Аномалии белого вещества головного мозга на МРТ

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, T2 или FLAIR) 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).

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 (МХЛД), болезнь Краббе, синдром Шегрена-Ларссона, заболевание тела взрослых полиглюкозанов, лейкоэнцефалопатия с поражением ствола головного мозга и спинного мозга и повышение уровня лактата (ЛССЛ), перивентрикулярная лейкомаляция (ПВЛ), 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 (ЛИБВ), 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 (ЦТК), пероксисомальные расстройства, болезнь Александра, лейкоэнцефалопатия с поражением ствола головного мозга и спинного мозга и повышение уровня лактата (ЛССЛ), болезнь мочи кленового сиропа, гистиоцитоз, аутосомно-доминантная лейкодистрофия взрослых, связанная с ламинатом B1 дублирования, героина и токсинов кокаина. Болезни головного мозга: болезнь Александра, ЛССЛ, 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 (ОДЭМ), рассеянный склероз (РС), нейромиелит зрительного нерва (оптикомиелит Девика), 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 (кистозный фиброз), 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 (АЛД), метахроматическую лейкодистрофию (МЛД) 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.

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 (АЛД), 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 МЛД (рисунок 3). Зубчатое ядро мозжечка, мозжечковое белое вещество и пирамидальный тракт ствола мозга демонстрируют гиперинтенсивный сигнал по Т2 с ранней стадии.

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 (АЛД) 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. АЛД подразделяется на детские, подростковые и взрослые мозговые формы, адреномиелоневропатию (АМН) 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.

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.

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.

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 (МЛПК)

МЛПК 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.

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 (ЛИБВ) 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 ЛИБВ 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.

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

Ствол головного мозга могут быть поражены при заболеваниях:

• болезнь Александра,
• ЛССЛ 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 (ОДЭМ), рассеянный склероз (РС) 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 (кистозный фиброз) и хромосомные аномалии (такие как 6p-синдром).

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