Физиологический объем и атрофия головного и спинного мозга, измеренные с помощью магнитно-резонансной томографии

Рассеянный склероз (РС) — хроническое иммуноопосредованное воспалительное и нейродегенеративное заболевание, поражающее центральную нервную систему. Магнитно-резонансная томография (МРТ) является основным параклиническим исследованием, используемым для мониторинга активности заболевания и ответа на лечение. Однако существует лишь ограниченная корреляция между клиническими симптомами и данными, наблюдаемыми на обычной МРТ, — явление, называемое клинико-радиологическим парадоксом. Измерение общей и регионарной атрофии головного мозга дает дополнительную информацию для МРТ и, по-видимому, лучше коррелирует с клиническим течением и прогнозом. За последние два десятилетия атрофия головного мозга при РС широко изучалась, были установлены пороговые значения потери объема головного мозга с течением времени, и вполне вероятно, что она станет важным критерием исхода как в клинических исследованиях, так и в рутинной практике.

По сравнению с атрофией головного мозга, атрофии спинного мозга (SC) и ее связи с инвалидностью, связанной с РС, уделяется меньше внимания. Отчасти это связано с техническими трудностями, такими как неоднородное магнитное поле в этой области, малые физические размеры СК и артефакты, вызванные движением СК в позвоночном канале вместе с током спинномозговой жидкости и периодическим движением, обусловленным дыхательными и сердечными циклами. Более того, очаговые поражения РС спинного мозга могут вызывать как отек, так и сморщивание СК, что влияет на его абсолютный объем, что приводит к проблемам с интерпретацией абсолютного объема СК при РС. Несмотря на все эти проблемы, можно идентифицировать поражения SC и надежно измерить объем SC, но не существует «золотого стандарта» (стандартизированного) программного обеспечения для измерения объема SC и нет соглашения об уровне SC (сегментах), который наиболее подходит для SC. измерение потери объема.

В течение 2016 года мы разработали собственный полуавтоматический конвейер для измерения объема шейного отдела спинного мозга, который является частью программы Scanview. Сегментация выполняется на Т2-взвешенных изображениях. На первом этапе маркер вручную помещается в центр межпозвонкового диска С3-4 (сагиттальная плоскость). Последующее выпрямление спинного мозга (ручное вращение спинного мозга для достижения перпендикулярной ориентации спинного мозга к дорсальной части тела С3 позвонка), что позволяет уменьшить частичный объем за счет ориентации спинного мозга. После этого центрирования и выпрямления матрица трансформации сохраняется и все последующие шаги полностью автоматизированы. Эти шаги включают в себя: 1. Подпиксельное деление, 2. Инверсию контраста изображений, взвешенных по T2, и сглаживание путем применения набора медианных, гауссовых и усиливающих края фильтров и 4. Интерполяцию кубическим сплайном для поиска кривой, представляющей границу спинного мозга с наибольшей вероятностью. Наконец, рассчитывается сумма средних площадей 21 1-мм среза (1 центральный срез, зафиксированный в центре межпозвонкового диска C3-4, и 2 x 10 срезов в краниальном и каудальном направлениях. Используя это новое программное обеспечение, мы оценили 1036 пациентов с рассеянным склерозом в течение 2016 и 2017 годов. Внутри- и межэкспертная изменчивость оценки объема SC была выполнена с использованием внутриклассового коэффициента корреляции (ICC) с двусторонним смешанным абсолютным согласием и дизайном с одним измерением. Анализ подтвердил очень хорошую согласованность (> 98%) метода. Предварительные результаты показали значительную корреляцию между объемом спинного мозга и различными клиническими фенотипами.