Список сокращений

HARDI-CSD — high angular resolution diffusion imaging — constrained spherical deconvolution

ДВИ — диффузионно-взвешенные изображения

КТ — компьютерная томография

КФ — краниофарингиома

МРТ — магнитно-резонансная томография

Введение

Краниофарингиома (КФ) — доброкачественная опухоль взрослых и детей, для которой характерна локальная инвазия окружающих структур и частое рецидивирование даже после радикального удаления. Выделяют 2 подтипа КФ, различных по происхождению, гистологическому строению и генетическим особенностям — адамантиномоподобные и папилломатозные КФ. В настоящее время компьютерная томография (КТ) и магнитно-резонансная томография (МРТ) позволяют в большинстве случаев определить топографию КФ, ее гистологический тип и отношение к окружающим структурам. В ряде случаев, в основном при крупных опухолях, могут возникнуть трудности в определении отношения КФ к зрительным путям, стеблю гипофиза и другим структурам хиазмально-селлярной области. Одним из современных методов нейровизуализации, позволяющим детально визуализировать функционально-значимые проводящие пути, является HARDI-CSD-трактография (high angular resolution diffusion imaging — constrained spherical deconvolution). Этот метод широко используется для выявления двигательных путей, трактов, обеспечивающих речевую функцию, и в ряде других ситуаций [1—4].

Цель исследования — определить возможность визуализации некоторых структур хиазмально-селлярной области и III желудочка (гипоталамо-гипофизарный тракт (стебель гипофиза), зрительные пути, свод, мамиллоталамический тракт) при помощи HARDI-CSD-трактографии у пациентов с супраселлярными КФ, в особенности в случаях, когда эти структуры не удается выявить с помощью КТ и МРТ.

Материал и методы

В пилотное исследование вошли 4 пациента (2 взрослых — 34 и 45 лет, 2 детей — 6 и 14 лет) с КФ, проходивших хирургическое лечение в ФГАУ «Национальный медицинский исследовательский центр нейрохирургии им. акад. Н.Н. Бурденко» Минздрава России (далее — НМИЦ нейрохирургии) в период с января по июль 2024 г. Всем пациентам до и после операции проведен осмотр офтальмолога и невролога, выполнена МРТ головы и МР-трактография. Основными клиническими проявлениями во всех случаях были зрительные нарушения по типу хиазмального синдрома со снижением остроты зрения и выпадением полей зрения. В 2 случаях отмечались выраженные психические, эмоциональные нарушения и снижение памяти. У всех больных исходным местом роста опухоли был стебель гипофиза. В трех наблюдениях опухоль распространялась в III желудочек. В 3 случаях опухоль была смешанного солидно-кистозного строения и в одном — солидного. Всем больным проведено хирургическое удаление КФ, в трех случаях — с использованием эндоскопического переднего расширенного трансназального транссфеноидального доступа, и в одном — субфронтального доступа. Во всех наблюдениях гистологическое исследование выявило адамантиномоподобную КФ.

Целью МР-трактографии было:

1. Построение зрительных трактов и хиазмы в связи с отсутствием визуализации этих структур на МР-изображениях и выраженностью нейроофтальмологической симптоматики.

2. Построение стебля гипофиза для предоперационного определения его положения при отсутствии его визуализации на МР-изображениях.

3. Построение мамиллоталамических трактов и свода в связи с распространением опухоли в III желудочек и выраженностью мнестических и психических нарушений.

Пациентам выполняли HARDI-CSD-МР-трактографию на МР-томографе 1,5 Тл с реконструкцией зрительных трактов (n=3) до и после операции, стебля гипофиза (n=1) до и после операции, свода (n=1) до и после операции, а также мамиллоталамического тракта после оперативного вмешательства (n=1). МРТ-сканирование с получением диффузионно-тензорных изображений (ДТИ) с последующей реконструкцией проводящих путей осуществляли с использованием 24-канальной головной катушки со следующими параметрами эхо-планарной импульсной последовательности: воксель размером 2,5×2,5×2,5 мм, 57 срезов, время повторения — 4621 мс, время эхо (TE) — 113,3 мс, угол поворота — 90°, поле обзора (FOV) — 240 мм, 60 градиентных направлений для b — 2500 с/мм², один объем с b — 0 с/мм². При обработке полученных ДТИ выполняли удаление теплового шума и артефактов Гиббса с помощью программного пакета MRtrix3 (https://www.mrtrix.org/), затем проводили коррекцию артефактов движения и вихревых токов с помощью программного обеспечения FMRIB Software Library (https://fsl.fmrib.ox.ac.uk/). После этого выполняли интерполяцию ДТИ до размера вокселя 1×1×1 мм³ и вычисляли траектории всех возможных трактов головы методом SS3T-CSD в программе MRtrix3Tissue (https://3tissue.github.io/) со следующими относительными параметрами: общее количество нервных волокон — 5 млн, максимальная длина каждого из них — 200 мм. Затем проводили фильтрацию ложноположительных трактов утилитой tcksift из MRtrix3, в результате оставалось около 1 млн волокон. Полученный файл со всеми возможными траекториями нервных волокон пациента загружали в программу TrackVis (https://www.trackvis.org/), где рисовали области интереса (англ. region of interest, ROI), по которым делали реконструкцию и визуализацию трактов.

Результаты

Посредством HARDI-CSD-трактографии получена реконструкция зрительных путей у всех трех обследованных больных, у которых на МРТ они не выявлялись из-за распространенности опухоли. В двух наблюдениях возникли сложности в получении зрительного перекреста до операции из-за артефактов на границе сред (рис. 1, рис. 3). В одном наблюдении получено изображение зрительных трактов, свода и сохранной части стебля гипофиза (рис. 3). На дооперационной МРТ головы данные структуры не определялись из-за большого объема опухоли. Еще в одном случае получена реконструкция мамиллоталамического тракта после удаления гигантской интра-экстравентрикулярной КФ (рис. 4).

Клинический случай 1

Пациент С., 14 лет, поступил в НМИЦ нейрохирургии в июне 2024 г. с жалобами на головные боли. При поступлении — спутанность сознания. При МРТ и КТ головы выявлена солидная, обильно кальцифицированная интра-экстравентрикулярная КФ (рис. 1). Острота зрения с коррекцией до операции: OD=0,7; OS=1,0. Выполнено эндоскопическое трансназальное удаление опухоли через передний расширенный доступ. При осмотре офтальмологом после операции — увеличение остроты зрения правого глаза. Острота зрения с коррекцией — OD=0,8; OS=0,9. Выписан в удовлетворительном состоянии.

Рис. 1. Клинический случай 1. Магнитно-резонансные томограммы головного мозга с контрастным усилением.

а, б — Т1-режим после введения контрастного препарата в сагиттальной (а) и коронарной (б) проекциях; в — Т2-режим в аксиальной проекции и нативная компьютерная томограмма (г—е); ж—и — реконструкция зрительных трактов и зрительной лучистости методом HARDI-CSD-трактографии перед операцией: выявляется смещение зрительных трактов опухолью кнаружи. Хиазма не реконструируется за счет артефактов от границ сред; к—м — интраоперационные фото: к — удаление большого солидного узла краниофарингиомы микрохирургической кюреткой; л — после удаления краниофарингиомы обнажилась полость III желудочка, визуализированы оба отверстия Монро и сосудистое сплетение III желудочка; м — этап гемостаза с использованием гемостатической пасты Surgiflo, на этом этапе использован эндоскоп с изменением угла на 90°, позволивший визуализировать задний край хиазмы (зеленая стрелка); н—п — реконструкция хиазмы, зрительных трактов и зрительной лучистости после операции. Следует отметить, что после удаления опухоли удалось получить изображение хиазмы.

Клинический случай 2

Пациент С., 8 лет, поступил в НМИЦ нейрохирургии в феврале 2024 г. с жалобами на резкое снижение остроты зрения, головные боли. Острота зрения с коррекцией до операции — OD=0,9; OS=0,05. Поля зрения изменены по битемпоральному типу. При МРТ головы выявлена стебельная КФ кпереди от стебля гипофиза и дна III желудочка (рис. 2). Выполнено транскраниальное микрохирургическое удаление опухоли с использованием субфронтального доступа. После операции отмечена значительная положительная динамика зрительных функций за счет увеличения остроты зрения левого глаза и расширения границ поля зрения обоих глаз. Острота зрения с коррекцией — OD=0,9—1,0; OS=0,9. Выписан в удовлетворительном состоянии.

Рис. 2. Клинический случай 2.

а—в — магнитно-резонансная томограмма головы в режиме 3D Т2 CUBE в сагиттальной, коронарной и аксиальной проекциях до операции; г—е — реконструкция хиазмы и зрительных трактов перед операцией с помощью HARDI-CSD-трактографии: отмечается выраженное смещение опухолью хиазмы кверху.

Клинический случай 3

Пациент С., 35 лет, поступил в НМИЦ нейрохирургии в апреле 2024 г. с жалобами на головные боли, снижение памяти и остроты зрения, однократный генерализованный судорожный приступ, появление повышенной жажды. По данным МРТ головы определяется кистозно-солидная интра-экстравентрикулярная КФ, окклюзионная гидроцефалия (рис. 3). Острота зрения с коррекцией до операции — OD=0,6; OS=0,09, признаки воздействия на зрительный путь на основании головного мозга. Центральный несахарный диабет. Выполнено эндоскопическое трансназальное удаление опухоли через передний расширенный доступ. После операции отмечена положительная динамика зрительных функций за счет увеличения остроты зрения правого глаза. Острота зрения с коррекцией — OD=0,8; OS=0,09. Отмечено нарастание выраженности центрального несахарного диабета, состояние компенсировано заместительной гормональной терапией. Выписан в удовлетворительном состоянии.

Рис. 3. Клинический случай 3.

Магнитно-резонансные томограммы головы с контрастным усилением в режиме T1 в коронарной (а), сагиттальной (б) и аксиальной (в) проекциях до операции. Свод резко растянут, зрительные пути практически не определяются, отсутствует изображение стебля гипофиза. Реконструкция зрительных трактов (г, ж), свода (е, и) и сохранной части стебля гипофиза (д, з) с помощью HARDI-CSD-трактографии до операции. Хиазма не реконструируется из-за артефактов от границ сред; к—м — интраоперационные фото: к — удаление микрохирургической кюреткой капсулы краниофарингиомы, плотно спаянной со стенками III желудочка; л — визуализация истонченного стебля гипофиза (оранжевая стрелка); м — после удаления краниофарингиомы обнажилась полость III желудочка и отверстия Монро, в просвете одного из них определяется вентрикулярный конец катетера от ранее установленного шунта; н—п — реконструкция зрительных трактов, хиазмы, зрительной лучистости и свода с помощью HARDI-CSD-трактографии после удаления опухоли. Изображение стебля гипофиза не получено — пересечен во время операции.

Клинический случай 4

Пациентка Ю., 45 лет, поступила в НМИЦ нейрохирургии в июле 2024 г. с жалобами на снижение зрения, головные боли, жажду и полиурию, ухудшение памяти. При МРТ головы выявлена большая, преимущественно кистозная экстра-интравентрикулярная КФ (рис. 4). Острота зрения (с коррекцией) до операции — OD=0,9—1,0, OS — счет пальцев у лица на узком участке. Поля зрения: OD — границы на белый цвет в норме, выпадение границ на цвета с височной стороны. Асимметричный хиазмальный синдром с развитием практической слепоты на левый глаз. Выявлены выраженные расстройства психической деятельности (эмоционально-личностные нарушения, мнестические расстройства). Выполнено эндоскопическое трансназальное удаление опухоли. В послеоперационном периоде в неврологическом и соматическом статусе без отрицательной динамики. Выписана в удовлетворительном состоянии.

Рис. 4. Клинический случай 4.

Дооперационные магнитно-резонансные томограммы головы в Т1-режиме с контрастированием в сагиттальной (а), в режиме Т2 — в коронарной (б) и аксиальной (в) проекциях. Определяется большая, преимущественно кистозная краниофарингиома, компримирующая окружающие структуры III желудочка. Сосцевидные тела не визуализируются, мамиллярный угол определить не представляется возможным; г—д — интраоперационные фото: г — этап выделения супраселлярного компонента краниофарингиомы, мобилизация и пересечение стебля гипофиза (зеленая стрелка) для расширения оперативного коридора; д — отслаивание ретроселлярной капсулы краниофарингиомы, за капсулой визуализируются смещенные мамиллярные тела (оранжевая стрелка); е — полость III желудочка после удаления краниофарингиомы; ж—и — магнитно-резонансная трактография мамиллоталамического тракта после операции, визуализированы оба пучка. Примечательно, что волокна левого мамиллоталамического тракта выглядят тоньше, чем правого, но сохраняют свою целостность.

Обсуждение

Современные методы визуализации — КТ и, в первую очередь, МРТ — играют решающую роль в диагностике КФ: определении гистологического варианта, уточнении топографии и структуры опухоли, выборе установки наиболее адекватного метода лечения. Тем не менее при больших, распространенных КФ нередко возникают трудности в уточнении ряда важных диагностических деталей: определении положения зрительных путей, выявлении ножки гипофиза и степени поражения гипоталамуса.

Использование дополнительных режимов МРТ, таких как Т2-CUBE, FIESTA, FSPGR с тонкими срезами и высокой разрешающей способностью МРТ (3,0 Тл), существенно не влияют на точность диагностики. Есть серьезные основания предполагать, что HARDI-CSD-трактография может оказаться полезным методом в решении диагностических проблем, перечисленных выше.

В настоящей работе мы попытались оценить возможности метода трактографии у больных с КФ.

Визуализация зрительных путей посредством трактографии используется достаточно широко при различной патологии головного мозга [5—7], но при КФ этот метод применялся в единичных случаях. Так, K. Majchrzak и соавт., проводя реконструкцию зрительных нервов, хиазмы и трактов, уточнили возможность удаления КФ через конечную пластинку [8]. M. Hajiabadi и соавт. также использовали возможность трактографии для уточнения отношения зрительных путей к опухолям хиазмально-селлярной области, в том числе, и к КФ [9].

Местом исходного роста подавляющего числа супраселлярных КФ является ножка гипофиза, в связи с этим особенно важно получить информацию о степени ее повреждения. В одном из наших наблюдений с помощью трактографии удалось получить изображение сохранной части стебля гипофиза при негативных результатах МРТ. Нами обнаружена лишь одна работа, посвященная визуализации стебля гипофиза у больного с КФ [10].

При КФ, особенно распространяющихся в полость III желудочка, важно оценить состояние диэнцефально-гипоталамических структур не только клинически, но и путем визуализации. Существует несколько МРТ-классификаций [11, 12], в которых в основном описывается отношение опухоли к гипоталамическим структурам, но оценить степень поражения гипоталамуса по данным МРТ очень сложно. Гипоталамус состоит из множества ядер, объединенных между собой и с другими структурами мозга многочисленными связями [13]. В литературе описано не менее 8 значимых трактов, объединяющих диэнцефальную область и гипоталамус с корой, зрительным бугром, миндалевидным комплексом, гипофизом и рядом других структур [14—21]. Описаны попытки построения некоторых из этих путей (трактография) у больных с неопухолевыми поражениями гипоталамуса [22, 23]. В одном из наших наблюдений после удаления КФ III желудочка удалось получить реконструкцию мамиллоталамического тракта.

Как было показано в настоящем исследовании, трактография, основанная на использовании вероятностного алгоритма реконструкции проводящих путей в режиме HARDI-CSD, позволяет у больного с КФ получить изображение разных отделов зрительных путей в тех случаях, где при стандартной МРТ были трудности в их распознавании.

В настоящее время трактография — сложный и трудоемкий метод, имеющий ряд ограничений. При построении проводящих путей головного мозга, расположенных рядом с различными по плотности структурами опухоли, возникают артефакты на границах сред или артефакты химического сдвига вследствие различных резонансных частот, что проявляется искажениями на МРТ в диффузно-взвешенном режиме [24, 25]. Тем не менее можно надеяться, что совершенствование и упрощение методики позволит изучать более тонкие структурные изменения и вносить коррекцию в лечебные мероприятия.

Заключение

В представленном поисковом исследовании показана диагностическая ценность метода HARDI-CSD-трактографии при планировании хирургического лечения у больных с КФ. Данный метод позволяет получить дополнительную информацию о строении и локализации таких структур, как зрительные тракты, стебель, свод, мамиллоталамический тракт, при отсутствии их визуализации на стандартном МРТ. Дальнейшие исследования будут важны не только для уточнения взаимоотношения КФ к прилежащим анатомическим структурам, но и для понимания сложных механизмов функционирования гипоталамических структур мозга.

Участие авторов:

Концепция и дизайн исследования — Коновалов А.Н., Иванов В.В.

Сбор и обработка материала — Иванов В.В., Афандиев Р.М.

Статистический анализ данных — Иванов В.В., Коновалов А.Н.

Написание текста — Иванов В.В., Афандиев Р.М., Погосбекян Э.Л.

Редактирование — Коновалов А.Н., Захарова Н.Е., Пронин И.Н., Калинин П.Л., Шкарубо А.Н.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.