Изучение параметров диффузионно-тензорной МРТ плечевых сплетений и их взаимосвязи с биометрическими и демографическими показателями в норме

Знания числовых значений параметров диффузионно-тензорной магнитно-резонансной томографии (ДТ-МРТ) в норме, а также их взаимосвязь с демографическими, биометрическими показателями и основными параметрами стандартной МРТ важны для диагностики патологических изменений плечевых сплетений, особенно в случае неспецифичных или неоднозначных изменений по данным стандартной МРТ.

Цель исследования. Оценка возможности применения ДТ-МРТ для исследования плечевых сплетений, формирование алгоритма обработки данных и оценка распределения значений параметров в норме, а также исследование наличия их взаимосвязи с социально-демографическими и антропометрическими показателями.

Материалы и методы. В исследование были включены 50 здоровых добровольцев без признаков поражения периферической нервной системы (НС). Параметры ДТ-МРТ регистрировались на расстоянии 1–2 см от спинального ганглия с обеих сторон с помощью рабочей станции Siemens с ручным выставлением зоны интереса. Регистрировались такие параметры, как фракционная анизотропия, средняя диффузионная способность, аксиальный и радиальный коэффициенты диффузии. Кроме того, измерялся коэффициент интенсивности в той же точке при помощи стандартной трехмерной последовательности с подавлением сигнала от жировой ткани STIR.

Результаты. Были получены средние значения для каждого оцениваемого параметра. Статистически значимым оказалось различие фракционной анизотропии (ФА) между сторонами: справа существенно выше, чем слева. Также при корреляционном анализе отмечалась обратная взаимосвязь аксиальной диффузии (АД) с возрастом испытуемых с обеих сторон. А при разделении испытуемых по полу у мужчин были выявлены достоверно закономерно большие диаметр нерва, диаметр подключичной артерии, рост и вес.

Заключение. Наличие значимой отрицательной связи между АД с обеих сторон и возрастом может свидетельствовать о постепенном истончении нервного волокна с возрастом, различие измеряемых показателей у испытуемых разного пола и их зависимость от биометрических показателей закономерны, и это следует учитывать при интерпретации исследований у пациентов с различными патологическими состояниями, а существенное отличие ФА по сторонам не позволяет интерпретировать полученные данные по типу смешанной модели и требует рассмотрения числовых параметров для каждой из сторон отдельно.

1. Варакин Ю. Я., Горностаева Г. В., Манвелов Л. С., Константинов В.В., Суслина З. A. Клинико-эпидемиологическое исследование патологии нервной системы по данным скрининга открытой популяции // Анналы клинической и экспериментальной неврологии. 2012. Т. 6, № 1. С. 6–13.

2. Морозова С. Н., Синькова В. В., Гришина Д. А., Тумилович Т. А., Чечеткин А. О., Кротенкова М. В., Супонева Н. А. Основы стандартной визуализации периферической нервной системы: МР-нейрография // Digital Diagnostics. 2023. Т. 4, № 3. C. 356–368. https://doi.org/10.17816/DD430292

3. Синькова В. В., Морозова С. Н., Гришина Д. А., Тумилович Т. А., Кротенкова М. В., Супонева Н. А. Роль коэффициента интенсивности МР-сигнала в дифференциальной диагностике мультифокальной моторной нейропатии и синдрома Льюиса — Самнера // Анналы клинической и экспериментальной неврологии. 2025 (принята в печать, № 3).

4. Aoki S., Masutani Y., Abe O. Magnetic resonance diffusion tractography in the brain — its application and limitation. Brain Nerve. 2007;59(5):467-76. Japanese. PMID: 17533972.

5. Chhabra A., Thakkar R. S., Andreisek G., Chalian M., Belzberg A. J., Blakeley J., Hoke A., Thawait G. K., Eng J., Carrino J. A. Anatomic MR Imaging and Functional Diffusion Tensor Imaging of Peripheral Nerve Tumors and Tumorlike Conditions. Am. J. Neuroradiol. 2013;34:802-807. PMID: 23124644

6. Gooch C. L., Weimer L. H. The electrodiagnosis of neuropathy: basic principles and common pitfalls. Neurol. Clin. 2007;25:1-28. https://doi.org/10.1016/j.ncl.2007.01.011

7. Hammi C., Yeung B. Neuropathy. StatPearls [Internet]. Treasure Island (FL): StatPearls Publishing. 2023. Free Books & Documents. PMID: 31194377.

8. Haun D. W., Cho J. C. S. S., Kettner N. W. Normative cross-sectional area of the C5- C8 nerve roots using ultrasonography. Ultrasound Med. Biol. 2010;36:1422-30. https://doi.org/10.1016/j.ultrasmedbio.2010.05.012

9. Jellison B. J., Field A. S., Medow J., Lazar M., Salamat M. S., Alexander A. L. Diffusion tensor imaging of cerebral white matter: a pictorial review of physics, fiber tract anatomy, and tumor imaging patterns. AJNR Am. J. Neuroradiol. 2004;25(3):356-69. PMID: 15037456; PMCID: PMC8158568.

10. Joint Task Force of the EFNS and the PNS. European Federation of Neurological Societies / Peripheral Nerve Society guideline on management of multifocal motor neuropathy. Report of a joint task force of the European Federation of Neurological Societies and the Peripheral Nerve Society — first revision. Journal of the Peripheral Nervous System. 2010;15(4):295-301. https://doi.org/10.1111/j.1529-8027.2010.00290.x

11. Kwee R. M., Chhabra A., Wang K. C., Marker D. R., Carrino J. A. Accuracy of MRI in Diagnosing Peripheral Nerve Disease: A Systematic Review of the Literature. Am. J. Roentgenol. 2014;203: 1303-1309. https://doi.org/10.2214/AJR.13.12403

12. Le Bihan D., Breton E., Lallemand D., Grenier P., Cabanis E., Laval-Jeantet M. MR imaging of intravoxel incoherent motions: application to diffusion and perfusion in neurologic disorders. Radiology. 1986;161:401-407. https://doi.org/10.1148/radiology.161.2.3763909

13. Lehmann H. C., Zhang J., Mori S., Sheikh K. A. Diffusion tensor imaging to assess axonal regeneration in peripheral nerves. Exp. Neurol. Elsevier Inc. 2010;223:238- 244. https://doi.org/10.1016/j.expneurol.2009.10.012

14. Lozeron P., Lacour M-C., Vandendries C., Théaudin M., Cauquil C., Denier C. Lacroix C., Adams D. Contribution of plexus MRI in the diagnosis of atypical chronic inflammatory demyelinating polyneuropathies. J. Neurol. Sci. 2016;360:170-5. https://doi.org/10.1016/j.jns.2015.11.048

15. Mathys C., Aissa J., Zu Hörste G. M., Reichelt D. C., Antoch G., Turowski B., Hartung H. P., Sheikh K. A., Lehmann H. C. Peripheral neuropathy: assessment of proximal nerve integrity by diffusion tensor imaging. Muscle Nerve. 2013;48:889-96. https://doi.org/10.1002/mus.23855

16. Matsumoto H., Konoma Y., Shimizu T. Okabe S., Shirota Y., Hanajima R., Terao Y., Ugawa Y. Aging influences central motor conduction less than peripheral motor conduction: a transcranial magnetic stimu - lation study. Muscle Nerve. 2012;46:932- 936. https://doi.org/10.1002/mus.23430

17. Moriyama H., Amano K., Itoh M., Shimada K, Otsuka N. Morphometric aspects of peripheral nerves in adults and the elderly. J. Peripher. Nerv. Syst. 2007;12(3):205- 209. https://doi.org/10.1111/j.1529-8027.2007.00140.x

18. Oudeman J., Verhamme C., Engbersen M. P., Caan M. W. A., Maas M., Froeling M., Nederveen A. J., Strijkers G. J. Diffusion tensor MRI of the healthy brachial plexus. PLoS One. 2018;9;13(5):e0196975. https://doi.org/10.1371/journal.рone.0196975

19. Padua L., Hobson-Webb L. D. Ultrasound as the first choice for peripheral nerve imaging? Neurology. 2013;80:1626-7. https://doi.org/10.1212/WNL.0b013e3182905017

20. Pfefferbaum A., Sullivan E. V. Increased brain white matter diffusivity in normal adult aging: relationship to anisotropy and partial voluming. Magn. Reson. Med. 2003;49(5):953-61. https://doi.org/10.1002/mrm.10452

21. Su X., Kong X., Liu D., Kong X., Alwalid O., Wang J., Shu S., Zheng C. Multimodal magnetic resonance imaging of peripheral nerves: Establishment and validation of brachial and lumbosacral plexi measurements in 163 healthy subjects. Eur. J. Radiol. 2019;117:41-48. https://doi.org/10.1016/j.ejrad.2019.05.017

22. Tagliafico A., Calabrese M., Puntoni M., Pace D., Baio G., Neumaier C. E., Martinoli C. Brachial plexus MR imaging: accuracy and reproducibility of DTI-derived measurements and fibre tractography at 3.0-T. Eur. Radiol. 2011;21(8):1764-71. https://doi.org/10.1007/s00330-011-2100-z

23. Takagi T., Nakamura M., Yamada M., Hikishima K., Momoshima S., Fujiyoshi K., Shibata S., Okano H. J., Toyama Y., Okano H. Visualization of peripheral nerve degeneration and regeneration: Monitoring with diffusion tensor tractography. Neuroimage. Elsevier Inc. 2009; 44(3):884-892. https://doi.org/10.1016/j.neuroimage.2008.09.022

24. Tanitame K., Iwakado Y., Akiyama Y., Ueno H., Ochi K., Otani K., Takasu M., Date S., Awai K. Effect of age on the fractional anisotropy (FA) value of peripheral nerves and clinical significance of the agecorrected FA value for evaluating polyneuropathies. Neuroradiology. 2012;54(8): 815-21. https://doi.org/10.1007/s00234-011-0981-9

25. Ugrenović S., Jovanović I., Vasović L., Kundalić B., Čukuranović R., Stefanović V. Morphometric analysis of the diameter and g-ratio of the myelinated nerve fibers of the human sciatic nerve during the aging process. Anat. Sci. Int. 2016;91(3): 238-245. https://doi.org/10.1007/s12565-015-0287-9

26. Van Hecke W., Leemans A., Sijbers J., Vandervliet E., Van Goethem J., Parizel P. M. A tracking-based diffusion tensor imaging segmentation method for the detection of diffusion-related changes of the cervical spinal cord with aging. J. Magn. Reson. Imaging. 2008;27(5):978- 91. https://doi.org/10.1002/jmri.21338

27. Van den Bergh P. Y. K., van Doorn P. A., Hadden R. D. M., Avau B., Vankrunkelsven P., Allen J. A., Attarian S., BlomkwistMarkens P. H., Cornblath D. R., Eftimov F., Goedee H. S., Harbo T., Kuwabara S., Lewis R. A., Lunn M. P., Nobile-Orazio E., Querol L., Rajabally Y. A., Sommer C., Topaloglu H. A. European Academy of Neurology / Peripheral Nerve Society guideline on diagnosis and treatment of chronic inflammatory demyelinating polyradiculoneuropathy: Report of a joint Task Force — Second revision. J. Peripher. Nerv. Syst. 2021;26(3):242-268. https://doi.org/10.1111/jns.12455

28. Vargas M., Gariani J., Delattre B., Dietemann J-L., Lovblad K., Becker M. Three-Dimensional MR Imaging of the Brachial Plexus. Semin Musculoskelet Radiol. 2015;19(2):137-148. https://doi.org/10.1055/s-0035-1546300

29. Wade R. G., Whittam A., Teh I., Andersson G., Yeh F. C., Wiberg M., Bourke G. Diffusion tensor imaging of the roots of the brachial plexus: a systematic review and meta-analysis of normative values. Clin. Transl. Imaging. 2020;8(6):419-431. https://doi.org/10.1007/s40336-020-00393-x

30. Wade R. G., Teh I., Andersson G., Yeh F. C., Wiberg M., Bourke G. Fractional anisotropy thresholding for deterministic tractography of the roots of the brachial plexus. Sci. Rep. 2021;11(1):80. https://doi.org/10.1038/s41598-020-79840-8