Сергеев Артур Михайлович — аспирант кафедры медицинской биофизики и физики
194100, Санкт-Петербург, Литовская ул., д. 2
Arthur M. Sergeev — Post-graduate student of the Department of Medical Biophysics and Physics
St. Petersburg
Атаманова Элина Эльбековна — кандидат медицинских наук, врач-невролог, вертебролог медицинского центра «Доктрина»
197341, Санкт-Петербург, Коломяжский пр., д. 33, к. 2, лит. А, помещ. 47Н
Elina E. Atamanova — Cand. of Sci. (Med.), neurologist, vertebrol ogist of the Doctrina Medical Center
St. Petersburg
Поздняков Александр Владимирович — доктор медицинских наук, профессор, заведующий кафедрой медицинской биофизики; профессор кафедры лучевой диагностики и лучевой терапии федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего образования «Северо-Западный государственный медицинский университет имени 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, пос. Песочный, Ленинградская ул., д. 70
Alexander V. Pozdnyakov — Dr. of Sci. (Med.), Professor, Head of the Department of Medical Biophysics and Physics; Professor, Department of Radiation Diagnostics and Radiation Therapy, North-Western State Medical University named after I.I.Mechnikov of the Ministry of Health of the Russian Federation; Head of the Neuroimaging Laboratory, Russian Scientific Center of Radiology and Surgical Technologies named after Acad. A.M.Granov of the Ministry of the Russian Federation
St. Petersburg
Гречаный Северин Вячеславович — доктор медицинских наук, доцент, заведующий кафедрой психиатрии и наркологии
194100, Санкт-Петербург, Литовская ул., д. 2
Severin V. Grechany — Dr. of Sci. (Med.), Associate Professor, Head of the Department of Psychiatry and Narcology
St. Petersburg
Позднякова Ольга Федоровна — кандидат медицинских наук, доцент кафедры медицинской биофизики и физики, врач-рентгенолог отделения лучевой диагностики; ассистент кафедры лучевой диагностики и лучевой терапии федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего образования «Северо-Западный государственный медицинский университет имени 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, пос. Песочный, Ленинградская ул., д. 70
Olga F. Pozdnyakova — Cand. of Sci. (Med.), Associate Professor of the Department of Medical Biophysics and Physics, Radiologist of the Department of Radiation Diagnostics; Assistant of the Department of Radiation Diagnostics and Radiation Therapy, North-West State Medical University named after I.I.Mechnikov of the Ministry of Health of the Russian Federation; Researcher at the Laboratory of Neuroimaging, Russian Scientific Center of Radiology and Surgical Technologies named after Acad. A.M.Granov of the Ministry of Health of the Russian Federation
St. Petersburg
Одинцова Мария Викторовна — кандидат медицинских наук, доцент кафедры медицинской биофизики и физики; врач-радиолог 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
197758, Санкт-Петербург, пос. Песочный, Ленинградская ул., д. 70
Maria V. Odintsova — Cand. of Sci. (Med.), Associate Professor of the Department of Medical Biophysics and Physics; Radiologist at the Center for Radiology and Surgical Technologies named after Academician A.M.Granov
St. Petersburg
Протасеня Сергей Витальевич — кандидат технических наук, доцент кафедры медицинской биофизики и физики; доцент кафедры конструирования и производства радиоэлектронных средств федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего образования «Санкт-Петербургский государственный университет телекоммуникаций им. проф. М.А.Бонч-Бруевича»
194100, Санкт-Петербург, Литовская ул., д. 2
191186, Санкт-Петербург, наб. р. Мойки, д. 61, лит. А
Sergey V. Protasenya — Cand. of Sci. (Techn.), Associate Professor of the Department of Medical Biophysics and Physics; Associate Professor of the Department of Design and Production of Radioelectronic Devices, St. Petersburg State University of Telecommunications named after Prof. M.A.Bonch-Bruevich
St. Petersburg
ВВЕДЕНИЕ: Несмотря на разработку и введение новых методов нейровизуализации в клиническую практику, метод протонной магнитно-резонансной спектроскопии все еще не нашел широкого применения. Этому препятствуют различные технические, методологические и организационные проблемы. С другой стороны, отсутствуют сведения о клинических возможностях протонной магнитно-резонансной спектроскопии методом в диагностике у детей с задержкой психического и речевого развития, оценке их динамики, особенностях метаболических изменений в ЦНС. В связи с появлением новых спектроскопических методик, позволяющих использовать мультивоксельные объемы исследуемых тканей, появилась возможность оценить роль и место протонной магнитно-резонансной спектроскопии у детей с подобными проявлениями.
ЦЕЛЬ: Изучить связь комплекса ацетиласпартатного и холинового метаболизма в головном мозге у детей с неврологическими и психическими расстройствами, сопровождающимися задержкой психического и речевого развития.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ: Обследовано 102 пациента: 30 детей (29,4%) с атипичным аутизмом и умственной отсталостью; 22 пациентов (21,5%) с фокальной височной эпилепсией и задержкой психоречевого развития; 18 детей (17,8%) с фокальной височной эпилепсией и без задержки психоречевого развития; 13 пациентов (12,7%) c когнитивной эпилептиформной дезинтеграцией; 19 детей (18,6%) без патологии ЦНС были включены в группу сравнения. Возраст обследованных варьировался от 2 до 10 лет (средний возраст 4,9±2,0 года).
Статистика: Анализ включал определение числовых характеристик переменных и проверку нормальности распределения значений. Применяли методы параметрической и непараметрической статистики. Для параметрической статистики применялся стандартный анализ с использованием t-критерия Стьюдента. Из методов непараметрической статистики применялись методы корреляционного анализа с расчетом коэффициента корреляции Манна-Уитни. Результаты считались достоверными при p<0,05.
РЕЗУЛЬТАТЫ: В головном мозге у детей с атипичным аутизмом и умственной отсталостью отмечалось следующее: в префронтальной коре с обеих сторон снижение соотношения концентраций NAA/Cr, увеличение Cho/Cr и Cho/NAA (p<0,05); в области постцентральных извилин с обеих сторон снижение соотношения концентраций NAA/Cr (p<0,05); в области внутренней капсулы снижение соотношения концентраций NAA/Cr и увеличение Cho/Cr (p<0,05); в области височных долей с обеих сторон снижение соотношения концентраций NAA/Cr и увеличение Cho/Cr (p<0,05); в области гиппокампов с обеих сторон снижение соотношения концентраций NAA/Cr и увеличение Cho/Cr (p<0,05). У пациентов с височной эпилепсией и задержкой психоречевого развития отмечалось следующее: в префронтальной коре с обеих сторон увеличение соотношения концентраций Cho/Cr (p<0,05); в области постцентральных извилин снижение соотношения концентраций NAA/Cr справа и увеличение Cho/Cr с обеих сторон (p<0,05); в области внутренней капсулы с обеих сторон снижение соотношения концентраций NAA/Cr и увеличение Cho/Cr (p<0,05); в области височных долей наблюдается снижение соотношения концентраций NAA/Cr справа и увеличение Cho/Cr (p<0,05); в области гиппокампов с обеих сторон наблюдается снижение соотношения концентраций NAA/Cr, увеличение Cho/Cr и Cho/NAA (p<0,05). У детей c фокальной височной эпилепсией без задержки психоречевого развития отмечалось следующее: в области височной доли справа снижение соотношения концентраций NAA/Cr (p<0,05); в области гиппокампа справа снижение соотношения концентраций NAA/Cr и увеличение Cho/Cr (p<0,05). У детей с когнитивной эпилептиформной дезинтеграцией отмечалось следующее: в префронтальной коре с обеих сторон увеличение соотношения концентраций Cho/Cr (p<0,05); в области постцентральных извилин с обеих сторон увеличение соотношения концентраций Cho/Cr (p<0,05); в области внутренней капсулы с обеих сторон увеличение соотношения концентраций Cho/Cr (p<0,05); в области височных долей с обеих сторон снижение соотношения концентраций NAA/Cr, увеличение Cho/Cr и Cho/NAA (p<0,05); в области гиппокампов с обеих сторон снижение соотношения концентраций NAA/Cr (p<0,05).
ОБСУЖДЕНИЕ: У обследованных детей с некоторыми неврологическими и психическими расстройствами, сопровождающимися задержкой психоречевого развития, нами было выявлено значимое изменение соотношения концентраций NAA/Cr в областях головного мозга, связанных с лимбической системой и подкорковыми ядрами. Считается, что при нарушении функциональной целостности нейронов может изменяться концентрация N-ацетиласпартата, что отражается в изменении соотношения концентраций NAA/Cr. Данные изменения могут отвечать за вербальные и невербальные нарушения в социальной коммуникации и взаимодействиях. Также в данных областях головного мозга было зафиксировано значимое изменение соотношения концентраций Cho/Cr, за счет увеличения концентрации холина. Это может быть связано с нарушениями высших психических функций, в частности в построении комплексных когнитивных схем, отвечающих за регуляцию социального поведения и взаимодействием с окружающим миром.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ: протонная магнитно-резонансная спектроскопия является перспективным дополнительным методом диагностики, позволяющим получить in vivo информацию о состоянии нейрометаболизма в тканях головного мозга у детей с некоторыми неврологическими и психическими расстройствами, сопровождающимися задержкой психоречевого развития, что может быть полезным в неврологической практике.
INTRODUCTION: Despite the development and introduction of new neuroimaging methods into clinical practice, the proton magnetic resonance spectroscopy method has still not found wide application. This is hampered by various technical, methodological and organizational problems. On the other hand, there is no information about the clinical possibilities of proton magnetic resonance spectroscopy in the diagnosis of children with mental and speech retardation, assessment of their dynamics, and features of metabolic changes in the central nervous system. Due to the advent of new proton magnetic resonance spectroscopic techniques that allow the use of multivoxel volumes of the studied tissues, it has become possible to assess the role and place of proton magnetic resonance spectroscopy in children with similar manifestations.
OBJECTIVE: The study was to study the relationship between the complex of acetylaspartate and choline metabolism in the brain in children with neurological and mental disorders accompanied by a delay in mental and speech development.
MATERIALS AND METHODS: 102 patients were examined, of which: 30 children (29.4%) were with atypical autism and mental retardation; 22 patients (21.5%) with focal temporal epilepsy and delayed speech development; 18 children (17.8%) with focal temporal epilepsy and without delayed speech development; 13 patients (12.7%) with cognitive epileptiform disintegration; 19 children (18.6%) without CNS pathology were included in the comparison group. The age of the examined varied from 2 to 10 years, the average age was 4.9±2.0 years.
Statistics: The analysis included determining the numerical characteristics of the variables and checking the normality of the distribution of values. Methods of parametric and nonparametric statistics were used. For parametric statistics, a standard analysis using the Student’s t-test was used. From the methods of nonparametric statistics, methods of correlation analysis with calculation of the Mann-Whitney U-test coefficient were used. The results were considered reliable at p<0.05.
RESULTS: In the brain of children with atypical autism and mental retardation, the following changes were revealed: in the prefrontal cortex, on both sides, a decrease in the ratio of NAA/Cr concentrations, an increase in Cho/Cr and Cho/NAA (p<0.05); in the postcentral gyrus area, on both sides, a decrease in the ratio of NAA/Cr concentrations (p<0.05); in the area of the inner capsule, a decrease in the ratio of NAA/Cr concentrations and an increase in Cho/Cr (p<0.05); in the area of the temporal lobes, on both sides, a decrease in the ratio of NAA/Cr concentrations and an increase in Cho/Cr (p<0.05); in the area of the hippocampus, on both sides, a decrease in the ratio of NAA/Cr concentrations and an increase in Cho/Cr (p<0.05). In patients with temporal epilepsy and delayed speech development, the following changes were revealed: in the prefrontal cortex on both sides, an increase in the ratio of Cho/Cr concentrations (p<0.05); in the area of the postcentral gyrus, a decrease in the ratio of NAA/Cr concentrations on the right and an increase in Cho/Cr on both sides (p<0.05); in the area of the inner capsule on both sides, a decrease in the ratio of NAA/Cr concentrations and an increase in Cho/Cr (p<0.05); in the area of the temporal lobes, a decrease in the ratio of NAA/Cr concentrations is observed on the right and an increase in Cho/Cr (p<0.05); in the hippocampal region on both sides there is a decrease in the ratio of NAA/Cr concentrations, an increase in Cho/Cr and Cho/NAA (p<0.05). In children with focal temporal epilepsy without delayed speech development, the following changes were revealed: in the temporal lobe area on the right, a decrease in the ratio of NAA/Cr concentrations (p<0.05); in the hippocampus area on the right, a decrease in the ratio of NAA/Cr concentrations and an increase in Cho/Cr (p<0.05). In children with cognitive epileptiform disintegration, the following changes were revealed: in the prefrontal cortex, on both sides, an increase in the Cho/Cr concentration ratio (p<0.05); in the postcentral gyrus area, on both sides, an increase in the Cho/Cr concentration ratio (p<0.05); in the area of the inner capsule, on both sides, an increase in the ratio of Cho/Cr concentrations (p<0.05); in the area of the temporal lobes, on both sides, a decrease in the ratio of NAA/Cr concentrations, an increase in Cho/Cr and Cho/NAA (p<0.05); in the hippocampal region, on both sides, a decrease in the ratio of NAA/Cr concentrations (p<0.05).
DUSCUSSION: In the examined children with some neurological and mental disorders accompanied by a delay in mental and speech development, we revealed a significant change in the ratio of NAA/Cr concentrations in areas of the brain associated with the limbic system and subcortical nuclei. It is believed that when the functional integrity of neurons is impaired, the concentration of N-acetylaspartate may change, which is reflected in a change in the ratio of NAA/Cr concentrations. These changes may be responsible for verbal and non-verbal disruptions in social communication and interactions. Also, in these areas of the brain, a significant change in the ratio of Cho/Cr concentrations was recorded, due to an increase in the concentration of choline. This may be due to disorders of higher mental functions, in particular in the construction of complex cognitive circuits responsible for regulating social behavior and interaction with the outside world.
CONCLUSIONS: the proton magnetic resonance spectroscopy is a promising additional diagnostic method that allows obtaining (in vivo) information about the state of neurometabolism in brain tissues in children with certain neurological and mental disorders accompanied by a delay in mental and speech development, which can be useful in neurological practice.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.