ldtЛучевая диагностика и терапияDiagnostic radiology and radiotherapy2079-5343Baltic Medical Education Center10.22328/2079-5343-2020-11-2-66-75ldt-527Research ArticleОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИORIGINAL RESEARCHРЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ГОЛОВНОГО МОЗГА У ДЕТЕЙ С РАССТРОЙСТВАМИ АУТИСТИЧЕСКОГО СПЕКТРА ПРИ ПОМОЩИ ПРОТОННОЙ МАГНИТНО-РЕЗОНАНСНОЙ СПЕКТРОСКОПИИTHE RESULTS OF A STUDY OF THE BRAIN IN CHILDREN WITH AUTISM SPECTRUM DISORDERS USING PROTON MAGNETIC RESONANCE SPECTROSCOPYhttps://orcid.org/0000-0002-4348-4872СергеевА. М.SergeevA. M.

аспирант кафедры медицинской биофизики 

194100, Санкт-Петербург, Литовская ул., д. 2

SPIN: 8187–8969

artur5ergeeff@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0002-1110-066XПоздняковА. В.PozdnyakovA. P.

доктор медицинских наук, профессор, заведующий отделением лучевой диагностики, заведующий кафедрой медицинской биофизики; профессор кафедры лучевой диагностики и лучевой терапии федерального государственного бюджетного  образовательного учреждения высшего образования «СевероЗападный государственный  медицинский университет им. И.И.Мечникова» Министерства здравоохранения  Российской Федерации; руководитель лаборатории нейровизуализации федерального  государственного бюджетного учреждения «Российский научный центр радиологии и хирургических технологий им. акад. A.M.Гранова» Министерства здравоохранения Российской Федерации 

194100, Санкт-Петербург, Литовская ул., д. 2 

191015, Санкт-Петербург, Кирочная ул., д. 41

197758, Санкт-Петербург, Ленинградская ул., д. 70

SPIN: 1000–6408

pozdnyakovalex@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0003-2672-611XИвановД. О.IvanovD. O.

доктор медицинских наук, профессор, 

194100, Санкт-Петербург, Литовская ул., д. 2

SPIN: 4437–9626

radiolodgy@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-2253-4105АтамановаЭ. Э.AtamanovaE. E.

кандидат медицинских наук, врач-невролог, вертебролог медицинского центра «Доктрина»

Санкт-Петербург

SPIN: 4807–0441

atelel@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0003-4388-3221ОльшанскийО. В.OlshanskyO. V.

врач-психиатр медицинского центра «Доктрина», ассистент кафедры психиатрии и наркологии

194100, Санкт-Петербург, Литовская ул., д. 2  

prognozoov@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0001-6977-757XПоздняковаО. Ф.PozdnyakovaO. F.

кандидат медицинских наук, доцент кафедры медицинской биофизики, врач-рентгенолог отделения лучевой диагностики; ассистент кафедры лучевой диагностики и лучевой терапии федерального государственного бюджетного образовательного учреждения  высшего образования «Северо-Западный государственный медицинский университет им. И.И.Мечникова» Министерства здравоохранения Российской Федерации; научный сотрудник лаборатории нейровизуализации федерального государственного бюджетного  учреждения «Российский научный центр радиологии и хирургических технологий им. акад. A.M.Гранова» Министерства здравоохранения Российской Федерации

194100, Санкт-Петербург, Литовская ул., д. 2 

191015, Санкт-Петербург, Кирочная ул., д. 41

197758, Санкт-Петербург, Ленинградская ул., д. 70

SPIN: 6186–4626

radiology@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0003-3766-7231Суф Эль-ЖилЛ. Р.Suf El-ZhilL. R.

студентка, 5-й курс, педиатрический факультет

194100, Санкт-Петербург, Литовская ул., д. 2

SPIN: 7122–2220

leyla.umnichka@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0001-5967-4315ГречаныйС. В.GrechaniyS. V.

доктор медицинских наук, доцент, заведующий кафедрой психиатрии и наркологии 

194100, Санкт-Петербург, Литовская ул., д. 2;  SPIN: 2836–8820

svgrechany@mail.ruСанкт-Петербургский государственный педиатрический медицинский университетРоссияSt. Petersburg State Pediatric Medical UniversityRussian Federation2020140820201126675Copyright © Сергеев А.М., Поздняков А.В., Иванов Д.О., Атаманова Э.Э., Ольшанский О.В., Позднякова О.Ф., Суф Эль-Жил Л.Р., Гречаный С.В., 20202020Сергеев А.М., Поздняков А.В., Иванов Д.О., Атаманова Э.Э., Ольшанский О.В., Позднякова О.Ф., Суф Эль-Жил Л.Р., Гречаный С.В.Sergeev A.M., Pozdnyakov A.P., Ivanov D.O., Atamanova E.E., Olshansky O.V., Pozdnyakova O.F., Suf El-Zhil L.R., Grechaniy S.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://radiag.bmoc-spb.ru/jour/article/view/527

Целью исследования было определение диагностической значимости метаболитов N-ацетиласпартата, холина и креатина по данным протонной магнитно-резонансной спектроскопии в головном мозге у детей с расстройствами аутистического спектра.

Материалы и методы

Материалы и методы. С помощью рутинной МРТ и протонной магнитно-резонансной спектроскопии обследовано 20 детей с диагнозом из рубрики «первазивные расстройства развития» (F84) в возрасте 1–10 лет (средний возраст 5,05 года ( 2,502); 13 мальчиков; 7 девочек). У 12 из 17 детей в возрасте от 2 до 10 лет, средний возраст 5,75±0,827 года (Me 6,00 (3,00; 8,75); 8 мальчиков; 4 девочки) были применены методики «The Autism Treatment Evaluation Scale» и «Оценка поведения детей» (версия для пациентов с отклоняющимся развитием) «The Nisonger Child Behavior Rating Form».

Результаты

Результаты. Выявлены достоверные снижение соотношения NAA/Cr (p<0,05) в постцентральной извилине правого полушария головного мозга, во внутренней капсуле слева и гиппокампе справа. Увеличение соотношения Cho/NAA (p<0,05) в височных долях с обеих сторон и гиппокампе справа. Увеличение соотношения Cho/Cr (p<0,05) во внутренней капсуле с двух сторон.

Заключение

Заключение. Полученные данные позволяют выявить у пациентов с расстройствами аутистического спектра некоторые характерные изменения метаболизма в головном мозге, возможно, вызванные повреждением нейронов.  

The aim of the study was to determine the diagnostic significance of metabolites of N-acetyl aspartate, choline and creatine according to proton magnetic resonance spectroscopy in the brain in children with autism spectrum disorders.

Material and methods

Material and methods. Using routine MRI and proton magnetic resonance spectroscopy, we examined  20 children with a diagnosis of «pervasive developmental disorders» (F 84) aged 1–10 years (average  age 5,05 years (SD 2,502); 13 boys; 7 girls). In 12 patients (from 17 children) aged 2 to 10 years, the average age was 5,75±0,827 years (Me 6.00 (3,00; 8,75); 8 boys; 4 girls) the «The Autism Treatment Evaluation Scale» and «Behavioral Assessment of Children» (version for patients with developmental disabilities) «The Nisonger Child Behavior Rating Form».

Results

Results. We found a significant decrease in the ratio of NAA/Cr (p<0,05) in the postcentral gyrus of the right hemisphere of the brain, in the inner capsule on the left and the hippocampus on the right. Increased Cho/NAA ratio (p<0,05) in the temporal lobes on both sides and the hippocampus on the right. Increased Cho/Cr ratio (p<0,05) in the inner capsule on both sides.

Conclusions

Conclusions. These data allow us to identify in patients with autism spectrum disorders some specific metabolic changes in the brain. Perhaps this is caused by damage to neurons.  

аутизмрасстройства аутистического спектрапервазивные расстройства развитиямагнитно-резонансная томографияпротонная магнитно-резонансная спектроскопияautismautism spectrum disorderspervasive developmental disordersmagnetic resonance imagingproton magnetic resonance spectroscopyReferencesBaron-Cohen S., Scott F.J., Allison C., Williams J., Bolton P., Matthews F.E., Brayne C. Prevalence of autism-spectrum conditions: UK school-based population study // The British Journal of Psychiatry. 2009. Vol. 194 (6). Р. 500–509. DOI: 10.1192/bjp.bp.108.059345.Baron-Cohen S., Scott F.J., Allison C., Williams J., Bolton P., Matthews F.E., Brayne C. Prevalence of autism-spectrum conditions: UK school-based population study // The British Journal of Psychiatry. 2009. Vol. 194 (6). Р. 500–509. DOI: 10.1192/bjp.bp.108.059345.Biomarkers Definitions Working Group. Biomarkers and surrogate endpoints: Preferred definitions and conceptual framework // Clin. Pharmacol. Ther. 2001. Vol. 69. Р. 89–95. DOI: 10.1067/mcp.2001.113989.Biomarkers Definitions Working Group. Biomarkers and surrogate endpoints: Preferred definitions and conceptual framework // Clin. Pharmacol. Ther. 2001. Vol. 69. Р. 89–95. DOI: 10.1067/mcp.2001.113989.Geier D.A., Kern J.K., Geier M.R. A Comparison of the Autism Treatment Evaluation Checklist (ATEC) and the Childhood Autism Rating Scale (CARS) for the Quantitative Evaluation of Autism // Journal of mental health research in intellectual disabilities. 2013. Vol. 6 (4). Р. 255–267. DOI: 10.1080/19315864.2012.681340.Geier D.A., Kern J.K., Geier M.R. A Comparison of the Autism Treatment Evaluation Checklist (ATEC) and the Childhood Autism Rating Scale (CARS) for the Quantitative Evaluation of Autism // Journal of mental health research in intellectual disabilities. 2013. Vol. 6 (4). Р. 255–267. DOI: 10.1080/19315864.2012.681340.Aman M.G., Tasse M.J., Rojahn J., Hammer D. The Nisonger CBRF: A child behavior rating form for children with developmental disabilities // Research in Developmental Disabilities. 1996. Vol. 1 7(1). Р. 41–57. DOI: 10.1016/0891-4222(95)00039-9.Aman M.G., Tasse M.J., Rojahn J., Hammer D. The Nisonger CBRF: A child behavior rating form for children with developmental disabilities // Research in Developmental Disabilities. 1996. Vol. 1 7(1). Р. 41–57. DOI: 10.1016/0891-4222(95)00039-9.Хоменко Ю.Г., Богдан А.А., Катаева Г.В., Чернышёва Е.М. Иcпользование мультивоксельной магнитно-резонансной спектроскопии при обследовании больных с когнитивными расстройствами // Вестник СПбГУ. Сер. 4. Т. 3 (61). 2016. Вып. 1. С. 82–88.Khomenko Yu.G., Bogdan A.A., Kataeva G.V., Chernysheva E.M. Use of multivoxel magnetic resonance spectroscopy for examination of patients with cognitive disorders. Vestnik of Saint-Petersburg State University, 2016, Ser. 4. Vol. 3 (61), Issue 1, рр. 82–89 (In Russ.).Баймеева Н.В., Мирошниченко И.И. N-ацетиласпартат — биомаркер психических и неврологических нарушений // Журнал неврологии и психиатрии им. С.С.Корсакова. 2015. Т. 115 (8). С. 94–98.Baymeeva N.V., Miroshnichenko I.I. N-acetyl aspartate — a biomarker of mental and neurological disorders. Journal of Neurology and Psychiatry named after S.S.Korsakov, 2015, Vol. 115 (8), рр. 94–98 (In Russ.).Fujii E., Mori K., Miyazaki M., Hashimoto T., Harada M., Kagami S. Function of the frontal lobe in autistic individuals: a proton magnetic resonance spectroscopic study // J. Med. Invest. 2010. Vol. 57. Р. 35–44. DOI: 10.2152/jmi.57.35.Fujii E., Mori K., Miyazaki M., Hashimoto T., Harada M., Kagami S. Function of the frontal lobe in autistic individuals: a proton magnetic resonance spectroscopic study // J. Med. Invest. 2010. Vol. 57. Р. 35–44. DOI: 10.2152/jmi.57.35.Hardan A.Y., Fung L.K., Frazier T., Berquist S.W., Minshew N.J., Keshavan M.S., Stanley J.A. A proton spectroscopy study of white matter in children with autism // Prog. Neuropsychopharmacol. Biol. Psychiatry. 2016. Vol. 66. Р. 48–53. DOI: 10.1016/j.pnpbp.2015.11.005.Hardan A.Y., Fung L.K., Frazier T., Berquist S.W., Minshew N.J., Keshavan M.S., Stanley J.A. A proton spectroscopy study of white matter in children with autism // Prog. Neuropsychopharmacol. Biol. Psychiatry. 2016. Vol. 66. Р. 48–53. DOI: 10.1016/j.pnpbp.2015.11.005.Kubas B., Kułak W., Sobaniec W., Tarasow E., Lebkowska U., Walecki J. Metabolite alterations in autistic children: a 1H MR spectroscopy study // Adv. Med. Sci. 2012. Vol. 57. Р. 152–156. DOI: 10.2478/v10039-012-0014-x.Kubas B., Kułak W., Sobaniec W., Tarasow E., Lebkowska U., Walecki J. Metabolite alterations in autistic children: a 1H MR spectroscopy study // Adv. Med. Sci. 2012. Vol. 57. Р. 152–156. DOI: 10.2478/v10039-012-0014-x.Chugani D.C., Sundram B.S., Behen M., Lee M.L., Moore G.J. Evidence of altered energy metabolism in autistic children // Prog.Chugani D.C., Sundram B.S., Behen M., Lee M.L., Moore G.J. Evidence of altered energy metabolism in autistic children // Prog. Neuropsychopharmacol. Biol. Psychiatry. 1999 Vol. 23. Р. 635–641. DOI: 10.1016/s0278-5846(99)00022-6Neuropsychopharmacol. Biol. Psychiatry. 1999 Vol. 23. Р. 635–641. DOI: 10.1016/s0278-5846(99)00022-6Ford T.C., Crewther D.P. A Comprehensive Review of the 1H-MRS Metabolite Spectrum in Autism Spectrum Disorder // Front. Mol. Neurosci. 2016. Vol. 9. Р. 14. DOI: 10.3389/fnmol.2016.00014.Ford T.C., Crewther D.P. A Comprehensive Review of the 1H-MRS Metabolite Spectrum in Autism Spectrum Disorder // Front. Mol. Neurosci. 2016. Vol. 9. Р. 14. DOI: 10.3389/fnmol.2016.00014.Endo T., Shioiri T., Kitamura H., Kimura T., Endo S., Masuzawa N., Someya T. Altered chemical metabolites in the amygdala-hippocampus region contribute to autistic symptoms of autism spectrum disorders // Biol. Psychiatry. 2007. Vol. 62 (9). Р. 1030–1037. DOI: 10.1016/j.biopsych.2007.05.015.Endo T., Shioiri T., Kitamura H., Kimura T., Endo S., Masuzawa N., Someya T. Altered chemical metabolites in the amygdala-hippocampus region contribute to autistic symptoms of autism spectrum disorders // Biol. Psychiatry. 2007. Vol. 62 (9). Р. 1030–1037. DOI: 10.1016/j.biopsych.2007.05.015.Vasconcelos M.M., Brito A.R., Domingues R.C., Hygino Da Cruz Jr L.C., Gasparetto E.L., Werner Jr J., Sevalho Gonçalves J.P. Proton magnetic resonance spectroscopy in school-aged autistic children // J. Neuroimaging. 2008. Vol. 18 (3). Р. 288–295. DOI: 10.1111/j.1552–6569.2007.00200.x.Vasconcelos M.M., Brito A.R., Domingues R.C., Hygino Da Cruz Jr L.C., Gasparetto E.L., Werner Jr J., Sevalho Gonçalves J.P. Proton magnetic resonance spectroscopy in school-aged autistic children // J. Neuroimaging. 2008. Vol. 18 (3). Р. 288–295. DOI: 10.1111/j.1552–6569.2007.00200.x.Lam K.S., Aman M.G., Arnold L.E. Neurochemical correlates of autistic disorder: a review of the literature // Res. Dev. Disabil. 2006. Vol. 27 (3). Р. 254–289. DOI: 10.1016/j.ridd.2005.03.003.Lam K.S., Aman M.G., Arnold L.E. Neurochemical correlates of autistic disorder: a review of the literature // Res. Dev. Disabil. 2006. Vol. 27 (3). Р. 254–289. DOI: 10.1016/j.ridd.2005.03.003.Luo Y., Kim E.H., Flask C.A., Clark H.A. Nanosensors for the Chemical Imaging of Acetylcholine Using Magnetic Resonance Imaging // ACS Nano. 2018. Vol. 12(6), P. 5761–5773. DOI: 10.1021/acsnano.8b01640.Luo Y., Kim E.H., Flask C.A., Clark H.A. Nanosensors for the Chemical Imaging of Acetylcholine Using Magnetic Resonance Imaging // ACS Nano. 2018. Vol. 12(6), P. 5761–5773. DOI: 10.1021/acsnano.8b01640.Berman K.F., Ostrem J.L., Randolph C., Gold J., Goldberg T.E., Coppola R., Carson R.E., Herscovitch P., Weinberger D.R. Physiological activation of a cortical network during performance of the Wisconsin Card Sorting Test: a positron emission tomography study // Neuropsychologia. 1995. Vol. 33 (8). Р. 1027–1046. DOI: 10.1016/0028-3932(95)00035-2.Berman K.F., Ostrem J.L., Randolph C., Gold J., Goldberg T.E., Coppola R., Carson R.E., Herscovitch P., Weinberger D.R. Physiological activation of a cortical network during performance of the Wisconsin Card Sorting Test: a positron emission tomography study // Neuropsychologia. 1995. Vol. 33 (8). Р. 1027–1046. DOI: 10.1016/0028-3932(95)00035-2.Ozonoff S., Pennington B.F., Rogers S.J. Executive function deficits in highfunctioning autistic individuals: relationship to theory of mind // J. Child Psychol. Psychiatry. 1991. Vol. 32 (7). Р. 1081–1105. DOI: 10.1111/j.1469-7610.1991.tb00351.x.Ozonoff S., Pennington B.F., Rogers S.J. Executive function deficits in highfunctioning autistic individuals: relationship to theory of mind // J. Child Psychol. Psychiatry. 1991. Vol. 32 (7). Р. 1081–1105. DOI: 10.1111/j.1469-7610.1991.tb00351.x.Patel T., Blyth JC., Griffiths G., Kelly D., Talcott J.B. Moderate relationships between NAA and cognitive ability in healthy adults: implications for cognitive spectroscopy // Front Hum. Neurosci. 2014. Vol. 8. Р. 39. DOI: 10.3389/fnhum.2014.00039.Patel T., Blyth JC., Griffiths G., Kelly D., Talcott J.B. Moderate relationships between NAA and cognitive ability in healthy adults: implications for cognitive spectroscopy // Front Hum. Neurosci. 2014. Vol. 8. Р. 39. DOI: 10.3389/fnhum.2014.00039.Jung R.E., Brooks W.M., Yeo R.A., Chiulli S.J., Weers D.C., Sibbitt W.L. Biochemical markers of intelligence: a proton MR spectroscopy study of normal human brain // Proc. Biol. Sci. 1999. Vol. 266. Р. 1375–1379. DOI: 10.1098/rspb.1999.0790.Jung R.E., Brooks W.M., Yeo R.A., Chiulli S.J., Weers D.C., Sibbitt W.L. Biochemical markers of intelligence: a proton MR spectroscopy study of normal human brain // Proc. Biol. Sci. 1999. Vol. 266. Р. 1375–1379. DOI: 10.1098/rspb.1999.0790.Yeo R.A., Hill D., Campbell R., Vigil J., Brooks W.M. Developmental instability and working memory ability in children: a magnetic resonance spectroscopy investigation // Dev. Neuropsychol. 2000. Vol. 17 (2). Р. 143–159. DOI: 10.1207/S15326942DN1702_01.Yeo R.A., Hill D., Campbell R., Vigil J., Brooks W.M. Developmental instability and working memory ability in children: a magnetic resonance spectroscopy investigation // Dev. Neuropsychol. 2000. Vol. 17 (2). Р. 143–159. DOI: 10.1207/S15326942DN1702_01.Margari L., Giacomo A., Craig F., Palumbi R., Peschechera A., Margari M., Picardi F., Caldarola M., Maghenzani M.A., Dicuonzo F. Frontal lobe metabolic alterations in autism spectrum disorder: a 1H-magnetic resonance spectroscopy study // Neuropsychiatr. Dis. Treat. 2018. Jul. 20. Vol. 14. Р. 1871–1876. DOI: 10.2147/NDT.S165375.Margari L., Giacomo A., Craig F., Palumbi R., Peschechera A., Margari M., Picardi F., Caldarola M., Maghenzani M.A., Dicuonzo F. Frontal lobe metabolic alterations in autism spectrum disorder: a 1H-magnetic resonance spectroscopy study // Neuropsychiatr. Dis. Treat. 2018. Jul. 20. Vol. 14. Р. 1871–1876. DOI: 10.2147/NDT.S165375.Margari L., Giacomo A., Craig F., Palumbi R., Peschechera A., Margari M., Picardi F., Caldarola M., Maghenzani M.A., Dicuonzo F. Frontal lobe metabolic alterations in autism spectrum disorder: a 1H-magnetic resonance spectroscopy study // Neuropsychiatr. Dis. Treat. 2018. Jul. 20. Vol. 14. Р. 1871–1876. DOI: 10.2147/NDT.S165375.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.