 39 и 111 больных БП повышение эхогенности в области ЧС было выявлено абсолютно у всех. Площадь гиперэхогенных зон в области ЧС в одной работе [16] варьировала от 0,019 до 0,54 см2 (в среднем 0,26+/-0,13 см2) справа и от 0,066 до 0,585 см2 (в среднем 0,27+/-0,14 см2) слева, а в другой [1] - от 0,011 до 0,62 см2 (в среднем 0,31+/-0,17 см2) справа и от 0,06 до 0,71 см2 (в среднем 0,32+/-0,15 см2) слева. Таким образом, средние значения площади гиперэхогенной зоны были примерно равны в двух исследованиях и существенных межсторонних различий не наблюдалось. Следует отметить, что ни у одного из практически здоровых лиц (51 человек в двух работах) изменений эхогенности в области ЧС авторам выявить не удалось.
Сопоставление длительности заболевания с наличием выявленной зоны повышенной эхогенности в области ЧС дало противоречивые результаты. Becker G. et аl. [5] обнаружили гиперэхогенную зону в области ЧС примерно у половины больных БП и только при длительном течении заболевания (в среднем 14,6+/-4,5 лет), когда клинический диагноз уже не вызывал сомнения; в то же время у больных с изоэхогенной ЧС продолжительность заболевания составляла в среднем 6,5+/-4,2 года. В. Лелюк с соавт. [1, 16] наблюдали такие изменения абсолютно у всех больных независимо от длительности заболевания с момента появления первых симптомов.
Результаты измерения третьего желудочка свидетельствуют о его расширении у больных БП по сравнению с соответствующими данными в контрольных группах. Так, в работе Becker G. et аl. [5] и В. Лелюка с соавт. [1] размеры третьего желудочка у больных БП составляли в среднем 8,6+/-2,3 мм и 6,3+/-1,2 мм против 7,4+/-2,2 мм и 2,6+/-1,2 мм в контрольных группах соответственно. Авторы объясняют это атрофическими изменениями головного мозга у больных БП, описанными Schneider Е. et аl. [20].
Как указывалось выше, Becker G. et аl. [5] обнаружили гиперэхогенный сигнал у 2 лиц контрольной группы. Эти находки навели Berg D. et аl. [6] на мысль о проведении скринингового исследования эхогенности в области предполагаемого анатомического расположения ЧС у лиц без клинических проявлений БП. Они исследовали 301 человека (146 мужчин и 155 женщин) в возрасте до 79 лет (средний возраст около 30 лет). В число исследованных вошли здоровые добровольцы (студенты и сотрудники госпиталя), а также пациенты, страдающие грыжами межпозвоночного диска и невоспалительной миопатией. Поскольку сигнал эхогенности (яркости) в В-режиме не является количественным параметром, котур видимых гиперэхогенных изменений в области ЧС обводили, а затем определяли полученную площадь. Исследования выполнялись двумя независимыми специалистами. Полученные ими данные о зоне повышенной эхогенности в области ЧС суммировали, определяли средние значения и использовали их для дальнейшего анализа. В среднем площадь гиперэхогенного сигнала с одной или с обеих сторон у исследованных лиц составляла 0,11 см2 при этом наблюдалась четкая закономерность повышения полученных значений с возрастом. Была выделена группа из 26 человек (16 мужчин и 10 женщин) с более широкой зоной гиперэхогенного сигнала, площадь которой с одной или с обеих сторон превышала 0,25 см2. Численность этой группы составила 8,6% от числа включенных в исследование лиц. Площадь гиперэхогеиного сигнала справа и слева была равна у них в среднем 0,32 см2. Для более детального исследования отобрали по 10 человек, сопоставимых по полу и возрасту, из обследованных с площадью гиперэхогенного сигнала менее 0,2 см2 (первая группа) и из пациентов с площадью, превышающей 0,25 см2 (вторая группа). У них было проведено исследование двигательных функций (использование доски со штифтами и серия тестов с применением печатной машинки), когнитивных функций (стандартизированный психометрический тест) и МРТ. ПЭТ выполнили только у лиц второй группы, и для сравнения полученных данных отобрали 10 человек из числа ранее обследованных в клинике больных без БП, которым вводили [18F]-dopa. Были получены следующие результаты: 1) тесты по оценке двигательных функций не показали статистически значимых различий между двумя группами; 2) при оценке когнитивных функций выявлены значительные различия только в плавности речи, которая была хуже во второй группе; 3) относительные интенсивности сигналов от ЧС при МРТ были повышены у лиц второй группы; 4) обнаруженные при ПЭТ соотношения активности внутривенно введенной [18F]-dopa в базальных ганглиях во второй группе были значительно ниже, чем в группе лиц, взятых для сравнения. Несмотря на полученную корреляцию данных ультразвукового исследования, МРТ и ПЭТ, природа гиперэхогенного сигнала от области ЧС осталась для авторов неясной. Ими высказано предположение, что у лиц второй группы нигростриарная система более уязвима по отношению к различным патогенетическим факторам (экзо- и эндотоксинам), под воздействием которых может произойти нейрональная дегенерация ЧС, о чем сообщали другие авторы [14, 23]. На наш взгляд, это высказывание является гипотетическим, так как подтвердить происходящие изменения в области ЧС могут только патоморфологические, гистохимические и электронно-микроскопические исследования.
Любопытные результаты получены при сопоставлении площади гиперэхогенной зоны в области ЧС у больных БП и у лиц без клинических симптомов этого заболевания. Так, в работе В. Лелюка с соавт. [1] у больных БП она была практически равна площади гиперэхогенной зоны той же области у лиц без клинических признаков БП, найденной Berg D. et аl. [6], и составляла примерно 0,32 см2. Эти находки позволяют считать, что получение сигнала повышенной эхогенности и размер его площади не являются специфическими признаками БП.
В работе Berg D. et аl. [6] показано, что гиперэхогенный сигнал площадью более 0,25 см2 в области ЧС встречался у 8,6% от общего числа исследованных. Однако эти результаты существенно превышают данные о частоте встречаемости БП в популяции, которая, по данным Golbe L. [12], составляет 0,1%, а по данным других авторов [2], колеблется от 60 до 140 случаев на 100000 населения, что составляет соответственно 0,06 и 0,14%.
Исходя из изложенного выше, можно отметить, что у больных БП методом ТКУС в большинстве случаев выявляются повышение эхогенности ткани мозга в области предполагаемого анатомического расположения ЧС и расширение третьего желудочка по сравнению с контрольной группой. Однако данные о частоте обнаруженных изменений в области ЧС у больных БП, а также о связи между длительностью заболевания и их наличием противоречивы. Кроме того, в работах, где больным БП было проведено ТКУС, для верификации полученных данных не была произведена ПЭТ, которая, в отличие от МРТ, в настоящий момент является наиболее информативной методикой в диагностике этого заболевания.
Наличие зоны повышенной эхогенности в области ЧС при ТКУС не является специфическим признаком для БП, поскольку она обнаруживается не у всех больных БП и такие же изменения находят и у лиц без клинических проявлений этого заболевания. Размер площади гиперэхогенного ультразвукового сигнала также не может служить диагностическим критерием, так как у больных БП, как показано выше, он был практически идентичен размеру исследуемой зоны у лиц без БП.
Следует отметить, что визуализация структур головного мозга при ультразвуковом исследовании в В-режиме в значительной степени зависит от ультразвукового окна, а оценка видимых изменений весьма субъективна (особенно в отношении измеряемой площади), так как сигнал эхогенности (яркости) не является количественным параметром.
Таким образом, роль ТКУС в диагностике БП остается неясной. Проведение дальнейших исследований с верификацией полученных ультразвуковых данных с помощью ПЭТ, возможно, поможет решить эту задачу.
Литература 1. Лелюк В.Г., Лелюк С.Э. Ультразвуковая ангиология. М., Реальное время, 1999, с. 223-224.
2. Мельничук П.В. Болезни нервной системы. М., Медицина, 1982, т. 2, с. 107-115.
3. Шмидт Е.В., Верещагин H.В. Справочник по неврологии. М., Медицина, 1989, с. 259-263.
4. Antonini A., Leenders К., Meier D. et. аl. T2 relaxation time in patients with Parkinson's disease. Neurology, 1993, 43: 697-700.
5. Becker G., Seufert U., Bogdahn М. et аl. Degeneration of sub.stantia nigra in chronic Parkinson's disease visualized by transcranial color-coded real-time sonography Neurology, 1995, 45: 182-184.
6. Berg D., Becker G., Zeiler B. et аl. Vulnerability of nigrostrial system as detected by transcranial ultrasound. Neurology, 1999, 5: 1026-1031.
7. Berg D., Cirote С., Rausch W. et аl. Iron accumulation in the substantia nigra in rats visualized by ultrasound. Ultrasound Med. Biol, 1999, 25: 901-904.
8. Bogerts В., Hantsch J., Herzer M. A morphometric study of the dopamine-containing cell groups in the mesencephalon of normal, Parkinson's patients and schizophrenics. Biol. Pschiatry, 1983, 18: 951-969.
9. Calne D., Snow В. PET imaging in parkinsonism. Adv. Neurol., 1993, 60: 484-487.
10. Dexter-D., Wells F., Lees A. et аl. Increased nigral iron content and alterations in other metal ions occurring in brain in Parkinson's disease. J. Neurochem., 1989, 52: 1830-1836.
11. Duguid J., DC La Paz R., DeGroot J. Magnetic resonance imaging of the midbrain in Parkinson's disease. Ann. Neurol., 1986, 20; 744-747.
12. Golbe L. The genetics of Parkinson's discase: a reconsideration. Neurology, 1990, 40: 7-14.
13. Innins К., Seibyl J., Scanley В. Single photon emission computed tomographic imaging demonstrating loss of striatal dopamine transporters in Parkinson's disease. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 1993, 90: 11965-11969.
14. Irwin I., Langston J. Endogenuos toxins as potential etiologic agents in Parkinson's disease. In: Ellenberg J., Koller W., Langston J. eds. Etiology of Parkinson's disease. New York, Marcel Dekker, 1995, p. 153-202.
15. Leenders К., Salmon К., Tyrrell P. et аl. The nigrostriatal dopaminergic system assessed in vivo by positron emission tomography in healthy volunteer subjects and patients with Parkinson's disease. Ach. Neurol., 1990, 47: 1290-1298.
16. Leliuk V., Polishuk V., Leiiuk S. Diagnostic possibilities of duplex scanning for the evaluation of patients with Parkinson's disease. Cerebrovascular Disease, 1999, 9(S2): 22.
17. Morrish P., Salwe G., Brooks D. An [18F]-dopa PET and clinical study of the rate of progression in Parkinson's disease. Brain, 1996, 119: 585-591.
18. Olanow С. Magnetic resonance imaging in parkinsonism. Neurol. Clin., 1992, 10: 405-420.
19. Sawie G. The detection of preclinical Parkinson's disease: what is the role of positron emission tomography? Mov. Disord., 1993, 8: 271-277.
20. Schneider E., Becker H., Fischer P. et al. The course of brain atrophy in Parkinson's disease. Arch. Psychiatr. Nervenkr., 1979, 227: 89-95.
21. Shinotoh H., Hirayama К., Tateno Y. Dopamine D1 and D2 receptors in Parkinson's disease and striatonegral degeneration determined by PET Adv. Neurol., 1993, 60: 488-493.
22. Sofic E., Riederer P., Heinsen H. et al. Increased iron (III) and total content in postmortem substantia nigra of parkinsonian brain. J. Neural. Transm., 1988, 74: 199-205.
23. Spenser P., Butterfield P. Environmental agents and Parkinson's disease. In: Ellenberg J., Koller W., Langston J. eds. Etiology of Parkinson's disease. New York, Marcel Dekker, 1995, p. 319-366.
24. Ye E, Alien P., Martin W. Basal ganglia iron content in Parkinson's disease measured with magnetic resonance. Mov. Disord., 1996, 11: 243-249.
Поступила 27.01.2000
