Позитронно-Эмиссионная Томография (ПЭТ)
Позитронно-Эмиссионная Томография (ПЭТ)
Является дополнительным методом диагностики для оценки нарушений метаболизма и локализации эпилептогенных зон.
В клинической практике, наиболее часто, ПЭТ применяется с использованием флуорин-8-флуоро-2-дезокси-D-глюкозы (18-фтордезоксиглюкозы). Эпилептогенная зона характеризуется гипометаболизмом в межприступном периоде и гиперметаболизмом во время приступа.
Наибольшей чувствительностью данный метод обладает при расположении эпилептогенных изменений в височных долях головного мозга.
ПЭТ, в частности, ПЭТ-КТ обеспечивает лучшее качество и большее разрешение изображений в сравнении с ОФЭКТ. Для изучения эпилепсии используются различные варианты ПЭТ: основанные на метаболизме глюкозы, серотонина, кислорода, скорости кровотока и плотности рецепторов. Флюоро-2-деоксиглюкоза (Ф-ФДГ) ПЭТ, основанная на оценке метаболизма глюкозы в головном мозге, является проверенным и относительно доступным методом. Другие ПЭТ исследования предъявляют большие требования к оборудованию, техническому персоналу, и, соответственно, являются дорогостоящими.
Рисунок 1. ФДГ-ПЭТ показывает обширный участок гипометаболизма в правой височной доле (стрелки) (А). ФМЗ-ПЭТ показывает точнее локализованный участок в мезиальной височной области у того же пациента (стрелка) (В). Симметричное распределение ФМЗ у здорового человека
ФДГ-ПЭТ – метод основан на изучении метаболизма радиочувствительного аналога глюкозы. Глюкоза является главным источником энергии для мозга. Метаболизм глюкозы находится в прямой зависимости от активности нейронов. Ф-ФДГ попадает из крови в клетки с помощью трансмембранных белков-транспортеров, в частности, ГЛЮТ1. В клетке Ф-ФДГ фосфорилируется гексокиназой до ФДГ-6-фосфата. Дальнейший метаболизм ФДГ-6-фосфата ограничен и, по сути, молекула остается заблокированной в клетке.
Исследование проводится натощак, за день до исследования не следует употреблять алкоголь, кофе, а также препараты, влияющие на мозговую активность. За 30 минут до и в течение 30 минут после инъекции ФДГ пациент должен находиться в спокойной обстановке, исключающей шум, яркий свет и другие раздражители. Если уровень глюкозы крови перед инъекцией превышает 150-200 мг/дл, исследование откладывается, тк в состоянии гипергликемии высокий уровень циркулирующего инсулина увеличивает транспортировку ФДГ в мышцы и снижает его захват мозгом. У пациентов с сахарным диабетом успех исследования зависит от степени компенсации диабета. До введения ФДГ проводится низкодозовая КТ с последующей обработкой. Доза ФДГ для взрослых 185-740 мБк, для детей 5,18-7,4 мБк. Доза снижается при использовании 3D сканирования, что возможно при помощи большинства современных аппаратов. ФДГ-ПЭТ проводится через 30-60 минут после инъекции ФДГ и длится 15-30 минут. При проведении ПЭТ-КТ с высокой дозой ФДГ – 740 мБк время проведения исследования сокращается до 5 минут.
Рисунок 2. ФДГ-ПЭТ у ребенка 1 года с туберозным склерозом. (а) ФДГ-ПЭТ показывает множественные очаги снижения метаболизма, с максимальным снижением в правой парасагиттальной области лобной доли (стрелки). (b) КТ показывает склероз в правой парасагиттальной области лобной доли. (с) ФДГ-ПЭТ/КТ показывает, что зона максимального снижения метаболизма соответствует правой парасагиттальной области лобной доли.
В норме, в мозге взрослого человека происходит высокий захват ФДГ корой полушарий и мозжечка, а также умеренный захват в белом веществе. Захват ФДГ у детей варьируется в зависимости от возраста. Младенцы, как правило, показывают распространенную низкую метаболическую деятельность. После достижения 4-х месячного возраста происходит резкое увеличение метаболизма глюкозы и достигает своего пика около 4-х летнего возраста, несколько снижаясь в дальнейшем, по мере увеличения возраста. По мере старения, метаболизм, в норме, снижается в латеральных и медиальных отделах лобной коры, а также в передних отделах поясничной извилины. Патологически измененные регионы характеризуются увеличением, снижением или отсутствием метаболической активности. Полуколичественные анализы помогают обнаружить локальные или глобальные аномалии, незаметные при обычной нейровизуализации. Полуколичественные анализы включают сравнение захвата ФДГ в регионе интереса с общей картиной метаболизма. Они могут быть выполнены вручную или с помощью специальных программ. Возможна интеграция ФДГ-ПЭТ и МРТ, что повышает структурную и функциональную информативность. Количественный анализ (абсолютный метаболизм глюкозы) требует забор крови (артериальной) с динамическим измерением. Таким образом, в клинической практике большинство центров отдают предпочтение упрощению протоколов и статичным изображениям. ПЭТ изображения обычно получают в интериктальную фазу, характеризующиеся фокальным гипометаболизмом. Проведение ПЭТ в иктальный период затруднительно, тк приступы тяжело предсказать и они занимают непродолжительное время (за исключением эпи-статуса). Другим ограничением иктальной ПЭТ является длительный (30-45 мин) захват мозгом ФДГ после инъекции, что обусловлено комплексными паттернами увеличения и снижения метаболизма. Постиктальная ПЭТ демонстрирует сложные паттерны изменений метаболизма или фокальные изменения.
Большое число клинических исследований демонстрирует, что ФДГ-ПЭТ обладает высокой чувствительностью для локализации фармакорезистентной эпилепсии даже при неоднозначных результатах МРТ и ЭЭГ.
Чувствительность ФДГ-ПЭТ максимальна для височной эпилепсии (87-90%) и снижается для экстрависочной эпилепсии (38-55%). ПЭТ позволяет принять окончательное решение при отборе кандидатов для хирургического лечения в 53% при нормальном или противоречивом МРТ. У детей МРТ неэффективна в диагностике дискретных повреждений при экстратемпоральной форме эпилепсии. При этом, чувствительность ФДГ-ПЭТ составляет 92%, а специфичность 62,5%
По данным крупных исследований, ФДГ-ПЭТ также следует отдать предпочтение в сравнении с ОФЭКТ в интериктальный период. Интериктальная ПЭТ очень чувствительна в латерализации и локализации эпилептогенного очага, но для определения объема резекции этого исследования недостаточно, тк зона гипометаболизма ФДГ выходит за границы измененной ткани. По этой причине, ФДГ-ПЭТ не всегда позволяет дифференцировать мезиальную височную эпилепсию от латеральной.
Рисунок 3. ПЭТ при эпилепсии. Эпилептогенный очаг в виде зоны гипометаболизма в правой височной доле (стрелки).
Существует мало наблюдений ПЭТ в иктальном периоде. Большинстве иктальных ПЭТ были проведены у пациентов с эпилептическим статусом и с искусственно индуцированными приступами. К примеру, у пациента с амузией ПЭТ, проведенная в иктальный период, показала гипометаболизм в латеральных отделах правой височной доли, с одновременным увеличением метаболизма в переднемезиальных отделах этой доли мозга.
Постиктальные ПЭТ показали, что уровень метаболизма меняется в зависимости от времени инъекции ФДГ после приступа. В ранней постиктальной фазе (инъекция ФДГ в течение 15 минут после приступа) ПЭТ показывает фокальный гипометаболизм. Пик снижения метаболизма наблюдается через 48 часов после приступа. Уровень метаболизма был промежуточным в первые 24 часа. Некоторые авторы считают, что после парциального приступа уровень метаболизма глюкозы в задействованных клетках может вернуться к исходному уровню в течение 24 часов.
В дополнение к локализации эпилептогенного фокуса, предоперационная ПЭТ дает важную информацию о функциональном состоянии мозга в целом. Интериктальная ФДГ-ПЭТ является лучшем методом визуализации зоны функционального дефицита (ЗФД). ЗФД представлена как участок мозга с измененным метаболизмом в интериктальном периоде. Экстратемпоральный гипометаболизм является плохим предиктором исхода после хирургии. Локализацию эпилептогенного фокуса может затруднить наличие битемпоральной зоны гипометаболизма при одностороннем поражении. В таком случае рекомендовано проведение ПЭТ через 2 дня после приступа. Участки гипометаболизма в лобных долях при височной эпилепсии являются результатом депрессии, часто развивающейся у данных пациентов.
Рецепторная ПЭТ
Рисунок 4. C-WAY-100635 ПЭТ у пациента с МРТ-негативной височной эпилепсией. И ЭЭГ фокусом в правой височной доле. А. Т1 аксиальное МРТ не показывает структурных аномалий. В. C-WAY-100635 ПЭТ показывает ассиметричное снижение плотности и в латеральной и в мезиальной частях височной доли.
При эпилепсии также происходят изменения на уровне рецепторов и нейротрансмиттеров. По современным представлениям, изменение нейрональной активности обусловлено нарушением соотношения возбуждающих и тормозных нейромедиаторов. Возбуждающая глутаматергическая передача нервного импульса, особенно чрезмерная активация глутаматного рецептора 5 (mGluR5) ответственна за инициирование и распространение приступа. Одним из наиболее изученых нейротрансмиттеров, играющих роль в этиологии эпилепсии, является γ-аминобутировая кислота (GABA). GABA синаптическая ингибиция, как известно, является критической в этиологии эпилепсии. Эндогенные опиоидные пептиды также участвуют в эпилепсии, выступая в качестве антиконвульсанта, лимитируют электрическую активность. Увеличение уровня серотонина может наблюдаться при эпилепсии. В экспериментальных моделях, серотонин проявляет эффекты антиконвульсанта, реализуемые через 5-НТ1А рецепторы. Изменения различных подтипов рецепторов допамина, особенно D1 и D2, связаны с различными формами эпилепсии.
Рисунок 5. Интериктальная O-H2O ПЭТ у пациента с битемпоральной височной эпилепсией. Отмечается гипоперфузия височных долей в сравнении с остальным мозгом.
Многочисленные подтипы аденозиновых рецепторов вовлечены в эпилепсию. В частности, А1 подтип играет роль в регуляции приступной активности. Гистаминовый 3 подтип рецептора, никотинчувствительный и мускаринчувствительный ацетилхолиновые рецепторы также включены в патофизиологию эпилепсии.
Рисунок 6. Увеличенный захват AMT корой головного мозга (стрелки). A. Гиперинтенсивный участок в правой около-сильвиевой коре. B. Гиперинтенсивный сигнал в коре левой височной доли у другого пациента.
Рецепторная ПЭТ была использована для оценки роли нейромедиаторов в эпигенезе и распространении эпилептической активности, а также с целью локализации эпилептогенных регионов и планирования новых подходов к лечению.
