Диагностическая визуализация аномалий белого вещества

Авторы: Junichi TAKANASHI, Department of Pediatrics, Tokyo Women's Medical University, Yachiyo Medical Center

Ссылка на первоисточник >>

Введение

В этой статье я излагаю подход, используемый для диагностики нарушений, которые появляются как аномальные сигналы в церебральном белом веществе при магнитно-резонансной томографии (МРТ), от визуализации до диагностики. Нарушения, которые в основном затрагивают белое вещество, обычно упоминаются как «лейкоэнцефалопатия» или "white matter disorders" на английском языке. 1, 2). 3) Еще один термин, лейкодистрофия, иногда путают с дегенерацией белого вещества, но это на самом деле относится к более узкому спектру нарушений с генетическим компонентом (наследственные демиелинизирующие расстройства).

Классификация расстройств белого вещества на основе изображений

Появление МРТ значительно улучшило нашу способность обнаруживать поражения в белом веществе центральной нервной системы. Многие известные формы расстройств белого вещества проявляют определенные признаки на МРТ, что полезно для их диагностики. Идентификация закономерностей аномалий белого вещества, наблюдаемых на МРТ (T1-взвешенная, T2-взвешенная или FLAIR-визуализация) позволяет легко сузить возможности различных дифференциальных диагнозов. Классификация Schiffmann и van der Kamp's расстройств белого вещества в соответствии с результатами МРТ имеет практическое значение 2, 4) (рисунок 1, таблица 1). Даже если это не приведет к окончательному диагнозу, классификация результатов визуализации может привести к более позднему обнаружению нового расстройства. Здесь я описываю расстройства белого вещества в терминах вышеуказанных классификаций МРТ и объясняю основные типы расстройств.

Паттерны расстройств белого вещества, основанные на обычных результатах МРТ (T1- и T2-ВИ) (адаптированы из ссылки 2).

1

Таблица 1. Список нарушений с помощью моделей МРТ

1. Преобладание лобных долей

Болезнь Александра, лобный вариант Х-сцепленной адренолейкодистрофии (АЛД), метахроматическая лейкодистрофия (МЛД), нейроаксональная лейкодистрофия со сфероидами.

2. Теменно-затылочное преобладание

X-связанная адренолеукодистрофия (ALD), болезнь Краббе, раннее начало пероксисомальных расстройств, гипогликемия новорожденных.

3. Перивенрикулярное преобладание

Метахроматическая лейкодистрофия (MLD), болезнь Краббе, синдром Шегрена-Ларссона, заболевание тела взрослых полиглюкозанов, лейкоэнцефалопатия с поражением ствола головного мозга и спинного мозга и повышение уровня лактата (LBSL), перивентрикулярная лейкомаляция (PVL), энцефалопатия ВИЧ, более поздние нейронные кероидные липофуссинозы.

4. Субкортикальное преобладание

L-2-гидроксиглутаровая кислота, галактоземия, синдром Кернса-Сейера, пропионовая наука, нарушения цикла мочевины, болезнь Канавана.

5. Диффузный церебральный паттерн

Мегаленцефалическая лейкоэнцефалопатия с подкорковыми кистами (MLC), лейкоэнцефалопатия с исчезающим белым веществом (VWM), недостаточная врожденная мышечная дистрофия мерозина, митохондриальная болезнь, дефицит кофактора молибдена, дефицит сульфитоксидазы, современные случаи расстройств белого вещества.

6. Преобладание инфратенториальных поражений

Поражения мозжечка и мозжечковых ножек: церебротендинозный ксантоматоз (CTX), пероксисомальные расстройства, болезнь Александра, лейкоэнцефалопатия с поражением ствола головного мозга и спинного мозга и повышение уровня лактата (LBSL), болезнь мочи кленового сиропа, гистиоцитоз, аутосомно-доминантная лейкодистрофия взрослых, связанная с ламинатом B1 дублирования, героина и токсинов кокаина. Болезни головного мозга: болезнь Александра, LSBL, пероксисомальные расстройства, болезнь Вильсона, взрослая полиглюкозановая болезнь, синдром Ли, дентаторубропаллидарная атрофия (DRPLA), болезнь полиглюкозановых телец у взрослых, аутосомно-доминантная лейкодистрофия взрослых, связанная с B1 удвоением пластинки.

7. Мультифокальные поражения

Синдром TORCH (врожденная цитомегаловирусная инфекция), бруцеллез, острый диссеминированный энцефаломиелит (ADEM), рассеянный склероз (MS), нейромиелит зрительного нерва (NMO), аутосомно-доминантная артериопатия мозга с подкорковыми инфарктами и лейкоэнцефалопатией (CADASIL), атеросклероз, амилоидная ангиопатия, COL4A1- ассоциированное церебральное заболевание мелких сосудов, болезнь Фабри, синдром Сусака, митохондриальная болезнь, L-2-гидроксиглутаровая кислота, мукополисахаридоз (MPS), хромосомные аномалии (такие как 6p-синдром).

8. Повреждения с ограниченной диффузией

Болезнь мочи с запахом кленового сиропа, дефицит I / III метионин-аденозилтрансферазы, фенилкетонурия, некетоновая гиперглицинемия, болезнь Канавана, активные поражения при болезни Краббе и метахроматическая лейкодистрофия.



1. Гипомелинизация мозгового белого вещества

Она относится к группе расстройств, при которых образование миелиновой оболочки нарушается или задерживается, и ее изображения напоминают образование новорожденных детей с незрелой миелинизацией. На T2-взвешенных изображениях белое вещество характерно проявляется как широко распространенная гиперинтенсивность, которая слаба по сравнению с корой. Если поражения белого вещества не согласуются с гипомиелинизацией церебрального белого вещества, необходимо определить, являются ли они сливными или множественными.2) Сливные поражения белого вещества обычно вызваны унаследованной дегенерацией белого вещества (лейкодистрофия) и в большинстве случаев являются двусторонне симметричными. Несколько поражений белого вещества обычно асимметричны и приобретенные. Сливные поражения белого вещества далее подразделяются на категории 2-7 ниже.

2. Преобладание поражения лобных долей

В этой группе расстройств обширные поражения белого вещества присутствуют преимущественно в лобной доле. Они включают болезнь Александра, лобный вариант X-связанной адренолеукодистрофии (ALD), метахроматическую лейкодистрофию (MLD) и нейроаксоновую лейкодистрофию со сфероидами.

Болезнь Александра

Болезнь Александра - аутосомно-доминантное наследственное расстройство, вызванное мутацией в гене GFAP на хромосоме 17q21. Это приводит к накоплению волокон Розенталя в звездчатых глиальных клетках. Эти волокна состоят из GFAP и стрессовых белков (αB-кристаллин и HSP27). Болезнь Александра в основном происходит в младенчестве в возрасте от 3 месяцев до 2 лет с появлением мегалинцефалии, отсталости развития, спастического паралича и эпилепсии.

Может проявляться:

  • широко распространенными поражениями белого вещества, преимущественно в лобной доле;
  • повышенный сигнал T1 и пониженный по T2 от боковых желудочков,
  • поражение базальных ганглиев и таламусов;
  • поражение ствола мозга;
  • контрастное усиление активных поражений (рис. 2).

На ранних стадиях, наряду с поражением белого вещества и путамена, наблюдается отек, который может постепенно вызывать атрофию или образование кисты.

2

Рисунок 2. Мальчик, подросток с болезнью Александра, который имеет задержку развития и регрессию, увеличенную окружность головы (+5 SD), эпилепсию и спастичность. КТ в возрасте 10 лет выявила гипотензию белого вещества в лобной доле и увеличение переднего рога бокового желудочка. T2-ВИ в возрасте 16 лет выявила аномальные сигналы и атрофию, преимущественно белого вещества в лобной доле и ствола мозга.

3. Теменно-затылочное преобладание

Главной характеристикой этой группы расстройств являются теменно-затылочные поражения белого вещества. Они включают X-связанную адренолеукодистрофию (ALD), болезнь Краббе, раннее начало пероксисомальных расстройств и гипогликемию новорожденных.

Болезнь Краббе

Болезнь Краббе представляет собой аутосомно-рецессивное наследственное расстройство (лизосомальное заболевание), вызванное дефицитом галактозилцерамидазы (хромосома 14q31), в котором накопление высокоцитотоксического психозина, как полагают, вызывает широкую демиелинизацию. Также появляются большие, многоядерные клетки, называемые «глобоидными клетками». В зависимости от возраста, в котором он появляется, он классифицируется как инфантильная, поздняя инфантильная, подростковая болезнь или заболевание, вызванное взрослым. Большинство случаев являются инфантильными и начинаются с появления лихорадки, раздражительности, трудности кормления, отставания развития, периферической невропатии, спастичности и атрофии зрительного нерва в возрасте 3-6 месяцев.

На ранних стадиях компьютерная томография (КТ) выявляет характерную гиперденсные участки в таламусе и лучистом венце. Считается, что это отражает глобудные клетки высокой плотности и глиальную пролиферацию.

МРТ также может показывать гиперинтенсивный МР-сигнал по T1 и гипоинтенсивный по T2 вокруг желудочков, а также линейные структуры, подобные тем, которые наблюдаются в MLD (рисунок 3). Зубчатое ядро мозжечка, мозжечковое белое вещество и пирамидальный тракт ствола мозга демонстрируют гиперинтенсивный сигнал по Т2 с ранней стадии.

3

Рисунок 3. Мальчик с болезнью Краббе с когнитивной дисфункцией и двигательными нарушениями. КТ выявила гиперденсную область (стрелка) в задней ножке внутренней капсулы. На T1- и T2-ВИ аномальные сигналы были замечены в задней ножке внутренней капсулы (стрелка), белом веществе у заднего рога бокового желудочка, и валике мозолистого тела. U-волокна были сохранены (изображение любезно предоставлено профессором Jiro ONO* факультета образования Университета Wakayama).

Х-сцепленная адренолеодистрофия

Х-сцепленная адренолеодистрофия (ALD) представляет собой Х-связанное рецессивное наследственное расстройство (пероксисомальное расстройство), вызванное аномалией гена ABCD1 (хромосома Xq28). Нарушение β-окисления приводит к накоплению очень длинноцепочечных жирных кислот в церебральном белом веществе и надпочечниках, вызывая демиелинизацию и надпочечную недостаточность. ALD подразделяется на детские, подростковые и взрослые мозговые формы, адреномиелоневропатию (AMN) и болезнь Аддисона.

Детский мозговой вид развивается в возрасте 5-8 лет с появлением симптомов, включая умственную отсталость, спастическую походку, нарушение зрения и слуха. Патологическая демиелинизация развивается из белого вещества, окружающего боковые желудочки, к валику мозолистого тела, постепенно расширяющегося постороннее.

На МРТ проявляются симметричные T2-гиперинтенсивности и гипертензии T1, простирающиеся в поперечном направлении от белого вещества, окружающего тригону латерального желудочка, постепенно расширяясь и с накоплением контраста по краю (рис. 4). Также очевидны повреждения кортикоспального тракта.

1

Рисунок 4. Мальчик школьного возраста с X-сцепленной адренолейкодистрофией (ALD), проявляющей двигательными расстройствами и нарушением зрения. Повреждения белого вещества преимущественно присутствуют в затылочной области.

4. Перивенрикулярное преобладание

Эти нарушения в основном характеризуются поражениями перивентрикулярного белого вещества с сохранением подкоркового белого вещества (U-волокон). Эта картина наблюдается при многочисленных нарушениях, включая MLD, и поэтому сравнительно неспецифична. Незначительно аномальный сигнал может быть в перивентрикулярном белом веществе при кортикальной дегенерации, особенно нейронных церулоидных липофусцинозах, которые развиваются в детстве.

Метахроматическая лейкодистрофия.

Метахроматическая лейкодистрофия это аутосомно-рецессивное наследственное расстройство (лизосомальное расстройство), вызванное дефицитом арилсульфатазы-А (хромосома 22q13.31), при котором накопление высокотоксичного сульфатида приводит к демиелинизации. В зависимости от возраста, в котором оно появляется, классифицируется как врожденное, инфантильное начало, ювенильное начало или взрослого возраста.

Его симптомы включают когнитивную регрессию, спастический паралич, непроизвольные движения, периферическую невропатию и атрофию зрительного нерва.

Оно появляется на T2-ВИ как гиперинтенсивное перевентрикулярное белое вещество, а также на T1-ВИ в виде слабо гипотензивного сигнала. Повреждения имеют тенденцию преимущественно находиться в лобной доле. Полосы нормальной интенсивности (полосы тигра) могут проявляться в распространенных аномальных сигналах белого вещества (рис. 5). Считается, что это связано с частичной сохранностью миелиновой оболочки в периваскулярном пространстве и накоплением продуктов расщепления миелиновых оболочек в макрофагах.

5

Рисунок 5. Мальчик 1 год с метахроматической лейкодистрофией, проявляющейся отставание в развитии и спастическим параличом. T2-ВИ выявила двусторонние симметричные гиперинтенсивные участки в белом веществе. Подкорковое белое вещество сохранно. Полосы нормальной интенсивности (полосы тигра) присутствовали в белом веществе с аномальными сигналами (изображение любезно предоставлено профессором Barkovich из UCSF*).

5. Субкортикальное преобладание

При этих нарушениях поражения происходят преимущественно в подкорковом белом веществе, включая U-волокна. Нарушения с этим паттерном включают L-2-гидроксиглутариновую кислоту (рис. 6), галактоземию, синдром Кернса-Сайера, пропионическую кислоту в крови, нарушения цикла мочевины и раннюю стадию заболевания Канавана.

6

Рисунок 6. Женщина в возрасте 40 лет с L-2-гидроксиглутаровой ацидурией. T1- и T2-взвешенные изображения выявили повреждения в подкорковом белом веществе, включая U-волокна (изображение любезно предоставлено доктором Katsumi Hayakawa из Отделения радиологии городской больницы Киото).

6. Диффузный церебральный паттерн

В этих нарушениях аномальные сигналы появляются по всему мозгу в белом веществе. Они проявляют сильные гипертензивностью на Т2 по сравнению с сигналами Т2, полученными от немиелинизированного белого вещества (гипомиелинизация). В дополнение к случаям мегалэнцефалической лейкоэнцефалопатии с подкорковыми кистами и лейкоэнцефалопатией с исчезающим белым веществом пациенты с любым типом расстройства белого вещества в конечном итоге проявляют эту картину по мере развития болезни.

Мегаленцефальная лейкоэнцефалопатия с подкорковыми кистами (MLC)

MLC является аутосомно-рецессивным наследственным заболеванием, вызванным аномальностью гена MLC1, а его начало в младенчестве отмечено мегалоцефалией, медленно прогрессирующим ухудшением двигательного аппарата, атаксией и спастикой.

МРТ выявляет характерные распространенные аномальные сигналы в белом веществе и слабое набухание белого вещества, а также образование кист в теменных и височных долях (рис. 7) .7, 8) T1-ВИ и T2 ВИ обнаруживают аномальное белое вещество, в то время как все кисты гипоинтенсивны по T1 и гиперинтенсивны по T2, что делает их особенно трудными для обнаружения. FLAIR, которая визуализирует кисты (воду) как гипоинтенсивную, является ценной для ее диагностики.

7

Рисунок 7. Мальчик школьного возраста, больной мегалинцефалической лейкоэнцефалопатией с подкорковыми кистами. Увеличенная окружность головы (+4 SD) стала очевидной в возрасте 6 месяцев, и через 2 года у него развилась атаксическая походка, тремор и спастичность. В белом веществе присутствовали широко распространенные участки гиперинтенсивные по T2. Изображение FLAIR показало кисту в передней левой теменной доле.

Лейкоэнцефалопатия с исчезающим белым веществом.

Лейкоэнцефалопатия с исчезающим белым веществом (VWM) является аутосомно-рецессивным наследственным заболеванием, вызванным дефицитом eIF2B, белка, связанного с eIF2, который передает инициаторную тРНК в рибосомы. eIF2B состоит из пяти различных белков, которые имеют разные генетические локусы.

Было показано, что VWM является тем же расстройством, что и атаксия мозжечка детства и центральная гипомиелинизация (CACH). Пациенты внешне здоровы в течение неонатального периода и раннего младенчества, но после начала (обычно в возрасте 2-6 лет) у них развивается медленно прогрессирующая когнитивная дисфункция, спастичность и атаксия. Известно, что эти симптомы усугубляются инфекцией или незначительной травмой.

Мозговое белое вещество имеет широко распространенные гиперинтенсивные по T2 и гипоинтенсивные по T1 области, постепенно замещаемые жидкостью с течением времени (как следует из названия, белое вещество исчезает) (рис. 8). Кистозное белое вещество содержит полосовидные структуры, которые, как полагают, представляют собой оставшуюся ткань. Аномальные сигналы также наблюдаются в стволе мозга, особенно в центральном покрышечном тракте. FLAIR-визуализация весьма важна для диагностики этого расстройства.

8

Рисунок 8. Младенец, больной лейкоэнцефалопатией с исчезающим белым веществом, имеет отсталость в развитии. Широко распространенные T2-гиперинтенсивные зоны присутствуют в белом веществе, а на FLAIR выявляются кисты белого вещества (изображение любезно предоставлено доктором Ai Hoshino* из Токийской столичной неврологической больницы).

7. Преобладание инфратенториальных поражений

Эти расстройства характеризуются поражениями преимущественно в стволе головного мозга и мозжечке. Поражения церебеллярного белого вещества могут быть вызваны следующими болезнями:

  • цереброгендинозный ксантоматоз (CTX),
  • пероксисомальные расстройства,
  • болезнь Александра,
  • лейкоэнцефалопатию с поражением ствола мозга и спинного мозга и повышение уровня лактата (LBSL),
  • болезнь мочи кленового сиропа,
  • гистиоцитоз,
  • токсическое воздействие героина и кокаина.

Ствол головного мозга могут быть поражены при заболеваниях:

  • болезнь Александра,
  • LSBL и полиглюкозановая болезнь взрослых.

Повреждения среднего мозга наблюдаются при преходящем синдроме X и аутосомно-доминантной лейкодистрофии взрослого человека, связанной с B1 удвоением пластинки.



8. Мультифокальные поражения

В отличие от нарушений, которые приводят к сливным повреждениям, описанным выше в 2-7, нарушения в этом разделе приводят к мультифокальным (рассеянным) поражениям. Они включают:

  • инфекции, такие как синдром TORCH (из-за врожденной цитомегаловирусной инфекции или других причин) и бруцеллеза;

  • воспалительные заболевания, такие как острый диссеминированный энцефаломиелит (ADEM), рассеянный склероз (MS) и нейромиелит зрительного нерва (NMO);

  • васкулопатии, такие как аутосомно-доминантная артериопатия мозга с подкорковыми инфарктами и лейкоэнцефалопатией (CADASIL), атеросклероз, амилоидная ангиопатия, связанная с COL4A1 церебральная болезнь малого сосуда, болезнь Фабри и синдром Сусака;

  • наследственные состояния, такие как митохондриальная болезнь, L-2-гидроксиглутаровая кислота, мукополисахаридоз (MPS) и хромосомные аномалии (такие как 6p-синдром).

9

Рисунок 9. Мальчик с дефицитом метионин-аденозилтрансферазы I / III, проявляющий гиперметионинемию. Были широко распространенные гиперинтенсивные изменения в белом веществе на T2-ВИ, а также отмечены гиперинтенсивные изменения на DWI. Карта ADC показала низкие значения.



9. Повреждения с ограниченной диффузией

Как при демиелинизации, так и при гипомиелинизации, основная патология белого вещества, наблюдается уменьшением количества миелина, которое ограничивает диффузию, и соответствующее увеличение внеклеточной жидкости приводит к гиперинтенсивному сигналу по T2 с высоким коэффициентом диффузии (ADC). Редко бывает, что расстройства белого вещества имеют высокий Т2 сигнал и низкий ADC, и поэтому эта комбинация имеет высокую диагностическую ценность. Нарушения, характеризующиеся внутримиелиновым отеком в оболочке миелина и в промежутках между оболочками, демонстрируют низкий ADC. К ним относятся: болезнь мочи с запахом кленового сиропа, дефицит I / III метионин-аденозилтрансферазы (рис. 9), фенилкетонурия, некетотическая гиперглицинемия и болезнь Канавана. Болезнь Краббе и метахроматическая лейкодистрофия также могут проявлять низкий ADC в некоторых поражениях белого вещества, поскольку внутримиелиновый отек может возникать во время острой фазы демиелинизации.





Источники:

  1. Van der Knaap MS, Valk J. Classification of myelin disorders. In Van der Knaap MS, Valk J, eds. Magnetic resonance of myelination and myelin disorders. 3rd ed. Berlin: Springer, 2005, 20-24.
  2. Schiffmann R, van der Knaap MS. An MRI-based approach to the diagnosis of white matter disorders. Neurology 2009; 72: 750-759
  3. Takanashi J. Diagnostic imaging of white matter disorders. Journal of the Japan Pediatric Society 2007; 111: 1243-1254. [In Japanese]
  4. Van der Knaap MS, Breiter SN, Naidu S, et al. Defining and categorizing leukoencephalopathies of unknown origin: MR imaging approach. Radiology 1999; 213: 121-133.

    Перевёл и опубликовал: врач-рентгенолог, к.м.н. Власов Евгений Александрович

    Полная или частичная перепечатка данной статьи, разрешается при установке активной гиперссылки на первоисточник

Звёздочки в тексте - целью создания данного ресурса являлось улучшение коммуникации по обмену и лицензированному использованию авторских медицинских диагностических изображений медиками, докторами, антропологами и студентами медицинских школ, а так же общедоступность изображений в формате DICOM, что ускорило обучение, оптимизировало бы написание статей и диссертаций и избавило литературу от множества ложных "односрезовых" изображений, лишь отчасти демонстрирующих патологический процесс.



The following examinations link to this page:
2114