Метод функциональной магнитно-резонансной томографии для определения перфузионного кровотока при врожденных аномалиях матки с использованием парамагнитного контрастного агента
METHOD FOR FUNCTIONAL MAGNETIC RESONANCE IMAGING TO DETERMINE PERFUSION BLOOD FLOW IN CASE CONGENITAL UTERUS MALFORMATIONS WITH APPLICATION OF PARAMAGNETIC CONTRAST AGENT

Аномалии матки и влагалища наблюдаются у 4-7% женщин в популяции, а у пациенток с нарушением репродуктивной функции этот показатель может достигать 10-16% (Адамян Л.В., 2000; Сидельникова В.М., 2001; Побединский Н.М., 2007; Fedele L. et al., 2006; Heinonen P.K., 1998).
Диагностика пороков развития матки и влагалища представляет значительные трудности, в том числе при использовании современных методов визуализации (УЗИ, МРТ, лапароскопии, гистероскопии), что приводит к ошибкам в распознавании характера порока. Следствием диагностических ошибок является выполнение необоснованных хирургических вмешательств у 24-34% больных, особенно при сложных, сочетанных и атипичных пороках развития матки и влагалища (Адамян Л.В. и соавт., 2008; Fedele L., et al., 2006, Grumbach MM, Hughes IA, Conte FA., 2003).
В настоящее время разработаны эффективные методы хирургического лечения аномалий матки и влагалища, однако при некоторых сложных вариантах пороков хирургическая тактика неоднозначна.
Показатели восстановления репродуктивной функции после хирургического лечения неудовлетворительные: частота наступления беременности не более 22,6-40% (Hickok, Tongue Е.А., Var Т., 2011), а потери беременности при этом превышают 55% (Nouri, 2010).
При некоторых аномалиях матки репродуктивный прогноз относительно благоприятен. Так, при удвоении матки беременность и благополучные роды наблюдались у 77% пациенток (Макиян З.Н., 2010). В то время как при неполной внутриматочной перегородке потери беременности до операции составили 97.5%.
При полной внутриматочной перегородке (также при удвоении матки) часть пациенток благополучно вынашивают беременность без оперативного лечения, лишь после потери беременности рекомендовано ее рассечение. Прогноз течения беременности зависит от анатомической формы аномалии и интенсивности кровообращения (микроциркуляции) в миометрии. Для определения показаний к оперативному лечению целесообразно изучение интенсивности кровотока и микроциркуляции непосредственно в миометрии внутриматочной перегородки.
Функциональная магнитно-резонансная томография (МРТ) является одним из методов изучения перфузии и основана на внутривенной инъекции парамагнитного контрастного агента для четкой визуализации тканевой перфузии, которая позволяет количественно оценить движение крови в ткани.
Информация может быть представлена как в цветовом графике, так и в линейном. Динамическая контраст-усиленная МРТ (DCE) и Arterial spin labeling (захват артериальных спинов) МРТ позволяют изучать тканевую перфузию. Функциональная МРТ на основе BOLD-контрастности (blood oxygenation level-dependent contrast - контрастность, зависящая от степени насыщения крови кислородом) и кислород-усиленная (ОЕ) МРТ позволяют оценивать оксигенацию ткани. Диффузионно-взвешенная МРТ (DW) дает информацию о диффузии между тканями и перфузии тканей. Для получения диффузионно-взвешенных томограмм используют эхопланарные импульсные последовательности "спиновое эхо" EPI с двумя диффузионными градиентами одинаковой амплитуды и длительности. Для количественной оценки диффузионных свойств воды в ткани строят параметрические диффузионные карты, на которых цвет каждого пикселя соответствует измеряемому коэффициенту диффузии.
После того как болюс контрастного вещества вводят в кровяное русло, оно диффундирует из крови в ткань в размере, определяемом тканевой перфузией и проницаемостью капилляров, а также площадью их поверхности.
Исследования, проводившиеся при раке шейки матки с помощью функциональной МРТ, показали отличия между опухолевой и нормальной тканями за счет визуализации повышенной оксигенации и перфузии в ткани, что позволило оценить эффективность терапии рака шейки матки. Различия в исходной внутриопухолевой перфузии могут прогнозировать разницу в реакции опухоли на лечение. Так в проспективном исследовании Lu и др. наблюдали полную ремиссию у пациентов с более низким исходным значением тканевой перфузии. А также была продемонстрирована взаимосвязь базовой перфузии и оксигенации с ответом на лечение. С помощью этого метода также можно оценить степень стромальной инфильтрации и распространение опухоли.
Диагностика различных форм аномалий женских половых органов представляет значительные сложности, в связи с многообразием форм пороков, в том числе при использовании современных методов визуализации (УЗИ, МРТ, лапароскопия, гистероскопия). Метод магнитно-резонансной томографии имеет широкое распространение в гинекологии.
По данным большинства авторов магнитно-резонансная томография должна использоваться в протоколе исследования при дифференциальной диагностике аномалий матки и влагалища как наиболее информативный метод неинвазивного обследования. Магнитно-резонансная томография представляет особую ценность при диагностике и верификации сложных и атипичных форм аномалий матки, а также при наличии сочетанной гинекологической патологии.
Существует два процесса релаксации (два периода времени релаксации): Т1 - продольное время релаксации (или спин-решеточная) и Т2 - поперечное время релаксации (или спин-спиновая). Т1-взвешенные изображения обнаруживают даже мелкие анатомические детали, но дают относительно малое различие тканей. Т2-взвешенные изображения дают меньшее пространственное разрешение, но получают лучший контраст мягкий тканей, что позволяет получать прекрасное зрительное изображение патологических изменений. Т.к. анализ интенсивности сигнала не всегда может с точностью указать на природу нарушения, то необходимо проводить исследования как на Т1, так и на Т2-взвешенных изображениях.
Основными показаниями для проведения МРТ диагностики являются:
1. Сложности в точной диагностике формы порока развития после использования стандартных методов инструментального обследования, включая УЗИ с допплерографией.
2. Существенные противоречия клинической картины заболевания и полученных с помощью осмотра, УЗИ, лапароскопии и гистероскопии.
3. Необходимость проведения диагностики на фоне выраженного спаечного процесса или при нарушении нормальной синтопии органов, особенно у ранее оперированных пациенток.
4. Подозрение на вовлечение в процесс мочевыводящих путей (особенно мочеточников) и кишечника, других органов и структур.
Относительными противопоказаниями для проведения МРТ являются:
низкая толерантность к сохранению неподвижного положения или к самому размещению в просвете магнита (клаустрофобия).
необходимость поддержания жизнедеятельности для пациентов в тяжелом состоянии.
Абсолютными противопоказаниями для проведения МРТ являются:
наличие крупных ферромагнитных имплантатов и/или трансплантатов (особенно в зоне исследования);
наличие искусственных водителей ритма сердца, вживленных электронных систем подачи лекарственных препаратов и других вживленных электронных систем.
Подготовка пациенток к МРТ при исследовании органов малого таза в плановом порядке:
накануне исследования, не менее чем за 18-20 часов до исследования, прием слабительного - 2 стандартных дозы «Фортранса» (2 пакета), разведенных в 1 литре воды;
обязательная очищающая клизма в конце дня - не менее чем за 10-12 часов до исследования.
Публикации о применении методики функциональной магнитно-резонансной томографии для оценки кровотока в миометрии при врожденных аномалиях матки отсутствуют.
С целью оптимизации тактики оперативного лечения и восстановления репродуктивной функции у 3 пациенток с аномалиями матки произведена функциональная магнитно-резонансная томография с контрастированием.
МРТ выполнялись на томографе с индукцией магнитного поля 3Т по следующему протоколу (таблица 1). В качестве контрастного препарата использовался гадопентетат димеглюмина или гадодиамид (гадолиниевый парамагнитный контрастный агент), введение препарата осуществлялось с помощью автоматического инжектора со скоростью 4,5 мл/сек в локтевую вену одновременно с началом динамического сканирования, количество вводимого контрастного препарата рассчитывалось из соотношения 0,2 мл (1 ммоль)/кг массы тела пациентки. Построение кривых кинетики контрастного препарата, карт картирования кинетики препарата (WI, WO, ТТР, PEI, MIP-time) выполнялось по результатам динамического сканирования с использованием импульсной последовательности TWIST (время получения одной серии изображений 3 сек, количество серий - 100) с использованием программного обеспечения MeanCurve рабочей станции SyngoVia.
Были получены данные:
Клинический пример №1: Г-ая, 28 лет.
Ориентация срезов: аксиальная, фронтальная, сагиттальная.
Использование контрастного препарата - да.
Толщина срезов 3-4 мм.
Исследование выполнено при не полностью наполненном мочевом пузыре. Матка в положении anteflexio, деформирована, размерами: переднезадний 41мм, билатеральный 64 мм, продольный 56 мм. Толщина функционального слоя до 7 мм. В полости матки определяется полная внутриматочная перегородка протяженностью мышечной части до 22 мм, в основании до 24 мм. MP-сигнал от миометрия в области основания перегородки несколько негомогенный.
Правый яичник обычно расположен, размерами 48×66×58 мм с множественными жидкостными включениями. Левый яичник -оперативно удален. Клетчаточные пространства таза дифференцированы. Крупные сосуды таза не изменены. В Дугласовом пространстве определяется умеренное количество жидкости. Увеличенных лимфоузлов, костной деструкции на исследованном уровне не определяется.
После введения контрастного препарата (гадодиамид 0,2 мл/кг массы тела) побочных реакций на введение не отмечено. Отмечается снижение кровотока в области основания перегородки.
Заключение: MP-картина полной маточной перегородки с признаками снижения кровотока в основании перегородки.
Клинический пример №2: Пациентка С-ва, 35 лет. Ориентация срезов: аксиальная, фронтальная, сагиттальная. Использование контрастного препарата - да. Толщина срезов 3-4 мм.
Исследование выполнено при не полностью наполненном мочевом пузыре. Матка в положении anteversio, правильной формы, размерами: переднезадний 34 мм, билатеральный 56 мм, продольный 43 мм. Толщина функционального слоя до 8 мм. Определяется полная внутриматочная перегородка на широком основании толщиной до 22 мм в области дна. MP-сигнал от миометрия в области основания перегородки несколько негомогенный. Правый яичник обычно расположен, размерами 32×24×38 мм с множественными жидкостными включениями. Левый яичник обычно расположен, размерами 29×26×31мм с множественными жидкостными включениями. Клетчаточные пространства таза дифференцированы. Крупные сосуды таза не изменены. В Дугласовом пространстве определяется умеренное количество жидкости. Увеличенных лимфоузлов, костной деструкции на исследованном уровне не определяется.
После введения контрастного препарата (гадодиамид 0,2 мл/кг массы тела) побочных реакций на введение не отмечено. Определяется нормальный кровоток по всей протяженности внутриматочной перегородки по сравнению с миометрием области дна и маточных углов.
Заключение: MP-картина полной внутриматочной перегородки с признаками нормального кровотока в области перегородки.
Клинический пример №3: Пациентка К-ва, 29 лет.
Ориентация срезов: аксиальная, фронтальная, сагиттальная.
Использование контрастного препарата - да.
Толщина срезов 3-4 мм.
Исследование выполнено при не полностью наполненном мочевом пузыре. Матка в положении anteversio, правильной формы, размерами: переднезадний 36 мм, билатеральный 58 мм, продольный 48 мм. Толщина функционального слоя до 9 мм. Определяется полная маточная перегородка на широком основании (до 23 мм). Кроме того, MP-сигнал от миометрия в области основания перегородки несколько негомогенный. Правый яичник обычно расположен, размерами 29×20×38 мм с множественными жидкостными включениями, определяется расширенная до 24 мм маточная труба. Левый яичник обычно расположен, размерами 28×24×20мм с множественными жидкостными включениями. Мочевой пузырь расправлен не полностью, содержимое его однородное. Клетчаточные пространства таза дифференцированы. Крупные сосуды таза не изменены. В Дугласовом пространстве определяется умеренное количество жидкости. Увеличенных лимфоузлов, костной деструкции на исследованном уровне не определяется.
После введения контрастного препарата (гадодиамид 0,2 мл/кг массы тела) побочных реакций на введение не отмечено. Отмечается снижение кровотока в области основания перегородки и в левой боковой стенке матки. Других участков патологического накопления препарата в зоне исследования не выявлено.
Заключение: MP-картина полной маточной перегородки с признаками снижения кровотока в основании перегородки и левой боковой стенке матки.
Метод функциональной МРТ позволяет оценить кровоток в миометрии при различных аномалиях матки, в том числе во внутриматочной перегородке.
Разработаны рекомендации по хирургической тактике и ведению беременности, в зависимости от анатомической формы аномалии матки, особенностей маточного кровотока по данным функционального МРТ и сопутствующей патологии.
Метод функциональной МРТ важен для выбора гемиполости при переносе эмбриона в программе ЭКО у пациенток с симметричными аномалиями матки, особенно при удвоении матки и полной внутриматочной перегородке.
Список литературы
1. Адамян Л.В., Курило Л.Ф., Глыбина Т.М., Макиян З.Н. «Аномалии развития женских половых органов: новый взгляд на морфогенез» // Проблемы репродукции, 2009, №4, с. 10-19.
2. Окулов А.Б., Магомедов М.П., Поддубный И.В., Богданова Е.А., Файзуллин А.К., Макиян З.Н.. «Синдром Майера-Рокитанского-Кюстера-Хаузера у девочек, его варианты. Органосохраняющая тактика лечения. // Андрология и генитальная хирургия. 2007, №4, с 45-52.
3. Адамян Л.В., Панов В.О., Макиян З.Н., Панова М.М., Кулабухова Е.А. «Магнитно-резонансная томография в дифференциальной диагностике аномалий матки и влагалища» //Проблемы репродукции, 2009, №5, с. 14-27.
4. Адамян Л.В., Панов В.О., Макиян З.Н., Панова М.М., Кулабухова Е.А. «Магнитно-резонансная томография в диагностике пороков развития матки и влагалища» // Медицинская визуализация 2009, №6, с. 100-113.
5. Адамян Л.В., Курило Л.Ф., Окулов А.Б., Степанян А.А., Богданова Е.А., Глыбина Т.М., Макиян З.Н., Аномалии женских половых органов: вопросы идентификации и классификации (обзор литературы). // «Проблемы репродукции», №2, 2010, с. 7-11.
6. Адамян Л.В., Курило Л.Ф., Окулов А.Б., Степанян А.А. Богданова Е.А., Глыбина Т.М., Макиян З.Н Систематизация нозологических форм аномалий женских половых органов. // «Проблемы репродукции», №3, 2010, с. 10-14.
7. Адамян Л.В., Курило Л.Ф., Макиян З.Н., Поддубный И.В., Окулов А.Б., Глыбина Т.М., Файзуллин А.К. Тактика реконструктивно-пластических операций у пациенток с нарушениями формирования пола (Disorders of sex development), отнесенных к женскому полу. Андрология и генитальная хирургия. 2010, № 4, с. 14-22.
8. Курило Л.Ф., Макиян З.Н. Морфогенез половых желез (гонад) и аномалии их развития (обзор литературы). Андрология и генитальная хирургия. 2010, № 4, с. 72-76
9. Адамян Л.В., Курило Л.Ф., Макиян З.Н., Глыбина Т.М. Морфологические варианты дисгенезии гонад у больных с различными формами нарушений формирования пола. Андрология и генитальная хирургия. 2010. № 4, с. 72-76.
10. Макиян З.Н., Уварова Е.В., Григоренко Ю.Г. Вариант феминизирующей пластики у девочек с вирилизацией наружных половых органов. Репродуктивное здоровье детей и подростков. 2010. № 6, с. 51-56.
11. Макиян З.Н. «Аномалии женских половых органов: систематизация и тактика оперативного лечения», Докт. дисс, 2011.
12. Макиян З.Н. «Варианты оперативного лечения при аномалиях женских половых органов». Журнал АГ-инфо 2011-1, с. 32-44.
13. Адамян Л.В., Глыбина Т.М., Макиян З.Н., Степанян А.А., Гаджиева З.А., Панов В.О., Кулабухова Е.А. Цервиковагинальная аплазия: методы хирургической реконструкции. Журнал Акушерство и гинекология, 2013, с. 51-56, №2.
14. Alsop DC. Arterial spin labeling: its time is now. MAGMA 2012; 25:75-77.
15. Asllani I, Borogovac A, Brown TR. Regression algorithm correcting for partial volume effects in arterial spin labeling MRI. Magn Reson Med 2008; 60:1362-1371.
16. Bjornerud A, Sorensen AG, Mouridsen K, Emblem KE. T1- and T2*-dominant extravasation correction in DSC-MRI: part I--theoretical considerations and implications for assessment of tumor hemodynamic properties. J Cereb Blood Flow Metab 2011; 31:2041-2053.
17. Bleeker EJ, van Buchem MA, van Osch MJ. Optimal location for arterial input function measurements near the middle cerebral artery in first-pass perfusion MRI. J Cereb Blood Flow Metab 2009;29:840-852.
18. Bleeker EJ, van Osch MJ, Connelly A, van Buchem MA, Webb AG, Calamante F. New criterion to aid manual and automatic selection of the arterial input function in dynamic susceptibility contrast MRI. Magn Reson Med 2011; 65:448-456.
19. Buckley DL, Kershaw LE, Stanisz GJ. Cellular-interstitial water exchange and its effect on the determination of contrast agent concentration in vivo: dynamic contrast-enhanced MRI of human internal obturator muscle. Magn Reson Med 2008; 60:1011-1019.
20. Detre JA, Leigh JS, Williams DS, Koretsky AP. Perfusion imaging. Magn Reson Med 1992; 23:37-45.
21. Edelman RR, Siewert B, Darby DG, Thangaraj V, Nobre AC, Mesulam MM, et al. Qualitative mapping of cerebral blood flow and functional localization with echo-planar MR imaging and signal targeting with alternating radio frequency. Radiology 1994; 192:513-520.
22. Erlemann R, Reiser MF, Peters PE, Vasallo P, Nommensen B, Kusnierz-Glaz CR, et al. Musculoskeletal neoplasms: static and dynamic Gd-DTPA--enhanced MR imaging. Radiology 1989;171:767-773.
23. Jahng GH, Zhu XP, Matson GB, Weiner MW, Schuff N. Improved perfusion-weighted MRI by a novel double inversion with proximal labeling of both tagged and control.
24. Kim SG. Quantification of relative cerebral blood flow change by flow-sensitive alternating inversion recovery (FAIR) technique: application to functional mapping. Magn Reson Med 1995; 34:293-301.
25. Kwong KK, Chesler DA, Weisskoff RM, Donahue KM, Davis TL, Ostergaard L, et al. MR perfusion studies with Tl-weighted echo planar imaging. Magn Reson Med 1995;34:878-887.
26. Pintaske J, Martirosian P, Graf H, Erb G, Lodemann KP, Claussen CD, et al. Relaxivity of Gadopentetate Dimeglumine (Magnevist), Gadobutrol (Gadovist), and Gadobenate Dimeglumine (MultiHance) in human blood plasma at 0.2, 1.5, and 3 Tesla. Invest Radiol 2006; 41:213-221.
27. Pruessmann KP, Golay X, Stuber M, Scheidegger MB, Boesiger P. RF pulse concatenation for spatially selective inversion. J Magn Reson 2000;146:58-65.
28. Rosen BR, Belliveau JW, Vevea JM, Brady TJ. Perfusion imaging with NMR contrast agents. Magn Reson Med 1990;14:249-265.
29. Simonsen CZ, Ostergaard L, Vestergaard-Poulsen P, , , Gyldensted C. CBF and CBV measurements by USPIO bolus tracking: reproducibility and comparison with Gd-based values. J Magn Reson Imaging 1999;9:342-347.
30. Stanisz GJ, Henkelman RM. Gd-DTPA relaxivity depends on macromolecular content. Magn Reson Med 2000; 44:665-667.
31. Weisskoff RM, Zuo CS, Boxerman JL, Rosen BR. Microscopic susceptibility variation and transverse relaxation: theory and experiment. Magn Reson Med 1994; 31:601-610.
32. Williams DS, Detre JA, Leigh JS, Koretsky AP. Magnetic resonance imaging of perfusion using spin inversion of arterial water. Proc Natl Acad Sci U S A 1992; 89:212-216.
33. Wong EC, Buxton RB, Frank LR. Implementation of quantitative perfusion imaging techniques for functional brain mapping using pulsed arterial spin labeling. NMR Biomed 1997; 10:237-249.
34. Wong EC. An introduction to ASL labeling techniques. J Magn Reson Imaging 2014; 40:1-10.