МРТ-морфометрия головного мозга у наркозависимых пациентов до и после стереотаксического вмешательства
Автор: Евсюкова Н.В., Кузина И.Р., Ахадов Т.А.
Журнал: Сибирский журнал клинической и экспериментальной медицины @cardiotomsk
Рубрика: Организация здравоохранения и общественное здоровье
Статья в выпуске: 3-2 т.23, 2008 года.
Бесплатный доступ
Цель. Провести МР морфометрию головного мозга у наркозависимых пациентов до и после стереотаксического вмешательства. Материал и методы. Проведена МРТ головного мозга 226 наркозависимым пациентам и 106 пациентам без наркотической зависимости (контрольная группа). Всем наркозависимым пациентам МРТ головного мозга выполнена и после стереотаксического вмешательства. Статистическая значимость полученных результатов подтверждена с помощью критериев Пирсона (х-квадрат) и Стьюдента (t). Математические расчеты выполнялись в пакете БИОСТАТ (версия 4.03). Результаты. Морфометрические показатели у наркозависимых пациентов сопоставлены со значениями в контрольной группе. У 73 (32%) наркозависимых пациентов выявлены атрофические изменения головного мозга, среди которых преобладала диффузная атрофия (36%). Диффузная атрофия головного мозга чаще развивалась у лиц с героиновой зависимостью (44%) и при длительности наркомании от 6 до 10 лет (53%). Выявлено уменьшение объема гиппокампа до 3,7 см3 при длительном употреблении наркотика и при использовании именно героина (в контрольной группе средний объем гиппокампа составил 5,2 см3). У наркозависимых пациентов с диффузной атрофией головного мозга постоперационные осложнения развились в 64 % случаев. Выводы. МР-морфометрия показала, что диффузная атрофия головного мозга развивалась у 36% (26 человек) наркозависимых пациентов, у которых в 64% случаев развились постоперационные осложнения.
Мрт, головной мозг, гиппокамп, наркозависимые, героин, атрофия, стереотаксическое вмешательство
Короткий адрес: https://sciup.org/14918916
IDR: 14918916
Текст научной статьи МРТ-морфометрия головного мозга у наркозависимых пациентов до и после стереотаксического вмешательства
Наркомания является одной из важных социальных проблем современного общества. Хроническое употребление наркотиков приводит к значительным изменениям личности. В процессе заболевания формируется особая «наркоманическая» личность со свойственным ей поведением [1].
При хроническом употреблении наркотических веществ страдает прежде всего лимбическая система головного мозга, центральным звеном которой является гиппокамп. К структурам лимбической системы также относятся ядра передней области таламуса, гипоталамус, миндалевидный комплекс, поясная извилина, структуры ретикулярной формации: мозолистое тело, переднее бедро внутренней капсулы, медиобазальные отделы лобных долей (ассоциативные пути головного мозга). Эта система участвует в регуляции эмоционального состояния, настроения, мотивационной сферы, психофизиологического тонуса, поведения человека в целом, его адаптации к окружающей среде.
Под влиянием хронического употребления наркотических веществ в клетках головного мозга происходят функциональные и структурные изменения. На патоморфологическом уровне это проявляется диффузной патологией белого вещества полушарий мозга: прогрессирующей деструкцией миелина с утратой миелиновых волокон, частично вместе 96
с аксонами, гибелью олигодендроцитов, пролиферацией и гипертрофией астроцитов, персистирующим отеком и спонгиоформными изменениями [2, 3]. Все это приводит к развитию атрофических изменений в головном мозге и, в конечном итоге, к ухудшению интеллектуальных и мнестических возможностей человека, нарушению высших психических функций [4]. В печати имеются работы некоторых отечественных и зарубежных авторов, которые посвящены изучению состояния головного мозга у наркозависимых пациентов по данным МРТ [5-9]. Однако в изученной нами литературе мы не встретили полного и систематизированного описания морфометрических характеристик головного мозга у наркозависимых пациентов. Также нет работ с описанием морфометрических характеристик головного мозга у наркозависимых пациентов после стереотаксического вмешательства.
Целью данной работы явилась МР-морфометрия изменений головного мозга у наркозависимых пациентов до и после стереотаксического вмешательства.
МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ
226 пациентам с хронической наркозависимостью и 106 пациентам контрольной группы была проведена МРТ головного мозга и выполнена морфометрия. Из 226 (206 мужчин и 20 женщин) наркозави-симых пациентов 119 употребляли производные опия, 107 – героин от одного года до 15 лет. По длительности приема наркотического препарата пациенты были разделены на три группы: от одного года до пяти лет – 170 пациентов (75%); от шести до 10 лет – 52 пациента (23%); от 11 до 15 лет – 4 пациента (2%).
Небольшое количество пациентов в третьей группе обусловлено высокой смертностью, поэтому эта группа не учитывалась при статистической обработке материала. В контрольную группу вошли психически здоровые пациенты без наркотической зависимости с вегето-сосудистой дистонией. Из них 10 было женщин и 96 мужчин. Возраст наркоза-висимых пациентов колебался от 16 до 43 лет (M±m, где М – выборочное среднее, m – стандартная ошибка среднего, n – объем выборки) (24,69±4,937 лет, n=226) и в контрольной группе от 16 до 43 (24,68± 4,933 лет, n=106).
Наркозависимые пациенты поступали в ГКБ № 29 г. Новокузнецка для стереотаксического вмешательства: дозированной двухсторонней высокочастотной коагуляции поясных извилин в трех точках. Нарко-зависимым пациентам проведено полное клиническое, нейрофизиологическое и психологическое обследование. МРТ головного мозга для выявления морфологических изменений головного мозга и расчетов перед стереотаксическим вмешательством проведена в отделении лучевой диагностики МЛПУ «ГКБ № 1» г. Новокузнецка. МРТ выполнялась на томографе «Vectra» производства фирмы GE с напряженностью магнитного поля 0, 5 Тс. При исследовании па- циентов использовался стандартный протокол, который включал в себя SE- и IR-импульсные последовательности (ИП) с получением Т1-, ρ- и T2 взвешенных изображений (ВИ) суб-, супратенториальных структур и ствола головного мозга с толщиной выделяемого слоя 5 мм, в сагиттальных, аксиальных и корональных плоскостях.
Статистическая обработка проводилась с использованием программы Biostat (версия 4.03). Стандартная обработка вариационных рядов включала расчет средних арифметических величин (М) и их стандартных ошибок (m), частоты снижения или повышения показателя, выраженной в процентах и определяемой с помощью таблиц Генеса, которые содержат информацию в виде значений M±m (Лакин Г.Ф.,1980). Сравнение средних величин в случаях нормального распределения осуществлялось c помощью параметрического критерия Стьюдента (t). Разность считалась статистически значимой при P<0,05. В тех случаях, когда сравнивалось более двух групп и более половины показателей не подчинялись нормальному распределению, критерий Стьюдента для проверки гипотез о равенстве средних значений в сравниваемых популяциях не использовался. Анализ качественных признаков проводился с использованием критерия Пирсона (хи-квадрат). Для выявления статистически значимых различий в полученных результатах исследования проверялись нулевая или рабочая гипотезы, согласно которым различия в анализируемых группах вызваны случайным фактором, а их отрицание подтверждает статистически значимое различие значений показателей в обозначенных совокупностях.
РЕЗУЛЬТАТЫ
У всех пациентов, как наркозависимых, так и контрольной группы, проводили измерения поперечного размера лобных, височных и теменных долей; высоты извилин (лобных, теменных, поясных и парагиппокампальных) и мозолистого тела; объема гиппокампа и ширины ликворных пространств (субарахноидального пространства полушарий и желу- дочков мозга). Учитывая то, что средний возраст пациентов в обеих группах был почти одинаковым, показатели в контрольной группе принимали за нормативы. Данные МР-морфометрии головного мозга у пациентов контрольной группы сравнили с таковыми у наркозависимых пациентов.
На аксиальных МР-томограммах Т1ВИ определяли максимальный поперечный размер лобных, височных и теменных долей – расстояние от самой медиальной до самой латеральной точек. При этом контролировалась правильная укладка пациента. О симметричности укладки свидетельствовала отчетливая визуализация передней и задней коммиссур, а также симметричное расположение лицевых нервов. У 22 (26%) наркозависимых пациентов было выявлено преобладание поперечного размера долей правого полушария над левым, в контрольной группе пациентов подобные изменения не встретились.
По сагиттальным МР-томограммам на Т1ВИ измеряли высоту извилин: лобных (верхней, средней и нижней), теменных (верхней и нижней), поясных (правой и левой) и парагиппокампальных (правой и левой), а также высоту ствола мозолистого тела на уровне венечного шва. В табл. 1 представлены средние значения высот извилин (лобных, теменных, поясных и парагиппокампальных) головного мозга и мозолистого тела у наркозависимых и у пациентов контрольной группы.
Из табл. 1 видно, что средние значения высот лобных, теменных, поясных и парагиппокампальных извилин у наркозависимых пациентов были меньше, чем у пациентов контрольной группы. При помощи t-критерия Стьюдента выявлены статистически значимые различия в группах (P<0,05).
У лиц обеих групп поясные извилины были представлены двумя вариантами: одноэтажным и двухэтажным. У наркозависимых пациентов преобладали двухэтажные поясные извилины (79%), а у пациентов контрольной группы – одноэтажные (62%).
При помощи приложения 3D MPR и Volume рабочей станции Syngo MMWP «Leonardo» (Siemens) определяли объем гиппокампа. Измерения проводи-
Таблица 1
Средние значения высот извилин головного мозга и мозолистого тела у наркозависимых пациентов и пациентов контрольной группы
Группы |
Лобные извилины |
Теменные извилины |
Парагиппокампальная извилина |
Поясные извилины |
Мозолистое тело |
|||||
верх |
сред |
ниж |
верх |
ниж |
прав |
лев |
прав |
лев |
||
Наркоза-висимые |
12,0±2,055 |
11,8±2,394 |
11,4±2,547 |
9,9±1,37 |
9,5±1,581 |
6,5±1,261 |
6,3±1,15 |
6,4±0,09 |
6,1±0,08 |
6,0±0,07 |
Группа сравнения |
13,7±1,418 |
14,3±0,9487 |
13,3±1,337 |
11,3±1,494 |
11,5±1,434 |
8,0±0,8165 |
7,8±1,229 |
7,9±0,14 |
7,9±0,14 |
5,96±0,11 |
t |
2,153 |
3,070 |
2,088 |
2,183 |
2,963 |
3,221 |
2,836 |
9,091 |
11,541 |
0,625 |
P |
0,045 |
0,007 |
0,051 |
0,042 |
0,008 |
0,005 |
0,011 |
0,000 |
0,000 |
0,532 |
лись с использованием наборов аксиальных срезов области расположения гиппокампа, с толщиной выделяемого слоя 5 мм, сагиттальных и корональных реконструкций. Средний объем гиппокампа у нар-козависимых пациентов составил 4,0 см3, а у лиц контрольной группы – 5,2 см3. У пациентов с героиновой зависимостью гиппокамп имел объем 3,7 см3, а у пациентов с опийной зависимостью – 4,1 см3. При употреблении наркотического препарата от одного года до пяти лет объем гиппокампа составил 4,3 см3, а от шести до 10 лет – 3,7 см3.
По аксиальным МР-томограммам на Т1ВИ измеряли ширину ликворных пространств: переднего отдела межполушарной борозды, сильвиевых щелей (правой и левой), шпорной борозды, субарахноидального пространства лобных, височных и теменных долей, боковых (тела и передние рога) и III желудочка. В табл. 2 представлены средние значения ширины ликворных пространств полушарий головного мозга: межполушарной борозды, сильвиевых щелей, шпорной борозды и субарахноидального пространства лобных, височных и теменных долей. Из нее очевидно, что ширина ликворных пространств головного мозга у наркозависимых пациентов была больше, чем у пациентов контрольной группы. Статистический анализ показал, что различия в группах существуют (P<0,05).
В табл. 3 представлены средние значения ширины боковых и III-го желудочка у пациентов нарко-зависимых и контрольной группы. Из нее можно видеть, что ширина боковых и III желудочков у нар- козависимых пациентов преобладала над таковой у пациентов контрольной группы.
У 26 (12%) наркозависимых пациентов выявлено сочетание снижения высот извилин головного мозга и мозолистого тела, уменьшения объема гиппокампа и поперечного размера височных долей, расширения субарахноидального пространства полушарий мозга, межполушарной борозды, сильвиевых щелей и желудочков. Все это характеризовало диффузную атрофию головного мозга. У 16 (7%) наркозависимых лиц определялось снижение высот лобных и теменных извилин, компенсаторное расширение субарахноидального пространства лобных и теменных долей, переднего отдела межполушарной борозды, сильвиевых щелей и шпорной борозды. Все это отражало атрофию коры головного мозга. У 10 (4%) наркозависимых пациентов встретилась атрофия лобных долей, которая проявлялась снижением высоты лобных извилин и компенсаторным расширением субарахноидального пространства лобных долей, межполушарной борозды и передних рогов боковых желудочков. Атрофия теменных долей, выявленная у трех (1%) пациентов, проявлялась расширением субарахноидального пространства теменных долей и снижением высоты теменных извилин. Сочетание атрофии лобных и теменных долей встретилось у семи (3%) пациентов. У двух (1%) наркозави-симых лиц определялось расширение субарахноидального пространства височных долей, уменьшение их поперечного размера, расширение сильвиевых щелей и височных рогов боковых желудочков,
Таблица 2
Показатели ширины ликворных пространств полушарий головного мозга у наркозависимых пациентов и в контрольной группе (в мм)
Группы |
Передний отдел межполушарной борозды |
Сильвиевая щель |
Шпорная борозда |
Субарахноидальное пространство долей |
|||
правая |
левая |
Лобных |
Теменных |
Височных |
|||
Наркоза-висимые |
4,7± 1,594 |
4,8±1,269 |
4,8±1,431 |
1,6±0,518 |
2,2±0,631 |
3,2±1,006 |
1,5±0,497 |
Контрольная группа |
3,3± 0,8872 |
3,7±0,4012 |
3,5±1,237 |
1,0±0,0 |
1,6±0,4596 |
1,8±0,5658 |
1,0±0,09 |
t |
2,340 |
2,268 |
2,056 |
3,498 |
2,658 |
3,755 |
3,383 |
P |
0,031 |
0,036 |
0,055 |
0,003 |
0,021 |
0,001 |
0,004 |
Таблица 3
Средние значения ширины боковых и III-го желудочков у наркозависимых пациентов и в контрольной группе (в мм)
Группы |
Передние рога боковых желудочков |
Тела боковых желудочков |
III желудочек |
||
правый |
левый |
правое |
левое |
||
Наркозависимые |
6,4±4,697 |
6,7±4,161 |
11,8±5,304 |
12,7±4,393 |
7,1±3,288 |
Группа сравнения |
3,9±1,906 |
4,3±1,975 |
8,4±1,683 |
8,6±2,137 |
3,6±1,934 |
t |
1,528 |
1,607 |
1,915 |
2,635 |
2,860 |
P |
0,144 |
0,126 |
0,072 |
0,017 |
0,010 |
что характеризовало атрофию височных долей. Атрофия парагиппокампальных извилин определялась у трех (1%) наркозависимых пациентов и проявлялась снижением высоты извилин и компенсаторным расширением и деформацией височных рогов боковых желудочков.
У наркозависимых пациентов атрофические изменения встретились в 32% случаев (в контрольной группе – в 25%). Среди всех атрофических изменений у наркозависимых пациентов статистически значимо преобладала диффузная атрофия головного мозга, которая составила 36% ( χ 2=59,225; R<0,05; ν =7). В группе с героиновой зависимостью диффузная атрофия выявлена у 17 (44%) пациентов, а с опийной зависимостью – у 9 (26%). При употреблении наркотического препарата от одного года до пяти лет диффузная атрофия развилась у 15 (28%) пациентов, а от шести до 10 лет – у 10 (53%).
После проведения дозированной высокочастотной коагуляции поясных извилин всем наркозави-симым пациентам повторно проведена МР-морфо-метрия. После стереотаксического вмешательства у наркозависимых пациентов определялись как ожидаемые постоперационные изменения, так и непредвиденные постоперационные осложнения. Среди ожидаемых постоперационных изменений встретились: отек по ходу штрек-каналов и вокруг точек мишеней – у 196 (87%) пациентов, подкожная гематома в лобно-теменной области – у 170 (75%). От зоны отека по ходу штрек-каналов и вокруг точек мишеней исходил изоинтенсивный сигнал ткани головного мозга на Т1ВИ и гиперинтенсивный – на Т2- и ρ ВИ. Подкожная гематома давала яркий, гиперинтенсивный сигнал на Т2- и ρ ВИ и изоинтенсивный сигнал ткани головного мозга на Т1ВИ.
Постоперационные осложнения: субарахноидальное кровоизлияние – у 46 (20%), внутримозговое кровоизлияние в лобные и теменные доли – у 30 (13%), пневмоцефалия – у 23 (10%) пациентов. Пневмоцефалия в субарахноидальном пространстве конвекситальных отделов лобных долей с их компрессией без изменения МР-сигнала визуализировалась как гипоинтенсивная зона на Т1- и Т2ВИ независимо от импульсной последовательности. Клинически это проявлялось головной болью распирающего характера, головокружением, тошнотой, иногда – рвотой. Субарахноидальное кровоизлияние в конвекситальные отделы лобно-височно-теменной области и межполушарной щели проявлялось гиперинтенсивным МР-сигналом на Т2- и ρВИ и изоин-тенсивным – ткани мозга на Т1ВИ. В ранней подострой стадии при МРТ внутримозговое кровоизлияние визуализировалось как гипоинтенсивный участок с гиперинтенсивным ореолом (перифокальный отек) на Т2- и ρВИ и гиперинтенсивный с ги-поинтенсивным ореолом на Т1ВИ. При этом всегда имелась компрессия смежного субарахноидаль- ного пространства до 0,5 мм. У пациентов с диффузной атрофией головного мозга постоперационные осложнения (пневмоцефалия, субарахноидальное кровоизлияние и внутримозговые гематомы) развивались в 64% случаев, при других видах атрофии – в 36%.
По изображениям в сагиттальной, аксиальной и фронтальной плоскостях определяли объем отека по ходу штрек-каналов и объем внутримозговой гематомы (измеряли передне-задний размер, ширину и высоту). У пациентов с диффузной атрофией средний объем отека по ходу штрек-каналов составил 3,3±2,161 см3, а средний объем внутримозговых гематом – 5,1±1,731 см3. У пациентов без диффузной атрофии средний объем отека по ходу штрек-кана-лов составил 1,2±1,653 см3, средний объем внутримозговых гематом – 2,9±0,179 см3, то есть меньше, чем у пациентов с диффузной атрофией головного мозга. Статистический анализ показал, что различия в группах существуют (P<0,05).
ОБСУЖДЕНИЕ
На основании полученных МР планиметрических характеристик головного мозга, асимметрию полушарий (чаще преобладало по объему правое) мы выявили только у наркозависимых пациентов (26%). У них же преобладали двухэтажные поясные извилины над одноэтажными (79% против 21%). В известной нам литературе мы не встретили описания врожденных аномалий развития головного мозга у наркозависимых пациентов, поэтому выявленные у них изменения головного мозга смогли сравнить только с данными пациентов контрольной группы, которые не страдали наркотической зависимостью.
Известно, что правое полушарие головного мозга отвечает за эмоциональную сферу человеческого организма и связано с отрицательными эмоциями [13], а поясная извилина является специфической проекционной зоной коры больших полушарий, ответственной за воспроизведение и осознание эмоций. Исходя из этого, можно предположить, что люди с асимметрией полушарий головного мозга (за счет преобладания правого) и с двухэтажными поясными извилинами более эмоциональны и склонны к агрессии. Эмоциональная нестабильность требует смены и большей силы ощущений. Эта лабильность, возможно, и приводит в поиске за острыми ощущениями к пробе наркотиков.
С помощью МР-морфометрии мы установили, что у наркозависимых пациентов преобладала диффузная атрофия головного мозга (атрофия коры и глубоких структур). Сообщения о развитии у нар-козависимых лиц атрофии коры головного мозга, атрофии лобных и височных долей имеются и в зарубежной литературе [6-9]. Однако не описаны не только данные МР-морфометрии структур головного мозга при атрофии, но и их выраженность и частота в зависимости от вида наркотика и длительнос-99
ти его приема. Нами установлено, что именно героиновая, а не опийная, зависимость чаще приводит к развитию диффузной атрофии (атрофии коры и глубоких структур) головного мозга, которая проявляется общей сообщающейся компенсаторной гидроцефалией. Оказалось, что при хроническом употреблении наркотического препарата (от 6 до 10 лет) диффузная атрофия головного мозга развивается чаще. При этом страдает прежде всего лимбическая система головного мозга, центральным звеном которой является гиппокамп. Мы так же, как и некоторые зарубежные авторы [11, 12], выявили уменьшение объема гиппокампа у наркозависимых лиц. По нашим данным, уменьшение объема гиппокампа, как и диффузная атрофия головного мозга, выявлены у пациентов с героиновой зависимостью, а не с опийной.
Нами впервые изучено состояние головного мозга у наркозависимых пациентов после стереотаксического вмешательства. Установлено, что постоперационные осложнения (пневмоцефалия, субарахноидальное кровоизлияние и внутримозговая гематома) чаще развивались у пациентов с диффузной атрофией головного мозга (64%). Кроме того, у нар-козависимых с диффузной атрофией головного мозга преобладали объем отека по ходу штрек-ка-налов и объем внутримозговой гематомы. В связи с полученными данными можно предположить, что пациенты с диффузной атрофией головного мозга чаще подвержены развитию осложнений после стереотаксического вмешательства.
Таким образом, обоснованно считать, что МР-морфометрия позволила выявить врожденные особенности головного мозга у наркозависимых пациентов: асимметрию полушарий головного мозга (26%) и преобладание двухэтажных поясных извилин (79%). По данным МР-морфометрии, у 32% наркозависимых имелись атрофические изменения, среди которых статистически значимо преобладала диффузная атрофия головного мозга (36%). Диффузная атрофия головного мозга чаще встречалась при героиновой зависимости (44%) и при длительности употребления наркотика от 6 до 10 лет (53%). Постоперационные осложнения (пневмоце-фалия, субарахноидальное кровоизлияние и внутримозговая гематома) чаще развивались у пациентов с диффузной атрофией головного мозга (64%).
Список литературы МРТ-морфометрия головного мозга у наркозависимых пациентов до и после стереотаксического вмешательства
- Луцик А. А., Завьялова Н.Е., Сафонов Е.А. Комплексное лечение опийной наркомании: Этиология и патогенез опийной наркомании. -Новосибирск: «Издатель», 2003. -220 с.
- Клинцова А. Ю., Уранова Н. А. Ультраструктура префронтальной коры мозга при длительном введении амфетамина//Неврология и психиатрия. -1988. -№ 7. -С. 71-75.
- Колушева Г. В. Изменение ультраструктуры таламуса при хронической морфинной интоксикации и абстиненции//Неврология и психиатрия. -1988. -№ 7. -С. 67-70.
- Гречин В. Б., Кропотов Ю. Д. Медленные неэлектрические ритмы головного мозга человека. -Ленинград, 1979. -117 с.
- Сафонов Е. А. Коррекция терапевтически резистентных форм обсессивно-компульсивных нарушений при состоянии зависимости: Диссертация на соискание ученой степени кандидата медицинских наук. -Новосибирск, 2003. -152 с.
- George Bartzokis, Iris B. Goldstein et al. The incidence of T2 -weighted MR imaging signal abnormalities in the brain of cocaine -dependent patients is age -related and region -specific//American j. of Neuroradiology. -1999. -vol. 20. -№ 10. -P. 1628-1635.
- Paul M. Thomson, Kiralee M. Hayashi et al. Structural abnormalities in the brains of human subjects who use methamphetamine//j. of Neuroscience. -2004. -vol. 24. -№ 6. -P. 6028-6036.
- Xiang Liu, M. D., John A. Matochik, Ph. D., Jean-Lud Cadet, M. D., and Edythe D. London, Ph. D. Smaller volume of prefrontal lobe in polysubstance abusers: A magnetic resonance imaging study//Neuropsychopharmacology. -1998. -vol. 18. -№ 4.
- Joseph O'Neill, Valerie A Cardenas, Dieter J Meyerholf. Regional Distribution of Brain Structural Abnormalities in Chronic Cocaine and Alcohol Abuse Determined by Volumetric MRI//Proc. Intl. Soc. Mag. Reson.. -2001. -vol. 9. -P. 432.
- Симонов П.В. Эмоциональный мозг. -Москва, 1981. -195 с.