Транскраниальная магнитная стимуляция

Период исследования магнитной стимуляции начался в 1985 году, когда А. Баркер и др. (Великобритания) впервые экспериментально продемонстрировали возможность мышечного сокращения, вызванного неинвазивным воздействием на центральную нервную систему переменного магнитного поля. Применение неинвазивной стимуляции моторной зоны коры головного мозга позволило использовать метод ТМС в диагностике демиелинизирующих неврологических заболеваний (например, рассеянного склероза) путем тестирования функционального состояния проводящих путей и целостности связей между моторной зоной и другими отделами нервной системы, имеющими отношение к двигательным путям.

Транскраниальная магнитная стимуляция (ТМС) — метод, позволяющий неинвазивно стимулировать кору головного мозга при помощи коротких магнитных импульсов. В отличие от транскраниальной электрической стимуляции (ТЭС), ТМС не сопряжена с болевыми ощущениями и поэтому может применяться в качестве диагностической процедуры в амбулаторных условиях. Исследование ингибиторных процессов мозга при помощи ТМС является возможным благодаря способности ТМС возбуждать ингибиторные нейроны коры. Существует несколько методов регистрации ингибиторных ответов при помощи ТМС. Первый, методологически наиболее простой способ заключается в измерении продолжительности подавления спонтанной мышечной активности после предъявления магнитного стимула. Этот метод получил название «Кортикальный тихий период» и позволяет произвести оценку длинно-латентной корковой ингибиции. Данный вид ингибиторной функции наиболее чувствителен к нарушениям активности базальных ганглиев (например, при экстрапирамидальных расстройствах, дистонии, болезни Паркинсона и других поражениях базальных структур) и поэтому его изменение может служить вспомогательным показателем при диагностике заболеваний базальных ганглиев. Недостатком данного метода является то, что продолжительность подавления мышечной активности в ответ на ТМС зависит не только от выраженности ингибиторной активности коры, но и от интенсивности ТМС. При увеличении интенсивности магнитного раздражения, кортикальный тихий период удлиняется и может прерываться коротким всплеском мышечной активности (то есть разделяться на две составляющие). Это затрудняет оценку индивидуального уровня GABA-B ингибиции и диагностику её нарушений.

При стимуляции моторной зоны коры головного мозга ТМС вызывает сокращение соответствующих периферических мышц согласно их топографическому представительству в коре. Так например, при использовании фокальной восьми-образной электромагнитной катушки наиболее оптимальным местом стимуляции для получения моторных ответов из дистальных мышц нижних конечностей является вертекс, а для стимуляции моторной зоны кисти необходимо переместить катушку от вертекса латерально на 5-7 см. Моторные ответы вызываемые ТМС (Моторные вызванные потенциалы (МВП), можно зарегистрировать используя метод электромиографии при помощи электродов прикрепляемых на кожу в области той мышцы (или мышц), которая принимает участие в моторной реакции на ТМС. Регистрация МВП применяется для измерения центрального времени проведения по моторным проводящим путям и исследования кортико-спинальной возбудимости. Важно отметить, что ТМС возбуждает центральные моторные проводящие пути (пирамидный тракт) не прямым способом, как это делает ТЭС, а посредством активации интернейронов с последующей синаптической передачей возбуждения на пирамидные нейроны. Поэтому любые нарушения синаптичесой функции приводят к снижению амплитуды и удлинению латентности МВП. С другой стороны, высокая чувствительность МВП к изменениям синаптической активности, позволяет производить оценку возбудимости моторной системы головного мозга, включая её возбуждающие (экситаторные) и тормозные (ингибиторные) компоненты.

Клиническое применение

Транскраниальная магнитная стимуляция может применяться в психиатрии, неврологии, эпилептологии, пульмонологии, педиатрии, офтальмологии, травматологии, ортопедии и других областях медицины для:

3неинвазивной диагностики: демиелинизирующих болезней нервной системы, сосудистых заболеваний головного мозга, травматических повреждений спинного мозга, поражений черепных нервов, болезней мотонейрона, миело- и радикулопатий, болезни Паркинсона, болезни Альцгеймера, психических заболеваний, эпилепсии, мигрени, нейроурологических нарушений, локализации центра речи;

- лечения: моторных нарушений, депрессии, спастичности, болевых синдромов, болезни Паркинсона, слуховых галлюцинаций, обсессивно-компульсивных расстройств, обострений шизофрении, наследственных дегенеративных болезней.

9. Рентгеноструктурная томография: физическая сущность методов, разрешающая способность, типы получаемых данных. Мультиспиральная РСТ.

Физическая сущность.

Томография – это получение срезов мозга, просвечивая его рентгеновскими лучами. Современный рентгеновский томограф представляет из себя специальную рентгеновскую установку, которая вращается вокруг тела пациента и делает снимки под различными углами.

Томограф состоит из рентгеновской трубки , детекторов , ЭВМ и системы перемещения детекторов и рентгеновской трубки.

Поглощение рентгеновского излучения зависит от коэффициента поглощения объекта и длины прохождения луча через этот объект. У разных тканей разные коэффициенты поглощения.

НАПРИМЕР: если в головном мозге опухоль, то у раковых клеток наблюдаются другой коэффициент поглощения в сравнении со здоровыми клетками. На выходе мы видим это распределение в виде затемнённого участка (хорошо поглощает излучение).

Томография: структурная (рентгеновская) и функциональная (ПЭТ и фМРТ).

Общий принцип томографии был сформулирован в 1927 г. австрийским физиком Родоном. Он доказал, что, имея множество изображений срезов объекта, можно восстановить всю его структуру и при желании получить изображение тех его срезов, которые исходно не были получены. Операции, которые выполняются при томографии, получили название прямого и обратного преобразования Родона: описание объекта множеством изображений — прямое преобразование Родона (по объекту делают проекции), восстановление всей внутренней структуры объекта по набору его проекций — обратное преобразование (по проекциям делают объект).

Рентгеновская томография метод получения послойного изображения обследуемых областей тела и органов с помощью специально разработанных технологий (смещения источника рентгеновского излучения с фокусировкой на заданной глубине. Благодаря этому методу исследования стало возможно получение рентгенограмм без проекционного наложения соседних, более плотных по структуре, органов и тканей. Например, томография органов грудной клетки (при диагностике туберкулеза, онкологических заболеваний), томография турецкого седла (для исключения опухоли гипофиза), томография позвоночника и т.д.

Используемая в последние годы во многих современных клиниках и медицинских центрах мультиспиральная компьютерная томография (МСКТ):

· Строение: расположение детекторов в 2 и 4 ряда (2х и 4х спиральные), непрерывное вращение источника излучения и стола с пациентом.

· обладает очень высокой разрешающей способностью (позволяет получать срезы толщиной в несколько миллиметров),

· благодаря 3D-реконструкции позволяет получать точные объемные изображения обследуемых органов и областей

· воздействие ионизирующего излучения сведено к минимально возможному

· использование дополнительного контрастирования органов и сосудистого русла позволяет точно диагностировать не только структурные, но и функциональные изменения, а также проводить дифференциальную диагностику заболеваний и повреждений, выявлять онкологические заболевания,

· позволила заменить сложные, травматичные и болезненные для пациентов исследования на более информативные, атравматичные и безболезненные методы

· диагностическая ценность, относительная доступность и более низкая себестоимость по сравнению с магнитно-резонансной томографией(МРТ), делает этот метод исследования очень востребованным, особенно при выявлении патологии (заболеваний, травматических повреждений, обнаружения инородных тел и аномалий развития и т.д.) костно-суставной системы, а также неотложных состояний (например, для диагностики острого нарушения мозгового кровообращения.

Компьютерная рентгеновская томография (или компьютерная Т.)- просвечивание рентгеновским лучом тела пациента осуществляется вокруг его продольной оси, благодаря чему получаются поперечные «срезы». Изображение поперечного слоя исследуемого объекта на экране полутонового дисплея обеспечивается с помощью математической обработки множества рентгеновских изображении одного и того же поперечного слоя, сделанных под разными углами в плоскости слоя. Компьютерный томограф состоит из рентгеновского излучателя, системы детектирования, регистрирующей прошедшее через исследуемый объект излучение; сканирующей установки, с помощью которой излучатель, а нередко и системы детектирования перемещаются вокруг неподвижного пациента; Высокая разрешающая способность (контрастное разрешение примерно в 10 раз превышает эту величину при обычной рентгеновской Т.) Одной из разновидностью КТ головного мозга является компьютерная ангиография, которую проводят для диагностики сосудистых поражений

Рентгеновские томографы высокого разрешения бывают двух типов: спиральные (СКТ) и многосрезовые (мультиспиральные, МСКТ). Мультиспиральные обычно бывают четырех-срезовыми .Многосрезовый сканер позволяет сканировать объект четырьмя спиралями за один оборот трубки. С учетом того, что полный оборот на многосрезовом сканере осуществляется в 2 раза быстрее, чем на обычном спиральном (0,5 и 1 сек. соответственно), достигаются следующие преимущества мультиспирального сканирования: в 8 раз больше объем (протяженность поля сканирования) при равных времени сканирования и разрешении (имеется ввиду толщина среза); в 4 раза быстрее сканирование при равных объеме и разрешении; в 4 раза больше разрешение при равных объеме и времени сканирования . В отличие от обычного томографа, спиральный томограф вращается непрерывно, не делая пауз. Время исследования при этом намного сокращается. Например, КТ легких проводится за 20-30 секунд. Спиральный томограф также обладает лучшей разрешающей способностью и позволяет диагностировать многие заболевания на ранних стадиях, например, обнаруживать опухоли небольших размеров, когда они еще поддаются лечению. Также появилась возможность "видеть" артерии и вены (Рис. 10).