MPA стала повседневно применяться в области шеи вследствие прямолинейного хода сонных и позвоночных артерий и специфических условий кровотока, которые благоприятствуют использованию методов МРА без контрастирования. Тем не менее эти методы обычно не применяются для всей системы сонных артерий, но центрируются на область наиболее вероятного поражения, т.е. на бифуркацию сонных артерий.
а) Методы визуализации сосудов шеи:
1. МРА с контрастированием. Применение МРА с контрастированием для исследования сосудов шеи расширяется. Преимущество метода - обеспечение длинного поля обзора, распространяющегося от начала сонных артерий из дуги аорты до их сифонов. МРА с контрастированием сокращает время сбора данных и уменьшает проблемы, связанные с насыщением и артефактами, обусловленными турбулентностью кровотока.
Недостатком является относительно низкое пространственное разрешение по сравнению с конкурентным методом TOF-МРА.
2. Цифровая субтракционная ангиография (ЦСА). Главное показание к визуализации церебральных сосудов посредством ЦСА - это цереброваскулярная болезнь, которая является результатом атеросклеротического стеноза артерий. ЦСА используется также в диагностике травматических или дегенеративных расслаиваний стенок артерии.
Обычная ЦСА еще рассматривается как «золотой стандарт» в оценке артерий шеи и задает очень высокие критерии для пространственного разрешения и информации о кровотоке.
Однако это инвазивная процедура, связанная с риском цереброваскулярных инцидентов, особенно у пациентов с сердечно-сосудистыми заболеваниями. Частота малых инцидентов колеблется между 1,3 и 4,5%, тогда как инсультов и других серьезных инцидентов -между 0,6 и 1,3%.
Большинство осложнений обусловлено тромбоэмболиями или повреждениями стенок, вызванными катетером, а также реакциями на контрастное средство. Другие проблемы ЦСА связаны со стоимостью исследования и частым неточным определением стеноза. Так как ангиограммы могут быть выполнены только в 1-3 проекциях, можно неправильно рассчитать степень стеноза. Прямая оценка поперечных срезов не может быть проведена по первичным изображениям.
Более того, крупные международные исследования (NASCET, 1991; ECST, 1991) показали, что расчеты степени стеноза, основанные на учете одного только просвета сосуда, могут вести к разноречивым результатам. Поэтому желательна одновременная визуализация поперечного сечения артерий, внешней сосудистой стенки и еще не измененного просвета артерии. Этот тип информации может быть представлен только при помощи послойной визуализации.
3. Допплеровское УЗИ. Допплеровское УЗИ стало наиболее важным скрининговым тестом стеноза сонных артерий. Главные недостатки этого метода - зависимость от опыта исследующего врача, ограниченное поле обзора ультразвукового датчика и акустическая тень за крупными обызвествленными бляшками. УЗИ сонных артерий включает визуализацию в В-режиме, допплерографию с измерениями кровотока и определение градиентов кровотока как непрямое измерение фактического стеноза.
Эти функциональные данные получают с обеих сторон, сравнивая их друг с другом, что может создавать трудности при двусторонних поражениях. В настоящее время ведутся исследования контрастных средств для УЗИ, которые могут повысить сигнал в просвете сосудов более чем на 20 дБ и увеличить надежность исследования.
4. КТ-ангиография. КТ-ангиография сонных артерий обеспечивает хороший контраст и высокое пространственное разрешение, однако возникают проблемы с сосудами, которые расположены близко к костям или обызвествлениям. Это особенно относится к основанию черепа, где поражения сонных артерий легко пропустить. Недостатки, связанные с ионизирующим излучением и йодсодержащими контрастными средствами, препятствуют использованию КТ-ангиографии как скринингового метода.
5. Ведение пациента. В настоящее время УЗИ находится на первом плане в обследовании таких пациентов и, как правило, используется в качестве инструмента для выбора дальнейших исследований. МРА или ЦСА могут использоваться для точного документирования поражений в зависимости от протокола.
б) Методика исследования:
1. Катушки. Если только возможно, при МРА артерий шеи должны использоваться катушки для головы и шеи, чтобы получить изображения с хорошим соотношением С/Ш. Катушка должна охватывать верхнюю часть грудной клетки, чтобы обеспечить изображение начальных отрезков сосудов шеи. Если катушки для головы и шеи недоступны, приемлемой альтернативой является катушка для тела с фазированной решеткой.
2. Импульсные последовательности:
2.1 TOF-MPA. Два физиологических свойства шейных артерий - их прямой ход и относительно высокая скорость кровотока в них - благоприятствуют визуализации методом TOF. Используются и двухмерный, и трехмерный сбор данных. Предпочтительна визуализация шейных сосудов в аксиальной плоскости, чтобы свести к минимуму эффекты насыщения (табл. 1).
Последние представляют собой главную проблему при TOF-МРА. Насыщение в плоскости слоя преобладает при двухмерном сборе данных, в то время как насыщение в направлении выбора слоя становится важным при трехмерном сборе данных.
- Двухмерная TOF-МРА. Двухмерная TOF-MPA чувствительна к направлению потока и позволяет надежно обнаружить минимальный остаточный кровоток (например, дистальнее субтотального стеноза). Это достигается ценой ухудшения пространственного разрешения с увеличением расфазировки внутри вокселей (более крупные воксели вследствие толщины слоя, измеряемой миллиметрами). Как правило, это приводит к переоценке степени стеноза.
Другой недостаток - более значительное насыщение сигнала в сосудистых сегментах, которые проходят вдоль плоскости визуализации (насыщение в плоскости слоя).
- Трехмерная TOF-MPA. Трехмерная TOF-MPA менее восприимчива к расфазировке, обусловленной турбулентностью, и внутривоксельной расфазировке по сравнению с двухмерной TOF-MPA вследствие более короткого времени эха и меньших размеров вокселей (3D-членения менее 1 мм), что делает более надежной оценку стеноза. В то же время более длинное время сбора данных увеличивает восприимчивость этого метода к артефактам от движений (движения пациента, глотание).
Проблемы насыщения в объеме в целом ограничивают диапазон изображений вдоль хода сонных артерий, и в результате этого один массив данных не может одновременно охватить начало и конец сонных артерий (рис. 1).
Рисунок 1. а, b МРА нормальных шейных сосудов.
а Трехмерная TOF-MPA.
b Трехмерная МРА с контрастированием.
Трехмерная TOF-MPA в отличие от трехмерной МРА с контрастированием охватывает только сегмент шейных артерий. Но пространственное разрешение TOF-MPA (примерно 0,8x0,8x1,0 мм3) выше, чем МРА с контрастированием (примерно 1,3x1,3x1,5 мм3). Это становится очевиднее после увеличения изображений с контрастированием до размеров, соответствующих TOF-изображениям.
- MOTSA. Один путь уменьшить эффекты насыщения - это сбор данных с множественными перекрывающимися тонкими слэбами (MOTSA). Он предполагает сбор множественных коротких массивов трехмерных данных со степенью перекрытия 30-50%. Эффективный MP-сигнал собирается в конце концов от центральных частей таких трехмерных объемов, в то время как периферические части, подвергающиеся насыщению, игнорируются.
Эта комбинация последовательного сбора данных с трехмерным методом имеет преимущества обоих методов: высокое пространственное разрешение трехмерной TOF-MPA, но еще чувствительна к медленному кровотоку, что обычно является характеристикой двухмерного сбора данных.
4. TONE. Другой путь, позволяющий свести к минимуму эффекты насыщения - использование TONE-импульсов (возбуждение с оптимизированным углом отклонения без насыщения). При этом методе угол отклонения намагниченности, вначале маленький, прогрессивно увеличивается в направлении кровотока. Это приводит к меньшему насыщению в зоне входа кровотока, в то время как увеличение угла наклона дистально порождает более интенсивный сигнал, что противодействует насыщению.
5. Суперпозиция венозного сигнала. Суперпозиция венозного сигнала может быть предотвращена при TOF-MPA насыщением венозного кровотока, чувствительным к направлению. Это достигается применением широких полос насыщения на уровне стока синусов головного мозга, чтобы погасить весь сигнал оттока крови от головы. Разумеется, это приведет к насыщению также артериального кровотока у пациентов с его инвертированным направлением при синдроме обкрадывания подключичной вены.
Другая характеристика TOF-MPA - ее высокая чувствительность к сигналам от жировой ткани, обусловленная присущей этому методу зависимостью от времени ТЕ Жировые прослойки, расположенные вокруг шейных сосудов и особенно на уровне бифуркации сонных артерий, могут обусловить мешающую суперпозицию сигналов. С этой проблемой можно справиться посредством импульсов, насыщающих сигнал от молекул жира, при TOF-MPA шейных сосудов.
6. Время сбора данных и надежность. При методах, сопровождающих трехмерную TOF (MOTSA, TONE), возникают затруднения, связанные с относительно длинным временем сбора данных (5-15 мин) в зависимости от выбранного пространственного разрешения и анатомического охвата. МРА без контрастирования присущ и другой недостаток - ограниченная надежность в областях с турбулентным кровотоком. В этом отношении предпочтительными являются новые методы МРА с контрастированием.
в) Фазоконтрастная МРА. В принципе, фазоконтрастная МРА позволяет получить изображения сонных артерий с высоким пространственным разрешением. Однако на практике ценность этого применения фазоконтрастной МРА с трехмерным сбором данных и высоким разрешением ограничивается двумя обстоятельствами:
- Относительно длинное время сбора данных трудно совместить с требованием неподвижности пациента, включая и запрет глотания.
- Динамика кровотока сильно варьирует при стенозирующих поражениях, и должно быть задано такое VENC, которое бы корректировало диапазон скоростей кровотока. Но так как физиологические параметры кровотока точно неизвестны перед исследованием, часто возникают артефакты, обусловленные завертыванием кровотока.
г) Трехмерная МРА с контрастированием. Создание MP-сигнала при МРА с контрастированием основано на укорочении времени Т1 крови и почти не зависит от кровотока.
Эффекты турбулентности пренебрежимо малы, так как укорочение Т1 значительно уменьшает проблемы расфазировки спинов в кровотоке. Можно собрать данные во фронтальной и сагиттальной плоскостях с охватом супрааортальных артерий на всем их протяжении. Использование ультрабыстрой ИП GRE позволяет сократить время сбора данных, уменьшая чувствительность к артефактам от движений, например от глотания.
Оптимальная доза контрастного средства 0,1— 0,15 ммоль/кг массы тела, скорость инъекции не менее 2 мл/с. Субтракция изображений, полученных до контрастирования, из изображений после контрастирования уменьшает сигнал от жировой и других фоновых тканей (рис. 2).
Рисунок 2. МРА шейных артерий. Трехмерная МРА с контрастированием двойной дозой контрастного средства охватывает всю систему сонных артерий от их супрааортального отхождения до виллизиева круга за одно исследование.
Два физиологических свойства шейно-церебральных артерий препятствуют изолированной визуализации сонных артерий, т.е. получению изображения, свободного от сигнала от яремных вен:
- артериовенозное окно (интервал времени между усилением сигнала от сонных артерий и внутренних яремных вен) менее 10 с;
- нормальный гематоэнцефалический барьер непроницаем для хелатов гадолиния, и почти все контрастное средство переходит в венозную систему.
Эти обстоятельства требуют применения или методов визуализации с высоким временным разрешением и более коротким временем сбора данных, чем время артериовенозного перехода, или очень точного выбора момента введения контрастного средства при более длительном времени сбора данных.
1. Трехмерный сбор данных с высоким временным разрешением и коротким временем (5-10 с). Недостатком этого метода является ограниченное пространственное разрешение. Он дает возможность динамической визуализации перфузии, и обычно имеется один массив данных, при котором артериальная фаза отображается без суперпозиции венозных сигналов.
2. Более длинное время сбора данных (10-30 с) с более высоким пространственным разрешением. Чтобы получить изображение артерий без перекрытия их венозным сигналом, контрастирование артериального кровотока должно точно соответствовать по времени заполнению линий к-пространства, чувствительных к контрасту. Во всех случаях нужно проверить схему пространственного кодирования при выбранной ИП.
Например, при «центральном» порядке сбора данных чувствительный к контрасту центр k-пространства заполняется в начале сбора данных, что в свою очередь влияет на выбор оптимального момента времени для введения контрастного средства.
Этот выбор можно оптимизировать благодаря использованию начального тестового болюса контрастного средства с ИП 2D-FLASH на уровне области интереса (например, бифуркации сонных артерий), чтобы определить время циркуляции. Другой выбор - автоматический сбор соответствующих линий k-пространства посредством запуска МРТ с контрастированием с сигнала, обнаруживаемого при просвечивании (CARE-болюс или «fluoro-ргер»), что устраняет необходимость тестового болюса.
д) Анатомия. Кровь поставляется головному мозгу со скоростью примерно 750 мл/мин, что составляет примерно 15% ударного объема сердца. Кровь притекает к нему по двум артериальным системам шеи:
- расположенная спереди система сонных артерий (правая и левая общие и внутренние сонные артерии);
- расположенные дорсально вертебробазилярные системы (правая и левая позвоночные артерии и базилярная артерия).
Обе системы симметричны и сообщаются друг с другом, а также с системами на другой стороне через внутричерепной виллизиев круг.
1. Общая сонная артерия. Левая общая сонная артерия выходит прямо из дуги аорты, а правая - от плечеголовного ствола. Левая сонная артерия может также отходить от плечеголовной артерии («бычья дуга» - рис. 3) как вариант нормы. Общая сонная артерия восходит в каротидном соединительнотканном влагалище в сопровождении внутренней яремной вены (латерально) и блуждающего нерва (дорсально).
Рисунок 3. МРА общей сонной артерии. Трехмерная МРА с контрастированием обычной дозой контрастного средства. Левая общая сонная артерия происходит из плечеголовного ствола («бычья дуга»). Дистальнее плечеголовной ствол делится, как обычно, на правую подключичную и правую общую сонную артерии.
2. Внутренняя и наружная сонные артерии. На уровне тела С4-позвонка или верхнего края щитовидного хряща общая сонная артерия делится на внутреннюю сонную артерию, которая занимает в норме заднелатеральное положение, и наружную сонную артерию, проходящую спереди и медиально. В 15% случаев бифуркация общей сонной артерии находится на уровне тела С6-позвоика. Внутренняя сонная артерия, еще сопровождаемая нервом и веной, восходит до основания черепа, не отдавая ветвей. Она входит в полость черепа через канал сонной артерии в пирамиде височной кости.
Наружная сонная артерия кровоснабжает мягкие ткани лица и кости лицевого черепа и отдает многочисленные ветви.
3. Позвоночные артерии. Позвоночные артерии с обеих сторон являются первыми ветвями подключичных артерий. Правая позвоночная артерия часто имеет больший калибр, чем левая. Примерно в 5% случаев левая позвоночная артерия отходит непосредственно от дуги аорты. Позвоночные артерии поворачивают кзади и медиально и восходят через поперечные отверстия позвонков, обычно входя в поперечное отверстие С5-позвонка. Примерно в 12% она входит в поперечное отверстие С5-позвонка или, еще реже, C7-позвонка.
Обе позвоночные артерии проникают в полость черепа через большое отверстие затылочной кости и соединяются на скате у нижнего края моста, образуя базилярную артерию. Ветви позвоночной артерии: задняя и передняя спинномозговые артерии и нижние мозжечковые артерии, кровоснабжающие нижние отделы мозжечка.
е) Анатомические варианты:
1. Система сонных артерий. Аплазия и агенезия внутренней сонной артерии представляют собой редкий вариант нормы. В случае агенезии артерия полностью отсутствует. При аплазии артерия представлена фиброзным тяжем с узким просветом. Так как в случаях аплазии или агенезии более часто встречаются другие артериальные мальформации (широкие анастомотические сосуды, интракраниальные аневризмы, аномалии развития виллизиева круга), важно исследовать другие шейные и церебральные сосуды.
2. Аберрантная правая подключичная артерия. Этот вариант развития обсуждается в отдельной статье на сайте, посвященной аорте и ее ветвям - просим Вас пользоваться формой поиска по сайту выше.
3. Вертебробазилярная система. Аплазия и агенезия проксимальной части позвоночной артерии часто обнаруживаются в сочетании с персистирующими эмбриональными каротидно-вертебральными анастомозами, которые называют пресегментарными артериями. Такие сообщения обнаружены между внутренней сонной и примитивной вертебробазилярной системами на 6-й неделе внутриутробного развития. В норме они исчезают, когда выше них развивается задняя соединительная артерия, но в редких случаях (0,1-1%) могут сохраняться.
Часто (до 50% случаев) соответствующие вертебробазилярные сосуды проксимальнее этих анастомозов гипопластичны или апластичны. Рекомендуется скрининг вследствие повышенной частоты сопровождающих сосудистых аномалий развития (аневризмы, артериовенозные мальформации, каротиднокавернозные фистулы).
Характерные признаки при МРТ:
- МРА с контрастированием обеспечивает неинвазивную трехмерную оценку анатомических вариантов каротидной системы (см. рис. 3).
