Расчетные параметры для оценки взаимодействия жидких сред центральной нервной системы по данным лучевой интроскопии (часть 1)

Цель данного обзора – рассмотреть спектр различных интегральных характеристик и индексов, с помощью которых возможна оценка расстройств гемо- и ликвородинамики в центральной нервной системе по данным лучевой интроскопии, включая ультразвук и фазоконтрастную магнитно-резонансную томографию. Рассматриваются различные объемно- скоростные и временные показатели, а также возможность использования описанных характеристик для изучения совместного течения потоков крови и ликвора. Сделан акцент на анализе информации, которую предоставляет каждый из индексов, и возможности ее клинического применения. Такое расширенное изучение взаимодействия жидких сред центральной нервной системы позволит лучше понять механизмы, участвующие в поддержании гомеостаза в головном мозге.

магнитно-резонансная томография, центральная нервная система, гемодинамика, ликвородинамика, пульсационный индекс, артериовенозная задержка, обзор

1. Facchini L, Bellin A, Toro EF. Modeling loss of microvascular wall homeostasis during glycocalyx deterioration and hypertension that impacts plasma filtration and solute exchange. Curr Neurovasc Res. 2016; 13(2): 147–55. doi: 10.2174/1567202613666160223121415

2. Damkier HH, Brown PD, Praetorius J. Cerebrospinal fluid secretion by the choroid plexus. Phys Rev. 2013; 93(4): 1847–92. doi: 10.1152/physrev.00004.2013

3. Johanson CE, Duncan JA, Klinge PM, Brinker T, Stopa E, Silverberg GD. Multiplicity of cerebrospinal fluid functions: New challenges in health and disease. Cerebrospinal Fluid Res. 2008; 5: 10–42. doi: 10.1186/1743-8454-5-10

4. Kim DJ, Czosnyka Z, Kasprowicz M, Czosnyka M. Continuous monitoring of the Monro–Kellie doctrine: is it possible? J Neur. 2012; 7(29): 1354–63. doi: 10.1089/neu.2011.2018

5. Rivera-Rivera LA, Schubert T, Turski P, Johnson KM, Berman SE, Rowley HA, et al. Changes in intracranial venous blood flow and pulsatility in Alzheimer’s disease: a 4D flow MRI study. J Cereb Blood Flow Metab. 2017; 37(6): 2149–58. doi: 10.1177/0271678X16661340

6. El Sankari S, Baledent O, Pesch V, Sindic C, Broqueville Q, Duprez T. Concomitant analysis of arterial, venous, and CSF flows using phase-contrast MRI: a quantitative comparison between MS patients and healthy controls. J Cereb Blood Flow Metab. 2013; 33(9): 1314–21. doi: 10.1038/jcbfm.2013.95

7. El Sankari S, Gondry-Jouet C, Fichten A, Godefroy O, Serot JM, Deramond H, et al. Cerebrospinal fluid and blood flow in mild cognitive impairment and Alzheimer’s disease: a differential diagnosis from idiopathic normal pressure hydrocephalus. Fluids Barriers CNS. 2011; 8: 12. doi: 10.1186/2045-8118-8-12

8. Qvarlander S, Ambarki K, Wåhlin A, Jacobsson J, Birgander R, Malm J, Eklund JM. Cerebrospinal fluid and blood flow patterns in idiopathic normal pressure hydrocephalus. Acta Neurol Scand. 2016; 135(5): 576–84. doi: 10.1111/ane.12636

9. Capel C, Baroncini M, Gondry-Jouet C, Bouzerar R, Czosnyka M, Czosnyka Z, Balédent O. Cerebrospinal fluid and cerebral blood flows in idiopathic intracranial hypertension. Acta Neurochir Suppl. 2018; 126: 237–41. doi: 10.1007/978-3-319-65798-1_48

10. Harris S, Reyhan T, Ramli Y, Prihartono J, Kurniawan M. Middle cerebral artery pulsatility index as predictor of cognitive impairment in hypertensive patients. Front Neurol. 2018; 9: 538. doi: 10.3389/fneur.2018.00538

11. Shi Y, Thrippleton MJ, Marshall I, Wardlaw LM. Intracranial pulsatility in patients with cerebral small vessel disease: a systematic review. Clin Sci (Lond). 2018; 132(1): 157–71. doi: 10.1042/CS20171280

12. Sundström P, Wåhlin A, Ambarki K, Birgander R, Eklund A, Malm J. Venous and cerebrospinal fluid flow in multiple sclerosis: a case- control study. Ann Neurol. 2010; 68(2): 255–9. doi: 10.1002/ana.22132

13. Greitz D, Wirestam R, Franck A, Nordell B, Thomsen C, Ståhlberg F. Pulsatile brain movement and associated hydrodynamics studied by magnetic resonance imaging. The Monro– Kellie doctrine revisited. Neuroradiology. 1992; 34(5): 370–80. doi: 10.1007/BF00596493

14. Appelman AP, van de Graaf Y, Vincken KL, Tiehuis AM, Witkamp TD, Mali WP, Geerlings MI. Total cerebral blood flow, white matter lesions and brain atrophy: the SMART-MR study. J Cereb Blood Flow Metab. 2008; 28(3): 633–9. doi: 10.1038/sj.jcbfm.9600563

15. Hawkes RA, Patterson AJ, Priest AN, Harrison G, Hunter S, Pinney J, et al. Uterine artery pulsatility and resistivity indices in pregnancy: comparison of MRI and Doppler US. Placenta. 2016; 43: 35–40. doi: 10.1016/j.placenta.2016.04.002

16. Stoquart-ElSankari S, Balédent O, Gondry-Jouet C, Makki M, Godefroy O, Meyer ME. Aging effects on cerebral blood and cerebrospinal fluid flows. J Cereb Blood Flow Metab. 2007; 27(9): 1563–72. doi: 10.1038/sj.jcbfm.9600462

17. Stoquart-ElSankari S, Lehmann P, Villette A, Czosnyka M, Meyer ME, Deramond H, Balédent O. A phase-contrast MRI study of physiologic cerebral venous flow. J Cereb Blood Flow Metab. 2009; 29(6): 1208–15. doi: 10.1038/jcbfm.2009.29

18. Capel C, Makki M, Gondry-Jouet C, Bouzerar R, Courtois V, Krejpowicz B, Balédent O. Insights into cerebrospinal fluid and cerebral blood flows in infants and young children. J Child Neurol. 2014; 29(12): 1608–15. doi: 10.1177/0883073813511854

19. Челышева Л.В., Куимов А.Д. Кардиоцеребральные взаимодействия у больных артериальной гипертензией различных стадий. Сибирское медицинское обозрение. 2012; 6: 58–62.

20. Горбунова Е.В., Шумилина М.В. Дефект межпредсердной перегородки и цефалгический синдром. Клиническая физиология кровообращения. 2009; 2: 24–30.

21. Жучкова Е.А., Семенов С.Е. Головная боль и ультразвуковой показатель артериовенозного соотношения – дополнительные значимые факторы диагностики инсульта. Клиническая физиология кровообращения. 2015; 2: 30–5.

22. Семенов С.Е., Шумилина М.В., Жучкова Е.А., Семенов А.С. Диагностика церебральной венозной ишемии. Клиническая физиология кровообращения. 2015; 2: 5–16.

23. Дическул М.Л., Жестовская С.И., Куликов В.П. Ультразвуковая оценка показателей кровотока в позвоночных венах при дистоническом и застойно-гипоксическом вариантах венозной дисциркуляции. Сибирский медицинский журнал. 2013; 28(4): 89–93.

24. Семенов С.Е., Коваленко А.В., Молдавская И.В., Хромов А.А., Жучкова Е.А., Хромова А.Н. и др. Диагностика и роль церебрального венозного полнокровия в течении и исходах негеморрагического инсульта. Комплексные проблемы сердечно-сосудистых заболеваний. 2014; 3: 108–17. doi: 10.17802/2306-1278-2014-3-108-117

25. Oner S, Kahraman AS, Özcan C, Oner Z. Cerebrospinal fluid dynamics in patients with multiple sclerosis: the role of phasecontrast MRI in the differential diagnosis of active and chronic disease. Korean J Radiol. 2018; 19(1): 72–8. doi: 10.3348/kjr.2018.19.1.72

26. Balédent O, Gondry-Jouet C, Meyer ME, De Marco G, Le Gars D, Henry-Feugeas MC, Idy-Peretti I. Relationship between cerebrospinal fluid and blood dynamics in healthy volunteers and patients with communicating hydrocephalus. Invest Radiol. 2004; 39(1): 45–55. doi: 10.1097/01.rli.0000100892.87214.49

27. Oner Z, Kahraman AS, Kose E, Oner S, Kavaklі A, Cay M, Ozbag D. Quantitative evaluation of normal aqueductal cerebrospinal fluid flow using phase-contrast cine MRI according to age and sex. Anat Rec (Hoboken). 2017; 300(3): 549–55. doi: 10.1002/ar.23514

28. Bogomyakova O, Stankevich Yu, Mesropyan N, Shraybman L, Tulupov A. Evaluation of the flow of cerebrospinal fluid as well as gender and age characteristics in patients with communicating hydrocephalus, using phase-contrast magnetic resonance imaging. Acta Neurologica Belgica. 2016; 116(4): 495–501. doi: 10.1007/s13760-016-0608-3

29. Tulupov AA, Bogomyakova OB, Savelyeva LA, Prygova Yu A. Quantification of flow of cerebrospinal fluid on basal level of brain by a phase-contrast MRI technique. Applied Magnetic Resonance. 2011; 41(2): 543–50. doi: 10.1007/s00723-011-0291-8

30. Yin LK, Zheng JJ, Zhao L, Hao XZ, Zhang X, Tian JQ, et al. Reversed aqueductal cerebrospinal fluid net flow in idiopathic normal pressure hydrocephalus. Acta Neurol Scand. 2017; 136(5): 434–9. doi: 10.1111/ane.12750

31. Greitz D, Hannerz J, Rähn T, Bolander H, Ericsson A. MR imaging of cerebrospinal fluid dynamics in health and disease. On the vascular pathogenesis of communicating hydrocephalus and benign intracranial hypertension. Acta Radiol. 1994; 35(3): 204–11. doi: 10.1177/028418519403500302