© Borgis - Nowa Medycyna 3/2014, s. 113-117
*Ewa Szczepek1,2,4, Leszek Czerwosz3,4, Krzysztof Nowiński5, Zbigniew Czernicki1,2
Ocena parametrów wolumetrycznych wewnątrzczaszkowych stosunków objętościowych w zaniku mózgu
The assessment of intracranial volumetric relations in the brain atrophy
1Klinika Neurochirurgii, II Wydział Lekarski, Warszawski Uniwersytet Medyczny
Kierownik Kliniki: prof. dr hab. Zbigniew Czernicki
2Zespół Kliniczno-Badawczy Neurochirurgii, Instytut Medycyny Doświadczalnej i Klinicznej PAN, Warszawa
Kierownik Zespołu: dr hab. Ewa Koźniewska-Kołodziejska
3Zakład Neurobiologii Oddychania, Instytut Medycyny Doświadczalnej i Klinicznej PAN, Warszawa
Kierownik Zakładu: prof. dr hab. Mieczysław Pokorski
4Pracownia Bioinformatyki, Instytut Medycyny Doświadczalnej i Klinicznej PAN, Warszawa
Kierownik Pracowni: prof. dr hab. Bogdan Lesyng
5Interdyscyplinarne Centrum Modelowania Matematycznego i Komputerowego, Uniwersytet Warszawski
Dyrektor Interdyscyplinarnego Centrum: prof. dr hab. Marek Niezgódka
Summary
Introduction. Currently used methods of radiological imaging and computerized functional tests do not fully address the problem of diagnosis and treatment of the brain atrophy. Brain atrophy affects elderly patients. A typical symptom of aging is diffusecortical and subcortical atrophy resulting from progressive loss of physiological of nerve cells. Cerebral atrophy coexists of ten with a significant enlargement of the ventricular system.
Aim. The aim of the study was to evaluate the usefulness of intracranial volumetric parameters for the diagnosis and monitoring processes of developing dementia.
Material and methods. The CT images were assessed and the CSF volumes of intracranial subarachnoid space, skull base casters, and ventricular system were calculated in the group of 26 brain atrophy patients. The volumetric measurements has been performed by means of the VisNow proprietary software.
Results. In the group of brain atrophy patients the average volume of CSF contained in subarachnoid and skull base casters significantly differs from the volume contained in the ventricular system (p < 0.01). The volume of intra cranial CSF in atrophy patients differs from the norm.
Conclusions. Implementation of the VisNow volumetric assessment method in clinical practice indicate that it may been extremely useful tool in the differential diagnosis of selected pathological conditions of the CNS. The method seems to be promising for monitoring in of the progression of dementia process and evaluate the results of the treatment.
Wstęp
Dostępne obecnie metody obrazowania radiologicznego i skomputeryzowanych testów czynnościowych nie rozwiązują w pełni problemu diagnostyki i leczenia zaniku mózgu. Zanik mózgu jest cechą wspólną wielu chorób otępiennych. Morfologicznym podłożem zespołów otępiennych, niezależnie od ich etiologii i obrazu klinicznego, jest postępujący ubytek komórek nerwowych OUN (1). Definicja Amerykańskiego Towarzystwa Psychiatrycznego DSM-IV określa otępienie jako upośledzenie pamięci zarówno krótkoterminowej (brak możliwości zapamiętania nowych informacji), jak i długoterminowej (upośledzenie odtwarzania wiedzy posiadanej wcześniej), któremu towarzyszy co najmniej jeden z poniższych objawów: afazja (zaburzenia mowy), agnozja (niezdolność do rozpoznawania przedmiotów), zaburzenie funkcji wykonawczych (niezdolność do planowania czy organizacji czynności) (2). Objawy kliniczne zależą od lokalizacji, a nie od etiologii. Wyróżnia się zatem otępienia korowe, podkorowe i mieszane (3). Przykładem otępienia podkorowego może być otępienie naczyniopochodne oraz otępienie w przebiegu chorób układu pozapiramidowego. W odróżnieniu od otępień korowych, gdzie dominującym elementem obrazu klinicznego są zaburzenia pamięci, mowy, gnozji (rozpoznawania znaczenia) i praksji (ruchów celowych), w otępieniach typu podkorowego na pierwszy plan wysuwają się zaburzenia motoryczne, zaburzenia postawy, spowolnienie procesów pamięciowych i myślowych oraz towarzyszące im często objawy uszkodzenia jąder podkorowych (drżenie, sztywność, czy ruchy mimowolne) (4).
Zanik mózgu dotyka chorych w podeszłym wieku. Typowym objawem starzenia się jest rozlany zanik korowo-podkorowy, wynikający z postępującego fizjologicznego zaniku komórek mózgowych. Atrofia mózgowa współistnieje dość często ze znacznym poszerzeniem układu komorowego i przestrzeni pajęczynówkowej. W niektórych przypadkach badaniem obrazowym TK można stwierdzić obecność okołokomorowej leukoarajozy. W badaniu MRI w sekwencji FLAIR (sekwencja stłumienia sygnału płynu mózgowo-rdzeniowego) strefa ta odpowiada wzmocnieniu sygnału wynikającego z niemego klinicznie niedokrwiennego zwyrodnienia osłonki mielinowej aksonu (zwyrodnienie typu Wallera) (5, 6).
Jednym z charakterystycznych objawów zaniku mózgu ocenianego w badaniach obrazowych jest poszerzenie przestrzeni podpajeczynówkowej i zbiorników mózgu, towarzyszy temu poszerzenie układu komorowego o różnym stopniu nasilenia (7).
Celem podjętych badań była ocena przydatności wewnątrzczaszkowych parametrów wolumetrycznych dla rozpoznania i monitorowania rozwijających się procesów otępiennych.
Materiał i metody
W Klinice Neurochirurgii WUM przebadano 26 pacjentów (średnia wieku 69,7 ± 5,6roku) z rozpoznanym zanikiem mózgu, u których dokonano oceny wolumetrycznej w obrazach tomografii komputerowej TK objętości płynu mózgowo-rdzeniowego (PMR) zawartego w przestrzeni podpajeczynówkowej i zbiornikach podstawy oraz objętości płynu mózgowo-rdzeniowego (PMR) w wewnątrzczaszkowym układzie komorowym.
Badania przeprowadzono zgodnie z Deklaracją Helsińską po uzyskaniu uprzednio zgody Komisji Bioetycznej Warszawskiego Uniwersytetu Medycznego.
Rozpoznanie zaniku mózgu ustalano na podstawie objawów: poszerzenie układu komorowego w TK lub MRI głowy, wskaźnik Evansa < 0,3; cechy zaniku korowego i korowo-podkorowego; objawy neurologiczne; ciśnienie wewnątrzczaszkowe mierzone w trakcie punkcji lędźwiowej NL < 10 cm H2O; opór resorpcji R < 11 mm Hg/ml/min; badanie neuropsychologiczne. Badanie neuropsychologiczne oparte zostało na zestawie testów opracowanych i prowadzonych w Klinice Neurochirurgii II Wydziału Lekarskiego WUM (8).
Pomiarów wolumetrycznych dokonano przy wykorzystaniu autorskiego oprogramowania VisNow. Oprogramowanie zostało stworzone w Laboratorium Analizy Wizualnej w Interdyscyplinarnym Centrum Modelowania Matematycznego i Komputerowego (ICM) Uniwersytetu Medycznego pod kierownictwem dra Krzysztofa Nowińskiego. Otwarta platforma integracyjna wizualnego przetwarzania danych VisNow umożliwia integrację algorytmów, przetwarzanie danych eksperymentalnych i symulacyjnych z zaawansowanymi metodami wizualizacji wyników. Zaproponowana ocena wolumetryczna VisNow to obiektywna i liczbową charakterystyka statystyczna voxeli wybranych obszarów patologicznych. Półautomatyczna, interaktywna analiza wyników obrazowych umożliwia wyliczenie obranych parametrów/deskryptów geometrycznych/charakteryzujących obraz TK lub MRI głowy w grupach chorych. Pomiary z poszczególnych warstw z ręcznie zaznaczonych obszarów są automatycznie sumowane, a wynikiem jest objętość płynu mózgowo-rdzeniowego w oznaczonych strukturach mózgowia (dotyczy to zarówno tkanek, jak i przestrzeni płynowych). Platforma VisNow to modularny system sterowany przepływem danych, realizowany w technologii Java/Java 3. W skład wchodzą moduły umożliwiające przetwarzanie numeryczne oraz trójwymiarową wizualizację uzyskanych wyników. Moduły zaawansowane pozwalają na przetwarzanie danych obrazowych (obrazów radiologicznych TK czy MRI) ich odszukiwanie, segmentację i rekonstrukcję geometryczną.
Oprogramowanie ułatwia również integrację modułów i obiektów geometrycznych we wspólnym oknie graficznym. Szczegółowe dane techniczne oprogramowania Vis Now przedstawiono w pracy E. Szczepek i wsp. (9).
W niniejszej pracy analizę statystyczną liczby voxeli w badaniach tomografii komputerowej TK przeprowadzono dla objętości PMR zawartego w przestrzeni podpajęczynówkowej i zbiornikach podstawy oraz dla objętości PMR zgromadzonego w wewnątrzczaszkowym układzie komorowym u chorych z rozpoznanym zanikiem mózgu. Przetworzenie wyników pozyskanych z badań obrazowych TK chorych pozwoliło na graficzną prezentacje 3D trójwymiarową przestrzeni wewnątrzczaszkowej z wyodrębnioną objętością PMR w przestrzeni podpajęczynówkowej i zbiornikach podstawy oraz objętości PMR w wewnątrzczaszkowym układzie komorowym (ryc. 1).
Ryc. 1. Ocena wolumetryczna: a) obraz tomografii komputerowej (przekrój osiowy); b) obraz graficzny trójwymiarowy przestrzeni wewnątrzczaszkowej z wyodrębnioną objętością przestrzeni podpajęczynówkowej i zbiorników podstawy oraz objętością wewnątrzczaszkową układu komorowego u chorego z zanikiem mózgu.
Wyniki
Powyżej zamieściliśmy fragment artykułu, do którego możesz uzyskać pełny dostęp.
Mam kod dostępu
- Aby uzyskać płatny dostęp do pełnej treści powyższego artykułu albo wszystkich artykułów (w zależności od wybranej opcji), należy wprowadzić kod.
- Wprowadzając kod, akceptują Państwo treść Regulaminu oraz potwierdzają zapoznanie się z nim.
- Aby kupić kod proszę skorzystać z jednej z poniższych opcji.
Opcja #1
29 zł
Wybieram
- dostęp do tego artykułu
- dostęp na 7 dni
uzyskany kod musi być wprowadzony na stronie artykułu, do którego został wykupiony
Opcja #2
69 zł
Wybieram
- dostęp do tego i pozostałych ponad 7000 artykułów
- dostęp na 30 dni
- najpopularniejsza opcja
Opcja #3
129 zł
Wybieram
- dostęp do tego i pozostałych ponad 7000 artykułów
- dostęp na 90 dni
- oszczędzasz 78 zł
Piśmiennictwo
1. Sąsiadek M, Kurek T: Diagnostyka obrazowa w otępieniu. [W:] Choroby otępienne. Teoria i praktyka. Leszek J. (red.). Continuo, Wrocław 2003: 389-99. 2. Wciórka J (red.): Kryteria diagnostyczne według DSM-IV-TR. Elsevier 2008; 1, 1-290. 3. Kotapka-Minc S, Szczudlik A: Otępienie. [W:] Rozpoznawanie i leczenie otępień – Rekomendacje Interdyscyplinarnej Grupy Ekspertów Rozpoznawania i Leczenia Otępień. Wydawnictwo Czelej, Lublin 2006: 11-22. 4. Jóźwiak A: Otępienie u osób w wieku starszym. Geriatria 2008; 2: 237-246. 5. Waller A: Experiments on the section of glossopharyngeal and hypoglossal nerves of the frog and observations of the alternatives produced thereby in the structure of their primitive fibers. Philos Trans R Soc Lond Biol 1850; 140: 423. 6. Salerno JA, Murphy DG, Horwitz B et al.: Brain atrophy in hypertension. A volumetric magnetic resonance imaging study. Hypertension 1992; 20(3): 340-348. 7. Walecki J, Pawłowska-Detko A, Adamczyk M: Rola współczesnych metod obrazowania w rozpoznaniu i monitorowaniu otępienia. Pol Prz Neurol 2007; 3: 69-89. 8. Marszałek P, Jurkiewicz J, Fersten E i wsp.: Wieloetapowa metoda rozpoznawania wodogłowia niskociśnieniowego. Neurol Neurochir Pol 1997; 31(3): 527-539. 9. Szczepek E, Czerwosz L, Nowiński K et al.: Evaluation of Volumetric Changes in Differential Diagnosis of Brain Atrophy and Active Hydrocephalus. Adv Exp Med Biol 2014 (admitted to the print). 10. Bochenek A, Reicher M: Anatomia Człowieka. [W:] Układ nerwowy ośrodkowy. Wydawnictwo Lekarskie PZWL, Warszawa 2000; t. 4. 11. Walecki J, Ziemiański A: Rezonans magnetyczny i tomografia komputerowa w praktyce klinicznej. Springer PWN, Warszawa 1997: 215-225. 12. Czarnowska M, Cubała WJ, Taraszewska M: Różnicowanie otępień w obrazach neuroradiologicznych. Psychiatr Prakt Ogólnolek 2004; 4 (1): 27-31. 13. Czarnecka A, Sąsiadek M: Value of volumetric head CT in diagnostics and differentiation of selected dementive disorders. Pol J Radiol 2009; 74 (2): 7-13. 14. Blatter DD, Bigler ED, Gale SD et al.: Quantitative Volumetric Analysis of Brain MR: Normative Database Spanning 5 Decades of Life. Am J Neuroradiol 1995; 16: 241-251. 15. Płotek W: Starzenie się ośrodkowego układu nerwowego i anestezja. Anest Ratow 2008; 1: 35-43. 16. Crosby G, Culley DJ: Anesthesia, the aging brain and the surgical patient. Can J Anesth 2003; 50(6): 1-5. 17. Juniewicz H, Kasprowicz M, Czosnyka M et al.: Analysis of intracranial pressure during and after the infusion test in patients with communicating hydrocephalus. Physiol Meas 2005; 26(6): 1039-1048. 18. Czernicki Z, Walecki J, Jurkiewicz J et al.: Intracranial volume reserve determination using CT images, numerical analysis and lumbar infusion tests. An experimental study. Acta Neurochir 1992; 115(1-2): 43-46. 19. Tsunoda A, Mitsuoka H, Bandai H et al.: Intracranial cerebrospinal fluid measurement studies in suspected idiopathic normal pressure hydrocephalus, secondary normal pressure hydrocephalus, and brain atrophy. J Neurol Neurosurg Psychiatry 2002; 73: 552-555.
