Магнитно-резонансная томография как инструмент дифференциальной диагностики при поражении ствола головного мозга у детей

Ствол мозга — отдел центральной нервной системы, состоящий из продолговатого мозга, моста, среднего мозга, промежуточного мозга и мозжечка. В стволе мозга сосредоточены ядра и проводящие пути, обеспечивающие жизнедеятельность организма, в частности дыхательный и сосудодвигательный центры, а также ретикулярная формация [1]. Серое и белое вещество ствола мозга обладает комплексной структурой, анатомически тесно переплетенной, что делает его топографию сложной для интерпретации при нейровизуализации.

Высокотесловая магнитно-резонансная томография (МРТ), более 1,5 Тл, дает детализированную визуализацию морфологии, интенсивности сигнала и метаболической составляющей стволовых ядер, равно как и визуализацию серого и белого вещества. Стандартный МРТ-протокол у детей должен быть адаптирован к возрасту пациента: следует визуализировать весь головной мозг вплоть до затылочного отверстия. Т2-взвешенные изображения лучше выявляют гиперинтенсивные очаги в задней мозговой ямке, чем изображения в Flair-режиме [2]. Flair-последовательность у детей младше 12 мес жизни неэффективна [3]. Стандартной характеристикой стволовых очагов является гиперинтенсивность сигнала на турбо-спин-эхо Т2-взвешенных изображениях, очаги могут быть фокальными или диффузными, изолированными или множественными [3, 4].

Базируясь исключительно на интенсивности сигнала, особенно у детей, невозможно дифференцировать острое и хроническое очаговое поражение. Более того, в случаях хронического метаболического заболевания или воспалительного поражения центральной нервной системы новые острые очаги могут возникать на фоне хронического процесса, что дополнительно затрудняет интерпретацию нейровизуализационных находок [5]. С точки зрения морфологии, наличие отека и Т1-га-долиниевого усиления предполагает наличие воспалительного и/или инфекционного или неопластического процесса, в то время как масс-эффект является более типичным для последнего [6].

В оценке стволового поражения большую помощь оказывает знание особенностей васкуляризации ствола, распределения серого и белого вещества и селективной уязвимости мозговой ткани. С точки зрения васкуляризации важно отметить, что из вертебробазилярного бассейна происходят задняя спинальная, задняя нижняя мозжечковая и передняя спинальная артерии. Ишемические и септические эмболы обычно проникают по артериальному кровотоку настолько далеко, насколько это допускает их размер, что часто обусловливает поражение небольших по калибру артерий ствола мозга [5]. Пограничными зонами артериальных терминалей являются покрышка мозга, продолговатый мозг и мост; у новорожденных эти части ствола считаются самыми восприимчивыми к гипоксиче-ски-ишемическому поражению [6, 7]. Венозная система ствола отличается сложностью и большим количеством сосудов, но хорошо визуализируется с применением протокола SWI (Susceptibility Weighted Imaging — изображения, взвешенные по магнитной восприимчивости) [5].

Серое вещество ствола мозга тесно переплетено с проводящими путями (белым веществом). Тем не менее б о льшая часть структур серого вещества глубоко расположена, в то время как белое вещество распределено по периферии ствола. Это связано с тем, что волокна, составляющие пирамидные пути и ножки мозга, расположены в мосту вентролатерально. Вследствие этого поражение белого вещества мозга ожидается преимущественно в периферических зонах ствола без краниокаудальной специфичности [7]. С точки зрения селективной уязвимости мозговой ткани важным является то, что ядра серого вещества более восприимчивы к метаболическим повреждениям. Это связано с тем, что их метаболические потребности выше, чем у структур белого вещества. Поскольку ядра серого вещества, в особенности ретикулярной формации, расположены от среднего до продолговатого мозга, метаболическое поражение центральной нервной системы также не демонстрирует краниокаудальной специфичности [8].

Цель обзора — раскрыть современные представления об МРТ головного мозга как инструменте дифференциальной диагностики при поражении ствола мозга. С этой целью были проанализированы научные статьи и монографии, посвященные вопросам нейровизуализации при поражении ствола мозга различной этиологии. Поиск осуществлялся с использованием баз данных PubMed, Medline, eLibrary. ru. Для поиска использовались ключевые слова MRI+encephalitis, MRI+brainstem, brainstem+MRI.

ПОРАЖЕНИЕ СТВОЛА МОЗГА

ПРИ ОСТРЫХ НАРУШЕНИЯХ МОЗГОВОГО КРОВООБРАЩЕНИЯ У ДЕТЕЙ

Острые нарушения мозгового кровообращения у детей в 5–6% случаев поражают ствол мозга [8, клиническая; 20

Том 1²1 № ⁰ 1

• 9] . Эмболы попадают в артериальные терминали и приводят к появлению Т2-гиперинтенсивных очаговых поражений (рис. 1). Крупный очаг (более 50% диаметра ствола) является прогностически неблагоприятным признаком [9].

Вследствие небольших размеров ствола мозга у детей часто регистрируются ложные негативные результаты [10]. Ишемические очаги обычно невелики по размеру и связаны с гиперинтенсивностью на Т2- и Flair-режимах. Ствол мозга обычно рассматривается как резистентный к ишемии отдел центральной нервной системы вследствие высокой плотности васкуляризации [9]. Однако в неонатальном периоде развитие васкуляризации может быть неполным, и дети с гипоксически-ишемической энцефалопатией в перинатальном периоде повышенно восприимчивы к повреждению покрышки мозга [7]. Повреждение покрышки, как правило, конусообразное, билатеральное и обычно симметричное с частым вовлечением каудальной части моста и продолговатого мозга; оно проявляется оральной моторной дисфункцией [7].

Сосудистые мальформации также встречаются в стволе мозга у детей и включают в себя врожденные аномалии вен, кавернозные гемангиомы и капиллярные телеангиоэктазии, а также артериовенозные мальформации. МРТ-паттерн каждого из этих сосудистых образований типичный, и обычно диагностика не вызывает затруднений. Интенсивность МР-сигнала и морфология идентичны наблюдающимся у взрослых пациентов [7].

ДИСМЕТАБОЛИЧЕСКИЕ НАРУШЕНИЯУ ДЕТЕЙ С ПОРАЖЕНИЕМ СТВОЛА МОЗГА

Среди синдромов, связанных с генетическими нарушениями метаболизма, чаще всего поражают ствол митохондриальные энцефалопатии. Митохондриальные заболевания включают широкий спектр клинических синдромов, связанных с дефицитом окислительного фосфорилирования, вызываемым частичным или полным дефицитом одного или более ферментов дыхательной цепи. Наследование может быть аутосомно-рецессивным, аутосомно-доминантным, Х-сцепленным [11, 12]. Дефект митохондриальной дыхательной цепи может быть

Рис. 1. Пациент А., 7 лет. МРТ: поражение ствола мозга в результате острого нарушения мозгового кровообращения по ишемическому типу в бассейне основной артерии, 2-е сут заболевания

Примечание. При магнитно-резонансной томографии (МРТ) в варолиевом мосту визуализируется зона патологического гиперинтенсивного МР-сигнала на Flair (А) без признаков нарушения гематоэнцефалического барьера при внутривенном контрастировании в зоне поражения (Б). На диффузионных последовательностях (В) визуализируется цитотоксический отек с признаками ограничения диффузии и значениями измеряемого коэффициента диффузии 0,4x10 -3 ^мм2/с. При выполнении DTI (Г) данная зона демонстрирует снижение значений фракционной анизотропии до 0,25. При контрастной Т2*-перфузии отмечается отсутствие кровотока в зоне поражения (Д), что дополнительно подтверждено на бесконтрастной МР-ангиографии (Ж), где отсутствует визуализация тока крови по базилярной артерии. При МР-спектроскопии (Е) на фоне шума выраженные пики метаболитов в зоне поражения практически отсутствуют (данные Детского научно-клинического центра инфекционных болезней ФМБА, Санкт-Петербург).

вызван генетическими мутациями ядерной или митохондриальной ДНК [13–16]. Метаболическая уязвимость является важной составляющей поражения ствола мозга при этих заболеваниях [17]. Ткани и клетки с высокими метаболическими потребностями более восприимчивы к такого рода повреждению вследствие своей неспособности уменьшить потребление кислорода [18]. Клинически данные заболевания проявляются мультисистемным поражением, постановка диагноза затруднена вследствие широкой генетической и фенотипической гетерогенности.

Синдром Лея может возникать вследствие мутации митохондриальной ДНК, но большая часть случаев обусловлена мутациями ядерной ДНК, поражающей пируват-дегидрогиназный комплекс или любой из комплексов дыхательной цепи [19]. При МРТ ствола мозга регистрируются симметричные, иногда билатеральные очаги [20]. Наиболее часто поражаются черная субстанция, в особенности ее ретикулярная часть, покрышка моста и среднего мозга и нижние бугры четверохолмия. Также часто поражаются нижние ядра олив, но у детей, которые умирают на первом году жизни, такие изменения не описаны [20]. Билатеральная гипертрофическая дегенерация ядер олив была описана в 40% случаев у пациентов с заболеваниями обмена веществ, что заставляет предположить, что нижние ядра олив поражаются при синдроме Лея как из-за первичной метаболической уязвимости, так и от вторичной транссинаптической нейрональной дегенерации [21]. При синдроме Лея поражение ствола может также сопровождаться билатеральными и симметричными очагами в базальных ядрах и диффузной супратенториальной лейкоэнцефалопатией [22]. При синдроме Лея описывается также поражение мозжечка с формированием отека с петехиальным компонентом, что позволяет предполагать наличие микроангиопатии [20]. Гибель клеток Пуркинье и мозжечковая атрофия при синдроме Лея возникает, как предполагается, вследствие эксайтотоксичности. Эти изменения более характерны для других митохондриальных энцефалопатий, таких как миоклоническая эпилепсия с рваными красными волокнами, MERRF, MELAS, синдром Кернса–Сейра [23]. При этих синдромах помощь в дифференциальной диагностике оказывает информация о возрасте дебюта заболевания, клинической картине и особенностях супратенториального поражения. Однако дифференциальная диагностика может быть затруднена, поскольку поражения ствола были описаны при всех этих митохондриальных заболеваниях: напри- мер, при MERRF могут поражаться серое вещество вокруг сильвиевого водопровода и верхние ножки мозжечка, при синдроме Кернса–Сейра описаны билатеральные очаги в покрышке среднего мозга, а при MELAS — инфарктоподобные очаги в различных зонах ствола [24–26]. Кроме того, описывается переход синдрома Лея в MELAS [27].

Описано мультисистемное митохондриальное заболевание, специфически поражающее проводящие пути белого вещества, которое называется лейкоэнцефалопатией с поражением ствола головного мозга, спинного мозга и повышенным накоплением лактата (LBSL) [28]. Данное состояние ассоциировано с различными генетическими отклонениями, в частности с мутациями гена DARS2 [29]. При этом синдроме описано билатеральное симметричное поражение белого вещества медиальной петли, тригеминальной петли, пирамидных трактов, задних канатиков спинного мозга, верхних и нижних ножек мозжечка, белого вещества мозжечка; при МР-спектроскопии выявляется увеличение уровня лактата [28, 30].

Среди метаболических синдромов, поражающих ствол, центральный понтинный миелинолиз является МРТ-особенностью синдрома осмотической демиелинизации, метаболического синдрома, развивающегося у пациентов с тяжелыми электролитными нарушениями или быстрой коррекцией гипонатриемии [31, 32]. При этом состоянии в центральной части моста регистрируются Т2-гиперинтенсивные очаги с изменениями сигнала, связанными с поражением миелиновой оболочки, но не аксонов. В некоторых случаях появляется характерный «очаг в форме трезубца», для которого специфично отсутствие поражения кортикоспинальных трактов и вентролатеральной части моста. Такой очаг может распространяться до среднего мозга и средних ножек мозжечка [33]. При экстрапонтинном миелинолизе наблюдаются билатеральные симметричные Т2-ги-перинтенсивные очаги в области базальных ядер [22]. Это состояние является преходящим, и при восстановлении водно-электролитного баланса очаги, как правило, полностью исчезают [34].

У 20–30% младенцев с эпилепсией, получавших вигабатрин, описаны преходящие билатеральные симметричные Т2-гиперинтенсивные очаги в области покрышки, бледного шара и таламуса [35, 36]. Причины развития данного поражения неясны, однако известно, что наиболее выраженные МРТ-из-менения регистрируются через 3–6 мес от начала лечения [35].

клиническая; 20

Том 1²1 № ⁰ 1

СТВОЛОВОЙ ЭНЦЕФАЛИТ У ДЕТЕЙ

Термины «ромбоэнцефалит» и «стволовой энцефалит» используются для обозначения одного и того же поражения, вовлекающего субтенториальные структуры — ствол мозга и мозжечок [22]. Это состояние воспалительной природы может быть инфекционным, аутоиммунным или пара-неопластическим. Инфекционный ромбоэнцефалит может наблюдаться при любом вирусном или бак- териальном энцефалите; в 50% случаев регистрируется вовлечение супратенториальных структур [37]. Наиболее часто стволовой энцефалит вызывается энтеровирусами 71-го типа, листериями, вирусом простого герпеса [38, 39]. МРТ-находки при этой патологии неспецифичны. Очаги обычно множественные, асимметричные, Т2-гиперинтен-сивные и не всегда накапливающие контрастное вещество в режиме Т1 (рис. 2).

Рис. 2. Пациент М., 9 лет. МРТ: вирусный энцефалит, острый период течения заболевания. Этиология — герпес II типа (IgM с крови)

Примечание. А–И — последовательность Т2-flair. Имеется поражение зрительных бугров, глубокого перивентрику-лярного и субкортикального белого вещества лобных и теменных долей, задних отделов моста, глубоких отделов гемисфер мозжечка; Д, Е — с повышением сигнала за счет цитотоксического отека в стволе головного мозга при факторе взвешенности В1000 на диффузионно-взвешенных изображениях и признаками ограничения диффузии (измеряемый коэффициент диффузии снижен до 0,4 x 10 -3 мм²/с);Ж — при внутривенном контрастировании без нарушения гематоэнцефалического барьера в зоне поражения; З — при выполнении DTI МР-трактографии фракционная анизотропия в стволе снижена до 0,19; И — пики NAA и Cho практически одинаковые по высоте, т.е. косвенный признак снижения нейрональной плотности в зоне поражения, пик лактата (маркер анаэробного гликолиза) неубедителен на фоне шума (данные Детского научно-клинического центра инфекционных болезней ФМБА, Санкт-Петербург).

При некоторых вирусных энцефалитах (энцефалит Святого Луиса, японский энцефалит) регистрируется селективная уязвимость черной субстанции [40, 41]. Формирование абсцесса с кольцевым усилением сигнала после введения контрастного вещества наблюдается при поражении всех уровней ствола мозга, при инфекции, обусловленной Listeria monocytogenes [42]. При туберкулезе регистрируется милиарный паттерн [43]. Для обеих этих форм стволового энцефалита характерно формирование абсцессов, которые обычно расположены в мосту и выглядят как очаги с легкой Т2-гиперинтенсивно-стью сигнала вследствие формирования вазогенного отека. Центральная часть этих очагов может выглядеть изо- или гиперинтенсивной в Т2-режиме [44]. В случае формирования туберкуломы сигнал от центральной части очага — Т2-гипоинтенсивный [45]. Из-за гематогенного распространения распределение абсцессов обычно напоминает артериальную эмболию. Поражение ствола при энцефалите может быть ассоциированным с супратенториальными нарушениями, в некоторых случаях со специфическими симметричными билатеральными очагами в области базальных ядер.

Существует «только стволовой энцефалит», известный также как энцефалит Бикерстаффа, который, как предполагается, имеет воспалительную неинфекционную природу и в большинстве случаев аутоиммунную этиологию [46]. После того как была продемонстрирована патогенетическая роль антиганглиозидных антител, пациенты, у которых клинически наблюдался широкий спектр симптомов — от офтальмоплегии и атаксии до нарушения сознания и арефлексии, и которые ранее описывались как случаи симптома Миллера–Фишера, синдрома Гийена–Барре или энцефалита Бикерстаффа, стали расцениваться как больные синдромом анти-GQ1B антител [47–49]. В случае этих синдромов иммунная кросс-реакция, видимо, запускается предшествующим инфицированием Campylobacter jejuni и Mycoplasma pneumoniae [49, 50]. Энцефалит Бикерстаффа может имитировать глиому: для дифференциальной диагностики применяются исследование профиля метаболитов при МР-спектроскопии, повторная МРТ после терапии глюкокортикостероидами и анализ ликвора на ан-ти-GQ1B-антитела [48].

После обычных вирусных инфекций, таких как грипп А и В, парагрипп II, герпес-вирус VI типа, Коксаки вирус или энтеровирус, у иммунокомпетентных детей может развиться быстропрогрес- сирующая энцефалопатия, известная как острая некротизирующая энцефалопатия [51]. Она начинается в течение первых 4 сут от развития симптомов вирусной инфекции с летаргического состояния, которое затем в 50% случаев сменяется комой и судорогами. Среди пациентов, перенесших первый эпизод, у 50% развивается хотя бы одно обострение. Как семейные, так и спорадические формы развиваются у пациентов с миссенс-мутацией гена RAN-binding 2 [52]. Острая некротизирующая энцефалопатия считается другой нозологической формой, чем острый диссеминированный энцефаломиелит.

Острый диссеминированный энцефаломиелит в большинстве случаев — монофазное и мультифокальное воспалительное заболевание [38, 53, 54]. Стволовые очаги по данным МРТ невозможно дифференцировать от таковых при рассеянном склерозе, однако у таких пациентов чаще выявляются повреждения на уровне среднего мозга, кроме того, они более симметричны, билатеральны, чем при рассеянном склерозе [38, 55]. Билатеральное симметричное вовлечение мозжечка, базальных ядер, таламуса и относительная сохранность мозолистого тела подтверждают диагноз острого диссеминированного энцефаломиелита (рис. 3).

Кроме того, при повторных МРТ в периоде ре-конвалесценции очаги при остром диссеминированном энцефаломиелите уменьшаются в количестве, размерах, а также наблюдается ослабление интенсивности в режиме Т2. В 50% случаев очаги полностью исчезают [56]. При рассеянном склерозе часто происходит вовлечение ствола мозга. Очаги чаще расположены на дне 4-го желудочка, в периферических частях ствола, в особенности в мосту [57]. Субтенториальное расположение очагов считается специфичным для рассеянного склероза (пересмотренные критерии Мак-Дональда, 2017) [58]. Рассеянный склероз у детей наблюдается редко [59], тем не менее в дебюте заболевания вовлечение ствола и мозжечка, особенно у мальчиков, встречается чаще, чем у пациентов с дебютом в молодом возрасте [60, 61]. Это послужило основой для гипотезы, что при рассеянном склерозе преимущественно в иммунный процесс вовлечен более зрелый миелин [62]. Кроме того, необходимо отметить, что ствол мозга вовлекается в патологический процесс также при заболеваниях нейрооп-тикомиелитного спектра, что связано с образованием аутоантител к аквапорину-4 и в некоторых случаях в отсутствии этих антител [63].

клиническая; 20

тактика ™

в рассеянный склероз

А. Т2-ВИ сагиттально

В. Т2-ВИ аксиально

Д. FLAIR аксиально

Ж. Т1-ВИ с контрастированием аксиально

И. Карта фракционной анизотропии

Рис. 3. Пациентка Р., 15 лет. МРТ: острый диссеминированный энцефаломиелит с трансформацией

Примечание. Множественные перивентрикулярные, субкортикальные крупные очаги с нечеткими и неровными контурами, накапливающие контрастное вещество фрагментарно, преимущественно по краям (нарушение гематоэнцефалического барьера), с незначительным повышением МР-сигнала на ДВИ 1000 с/мм² (отечные изменения). Внутренняя структура очагов неоднородная. Визуализируется поражение ствола мозга, спинного мозга и мозжечка. Ограничение фракционной анизотропии на уровне очагов (до 0,2) и снижение плотности реконструируемых трактов на этом уровне (данные Детского научно-клинического центра инфекционных болезней ФМБА России, Санкт-Петербург).

НЕЙРОДЕГЕНЕРАТИВНЫЕЗАБОЛЕВАНИЯ У ДЕТЕЙ

Дефицит кофактора молибдена является редким аутосомно-рецессивным нейродегенератив-ным заболеванием. Возможно, данная патология является не столько редкой, сколько трудно диагностируемой. При данном поражении развивается энцефалопатия с ранним дебютом или с поздним дебютом в атипичных случаях в виде общей задержки развития. Структурная МРТ и диффузионно-взвешенная МР-картина напоминает таковую при диффузном гипоксически-ишемическом поражении [64]. Тем не менее, в случае если наблюдается преимущественное вовлечение ножек мозга, бледного шара и субталамической области, это может заставить предположить описываемое состояние. Ранняя диагностика дефицита кофактора молибдена является критической для начала ранней поддерживающей и заместительной терапии, что позволяет предотвратить атрофию мозга [65].

Гипертрофическая дегенерация ядер оливы считается специфической формой транссинаптической гипертрофической дегенерации и развивается вследствие неспецифического повреждения денто-рубро-оливарного пути [66]. Хотя это состояние у детей считается редким, сообщается о его превалировании у пациентов с метаболическими заболеваниями, а также после операции по поводу опухолей задней черепной ямки [67, 68]. На МРТ выявляются Т2-гиперинтенсивные очаги, часто с билатеральным и симметричным увеличением оли-варных ядер. Они начинают появляться в течение месяца после острого события и в течение 3–4 лет имеют тенденцию к разрешению [69].

ОПУХОЛИ СТВОЛА МОЗГА У ДЕТЕЙ

МРТ-признаками глиомы ствола мозга являются Т2-гиперинтенсивные очаги с масс-эффектом, окружающие цистерны, 4-й желудочек, сильвиев водопровод и/или мозжечок. Чаще всего у детей развиваются отличающиеся по анатомии и клиническому течению 3 группы глиом ствола — это диффузная внутренняя понтинная глиома, экзофитиче-ская среднемозговая глиома и тектальная глиома [70]. Первый вариант имеет наихудший прогноз выживаемости (около 1 года) [71]. На МРТ отличительными особенностями являются перифокальный отек, отсутствие накопления контраста и масс-эф-фекта. Чаще всего возникает в возрасте 5–10 лет с развитием клинической триады — атаксии, поражения черепно-мозговых нервов и длинных трак- тов. В типичном случае поражение тотальное или субтотальное, чаще всего в мосту. Хотя отсутствие накопления контраста является характерной особенностью, в некоторых случаях наблюдается негомогенное частичное или периферическое накопление парамагнетика [72].

У детей младше 3 лет могут возникать солидные примитивные нейроэктодермальные опухоли. Они фокально, экзофитно расположены обычно в мосту, умеренно накапливают контраст и часто распространяются субарахноидально [73–75]. Опухоли ствола у детей также могут развиваться при неврофиброматозе 1-го типа [76, 77]. Чаще всего возникает астроцитома, которая растет менее агрессивно, чем у детей без неврофиброматоза [78]. У таких пациентов выявляются яркие Т2-гиперинтенсивные очаги, которые остаются стабильными и иногда исчезают у пациентов старше 12 лет [79]. Интракраниальное поражение ствола мозга может развиваться при гистиоцитозе клеток Лангерганса [80, 81]. Это редкое гранулематозное заболевание системы моноцит-макрофаг. Типичные клинические проявления при этом — литические очаги краниофациального скелета, вовлечение гипоталами-чески-питуитарной области, несахарный диабет. Интракраниально выявляются симметричные Т2-гиперинтенсивные очаги нейродегенерации и реже регистрируются массивные туморозные очаги [82].

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Поражение ствола мозга, изолированное или связанное с супратенториальными изменениями, возникает при широком спектре патологических состояний. Небольшой размер ствола, менее четкое различие между серым и белым веществом и определенное ограничение мультипараметри-ческой МРТ в случае исследования стволовых структур часто приводят к затруднениям в дифференциальной диагностике. Иногда большое диагностическое значение приобретают топография очага и интенсивность сигнала от него. Для целей дифференциальной диагностики основополагающее значение, тем не менее, играют клинические, эпидемиологические и лабораторные исследования.

ИСТОЧНИК ФИНАНСИРОВАНИЯ

Поисково-аналитическая работа проведена на личные средства авторского коллектива.

клиническая; 20

Том 1²1 № ⁰ 1