Морфометрическое исследование конечного мозга человека методом магнитно-резонансной томографии (МРТ)
|
Введение 2
2. Обзор литературы 4
2.1 .Онтогенез и патогенез неокортекса 4
2.1.1. Закономерности и аномалии миграции нейронов коры 4
2.1.2. Структурно-функциональная дифференцировка нейронов и ее нарушения 11
2.1.3. Аномалии развития мозолистого тела 21
2.2. Характеристика форм ДЦП 28
2.3. Организация внутри- и межполушарных связей неокортекса при ДЦП по данным прижизненной нейровизуализации 32
3. Материалы и методы 40
4. Результаты 44
5. Обсуждение 55
6. Выводы 63
7. Список литературы
2. Обзор литературы 4
2.1 .Онтогенез и патогенез неокортекса 4
2.1.1. Закономерности и аномалии миграции нейронов коры 4
2.1.2. Структурно-функциональная дифференцировка нейронов и ее нарушения 11
2.1.3. Аномалии развития мозолистого тела 21
2.2. Характеристика форм ДЦП 28
2.3. Организация внутри- и межполушарных связей неокортекса при ДЦП по данным прижизненной нейровизуализации 32
3. Материалы и методы 40
4. Результаты 44
5. Обсуждение 55
6. Выводы 63
7. Список литературы
В последние десятилетия во всем мире отмечается неуклонное снижение показателей перинатальной и ранней неонатальной смертности. На этом фоне заболеваемость детей, связанная с отклонениями внутриутробного генеза постоянно увеличивается. По данным отечественных неонатологов из всех случаев патологии нервной системы 80% развивается пренатально (обзоры, Барашнев, 2000; Володин и др., 2001; Пальчик, 2002, 2007; Пальчик, Шабалов, 2006, 2009).
Одной из наиболее актуальных проблем детской неврологии является детский церебральный паралич (ДЦП), при котором кроме задержки моторного развития наблюдают, как правило, когнитивные, сенсорные, поведенческие девиации. В настоящее время установлено, что в 75% случаев ДЦП развивается у плода пренатально, 5% случаев является последствием родовой травмы и 20% возникают постнатально. Среди возможных причин развития ДЦП строго доказанной является пренатальная гипоксия, которую вызывают многочисленные этиологические факторы.
В последние годы заметно возросло число публикаций, посвященных изучению влияния неблагоприятных факторов среды обитания на развивающуюся ЦНС (Fujioka et al., 2001; Kofman, 2002; Kinnunen et al., 2003; Patin et al., 2004; Fertuzinhos et al., 2009). Получены свидетельства того, что влияние тератогенных факторов на организм в ранние периоды формирования мозга (критические периоды) оставляют длительный след, создают основу для развития многообразных нервно-психических изменений, проявляющихся после рождения по мере взросления особи (Отеллин и др., 2007).
Несмотря на остроту вопроса, диагностика патологии ЦНС внутриутробного генеза проводится поздно, после начала клинической манифестации болезни (у детей старше 1.5 лет), когда пластичность мозга, а, значит, и эффективность коррекционной терапии по сравнению с периодом новорожденности снижены (Пальчик, Шабалов, 2006, 2009; обзоры Koman et al, 2004; Steenbergen, Gordon, 2006).
Несомненно, что в такой ситуации на первое место выходят проблемы ранней диагностики неврологической патологии внутриутробного генеза. Однако недостаток фундаментальных знаний об особенностях развития мозга человека не позволяет эффективно разрабатывать такие методы. Проблема видится еще более острой в свете последних молекулярно-генетических, иммуногистохимических исследований, которые выявляют ярко выраженную видоспецифичность ключевых процессов кортикогенеза у человека. Так, сравнение сроков нейрогенеза в коре мозга эмбрионов крысы и человека показывает, что весь пренатальный период нейрогенеза у крысы соответствует первым 12 неделям эмбриогенеза у человека, а более поздние стадии дифференцировки коры у крысы проходят постнатально (Kostovic, Rakic, 1990; Molnar et al., 2006; Краснощекова и др., 2008, 2010). Таким образом, полномасштабное использование модельных экспериментов на животных для изучения закономерностей пренатального онтогенеза коры ограничено, и получить исчерпывающее представление о ходе развития неокортекса мозга человека можно только путем исследования аутопсийного материала.
В лаборатории функциональной нейроморфологии кафедры цитологии и гистологии СПбГУ благодаря иммуногистохимическим исследованиям патологоанатомического материала впервые установлена гетерохронная последовательность критических периодов нейрогенеза коры мозга человека на протяжении 2-3 триместров гестации. На основе этих данных, а также данных, полученных методом диффузионно-тензорной трактографии и свидетельствующих о строгой парцелляции каллозальной комиссуры, была сформулирована гипотеза. Согласно этой гипотезе в зависимости от временного совпадения критического периода морфогенеза и воздействия вредного фактора патологический процесс затрагивает разные области неокортекса и соответствующие им сегменты мозолистого тела (Краснощекова и др., 2010). Данная гипотеза подтверждена результатами морфометрического анализа мозолистого тела на магнито-резонансных томограммах мозга недоношенных детей младшего грудного возраста, в сравнении с их доношенными сверстниками (Ткаченко и др., 2014, Krasnoschekova et al., 2013).
Однако, приведённые сведения касаются морфометрического анализа только строго сагиттальных срезов мозга. Вместе с тем, МРТ исследование назначается только тем детям, которые имеют выраженные неврологические нарушения и сопряжено с небезразличными для здоровья вспомогательными процедурами. В то же время ультразвуковое чрезродничковое обследование мозга является рутинным, проводится неоднократно в течение первого года жизни детей, но не позволяет получить строго ориентированных срединно-сагиттальных изображений. Обычно в УЗИ используют такие морфометрические показатели, как билатеральный диаметр мозга и параметры межжелудочкового расстояния, которые позволяют оценить степень гидроцефалии, часто развивающейся на фоне перинатального повреждения белого вещества мозга. Но относительно характера и степени его повреждения эти показатели однозначной интерпретации не имеют и не могут служить предиктами ДНП.
В связи с этим в настоящей работе был аппробирован интегральный метод оценки состояния конечного мозга по параметрам, которые косвенно или прямо указывают на дефицит белого вещества полушарий. Это определило цель настоящего исследования.
Цель работы: сравнительное морфометрическое исследование полушарий мозга детей разного возраста с детским церебральным параличом (ДЦП) и без патологии центральной нервной системы по данным магнито-резонансной томографии (МРТ).
В соответствии с этой целью были поставлены следующие задачи:
1. Сравнительный МР-морфометрический анализ межжелудочкового расстояния и билатерального диаметра мозга детей с ДЦП и без патологии ЦНС;
2. Сравнительный МРТ-морфометрический анализ мозолистого тела мозга детей с ДЦП и без патологии ЦНС;
3. Сравнительный анализ мозга детей с ДЦП и без патологии ЦНС с помощью интегрального морфометрического показателя.
Одной из наиболее актуальных проблем детской неврологии является детский церебральный паралич (ДЦП), при котором кроме задержки моторного развития наблюдают, как правило, когнитивные, сенсорные, поведенческие девиации. В настоящее время установлено, что в 75% случаев ДЦП развивается у плода пренатально, 5% случаев является последствием родовой травмы и 20% возникают постнатально. Среди возможных причин развития ДЦП строго доказанной является пренатальная гипоксия, которую вызывают многочисленные этиологические факторы.
В последние годы заметно возросло число публикаций, посвященных изучению влияния неблагоприятных факторов среды обитания на развивающуюся ЦНС (Fujioka et al., 2001; Kofman, 2002; Kinnunen et al., 2003; Patin et al., 2004; Fertuzinhos et al., 2009). Получены свидетельства того, что влияние тератогенных факторов на организм в ранние периоды формирования мозга (критические периоды) оставляют длительный след, создают основу для развития многообразных нервно-психических изменений, проявляющихся после рождения по мере взросления особи (Отеллин и др., 2007).
Несмотря на остроту вопроса, диагностика патологии ЦНС внутриутробного генеза проводится поздно, после начала клинической манифестации болезни (у детей старше 1.5 лет), когда пластичность мозга, а, значит, и эффективность коррекционной терапии по сравнению с периодом новорожденности снижены (Пальчик, Шабалов, 2006, 2009; обзоры Koman et al, 2004; Steenbergen, Gordon, 2006).
Несомненно, что в такой ситуации на первое место выходят проблемы ранней диагностики неврологической патологии внутриутробного генеза. Однако недостаток фундаментальных знаний об особенностях развития мозга человека не позволяет эффективно разрабатывать такие методы. Проблема видится еще более острой в свете последних молекулярно-генетических, иммуногистохимических исследований, которые выявляют ярко выраженную видоспецифичность ключевых процессов кортикогенеза у человека. Так, сравнение сроков нейрогенеза в коре мозга эмбрионов крысы и человека показывает, что весь пренатальный период нейрогенеза у крысы соответствует первым 12 неделям эмбриогенеза у человека, а более поздние стадии дифференцировки коры у крысы проходят постнатально (Kostovic, Rakic, 1990; Molnar et al., 2006; Краснощекова и др., 2008, 2010). Таким образом, полномасштабное использование модельных экспериментов на животных для изучения закономерностей пренатального онтогенеза коры ограничено, и получить исчерпывающее представление о ходе развития неокортекса мозга человека можно только путем исследования аутопсийного материала.
В лаборатории функциональной нейроморфологии кафедры цитологии и гистологии СПбГУ благодаря иммуногистохимическим исследованиям патологоанатомического материала впервые установлена гетерохронная последовательность критических периодов нейрогенеза коры мозга человека на протяжении 2-3 триместров гестации. На основе этих данных, а также данных, полученных методом диффузионно-тензорной трактографии и свидетельствующих о строгой парцелляции каллозальной комиссуры, была сформулирована гипотеза. Согласно этой гипотезе в зависимости от временного совпадения критического периода морфогенеза и воздействия вредного фактора патологический процесс затрагивает разные области неокортекса и соответствующие им сегменты мозолистого тела (Краснощекова и др., 2010). Данная гипотеза подтверждена результатами морфометрического анализа мозолистого тела на магнито-резонансных томограммах мозга недоношенных детей младшего грудного возраста, в сравнении с их доношенными сверстниками (Ткаченко и др., 2014, Krasnoschekova et al., 2013).
Однако, приведённые сведения касаются морфометрического анализа только строго сагиттальных срезов мозга. Вместе с тем, МРТ исследование назначается только тем детям, которые имеют выраженные неврологические нарушения и сопряжено с небезразличными для здоровья вспомогательными процедурами. В то же время ультразвуковое чрезродничковое обследование мозга является рутинным, проводится неоднократно в течение первого года жизни детей, но не позволяет получить строго ориентированных срединно-сагиттальных изображений. Обычно в УЗИ используют такие морфометрические показатели, как билатеральный диаметр мозга и параметры межжелудочкового расстояния, которые позволяют оценить степень гидроцефалии, часто развивающейся на фоне перинатального повреждения белого вещества мозга. Но относительно характера и степени его повреждения эти показатели однозначной интерпретации не имеют и не могут служить предиктами ДНП.
В связи с этим в настоящей работе был аппробирован интегральный метод оценки состояния конечного мозга по параметрам, которые косвенно или прямо указывают на дефицит белого вещества полушарий. Это определило цель настоящего исследования.
Цель работы: сравнительное морфометрическое исследование полушарий мозга детей разного возраста с детским церебральным параличом (ДЦП) и без патологии центральной нервной системы по данным магнито-резонансной томографии (МРТ).
В соответствии с этой целью были поставлены следующие задачи:
1. Сравнительный МР-морфометрический анализ межжелудочкового расстояния и билатерального диаметра мозга детей с ДЦП и без патологии ЦНС;
2. Сравнительный МРТ-морфометрический анализ мозолистого тела мозга детей с ДЦП и без патологии ЦНС;
3. Сравнительный анализ мозга детей с ДЦП и без патологии ЦНС с помощью интегрального морфометрического показателя.
1. Сравнительный анализ межжелудочкового расстояния и билатерального диаметра мозга на магнито-резонансных аксиальных томограммах не позволяет достоверно различать мозг детей групп контроля и с ДЛП всех возрастов.
2. Толщина мозолистого тела в области колена и валика на магнито-резонансных аксиальных томограммах мозга детей с возрастом увеличивается, как в группе контроля, так в группе ДЛП.
3. Толщина мозолистого тела в области колена и валика на магнито-резонансных аксиальных томограммах мозга детей всех возрастов из группы контроля достоверно не различается, а у детей с ДЛП различается в младшем возрасте.
4. Значение коэффициента дефицита белого вещества, использованного при МР- морфометрии аксиальных томограмм мозга, достоверно выше в группе детей с ДЛП младшего возраста, по сравнению с их ровесниками из группы контроля.
2. Толщина мозолистого тела в области колена и валика на магнито-резонансных аксиальных томограммах мозга детей с возрастом увеличивается, как в группе контроля, так в группе ДЛП.
3. Толщина мозолистого тела в области колена и валика на магнито-резонансных аксиальных томограммах мозга детей всех возрастов из группы контроля достоверно не различается, а у детей с ДЛП различается в младшем возрасте.
4. Значение коэффициента дефицита белого вещества, использованного при МР- морфометрии аксиальных томограмм мозга, достоверно выше в группе детей с ДЛП младшего возраста, по сравнению с их ровесниками из группы контроля.
Подобные работы
- Морфометрическое исследование конечного мозга человека методом
магнитно-резонансной томографии (МРТ)
Магистерская диссертация, медицина . Язык работы: Русский. Цена: 5700 р. Год сдачи: 2016