Возможности МР-трактографии в прогнозировании двигательных и речевых нарушений у пациентов с диффузным аксональным повреждением

Актуальность настоящего исследования обусловлена необходимостью разработки объективного нейровизуализационного критерия для ранней диагностики и прогнозирования отдаленных неврологических исходов у пациентов с диффузным аксональным повреждением (ДАП). Комплексная оценка состояния основных проводящих путей с применением современных методов визуализации диффузионно-тензорной МРТ (ДТ МРТ) и HARDI-CSD и последующим катамнестическим наблюдением является новым и перспективным направлением в нейротравматологии.

Цель исследования. Проанализировать взаимосвязь параметра фракционной анизотропии (FA) в кортикоспинальных и аркуатных трактах белого вещества головного мозга с основными показателями неврологического статуса и функциональными исходами у пациентов с острым ДАП.

Материалы и методы. В исследование включены 74 пациента с ДАП и 12 здоровых добровольцев. Всем пациентам с ДАП в остром периоде (до 1 месяца) черепно-мозговой травмы (ЧМТ) была проведена ДТ МРТ, а также выполнена последовательность МРТ HARDI-CSD. Исследовали усредненный параметр FA на всем протяжении кортикоспинальных и аркуатных трактов с последующим сопоставлением с отдаленными функциональными исходами (не ранее чем через 3 месяца после травмы).

Результаты. Выявлены достоверные различия параметра FA (p < 0,001) у здоровых добровольцев и пациентов с ДАП, а также у пациентов с двигательными/речевыми нарушениями и без них. У пациентов с неблагоприятным исходом отмечалось достоверное снижение параметра FA в кортикоспинальных (p < 0,001) и аркуатных трактах (p = 0,003–0,007) по сравнению с группой благоприятного исхода. Снижение FA в остром периоде травмы в кортикоспинальных трактах до значений 0,47–0,54 продемонстрировало высокую информативность в прогнозировании двигательных нарушений (AUC = 0,98–0,99), тогда как снижение FA в остром периоде травмы в аркуатных трактах до 0,39–0,45 ассоциировалось с речевыми нарушениями (AUC = 0,90–0,95).

Выводы. Параметр FA является информативным для дифференцирования здоровых и поврежденных проводящих путей головного мозга, а также прогнозирования исхода при ДАП.

1. Афандиев Р. М., Захарова Н. Е., Погосбекян Э. Л., Потапов А. А., Пронин И. Н. Диффузиoннo-тeнзoрная и диффузиoннo-куртoзиcнaя магнитно-резонансная томография в oцeнкe диффузнoгo aкcoнaльнoгo пoврeждeния (обзор литературы) // Радиология — практика. 2022. № 1. С. 77–90. DOI

2. Захарова Н. Е., Потапов А. А., Корниенко В. Н., Пронин И. Н., Зайцев О. С., Гаврилов А. Г., Фадеева Л. М, Ошоров А. В., Сычев А. А, Такуш С. В. Динамическое исследование структуры мозолистого тела и кортикоспинальных трактов с помощью диффузионно-тензорной магнитно-резонансной томографии при диффузном аксональном повреждении // «Вопросы нейрохирургии» имени Н. Н. Бурденко. 2010. Т. 3. C. 3–9.

3. Захарова Н. Е., Потапов А. А., Пронин И. Н., Данилов Г. В., Александрова Е. В., Фадеева Л. М., Погосбекян Э. Л., Баталов А. И. Изменения параметров диффузионно-куртозисной МРТ у пациентов с диффузным аксональным повреждением // «Вопросы нейрохирургии» имени Н. Н. Бурденко. 2019. Т. 3. C. 5–16. DOI

4. Dick A. S., Tremblay P. Beyond the arcuate fasciculus: consensus and controversy in the connectional anatomy of language. Brain. 2012;135(Pt 12):3529-50. DOI

5. Jang S. H., Kim S. Y. Injury of the Corticospinal Tract in Patients with Mild Traumatic Brain Injury: A Diffusion Tensor Tractography Study. J. Neurotrauma. 2016;33(19):1790-1795. DOI

6. Jang S. H., Seo Y. S. Difference between injuries of the corticospinal tract and corticoreticulospinal tract in patients with diffuse axonal injury: a diffusion tensor tractography study. Int. J. Neurosci. 2020;130(2):124-129. DOI

7. Kim S. H., Jang S. H. Prediction of aphasia outcome using diffusion tensor tractography for arcuate fasciculus in stroke. AJNR Am. J. Neuroradiol. 2013;34(4):785-90. DOI

8. Krieg J. L., Leonard A. V., Turner R. J., Corrigan F. Identifying the Phenotypes of Diffuse Axonal Injury Following Traumatic Brain Injury. Brain Sci. 2023;13 (11):1607. DOI

9. Liégeois F. J., Mahony K., Connelly A., Pigdon L., Tournier J. D., Morgan A. T. Pediatric traumatic brain injury: language outcomes and their relationship to the arcuate fasciculus. Brain Lang. 2013;127(3):388-98. DOI

10. Mormina E., Longo M., Arrigo A., Alafaci C., Tomasello F., Calamuneri A., Marino S., Gaeta M., Vinci S. L., Granata F. MRI Tractography of Corticospinal Tract and Arcuate Fasciculus in High-Grade Gliomas Performed by Constrained Spherical Deconvolution: Qualitative and Quantitative Analysis. AJNR Am. J. Neuroradiol. 2015;36(10):1853-8. DOI

11. Singh M., Jeong J., Hwang D., Sungkarat W., Gruen P. Novel diffusion tensor imaging methodology to detect and quantify injured regions and affected brain pathways in traumatic brain injury. Magn. Reson. Imaging. 2010;28(1):22-40. DOI

12. Tournier J., Calamante F., Connelly A. MRtrix: Diffusion tractography in crossing fiber regions. International Journal of Imaging Systems and Technology. 2012;22(1):53-66. DOI

13. Wallace E. J., Mathias J. L., Ward L. Diffusion tensor imaging changes following mild, moderate and severe adult traumatic brain injury: a meta-analysis. Brain Imaging Behav. 2018 Dec;12(6): 1607-1621. DOI

14. Wesson A. J., Yu Zhang A. R., Wang Han, Kasprisin A., Martinson S., Cheng J., Weiner M., Yesavage J. A., Folio L. Mild traumatic brain injury and conduction aphasia from a close proximity blast resulting in arcuate fasciculus damage diagnosed on DTI tractography. Mil Med. 2009;174(11):v-vi.