1. Общие характеристики поражения головного мозга при серповидноклеточной анемии:
• Лучший диагностический критерий:
о Инфаркт(ы) головного мозга у афроамериканского ребенка
о Вторичный синдром мойамойа (ММ):
- Сужение дистальных отделов внутренних сонных артерий (ВСА) или проксимальных отделов передних мозговых артерии (ПМА), средних мозговых артерий (СМА)
- Лентикулостриарные коллатерали в базальных ганглиях (БГ)
• Локализация: ВСА, глубокое белое вещество (БВ), кора головного мозга, костный мозг
• Когнитивные нарушения не коррелируют с данными диагностической визуализации
• У детей с СКА наблюдается уменьшение объема серого вещества
2.Рентгенографические признаки:
• Рентгенография:
о Утолщение костей черепа с расширением диплоических пространств
о Затемнение околоносовых пазух
(а) Обзорный снимок в боковой проекции (КТ): утолщение диплоэ вследствие гиперплазии красного костного мозга, что обусловливает появление симптома «волосы дыбом».
(б) МРТ, Т1-ВИ, сагиттальный срез: утолщение костей свода черепа и i интенсивности сигнала от красного костного мозга вследствие его гиперплазии, вызванной хронической анемией. Потеря нормального гиперинтенсивного сигнала на Т1-ВИ от желтого костного мозга также отмечается в структуре ската черепа, а также шейного отдела спинного мозга. Отложение железа при повторных гемотрансфузиях также может вносить вклад в проявление аномальных характеристик сигнала от костного мозга.
3. КТ поражении головного мозга при серповидноклеточной анемии:
• Бесконтрастная КТ:
о Гиподенсные инфаркт(ы) серого или БВ → диффузная атрофия мозговой ткани
о Редко: субарахноидальное (САК) или внутрижелудочковое кровоизлияние (ВЖК), вызванное разрывом аневризмы или ММ
• КТ с контрастированием: мелкоточечное контрастирование ММ коллатералей в БГ
• КТ-ангиография: стеноз дистальных отделов ВСА, проксимальных отделов виллизиева круга (ВК)
4. МРТ поражении головного мозга при серповидноклеточной анемии:
• Т1-ВИ:
о Возможна визуализация очагов геморрагических инсультов
о Мелкоточечные участки потери сигнала за счет эффекта потока в БГ, соответствующие ММ коллатералям
о Снижение интенсивности сигнала, увеличение объема костного мозга (↑ красного костного мозга)
• Т2-ВИ:
о Кортикальные инфаркты, инфаркты в глубоком БВ:
- Часто в области «водораздела» ПМА/СМА
- Ассоциированы суменьшением объема подкорковых структур
• FLAIR:
о Множественные гиперинтенсивные очаги ± симптом «плюща», характерный для ММ
• ДВИ: ограничение диффузии при острых инфарктах
• PD-BI/I:
о ↑ скорости мозгового кровотока (CBF) на начальной стадии: адаптивный ответ на анемию
о ↓ СВР, ↑ среднего времени циркуляции (МТТ), ↑ времени до пика (ТТР) при артериальном сладже, прогрессии сужения сосудов ВК
о Может быть полезным метод меченых артериальных спинов (ASL); позволяет оценивать СВР без использования контрастного препарата
• Постконтрастные Т1-ВИ: сосудистый стаз и лептоменингеальные коллатерали в бассейне кровоснабжения СМА с ее проксимальным стенозом
• МР-ангиография:
о Увеличение, извитость артерий на начальной стадии:
- Теория: адаптивный ответ на анемию и ↑ мозговой перфузии
о Довольно часто возможно развитие ММ
о Аневризмы нетипичной локализации
• МР спектроскопия: ↑ лактата, ↓ NAA, ↓ холина, ↓ креатина в области инфаркта (пик лактата наблюдается только в острой стадии инфаркта)
5. УЗИ поражении головного мозга при серповидноклеточной анемии:
• Транскраниальная допплерография (ТКД): гипердинамический кровотоке дистальных отделах ВСА/СМА вследствие проксимального стеноза:
о Усредненные по времени средние скорости > 200 см/сек → высокий риск ишемического инсульта
о Скорости между 170-200 см/с (условно)
6. Ангиография поражении головного мозга при серповидноклеточной анемии:
• ММ: стеноз дистальных отделов ВСА, проксимальных отделов сосудов ВК, БГ и ЭКА → коллатерали ВСА:
о Сочетание с ММ с персистирующими примитивными каротидно-базилярными артериальными анастомозами
• Веретенообразные аневризмы
• Перипроцедурный риск инсульта выше, чем в других популяциях: гидратация, трансфузия до исследования
8. Рекомендации по визуализации:
• Лучший инструмент визуализации:
о МРТ/МР-ангиография ± ЦСА
• Советы по протоколу исследования:
о ДВИ позволяет дифференцировать острые инфаркты от хронических
о Турбулентная дефазировка вследствие анемии, быстрый кровоток может имитировать стеноз при МР-ангиографии методом «светлой крови»: используйте наименьшие возможные ТЕ для МР-ангиографии методом «светлой крови» или МР-ангиографию методом «темной крови» при подозрении на стеноз
(а) МРТ, FLAIR, аксиальный срез: характерная картина головного мозга при серповидноклеточной анемии (СКА) с формированием очагов инфаркта в структуре глубокого белого вещества и коры (справа), а также очагов энцефаломаляции. При этом отмечается линейное расположение очагов инфарктов спереди назад, что характерно для инфарктов в области зон «водораздела».
(б) МРТ, Т2-ВИ, аксиальный срез: у этого же пациента определяется асимметрия внутренних сонных артерий (ВСА) с калибром правой артерии, на стороне более обширного повреждения головного мозга. Сужение просвета сосудов происходит в результате СКА-ассоциированной васкулопатии.
(а) MPT, FLAIR, аксиальный срез: у подростка, страдающего СКА без ее клинических проявлений, в структуре белого вещества зоны «водораздела» определяются множественные мелкие очаги повышения интенсивности сигнала.
(б) МРТ, ДВИ, аксиальный срез: у этого же пациента определяется отсутствие ограничения диффузии, предполагающего острый инфаркт; имеющиеся инфаркты являются «тихими». Также отмечаются МРТ-признаки инфаркта без развития явной неврологической патологии. В таких случаях обычно наблюдаются нормальные скорости кровотока по ВСА/СМА при транскраниальной допплерографии. У таких пациентов часто наблюдаются умеренные когнитивные нарушения, риск развития инсульта повышен.
(а) На МР-ангиографии интракраниальных сосудов не определяется сужения дистальных отделов ВСА, проксимальных отделов ПМА или СМА. Отмечаются умеренные расширение и извитость сосудов, что, как считается, является патофизиологическим ответом на анемию и ↑ церебральной перфузии. Такая прогрессирующая васкулопатия в конечном счете приводит к повреждению крупных и мелких сосудов.
(б) МР-ангиография: у того же пациента определяется аневризма проксимального отдела основной артерии. Пациенты с СКА имеют ↑ риск формирования аневризм, часто атипичной локализации.
в) Дифференциальная диагностика:
1. Васкулит:
• Идиопатический, инфекционный, аутоиммунный, алкоголизм, наркомания
• Классические признаки при визуализации: кортикальные инфаркты, инфаркты в глубоком БВ, паренхиматозное кровоизлияние
2. Мойамойа (ММ):
• Первичная болезнь ММ:
о Идиопатическая, наследственная
• Другие причины вторичного синдрома ММ:
о НФ 1 типа, синдром Дауна, лучевая терапия, болезни соединительной ткани, протромботическое состояние
3. Толстый череп с расширенным диплоэ:
• Другие хронические анемии (талассемия)
г) Патология:
1. Общие характеристики поражения головного мозга при серповидноклеточной анемии:
• Этиология:
о Аномальный гемоглобин (HbS) становится «ригидным» при деоксигенировании → Эр принимают серповидную форму
о Потеря эластичности серповидных Эр, необходимой для прохождения по капиллярам → сосудистая окклюзия («криз»), разрушение клеток (гемолиз)
о Адгезия серповидных Эр к эндотелию → фрагментация внутренней эластической мембраны, дегенерация мышечного слоя → васкулопатия крупных сосудов ± формирование аневризм
• Генетика:
о Точечная мутация гена β-цепи гемоглобина, Chr 11р15.5: замена глутамат → валин
о СКА: аутосомно-рецессивное наследование, нарушение структуры обеих β-цепей
о Серповидноклеточная аномалия эритроцитов: нарушение структуры 1 β-цепи → легкая форма заболевания
- Носитель
- ↑ устойчивость к малярии (обусловливает распространенность)
• Ассоциированные аномалии:
о Анемия, ретикулоцитоз, гранулоцитоз
о Восприимчивость к пневмококковой инфекции (вселдствие нарушения функции селезенки)
о Иногда вызывает доброкачественную внутричерепную гипертензию
2. Макроскопические и хирургические особенности:
• Инфаркты костей, головного мозга, почек и селезенки; гепатомегалия
3. Микроскопия:
• Микроскопическое исследование мазка крови: тяжелая серповидноклеточная анемия
• Окклюзия сосудов конгломератами серповидных Эр
д) Клиническая картина поражения головного мозга при серповидноклеточной анемии:
1. Проявления:
• Наиболее частые признаки/симптомы:
о Очаговый неврологический дефицит
• Другие признаки/симптомы:
о Дети: затруднения в обучении, головная боль, психические нарушения
• Клинический профиль:
о Инфаркт(ы) головного мозга у детей афроамериканцев
• Инсульт:
о 17-26% всех пациентов с СКА
о 11 % в возрасте 20 лет, 24% в возрасте 45 лет
о 75% ишемические, 25% геморрагические
о У 20% детей на МРТ наблюдаются инфаркты БВ без развития явного неврологического дефицита = «тихие» инфаркты:
- При ТКД изменений обычно не наблюдается
- Ассоциированы с легкими когнитивными нарушениями
- ↑ риска развития инсульта в 14 раз по сравнению с пациентами с отсутствием изменений по данным МРТ
о 18-кратное ↑ риска развития инсульта при скорости кровотока в ВСА/СМА > 200 см/с поданным ТКД
• Костные инфаркты, асептический некроз во время криза
• Остеомиелит, особенно вызванный сальмонеллой
• Макрогематурия с почечным папиллярным некрозом и изъязвлением
• Инфаркт селезенки при нахождении на большой высоте (например, полет)
• Часто наблюдаются инфекционные заболевания, особенно пневмококковое поражение после инфаркта селезенки
2. Демография:
• Возраст:
о Дети = взрослые
о Риск инсульта наивысший с 2-5 лет
• Пол: без половой принадлежности
• Этническая принадлежность: обнаруживается преимущественно у афроамериканцев и их потомков
• Эпидемиология:
о Распространенность у афроамериканцев при рождении: 1/375
о Распространенность серповидноклеточной аномалии эритроцитов при рождении: 1/12
о Основная причина инсультов у детей афроамериканцев
о Распространенность поражения головного мозга (МРТ) у пациентов с серповидноклеточной аномалией эритроцитов: 10-19%
3. Течение и прогноз:
• Не проходящая тяжелая гемолитическая анемия, развивающаяся с возраста в несколько месяцев после того, как HbS заменяет HgbF (фетальный)
• Когнитивная дисфункция возникает даже при отсутствии инфарктов мозговой ткани
• Повторные ишемические повреждения → инсульты с прогрессирующим моторным и когнитивным дефицитом
• Пациенты, как правило, живут до зрелого возраста, хотя и с развитием осложнений
• Прогноз для пациентов с СКА, которым не осуществляются гемотрансфузии, неблагоприятный
4. Лечение:
• Скрининговая ТКД:
о Выявление Т скорости кровотока (> 200 см/с) является показанием для проведения МРТ головного мозга и лечения с осуществлением регулярных гемотрансфузий
о Регулярные гемотрансфузии позволяют удерживать HbS на уровне < 30%:
- ↓ частоты инсульта до 75%
- ↓ гиперплазии интимы сосудов ВК
• Гидроксимочевина: ↓ частоты развития болезненных кризов и острого грудного синдрома; может обусловливать улучшение скоростных показателей при ТКД:
о Индуцирует образование HbF, ↓ которого приводит к снижению вазоокклюзии и гемолиза
• Профилактическое назначение пенициллина; пневмококковая вакцина
• Трансплантация костного мозга является единственным методом, позволяющим достигнуть излечения:
о Доступно только немногим, кому подобран HLA-совместимый донор
• На горизонте: терапия, основанная на применении стволовых клеток
е) Диагностическая памятка. Советы по интерпретации изображений:
• Всегда учитывайте возможность СКА у афроамериканских детей с инфарктом головного мозга
ж) Список литературы:
Andreotti С et al: The Association of Cytokine Levels With Cognitive Function in Children With Sickle Cell Disease and Normal MRI Studies of the Brain. J Child Neurol. ePub, 2014
Chen R et al: A Prospective Longitudinal Brain Morphometry Study of Children with Sickle Cell Disease. AJNR Am J Neuroradiol. ePub, 2014
Helton KJ et al: Magnetic resonance imaging/angiography and transcranial Doppler velocities in sickle cell anemia: results from the SWiTCH trial. Blood. 124(6):891-8, 2014
Mackin RS et al: Neuroimaging abnormalities in adults with sickle cell anemia: associations with cognition. Neurology. 82(10):835—41, 2014
Thust SC et al: Neuroimaging findings in sickle cell disease. Br J Radiol. 87(1040):20130699, 2014
Arkuszewski M et al: Sickle cell anemia: reference values of cerebral blood flow determined by continuous arterial spin labeling MRI. Neuroradiol J. 26(2):191—200, 2013
Behpour AM et al: Cerebral blood flow abnormalities in children with sickle cell disease: a systematic review. Pediatr Neurol. 48(3):188-99, 2013
DeBaun MR et al: Silent cerebral infarcts: a review on a prevalent and progressive cause of neurologic injury in sickle cell anemia. Blood. 119(201:4587-96, 2012
Al-Kandari FA et al: Regional cerebral blood flow in patients with sickle cell disease: study with single photon emission computed tomography. Ann Nucl Med. 21(8):439-45, 2007
Oguz KK et al: Sickle cell disease: continuous arterial spin-labeling perfusion MR imaging in children. Radiology. 227(2):567-74, 2003
