Марченко Наталья Викторовна — кандидат медицинских наук, заведующий отделением лучевой диагностики, SPIN-код: 9813–1529.
197022, Санкт-Петербург, ул. Профессора Попова, д. 9
Natalya V. Marchenko — Cand. of Sci. (Med.), Head of Radiology Department, SPIN-код 9813–1529.
9, Prof. Popov st., 197022, St. Petersburg
Новокшонов Дмитрий Юрьевич — врач-рентгенолог отделения лучевой диагностики; SPIN-код 6716–4945.
197022, Санкт-Петербург, ул. Профессора Попова, д. 9
Dmitry Yu. Novokshonov — Radiologist of Radiology Department, SPIN-код 6716–4945.
9, Prof. Popov st., 197022, St. Petersburg
Шевченко Елена Юрьевна — врач-рентгенолог отделения лучевой диагностики; SPIN-код 2777–6583.
197022, Санкт-Петербург, ул. Профессора Попова, д. 9
Elena Yu. Shevchenko — Radiologist of Radiology Department, SPIN-код 2777–6583
9, Prof. Popov st., 197022, St. Petersburg
Бедова Мария Алексеевна — младший научный сотрудник научно-исследовательского отдела функциональных и лучевых методов диагностики; SPIN-код 9667–3210.
197022, Санкт-Петербург, ул. Профессора Попова, д. 9
Maria A. Bedova — Junior Researcher of the Research Department of Neurophysiology; SPIN-код 9667–3210.
9, Prof. Popov st., 197022, St. Petersburg
Алиев Рамиз Видадиевич — врач-рентгенолог отделения лучевой диагностики.
197022, Санкт-Петербург, ул. Профессора Попова, д. 9
Ramiz V. Aliev — Radiologist of Radiology Department.
9, Prof. Popov st., 197022, St. Petersburg
Дубицкий Дмитрий Леонидович — кандидат медицинских наук, заведующий кабинетом КТ, врач-рентгенолог отделения лучевой диагностики; SPIN-код 6120–3730.
197022, Санкт-Петербург, ул. Профессора Попова, д. 9
Dmitry L. Dubitsky — Cand. of Sci. (Med.), Head of CT cabinet, Radiologist of Radiology Department; SPIN-код 6120–3730.
9, Prof. Popov st., 197022, St. Petersburg
Климкин Андрей Васильевич — кандидат медицинских наук, старший научный сотрудник, исполняющий обязанности руководителя научно-исследовательского отдела функциональных и лучевых методов исследования, SPIN-код 6309–3260
197022, Санкт-Петербург, ул. Профессора Попова, д. 9
Andrey V. Klimkin — Cand. of Sci. (Med.), senior researcher, Acting Head of the Research Department of Neurophysiology, SPIN-код 6309–3260.
9, Prof. Popov st., 197022, St. Petersburg
Войтенков Владислав Борисович — кандидат медицинских наук, заведующий отделением функциональной диагностики Детский научно-клинический центр инфекционных болезней Федерального медико-биологического агентства; доцент кафедры нервных болезней и нейрореабилитации Федеральный НКЦ специализированных видов медицинской помощи и медицинских технологий Федерального медико-биологического агентства; SPIN-код 6190–6930.
197022, Санкт-Петербург, ул. Профессора Попова, д. 9; 125371, Москва, Волоколамское шоссе, д. 91
Vladislav B. Voitenkov — Cand. of Sci. (Med.), Head of Clinical Department of Neurophysiology; Pediatric R CCID, Associate Professor of the Department of Nervous Diseases and Neurorehabilitation of the Federal Research and CC Specialized Medical Care and Medical Technologies FMBA of Russia, ; SPIN-код 6190–6930.
9, Prof. Popov st., 197022, St. Petersburg; 91, Volokolamskoe sh., 125371 Moscow
Скрипченко Наталья Викторовна — доктор медицинских наук, профессор, заслуженный деятель науки Российской Федерации, заместитель директора по научной работе Детский НКЦ инфекционных болезней Федерального медико-биологического агентства заведующая кафедрой инфекционных заболеваний у детей факультета послевузовского и дополнительного профессионального образования Санкт-Петербургский ГПМУ; SPIN-код 7980–4060.
197022, Санкт-Петербург, ул. Профессора Попова, д. 9; 194100, Санкт-Петербург, Литовская ул., д. 2
Natalya V. Skripchenko — Dr. of Sci. (Med.), prof., Deputy Director for research; SPIN-код 7980–4060.
9, Prof. Popov st., 197022, St. Petersburg
ВВЕДЕНИЕ: Диффузионно-тензорная магнитно-резонансная томография (ДТ-МРТ) на данный момент является изученной и применяемой в клинической практике методикой. Важное преимущество данной методики — измерение показателей фракционной анизотропии (ФА), позволяющих количественно оценить изменения в веществе головного мозга (ГМ). Авторам известны работы по исследованию значений ФА в педиатрической практике на небольших выборках и с учетом только части возрастных групп. Данная работа приводит крупную выборку пациентов и отмечает числовые показатели ФА для большинства значимых структур ГМ у обследуемых с 4 мес до 18 лет.
ЦЕЛЬ: Анализ показателей ФА анатомических структур ГМ у детей различных возрастных групп, у которых не выявлено изменений вещества ГМ при мультипараметрической МРТ, с целью дальнейшего изучения процессов развития и миелинизации структур головного мозга, а также применения данных значений в клинической практике как референсных при анализе патологии.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ: Были обследованы 153 пациента в возрасте от 4 мес до 18 лет. МРТ ГМ выполнялась по рекомендации лечащего врача в соответствии с клиническими показаниями при подозрении на инфекционный процесс в околоносовых пазухах и неврологических жалобах, без очаговой симптоматики. По возрастным группам распределение составило: до 1 года (грудной возраст) — 6 детей (3,9%); от 1 года до 3 лет (ранний детский возраст) — 14 детей (9,15%); от 3 до 7 лет (дошкольный возраст) — 39 детей (25,5%); старше 7 лет (школьный возраст и старше) — 94 ребенка (61,45%). Распределение обследованных по полу: дети мужского пола — 82 (53,6%); женского пола — 71 (46,4%). Всем пациентам выполнялась ДТ-МРТ с измерением диффузии в 15 направлениях, затем были измерены показатели ФА в 21 области белого и серого вещества ГМ. Расстановка областей интереса (ОИ/ROI) проводилась в соответствии с адаптированными под цели данного исследования зонами шкал ASPECTS и PC-ASPECTS. Статистика: обработка полученных данных проводилась с помощью прикладных программ: Microsoft Excel, Statistica 10 с оценкой нормальности распределения значений и использованием параметрических и непараметрических критериев.
РЕЗУЛЬТАТЫ: Наиболее высокие средние численные показатели ФА для всех групп детей были выявлены в белом веществе по ходу проводящих путей ГМ: во внутренней капсуле — 0,66±0,04; в белом веществе среднего мозга — 0,68±0,05; на уровне варолиева моста — 0,64±0,08; в ножках мозжечка — 0,69±0,04. Несколько ниже показатели ФА в белом веществе других анатомических областей: в белом веществе на уровне М4 по ASPECTS — 0,50±0,08; в затылочной доле на уровне базальных ганглиев — 0,52±0,08; в височной доле — 0,54±0,05. Самые низкие показатели ФА отмечены в сером веществе: в хвостатом ядре — 0,16±0,04; в сером веществе на уровне М4 по ASPECTS — 0,12±0,04. Наиболее выражены различия ФА у детей раннего детского и школьного возраста в ОИ, расположенных в белом веществе коры больших полушарий: в области M5 — 0,46±0,05 против 0,54±0,05 соответственно; в области M1 — 0,43±0,06 против 0,51±0,06 соответственно. В то же время различия по ФА у детей раннего детского и школьного возраста в ОИ, расположенных в белом веществе на уровне стволовых структур, выражены меньше: на уровне варолиева моста — 0,6±0,07 против 0,64±0,07 соответственно; на уровне ножек мозжечка — 0,68±0,04 против 0,69±0,04 соответственно. Данные числовые показатели иллюстрируют и дополнительно подтверждают известные представления о развитии и формировании проводящих путей и о процессах их миелинизации. Также они отражают известные данные о структурных и функциональных различиях серого и белого вещества ГМ.
ОБСУЖДЕНИЕ: Определено достоверное повышение показателей ФА у детей старше 7 лет в сравнении с группами детей меньшего возраста в белом веществе корковых структур ГМ. При этом в области стволовых структур достоверных возрастных различий ФА нет. Также было выявлено, что у дошкольников в сравнении с детьми от 1 до 3 лет ФА белого вещества повышается в области хвостатого ядра и среднего мозга.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ: Полученные нормативные числовые значения ФА в дальнейшем могут быть широко применимы в клинической практике в качестве референсных при выполнении ДТ-МРТ и оценки как нейроинфекционных, так и других патологических изменений вещества ГМ у детей. Выявленные различия в возрастных группах свидетельствуют о более раннем развитии стволовых структур ГМ, в то время как субкортикально-кортикальные области больших полушарий развиваются и миелинизируются в течение более длительного времени.
INTRODUCTION: Diffusion-tensor magnetic resonance imaging (DT-MRI) is currently a well studied and applied in clinical practice technique. An important advantage of this technique is the measurement of fractional anisotropy (FA) values, which make it possible to quantify changes in brain matter. The authors are aware of publications on the study of FА values among children in small groups including only a part of ages. This work presents study of FA among large amount of examined children and notes values of FA for most of the significant structures of the brain in subjects from 4 months to 18 years of age.
OBJECTIVE: Analysis of the FА values of the anatomical structures of the brain in children of different age groups who did not reveal changes in the brain matter during multiparametric MRI, in order to further study the processes of development and myelination of brain structures, as well as the use of these values in clinical practice as reference values in the analysis of pathology.
MATERIALS AND METHODS: 153 patients aged from 4 months to 18 years were examined. MRI of brain was performed on the recommendation of the attending physician in accordance with clinical indications in case of suspected infection in the paranasal sinuses and neurological complaints, without focal symptoms. Distribution of examined children by age groups was: up to 1 year (infant age) — 6 children (3.9%); from 1 year to 3 years (early childhood) — 14 children (9.15%); from 3 to 7 years old (preschool age) — 39 children (25.5%); older than 7 years (school age and older) — 94 children (61.45%). Distribution of the examined by gender: male children — 82 (53.6%); female — 71 (46.4%). DT-MRI was applied to all patients with measurement of diffusion in 15 directions, and then FА values were measured in 21 areas of the white and gray matter of the brain. The regions of interest (ROI) were arranged in accordance with the zones of the ASPECTS and PC-ASPECTS scales adapted for the purposes of this study. Statistics: processing of the received data was carried out using application programs: Microsoft Excel, Statistica 10 with an assessment of the normality of the distribution of values and the use of parametric and nonparametric criteria.
RESULTS: The highest mean numerical values of FA for all groups of children were found in the white matter along neural pathways: 0.66±0.04 for the internal capsule; 0.68±0.05 — in the white matter of the midbrain; 0.64±0.08 — at the level of the pons; 0.69±0.04 — in the cerebellar peduncles. The FA indices in the white matter of other anatomical regions are slightly lower: 0.50±0.08 — for white matter at the M4 level according to ASPECTS; 0.52±0.08 — in the occipital lobe at the level of the basal ganglia; 0.54±0.05 — in the temporal lobe. The lowest FA values appeared in the gray matter: 0.16±0.04 — in the caudate nucleus; 0.12±0.04 — in the gray matter at the M4 level according to ASPECTS. The most pronounced differences in FA in children of early childhood and school age appeared in the ROI located in the white matter of the cerebral cortex: in the area of M5 0.46±0.05 versus 0.54±0.05, respectively; in the area of M1 0.43±0.06 versus 0.51±0.06, respectively. At the same time, differences in FA in children of early childhood and school age in ROI located in the white matter at the level of stem structures are less pronounced: at the level of the pons 0.6±0.07 versus 0.64±0.07, respectively; at the level of the cerebellar peduncles 0.68±0.04 versus 0.69±0.04, respectively. These numerical indicators illustrate and additionally confirm the known ideas about the development and formation of neural pathways and about the processes of their myelination. They also reflect the known data on the structural and functional differences between the gray and white matter of the brain. A significant increase of the FА values in children older than 7 years was determined in comparison with groups of younger children in the white matter of the cortical structures of the brain. At the same time, there are no significant age-related differences of FА in the region of brainstem. It was also found that in preschoolers, compared with children from 1 to 3 years old, white matter FА increases in the region of the caudate nucleus and midbrain.
CONCLUSION: The obtained normative values of FА can later be widely used in clinical practice as reference ones when performing DT-MRI and assessing neuroinfectious and other pathological changes in the brain matter in children. The revealed differences in age groups indicate an earlier development of brainstem structures, while the subcortical-cortical areas of the cerebral hemispheres develop and myelinate over a longer time.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.