METODY STANOVENÍ OBSAHU CORPORA CALLOSA
U PACIENTŮ S ROZTROUŠENOU SKLERÓZOU
MOZKOMÍŠNÍ
Bakalářská práce
MIROSLAV KRON
VYSOKÁ ŠKOLA ZDRAVOTNICKÁ, o.p.s., PRAHA 5
Vedoucí práce: RNDr. Jan Krásenský
Stupeň kvalifikace: bakalář
Datum předložení: 2012-03-28
Praha 2012
1
Kopie schválení tématu bakalářské práce
2
PROHLÁŠENÍ
Prohlašuji, že jsem bakalářskou práci na téma „METODY STANOVENÍ
OBSAHU CORPORA CALLOSA U PACIENTŮ S ROZTROUŠENOU SKLERÓZOU
MOZKOMÍŠNÍ“ vypracoval osobně a všechny použité prameny jsem uvedl podle
platného autorského zákona v seznamu použité literatury a zdrojů informací, který je
nedílnou součástí této práce.
Dále prohlašuji, že elektronická a tištěná verze této bakalářské práce jsou
totožné.
Souhlasím s prezenčním zpřístupněním své bakalářské práce ke studijním
účelům.
V Praze dne: 28.3.2012 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
(Miroslav Kron)
3
PODĚKOVÁNÍ
Velice rád bych poděkoval svému vedoucímu této práce, RNDr. Janu
Krásenskému, za metodické vedení, cenné rady, podněty a pomoc při zpracování mé
bakalářské práce.
Dále bych rád poděkoval prof. MUDr. Zdeňkovi Seidlovi, CSc., vedoucímu
lékaři oddělení magnetické rezonance Všeobecné fakultní nemocnice v Praze, za
poskytnutí souhlasu se zpracováním informací a poskytnutí materiálů nezbytných
k vyhotovení této práce.
Děkuji i MUDr. Ing. Tomášovi Vitákovi, Ph.D. za provedenou oponenturu
bakalářské práce.
Děkuji také všem účastníkům mé výzkumné části práce, kteří byli zahrnuti do
metodiky výzkumu.
Mé poděkování patří i všem spolupracovníkům, kteří se podíleli na vzniku této
práce.
4
ABSTRAKT
KRON, Miroslav. Metody stanovení obsahu corpora callosa u pacientů
s roztroušenou sklerózou mozkomíšní. Vysoká škola zdravotnická, o. p. s., stupeň
kvalifikace: bakalář. Vedoucí práce: RNDr. Jan Krásenský. Praha. 2012. s. 58.
Tato bakalářská práce se zabývá problematikou roztroušené sklerózy
mozkomíšní, možnostmi její diagnostiky a zejména monitorace pacientů během její
terapie. Roztroušená skleróza mozkomíšní patří mezi autoimunitní demyelinizační
onemocnění postihující centrální nervový systém. Destrukce myelinových pochev
neuronů způsobuje poruchy vedení vzruchů v průběhu nervového vlákna a tak
způsobuje mnohé klinické příznaky nemoci. Jedním ze sledovatelných ukazatelů
průběhu a progrese onemocnění jsou změny v mozkové struktuře zvané kalózní těleso.
V průběhu terapie pacientů trpících roztroušenou sklerózou jsou pacienti
pravidelně monitorování pomocí magnetické rezonance a získané snímky jsou
počítačově automaticky vyhodnocovány. Z těchto snímků se stanovuje míra a rychlost
progrese onemocnění a také odpověď nemocného na léčbu. To je důležité pro kontrolu
efektivity léčby a případnou rychlou reakci klinických neurologů vedoucí ke změně
léčebného přístupu.
Poslední poznatky ukazují, že změny v kalózním tělesu mohou předpovídat
efektivitu léčby dříve než následné změny v ostatních mozkových strukturách
poškozených v rámci choroby. Následnou modulací terapie by bylo tak možné předejít
destruktivním změnám v mozku. Technologie sledování změn kalózního tělesa založená
na analýze opakovaně prováděných skenů magnetické rezonance musí být natolik
přesná, aby odhalila změny obsahu plochy na řezu řádově v jednotkách procent.
V této práci jsou popsány technologie stanovování plochy kalózního tělesa
pomocí magnetické rezonance a výzkumná část práce zhodnocuje přesnost těchto
technologií.
Klíčová slova: Kalózní těleso. Diagnostika. Magnetická rezonance. Roztroušená
skleróza mozkomíšní.
5
ABSTRACT
KRON, Miroslav. Methods for Determinimg the Function of the Corpus
Callosum in Patients with Multiple Scelrosis. Vysoká škola zdravotnická, o. p. s.,
qualification level: Bachelor. Thesis leader: RNDr. Jan Krásenský. Prague. 2012. p. 58.
This thesis deals with the Multiple Sclerosis, possibilities of its diagnosis and
monitoring of patients, especially during the therapy. Multiple sclerosis is one of
autoimmune demyelinising diseases affecting the central nervous system. Destruction of
myelin sheaths of neurons cause conduction disturbances in the nerve fibres and can
causes many clinical symptoms. One of the observable indicators of the course and
progression of the disease are changes in brain structure called the corpus callosum.
Patients suffering from multiple sclerosis are regularly monitored during therapy
using magnetic resonance imaging. The acquired images are automatically evaluated by
computer. Subsequently, the rate and speed of disease progression and patient response
to treatment are determined. It is important to check the effectiveness of treatment
rapidly so that clinical neurologists to change the therapeutic approach.
Recent evidence suggests that changes in corpus callosum can predict the
effectiveness of treatment before subsequent changes in other affected brain structures
take placed. The subsequent modulation therapy could prevent further destructive
changes in the brain. Technology of monitoring changes of corpus callosum based on
the analysis of repetitive magnetic resonance imaging scans must be accurate enough to
detect changes in units of percent.
This work describes the technology of measuring the area of corpus callosum
using magnetic resonance imaging and research work evaluates the accuracy of these
technologies.
Key words: Corpus callosum. Diagnostic. Magnetic resonance imaging.
Multiple sclerosis.
6
PŘEDMLUVA
S nemocnými trpícími různými formami neurodegenerativních chorob, zejména
roztroušenou mozkomíšní, se na našem pracovišti radiodiagnostické kliniky Všeobecné
fakultní nemocnice v Praze, 1. LF UK, setkávám prakticky denně. Specializovaná
vyšetření zaměřená na tuto chorobu jsou v současné době součástí naší každodenní
praxe.
O demyelinizačních onemocněních a roztroušené skleróze mozkomíšní byly již
napsány obsáhlé monografie a neexistuje snad jediná publikace neurologie, které by se
tomu to tématu striktně vyhnula. Pokud bych chtěl detailně a komplexně popsat
demyelinizační onemocnění a jeho subtypy, historii jeho diagnostiky, diagnostické
metody a klinické vedení pacientů včetně současných jednotlivých léčebných postupů,
celý text by několikanásobně přesahoval rámec této práce.
Situace je podobná i u diagnostické zobrazovací metody, jíž se zde budu
podrobněji zabývat – magnetické rezonance. Do textu jsem zahrnul pouze principy MR
zobrazení, které jsou zahrnuty v konvenčních vyšetřovacích protokolech pro nemocné
s RS a týkající se bezprostředně metodiky stanovení plochy kalózního tělesa. Ostatní
principy MR zobrazení, jako je například difúzní zobrazení, MR relaxometrie, MR
fraktografie, MR angiografie či MR spektrometrie, jsou sice možná nedílnou součástí
komplexního pohledu na současné možnosti vyšetření magnetickou rezonancí, avšak
jejich byť stručný popis by opět výrazně převyšoval možnosti této práce.
V práci jsem se dále snažil přiblížit roztroušenou sklerózu mozkomíšní nikoliv
z pohledu klinického neurologa, ale právě z pohledu magnetické rezonance. Ovšem
hlavním cílem bylo ověřit přesnost metodiky sledování průběhu nemoci.
Byl bych rád, kdyby moje práce byla přínosem v diagnostice a predikci postupu
roztroušené sklerózy mozkomíšní a tím přispěla ke zlepšení prognózy onemocnění
a zkvalitnění života pacientů.
7
OBSAH
1 Úvod ............................................................................................................. 15
2 Cíl práce........................................................................................................ 16
3 Anatomie a fyziologie nervové tkáně........................................................... 17
3.1 Anatomie středových struktur mozku a kalózního tělesa ..................... 18
3.2 Vývoj kalózního tělesa.......................................................................... 19
3.3 Tvorba myelinu a fyziologické stárnutí mozku .................................... 20
4 Nemoci s poruchami myelinizace ................................................................ 22
4.1 Charakteristika roztroušené sklerózy mozkomíšní ............................... 22
4.2 Příznaky RS........................................................................................... 23
4.3 Patogeneze a klinické formy RS ........................................................... 24
4.4 Diagnostika RS...................................................................................... 27
4.5 Léčba RS ............................................................................................... 28
5 Magnetická rezonance.................................................................................. 31
5.1 Princip MR............................................................................................ 32
5.2 Úloha MR v diagnostice RS.................................................................. 35
5.3 Obraz RS na MR a diferenciální diagnostika........................................ 37
6 Cíl práce........................................................................................................ 41
7 Metodika....................................................................................................... 42
7.1 Následné zpracování obrazu ................................................................. 42
8 Výsledky....................................................................................................... 47
9 Diskuse ......................................................................................................... 51
9.1 Doporučení pro praxi. ........................................................................... 55
10 Závěr ......................................................................................................... 57
PŘÍLOHY .................................................................................................... 58
8
SEZNAM POUŽITÉ LITERATURY
1. BEDNAŘÍK, Josef, et al. 1999. Učebnice speciální neurologie, 2. vydání. Brno :
Masarykova univerzita, fakulta lékařská, 1999. ISBN: 80-210-2125-X.
2. DIBLÍK, Pavel. 2011. Neuritida zrakového nervu u roztroušené sklerózy
mozkomíšní - typické obrazy a úskalí diferenciální diagnostiky. Neurologie pro
praxi. Ambit Media, 2011, roč. 12, s. 156-159. ISSN: 1213-1814.
3. FEKETOVÁ, Soňa. 2010. Bolesť hlavy a sclerosis multiplex. Neurologie pro
praxi. Praha : Ambit Media, 2010, roč. 11, str. 261–264. ISSN: 1210-7859.
4. HAVRDOVÁ, Eva. 2007. Roztroušená skleróza: zánět nebo neurodegenerace.
Neurologie pro praxi. Ambit Media, 2007, roč. 2, s. 99-101. ISSN: 1213-1814.
5. HAVRDOVÁ, Eva; KRASULOVÁ, Eva. 2007. Současná léčba roztroušené
sklerózy mozkomíšní. Farmakoterapie. Praha : Farmakon Press s.r.o, 2007, roč. 3,
č. 6, str. 619-628. ISSN: 1801-1209.
6. HORÁKOVÁ, Dana. 2011. Roztroušená skleróza – naše současné možnosti při
diagnostice, stanovení prognózy nemoci a sledování efektivity léčby. Neurologie
pro praxi. Praha : Ambit Media, 2009, roč. 12, č. 4, str. 265-269. ISSN: 1213-
1814.
7. HOSKOVCOVÁ, Martina. 2008. Rehabilitace u roztroušené sklerózy. Neurologie
pro praxi. Praha : Ambit Media, 2009, roč. 9, str. 232-235. ISSN: 1213-1814.
8. JIROUT, Jan; KVÍČALA, Václav. 1986. Neuroradiologie II. Praha: Avicenum,
1986.
9. KARPAS, Jan, et al. 1998. Kapitoly z lékařské biologie a genetiky. Praha :
Karolinum, 1998. ISBN: 80-7184-322-9.
10. KOVÁŘOVÁ, Ivana. 2008. Léčba progresivní roztroušené sklerózy. Neurologie
pro praxi. Praha : Ambit Media, 2008, roč. 9, č. 4, str. 223-225. ISSN: 1213-1814.
11. LÉPORI, Raul Luis. 2001. Multiple Sclerosis. Buenos Aires : Letbal Asociados,
2001. ISBN: 978-987-654-458-0.
12. NEKULA, Josef; CHMELOVÁ, Jana. 2009. Základy zobrazování magnetickou
rezonancí. Brno : Tribun EU, s. r. o., 2009. ISBN: 978-80-7368-335-1.
13. NĚMCOVÁ, Jitka.; MAURITZOVÁ, Ilona. 2009. Skripta k tvorbě bakalářských
a magisterských prací. Plzeň : Maurea, 2009. ISBN 978-80-902876-0-0.
9
14. OEHMICHEN, Manfred; AUER, Roland; KÖNIG, Gunter Hans. 2006. Forensic
Neuropathology and Neurology. Germany : Springer, 2006. ISBN: 978-3-540-
23500-2.
15. POVÝŠIL, Ctibor; ŠTEINER, Ivo; DUŠEK, Pavel, et al. 2002. Speciální
patologie III díl. Praha : Karolinum, 2002. ISBN: 80-7184-526-4.
16. SEIDL, Zdeněk; OBENBERGER, Jiří. 2004. Neurologie pro studium i praxi.
Praha : Grada Publishing, 2004. ISBN:80-247-0623-7.
17. SEIDL, Zdeněk; VANĚČKOVÁ, Manuela. 2007. Magnetická rezonance hlavy,
mozku a páteře. Praha : Grada Publishing, 2007. ISBN: 978-80-247-1106-5.
18. VACHOVÁ, Marta. 2009. Éra nových léků v terapii roztroušené sklerózy.
Neurologie pro praxi. Praha : Ambit Media, 2009, roč. 10, č. 5, str. 305-308.
ISSN: 1213-1814.
19. VÁLEK, Vlastimil; ŽIŽKA, Jan. 1996. Moderní diagnostické metody III díl –
magnetická rezonance, Brno : Institut pro další vzdělávání pracovníků ve
zdravotnictví v Brně, 1996. ISBN: 80-7013-225-6.
20. VANĚČKOVÁ, Manuela; SEIDL, Zdeněk. 2008. Roztroušená skleróza
mozkomíšní a magnetická rezonance: současnost a nové trendy. Česká a
slovenská neurologie a neurochirurgie. Praha : Ambit Media, 2008, roč. 71/104,
č. 6, str. 664-672. ISSN: 1210-7859.
21. VANĚČKOVÁ, Manuela; SEIDL, Zdeněk. 2010. Magnetická rezonance a
roztroušená skleróza mozkomíšní. Praha : Mladá fronta a.s., 2010. ISBN: 978-80-
204-2182-1.
22. VOKURKA, Martin; HUGO, Jan, et al. 2004. Velký lékařský slovník, 4. vydání.
Praha: Maxdorf, 2004. ISBN: 80-7345-037-2.
10
SEZNAM OBRÁZKŮ, TABULEK A GRAFŮ
Obrázky:
Obr. 1 - Traktografické zobrazení nervových vláken propojujících mozkové hemisféry
v MR obrazu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
Obr. 2 - Klinické formy RS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
Obr. 3 - RS, FLAIR . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
Obr. 4 - RS, T2W. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
Obr. 5 - RS, T1W . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
Obr. 6 - ADEM, FLAIR . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
Obr. 7 - ADEM, T2W . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
Obr. 8 - ADEM, T1W . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
Obr. 9 - SAE, FLAIR . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
Obr. 10 - SAE, T2W . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
Obr. 11 - SAE, T1W . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
Obr. 12 - MR obraz při migréně, FLAIR . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
Obr. 13 - SLE, FLAIR . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
Obr. 14 - SLE, T2W . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
Obr. 15 - SLE, T1W/MTC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
Obr. 16 - Manuální stanovení ROI na středovém sagitálním řezu . . . . . . . . . . . . . . . 42
Obr. 17 - Automatické stanovení ROI na středovém sagitálním řezu . . . . . . . . . . . . . 42
Obr. 18 - Ukázka automatického stanovení ROI s manuální korekcí okolních struktur
Obr. 19 - Ukázka sekvence T1W/IR 2mm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
Obr. 20 - Koronární rekonstrukce středního řezu mozkem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .50
Obr. 21 - Sagitální rekonstrukce středního řezu mozkem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
Obr. 22 - Neupravená sagitální rekonstrukce s velikostí obrazového bodu 1 mm . . . . 51
Obr. 23 - Ukázka automatického stanovení ROI na 7 středových řezech mozkem bez
a s použitím obrazových filtrů . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . IV
Obr. 24 - Ukázka automatického stanovení ROI na 7 středových řezech mozkem bez
a s použitím obrazových filtrů . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . IV
11
Tabulky:
Tab. 1 - Revidovaná McDonaldova diagnostická kritéria pro RS . . . . . . . . . . . . . . . .27
Tab. 2 - Stanovené chyby pro různý počet ručních měření v procentech . . . . . . . . . . 46
Tab. 3 - Vzájemné poměry jednotlivých metod proměřování . . . . . . . . . . . . . . . . . . III
Grafy:
Graf 1 - Průměrná chyba ručních měření na různém počtu řezů vyjádřená
v procentech . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
Graf 2 - Průměrná maximální chyba ručních měření na různém počtu řezů vyjádřená
v procentech . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .48
Graf 3 - Průměrná minimální chyba ručních měření na různém počtu řezů vyjádřená
v procentech . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
Graf 4 - Vývoj plochy kalózního tělesa v čase, pacient 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . V
Graf 5 - Vývoj plochy kalózního tělesa v čase, pacient 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . VI
Graf 6 - Vývoj plochy kalózního tělesa v čase, pacient 3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . VII
Graf 7 - Vývoj plochy kalózního tělesa v čase, pacient 4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . VIII
12
SEZNAM POUŽITÝCH ZKRATEK
3D trojdimenzní sběr dat
BH bílá hmota mozková
CNS centrální nervový systém
CPA cyklofosfamid
CT výpočetní tomografie
DIS diseminace v prostoru
DIT diseminace v čase
DWI diffusion weighted image, difúzně vážený obraz, MR sekvence
EDSS Expanded Disability Status Scale
FLAIR Fluid Attenuated Inversion Recovery, MR sekvence
gap vzdálenost mezi dvěma řezy vyjádřená v milimetrech
INF interferon
IR inversion recovery, MR sekvence
KL kontrastní látka
MPR multiplanární rekonstrukce
MR magnetická rezonance
MST multi-stacks, MR sekvence s různými rovinami řezu
MT magnetizační transfer, MR sekvence
ROI Region of Interest, plocha zájmu
RS roztroušená skleróza
T1W T1 Weighted image
T2W T2 Weighted image
13
SEZNAM POUŽITÝCH ODBORNÝCH VÝRAZŮ
areflexie vymizení kožního čití v konkrétní oblasti
asymptomatický bez pozorovatelných příznaků
ataka projevy porušené nervové funkce, které trvají déle než
24 hodin, přičemž nemusí mít objektivní neurologický
korelát
autoimunitní onemocnění imunitní onemocnění způsobené imunitní odpovědí na
vlastní složky organismu.
cyklofosfamid alkylační cytostatiku, používá se jak v léčbě nádorů, tak
i k imunosupresi u systémových onemocnění.
dysurické poruchy poruchy močení, zejména retardace startu mikce,
oslabení mikčního proudu, postmikční reziduum
v měchýři, retence či únik moče
imunosuprese léčebné potlačení imunitního systému pacienta
klinický průkaz léze neurologickým vyšetřením objektivizované projevy
postižení nervového systému paraklinický průkaz léze
– patologický nález v obrazu CT nebo MR a dále
abnormální nálezy při elektrofyziologickém vyšetření
leukoencefalopatie nezánětlivé onemocnění bílé hmoty mozkové
mozečkové příznaky narušená koordinace pohybů, dysbalance a poruchy
chůze
multiplanární rekonstrukce rekonstrukce obrazu, kdy z jedné roviny řezu je získána
rovina jiná
myelinizace vývoj myelinu
paraklinické metody vyšetřovací metody napomáhající stanovení klinické
diagnózy pacienta
paraparéza částečné ochrnutí, obvykle dolní poloviny těla
paraplegie úplné ohrnutí, obvykle dolní poloviny těla
penetrace průnik
perivenózní lokalizovaný podél cév
periventrikulární lokalizovaný v bezprostřední blízkosti mozkových
komor
14
plaka ohraničené místo v mozku, kde probíhá patologický
proces ve smyslu demyelinizace
plocha zájmu uzavřená plocha v obrazu, která definuje hranice
zkoumané struktury
postkontrastní po podání kontrastní látky
postprocesing zpracování dat, zde obrazových, po ukončení vlastního
vyšetření nebo zpětné zpracování již dříve uložených
dat
predominantní vyskytující se ve zvýšené míře na úkor druhého
ukazatele
prstencovitý enhancement postkontrastní zvýšení signálu v T1W obrazu
lokalizované pouze na okrajích patologického ložiska
recidiva návrat onemocnění, u kterého již vymizely jeho
příznaky
remise vymizení příznaků a projevů onemocnění, nikoliv však
nemoci samotné, v případě RS zlepšení nebo úprava
zhoršeného neurologického stavu trvající nejméně 1
měsíc po předchozí atace
remitentní průběh průběh onemocnění, kdy se střídají stavy zhoršení
příznaků a následného zlepšení onemocnění
remyelinizace obnova poškozených myelinových pochev nervových
vláken
retrobulbární neuritida zánět zrakového nervu projevující se typickými
příznaky
subkortikální podkorová oblast mozku, která zahrnuje tahalamus,
hypothalamus, mozkový kmen, bazální ganglia a další
mozkové struktury
traktografie metoda MR zobrazení nervových vláken založená na
principu detekce směru pohybu molekul vody
v nervových vláknech
vzruch fyzikálně-chemická změna přenášená nervovým
vláknem
15
1 Úvod
Přesná a zejména včasná diagnostika většiny onemocnění je naprosto nezbytnou
podmínkou pro následnou léčbu a další úspěšné klinické vedení pacientů. Jedním
z důležitých cílů medicíny je i snaha o vyjádření určité predikce vývoje choroby
a úspěšnosti léčby.
Mnoho mladých lidí v produktivním věku postihuje nevyléčitelná a plně
invalidizující autoimunitní choroba zvaná roztroušená skleróza mozkomíšní. Jedná se
o nemoc se širokou plejádou neurologických příznaků a víceméně trvalou progresí.
Existují léky, které dokáží jinak zhoubný průběh nemoci mírnit, avšak různorodost
jednotlivých odpovědí na léčbu nedovoluje použít paušálně jeden léčebný preparát nebo
skupinu přípravků a očekávat od nich spolehlivý účinek u všech pacientů. Proto je
snaha ze strany neurologických lékařů zdokonalit monitoraci úspěchu léčby a pokusit se
o co nejvěrnější prognózu vývoje onemocnění.
Tento jistě nelehký úkol z velké části vzala na sebe radiodiagnostická
zobrazovací metoda, magnetická rezonance. Pacienti podrobující se terapii roztroušené
sklerózy jsou na našem pracovišti pravidelně monitorováni a jsou u nich stanovovány
různé parametry vývoje nemoci v čase, jako jsou změny objemu šedé a bílé hmoty
mozkové, vývoj objemu patologických ložisek v mozku a nově i změny plochy
kalózního tělesa.
Právě sledování změn plochy kalózního tělesa na středním sagitálním řezu
mozkem je jeví jako jedna z možností, jak detailně sledovat a predikovat vývoj
neurologického postižení pacienta.
16
2 Cíl práce
Cílem této práce je vyvinout metodiku sledování vývoje kalózního tělesa
a zhodnotit přesnost jednotlivých postupů stanovení jeho plochy pro pozdější využití
této metodiky v klinické praxi pro sledování vývoje změn v mozkové tkáni u pacientů
se sekundárně progresivní formou roztroušené sklerózy mozkomíšní. Měření budou
prováděna jednak automaticky a dále manuálně, vše pomocí software vyvinutého na
oddělení magnetické rezonance Všeobecné fakultní nemocnice, 1. lékařské fakulty
Univerzity Karlovy v Praze.
17
TEORETICKÁ ČÁST
3 Anatomie a fyziologie nervové tkáně
Centrální nervový systém je složen z mozku a míchy. Obě tyto nervové struktury
jsou tvořeny nervovými buňkami, neurony a podpůrnými buňkami, které se souhrnně
nazývají glie.
Neurony tvoří základní samostatné histologicky funkční jednotky mozku.
Průměrný lidský mozek obsahuje 1011
neuronů a každý kortikální neuron může přijímat
podněty z více než 30 000 okolních neuronů. Neuron se skládá z těla buňky,
perikaryonu, s buněčným jádrem a ostatními buněčnými organelami, ze kterého vybíhá
značné množství krátkých dostředivých výběžků, dendritů, a pouze jeden dlouhý
odstředivý výběžek, axon. Axony nacházející se v bílé hmotě mozkové jsou na povrchu
obaleny myelinovou pochvou, která je po celé délce axonu po pravidelných intervalech
přerušena tzv. Ranvierovými zářezy. Ranvierovy zářezy slouží k výživě axonu, jsou
v nich koncentrovány mitochondrie, a podílejí se na vedení vzruchu. Úseky
myelinových pochev mezi jednotlivými zářezy, internodia, měří okolo 1 milimetru.
Vrstva myelinu obklopující axon diametrálně zrychluje vedení vzruchu, plně
myelinizované nervové vlákno vede vzruch rychlostí až 120 metrů za sekundu, naproti
tomu nervové vlákno zbavené této pochvy vede vzruch rychlostí často menší než 1 m/s.
Myelin tvořící myelinové pochvy axonů je několikavrstevný lipoprotein a slouží jako
izolant axonu od okolních prostředí. Jednotlivé vrstvy myelinu vytváří rotace výběžku
oligodendrocytu okolo axonu. Jeden oligodendrocyt může takto „obsloužit“ více
nervových buněk. Oligondendrocyty jsou malé buňky kulatého nebo oválného tvaru
o velikost 6-8 μm ze skupiny neuroglií, tedy podpůrných mozkových buněk
zajišťujících výživu a metabolismus neuronů. Další z rodiny neuroglií jsou Schwannovy
buňky, které se nalézají v periferních nervech. Mají obdobnou funkci jako
oligodendrocyty v centrální nervové soustavě s tím rozdílem, že myelinový obal axonu
vzniká rotací celé Schwannovy buňky kolem neuronu, nikoliv pouze jednoho
buněčného výběžku (OEHMICHEN, 2006).
18
3.1 Anatomie středových struktur mozku a kalózního tělesa
Středové struktury mozku patří k vývojově nejstarším a nejsložitějším částem
lidského mozku (LÉPORI, 2001).
Následující anatomické struktury můžeme nalézt na středovém koronárním řezu
mozkem:
• Mozková kůra – představuje zevní vrstvu mozku, je tvořena šedou hmotou
mozkovou a tvoří přibližně 40 % hmoty mozku. Mozková kůra je organizována v
četné závity, které navyšují její povrch. S ostatními částmi mozku a míchy je
mozková kůra přímo či nepřímo spojena prostřednictvím nervových vláken.
• Sulcus lateralis – Sylviova rýha, postranní brázda velkého mozku, jedná se
o hlubokou rýhu oddělující spánkový lalok od laloku temenního a čelního.
• Clastrum – tenká vrstva šedé hmoty mozkové uložená v hemisféře velkého
mozku. Je patrná na řezu mozkem mezi strukturami nucleus lentiformis a kůrou
insuly.
• Corpus callosum (kalózní těleso) – část mozku, která navzájem spojuje obě
mozkové hemisféry.
• Tractus opticus – zraková dráha.
• Šedá hmota mozková – část mozkové a míšní hmoty nazvané podle svého
šedavého vzhledu. Nachází se na povrchu mozku, kde vytváří kůru mozkovou.
• Bílá hmota mozková – část mozkové hmoty nazvané podle bělavé barvy na řezu.
Bílé zbarvení je dané přítomností velkého množství myelinu ve tkáni. Bílou
hmotu mozkovou tvoří převážně nervová vlákna, axony.
• Postranní komory – párové prostory uložené v hemisférách velkého mozku
naplněné, v nichž cirkuluje mozkomíšní mok.
• Globus pallidus – vnitřní část mozkové struktury zvané nucleus lentiformis.
• Třetí komora – nepárová mozková komora uložená v mezimozku naplněná
mozkomíšním mokem.
• Bazální ganglia – jádra šedé hmoty uložená ve spodní části telencefala obklopená
bílou hmotou mozkovou. Bazální ganglia přísluší k extrapyarmidovému systému
se kterým se podílejí na koordinaci pohybů. Do bazálních ganglií řadíme nucleus
lentiformis, nucleus caudatus, clastum a nucleus amygdalae (VOKURKA, 2004).
19
Mozek je rozdělen na dvě párové mozkové hemisféry. Corpus callosum
představuje anatomické a zejména funkční spojení obou hemisfér, kdy vzájemně
propojuje kůru párových temenních, okcipitálních a čelních laloků a tím umožňuje
součinnost obou polovin mozku. Je tvořeno svazkem 200 až 300 milionů
myelinizovaných nervových vláken. Makroskopicky se kalózní těleso skládá z těchto
částí:
• Rostrum corporis callosii – představuje přední část corpora callosa, která se
frontálním směrem zužuje a ostře směřuje kaudálním směrem, kde přechází do
lamina terminalis.
• Truncus corporis callosii – představuje hlavní část kalózního tělesa, probíhá
horizontálně mezi spleniem a genu corporis callosii.
• Genu corporis callosii – představuje přední zahnutí kalózního tělesa.
• Isthmus corporis callosii – vyznačuje nejužší místo kalózního tělesa.
• Splenium corporis callosii - představuje zadní, ztluštělou, oble zakončenou část
kalózního tělesa.
Na středním sagitálním řezu mozkem můžeme v blízkosti kalózního tělesa
rozlišit tyto struktury:
• Septum pellucidum – tenká vertikální membrána nacházející se ve střední čáře
mozku oddělující postranní mozkové komory.
• Fornix cerebri (Commisure hippocampi) – klenba z nervových vláken patřící
k čichovým útvarům mozku, je uložená pod spodinou kalózního tělesa
• Thalamus – svazek dostředivých nervových drah
• Limbický systém – soubor struktur řídící emoce, motivace a chování a dále
i příbuzné vegetativní funkce
• Diencephalon – mezimozek
• Anterior commissure – svazek nervových vláken u přední stěny 3 mozkové
komory spojující mozkové hemisféry
3.2 Vývoj kalózního tělesa
20
Obr. 1: Traktografické zobrazení nervových vláken propojujících
mozkové hemisféry v MR obrazu
Zdroj: Archiv NMR
Kalózní těleso,
Corpus callosum, se počíná
vyvíjet mezi 8.-16. týdnem
embryonálního vývoje.
Nápadně tenké je v době
narození dítěte a to i přes
skutečnost, že většina axonů
je v kalózním tělese již
vytvořená. Následný
překotný růst kalózního
tělesa je způsoben nástupem
myelinizace již dříve
vytvořených axonů. Ve 4.
měsíci po narození dochází
ke zvýšení intenzity signálu
v obrazu magnetické rezonance v oblasti splenia. V MR obrazu je patrná dokončená
myelinizace Corpora callosa v 7. – 8. měsíci po narození dítěte, ačkoliv velikostí ještě
neodpovídá velikosti dospělého jedince. Tvar a intenzita signálu Corpora callosa
odpovídá dospělému jedinci až mezi 9. – 12. měsícem (SEIDL, 2007).
3.3 Tvorba myelinu a fyziologické stárnutí mozku
Tvorba myelinových pochev obklopujících nervová vlákna, myelinizace, je
dlouhodobý proces, který počíná ve hřbetní míše již ve 20. týdnu prenatálního stádiu
vývoje plodu a pak dále postupuje kraniálním směrem. Jednotlivá nervová vlákna jsou
myelinizována postupně, nejprve tenkou vrstvou myelinových pochev. Jak postupně
přibývá myelinizovaných nervových vláken, stávající myelinové pochvy se stávají
silnějšími. Porodem však myelinizace mozku nekončí. Z velké části je proces
myelinizace mozku dokončen ve druhém roce života dítěte. V parietookcipitálních
částech mozku je proces myelinizace dokončen až ve 3. až 4. deceniu života jedince
(VANĚČKOVÁ, 2010).
21
Atrofie mozku při fyziologickém stárnutí postihuje především bílou hmotu
mozkovou, šedá hmota zůstává relativně zachována. Celková atrofie se projevuje
zejména rozšířením mozkových komor dále rozšířením subarachnoidálních prostorů na
bazi mozkové, sulků na konvexitě a rozšířením všech likvorových prostorů obecně
včetně periventrikulárních Virchow-Robinových. V oblasti šedé hmoty mozkové je
možné nalézt ložiska zvýšeného signálu v T2W obrazu, která jsou lokalizována
především supratentoriální. Tato ložiska jsou pozorovatelná v 5. dekádě života u asi 8%
vyšetřovaných a u více než 50% vyšetřovaných v dekádě 6.
U 20% nemocných ve věku nad 60 let nalézáme periventrikulární prstenec
zvýšené intenzity signálu v T2W obrazu, jeho příčinou může být s největší
pravděpodobností zvýšený únik krevního séra z přilehlých mozkových cév, které není
zcela resorbováno a dochází zde k jeho akumulaci. V bazálních gangliích můžeme
pozorovat snížení signálu v T2W obrazu s narůstajícím věkem, které je způsobena
zvýšeným zvyšováním depozit železa (SEIDL, 2007).
22
4 Nemoci s poruchami myelinizace
Členění některých nemocí projevujících se demyelinizačním procesem je spíše
historické a v současné době nemá již logické opodstatnění. Klasifikace jednotlivých
nemocí s poruchou myelinu je v současné době dynamickým a neustále se měnícím
procesem z důvodu nových genetických a biochemických objevů.
Demyelinizace mozku může být způsobena kombinací mnoha faktorů, mezi
které patří abnormality nebo poškození oligodendrocytů, poruchy tvorby a zásob
myelinu, poruchy tvorby enzymů, kumulace nežádoucích látek v mozkových buňkách
nebo produkce abnormálních komponent myelinu, který se poté stává nestabilní.
Rozlišení různých etiologický faktorů ztráty myelinu z obrazu MR není snadné.
Nemoci s podobným MR obrazem postižení bílé hmoty tvoří etiologicky nehomogenní
skupinu.
Základní dělení:
1) Roztroušená skleróza mozkomíšní a její varianty
2) Leukodystrofie
3) Demyelinizace s virovou etiologií
4) Získané toxicko-metabolické onemocnění myelinu
5) Ložiska zvýšené intenzity signálu v BH cévní etiologie
(SEIDL, 2007)
4.1 Charakteristika roztroušené sklerózy mozkomíšní
Současné poznatky medicíny ukazují, že roztroušená skleróza mozkomíšní
(Sclerosis cerebrospinalis multiplex) je chronické autoimunitní onemocnění centrálního
nervového systému způsobené zánětem namířeným proti myelinu a oligodendrogliálním
buňkám. V mozkové tkáni v místě zánětu vznikají ohraničená ložiska, nazývaná plaky.
Při pitvě je mozková tkáň v těchto místech z důvodu ztráty myelinu zabarvena
šedorůžově a je nápadně vkleslá. Mícha v místech demyelinizace jeví známky
nerovností, které jsou patrné na jejím povrchu pohmatem i pohledem. V mozku jsou
plaky lokalizovány nejčastěji v okolí komor, tedy v místech, kde probíhají
subependymální vény, dále pak v optických nervech a chiasmatu. Míšní plaky jsou
23
lokalizovány v bílé hmotě v okolí subpiálních žil. Histologická skladba plak závisí na
jejich stáří. Nově vzniklé plaky se nacházejí perivenózně, obsahují myelin v různém
stupni destrukce s relativně zachovalými axony a poměrně zachovanými
oligodendrogliálním buňkami. Jak plaka postupně stárne, je více infiltrována
makrofágy, mononukleáry a lymfocyty a tím dochází k vyšší destrukci axonů
a oligodendrocytů. Axonální ztráta v míše způsobuje degeneraci dlouhých vláken, a to
ascendentních i descendentních (SEIDL, 2004).
Roztroušená skleróza postihuje nejčastěji příslušníky bílé rasy, onemocnění
začíná typicky mezi 20-30 roky, avšak výjimkou není počátek choroby i po 60. roku
života nebo naopak mladších 15 let. Ve světě je odhadován 1 – 1,5 milionu lidí
s prokázanou jednou z forem RS z čehož 350 000 jen ve střední Evropě. V současné
době je v České republice registrováno okolo 10 000 pacientů trpících roztroušenou
sklerózou mozkomíšní, což odpovídá incidenci 50-150 případů na 100 000 obyvatel
(HAVRDOVÁ, 2007).
Pro roztroušenou sklerózu je často typický atakovitý průběh, který se může lišit
u každé formy roztroušené sklerózy a dokonce je individuální u každého nemocného.
Může po několika měsících skončit letálně, kdy progresivně probíhající nemoc působí
psychomotorické změny, atrofie svalstva a postižení často umírají na přidružené infekce
a sepse. Většinou se však v mírnějších případech vleče v nečetných atakách i mnoho let
a klinické příznaky jsou mírnější až stacionární (POVÝŠIL, 2002).
4.2 Příznaky RS
Roztroušená skleróza se může manifestovat ve formě různých symptomů
v závislosti na lokalizaci demyelinizačních lézí.
Počátky nemoci bývají většinou nenápadné, postižené pobolívá hlava
a končetiny, mohou se dostavit deprese, retrobulbární neuritida či poruchy čití. První
ataka se nejčastěji objevuje po infekci, fyzickém či psychické stresu, po porodu nebo po
chirurgickém výkonu či zranění. První ataka je obvykle následována remisí, kdy se
postižení cítí subjektivně zdráv a rovněž jeho klinické vyšetření se zdá být normální.
V tomto stádiu nemoci ale již dochází k čerpání z fyziologických rezerv CNS.
Následující ataky se mohou dostavit záhy, ale i se zpožděním 10 let nebo vůbec
(SEIDL, 2007).
24
Jedním z prvních typických projevů je neuritida zrakového nervu projevující se
několikadenním prostupně progredujícím poklesem vizu, který přechází do fáze
zlepšování trvající dny až týdny. Jakákoliv část zrakového nervu může být postižena
demyelinizačním procesem, naštěstí ale přímá léze nervových vláken
makulopapilárního svazku nebývá častá, proto je vzácný i pokles vizu následkem jediné
neuritidy optiku. Neuritidu zrakového nervu provází pocit tlaku za okem či stabilní
bolest při pohybu očního bulbu (DIBLÍK, 2011).
S progredující nemocí symptomy zahrnují zejména poruchy zraku, změny
hybnosti, kožního čití a kognitivní dysfunkce. U nadpoloviční většiny pacientů se může
dostavit bolest, nejčastěji ve formě neuralgie trigeminu, somatické či neuropatické
bolesti. Počátečními projevy RS mohou být poruchy citlivosti končetin, obličeje nebo
trupu, parézy hlavových a okohybných nervů. Ty může pacient zpočátku bagatelizovat
z důvodu jejich odeznění. Ze zrakových poruch lze uvést mlhavé a rozostřené vidění,
výpadky zorného pole až úplná ztráta zraku či bolest při pohybu očního bulbu.
V dalších fázích se mohou dostavit poruchy mikce a motility střev (FEKETOVÁ,
2010).
Již v prvních fázích onemocnění se u nemocného mohou dostavit pocity
nadměrné, časté únavy a útlumu. Ty jsou vyvolány jednak duševním stresem při
stanovení diagnózy a jednak poruchami vedení vzruchů demyelinizovaným axonem,
možnou axonální ztrátou a zvýšením hladiny prozánětlivých cytokinů či v neposlední
řadě zvýšenou mírou dysfunkce autonomního nervového systému. Zvýšení únavy se
projevuje při jakémkoliv zhoršení zdravotního stavu (HOSKOVCOVÁ, 2009).
4.3 Patogeneze a klinické formy RS
Autoimunita je imunitní odpověď na autoantigeny, tedy vlastní složky
organismu. Za potenciální autoantigen může být považován kterýkoliv protein, dále pak
řada sacharidů a lipidů. V místě autoimunitní odpovědi organismu lze prokázat zvýšené
množství protilátek a reaktivních T-lymfocytů1
1
T-lymfocyt je imunitní buňka bílé krevní řady ze skupiny lymfocytů. Modifikací T-celulárních
receptorů zprostředkovává získanou (specifikou) buněčnou imunitu organismu.
poškozujících tkáně organismu
(KARPAS, 1998).
25
U pacientů s RS nacházíme primární lymfocytální infiltraci mozkových cév
a kapilár, při které došlo k poruše hematoencefalické bariéry a tím k penetraci
lymfocytů do mozkové tkáně (BEDNAŘÍK, 1999).
Ačkoliv má roztroušená skleróza mozkomíšní mnoho pestrých neurologických
projevů a průběh onemocnění se může u různých pacientů diametrálně odlišovat, lze
rozlišit 5 charakteristických forem onemocnění, a to formy: cerebrospinální, spinální,
mozečková-kmenová, diencefalická a polyneuritická.
Nejčastější formou RS je forma cerebrospinální. Prakticky postihuje celou
centrální nerovovou soustavu, tedy mozek a míchu. Tato forma RS je charakteristická
projevem téměř všech neurologických příznaků, jakými jsou příznaky mozečkové,
šlachová i okosticová hyperreflexie, pozitivní pyramidové příznaky, břišní areflexie
a centrální paréza. Parézy jsou u RS závažným projevem, kdy intenzita obrny dolních
končetin může být různá, počínaje lehkou paraparézu a končící úplnou paraplegií.
Vzhledem ke kratší nervové dráze zůstávají horní končetiny většinou postiženy málo.
Při neurologickém vyšetření téměř nikdy nechybí poruchy čití a velmi časté bývají
přítomny dysurické poruchy. V průběhu onemocnění se přidává inkontinence
a impotence u mužů. Ne vždy markantní bývá psychická symptomatologie.
Poměrně vzácná forma RS je forma spinální, kdy chybí poškození mozkových
nervů. V neurologickém nálezu nejsou přítomny poruchy mozečkové a ani vestibulární.
Naproti tomu míšní symptomatologie je výrazná, charakterem se podobá transverzální
lézi míšní a může tak neurologicky k nerozeznání napodobovat příznaky přítomnosti
nádoru v míše. Míšní léze se nejčastěji nacházejí v hrudním úseku páteře, kde
vyvolávají spastickou paraparézu dolních končetin, dysurické obtíže a břišní areflexii.
Průběh spinální formy RS bývá remitentní.
Mozečková-kmenová forma RS se vyznačuje především převažujícími příznaky
mozečku a kmene, kdy nemocný trpí instabilitou spojenou se silnými závratěmi a ataxií.
Chůze je z těchto příčin velmi obtížná až téměř nemožná, ačkoliv parézy dolních
končetin jsou nevýrazné. Charakteristickým příznakem této formy RS je skandovaná
řeč, kdy nemocný místo plynulé mluvy ze sebe vyráží pouze jednotlivé slabiky.
Další vzácnou formou RS je forma diencefalická. Její projevy zahrnují
endokrinní poruchy z oblastí okolo třetí mozkové komory, pacient je často obézní či
naopak kachektický. U žen se dostavují hrubé změny menstruačního cyklu. Přítomny
bývají poruchy ochlupení.
26
Obr. 2: Klinické formy RS
Primárně progresivníSekundárně progresivní
RemitentníBenigní
Zdroj: Taláb, 2008, str.: 212
Poslední polyneuritická forma je taktéž vzácná. Jejím charakteristickým rysem
je postižení periferních nervů demyelinizačním procesem. Typickým příznakem jsou v
čase proměnlivé senzitivně – motorické poruchy periferních nervů na všech
končetinách.
Jednotlivé klinické příznaky RS se mohou navzájem kombinovat, proto je toto
rozdělení pouze orientační a v klinické praxi jednotlivé formy RS nevyžadují odlišné
klinické vedení pacienta.
Podle průběhu onemocnění je RS rozdělena do čtyř klinických forem: benigní,
remitentní (atakovitá), sekundárně progresivní a primárně regresivní. Průběh
onemocnění jednotlivých forem je charakterizován rychlostí progrese onemocnění
a klinickými příznaky.
Pro remitentní formu RS jsou charakteristické ataky specifických klinických
příznaků střídající se s asymptomatickými periodami, tzv. remisemi. Akutní ataky
choroby přetrvávají po několik týdnů, a remise mohou trvat dny ale i týdny až roky.
V pokročilejších stádiích onemocnění, když se vyčerpají mozkové rezervy, zanechává
ataka vždy reziduální příznaky. Remitentní forma RS se v 80% případů postupně mění
ve formu sekundárně progresivní, která se vyznačuje postupně se zhoršujícím trvalým
neurotickým postižením.
Pokud má onemocnění RS
progresivní průběh již od samého
počátku symptomatologie, jedná se
o primárně progresivní formu RS. Ta
je diagnostikována u 10-15 %
pacientů trpících RS. Pacienti se
remisí v průběhu onemocnění
nedočkají a ve srovnání se
sekundárně progresivní formou RS
mají mnohem horší prognózu a kratší
dobu přežití.
Benigní forma RS je nejméně
agresivní klinickou formou,
charakterizují ji velmi malé klinické obtíže i po řadu let. Bohužel je tato forma oproti
ostatním formám RS méně častá.
27
4.4 Diagnostika RS
Nemoc byla poprvé popsána J. M. Charcotem v polovině 19. století. Od té doby
se představy o patogenezi nemoci dodnes neustále vyvíjejí a v současné době stále
nejsou u konce. Ještě před tím, než J. M. Charcot tuto chorobu systematicky popsal,
byla známa patologie choroby, která poukazovala na skutečnost, že není postižen pouze
myelin, ale zároveň dochází k axonální ztrátě v místě poškození. Nebylo však jasné,
jestli zánětlivé léze jsou zánětem primárním nebo sekundárním. I přes skutečnost, že
první hypotéza byla přijímána odborníky častěji, byli i tací, kteří považovali RS za
astrocytární onemocnění (E. Müller, 1904) nebo jako výsledek působení solubilního
toxinu na myelinové pochvy (HAVRDOVÁ, 2007).
Již roku 1965 definoval ataku Schumacher jako neurologický příznak trvající
minimálně 24 hodin, přičemž interval mezi jednotlivými atakami musí být alespoň 30
dní. První diagnostická kritéria a termín „klinicky definitivní RS“ zavedl Poser a spol.
roku 1983 (VANĚČKOVÁ, 2010).
Radiologické metody se před nástupem magnetické rezonance ve vyšetřovacím
postupu prakticky neuplatňovaly. V 70. letech 20. století byla v zahraniční
experimentálně prokázána porucha hematoencefalické bariéry metodami nukleární
medicíny při vychytávání radiofarmaka v akutní atace roztroušené sklerózy (Gize, 1970;
Moizes, 1972; Antonides, 1974). Pozitivní nález na scintigramu u RS byl popisován
vzácně a ani v jediném případě se nevyskytl u inaktivní plaky (JIROUT, 1986).
V současné době stále není k dispozici žádný specifický test, který by
jednoznačně potvrdil nebo vyloučil diagnózu RS. Diagnóza je s větší či menší
pravděpodobností stanovována na základě průběhu onemocnění, klinického vyšetření
pacienta a pomocných vyšetřovacích metod. Pomocnými vyšetřovacími metodami pro
stanovení diagnózy RS jsou vyšetření likvoru, evokované potenciály, magnetická
rezonance a eventuálně oftalmologické či urodynamické vyšetření.
28
Tab. 1: Revidovaná McDonaldova diagnostická kritéria pro RS
Klinická
kritéria
(ataky)
Objektivní (léze) Další údaje potřebné ke stanovení diagnózy RS
2 nebo více
Objektivní klinický průkaz ≥ 2
lézí nebo objektivní klinický
průkaz 1 léze s přijatelným
anamnestickým průkazem
předchozí ataky
Žádné. Klinická symptomatika stačí. Další doklady
jsou žádoucí, musí však být v souladu s RS
2 nebo více
Objektivní klinický průkaz 1
léze
DIS, nebo další klinická ataka z jiné lokalizace
v CNS
1
Objektivní klinický průkaz ≥ 2
lézí
DIS nebo druhá klinická ataka
1
Objektivkí klinický průkaz 1
léze
DIS nebo další klinická ataka z jiné lokalizace
v CNS a zároveň DIT nebo druhá klinická ataka
0
(progrese od
počátku)
Rok progrese nemoci (retrospektivně nebo
prospektivně) a nejméně dvě následující kritéria:
DIS v mozku prokázaná pomocí ≥1 T2 léze
v periventrikulární, juxtakortikální nebo
inratentoriální oblasti; DIS v míše prokázané
pomocí ≥ 2 T2 lézí; nebo pozitivní likvor
Zdroj: National Multiple Sclerosis Society, 2011
V době psaní této práce jsou používána revidovaná kritéria pro diagnózu RS dle
McDonalda. Tato kritéria kombinují klinický nález s pomocnými vyšetřovacími
metodami, jako jsou MR a vyšetření likvoru a vyšetření zrakových evokovaných
potenciálů. Klinicky se míra postižení hodnotí pomocí EDSS skóre2
(VANĚČKOVÁ,
2010).
4.5 Léčba RS
V současné době stále není k dispozici ukazatel, který by jednoznačně definoval
progresi choroby a dokázal předpovídat úspěšnost použité terapie. Přesto použité
léčebné postupy mají efekt jak na zpomalení postupně progredujícího neurologického
deficitu, tak i na zpomalení nárůstu mozkové atrofie měřené pomocí magnetické
rezonance. Léčba roztroušené sklerózy vyžaduje striktně individuální přístup a pečlivé
monitorování léčebného efektu a nežádoucích účinků léčby. Za optimální interval
2
EDSS (Expanded disability status scale) – celosvětově uznávaná škála tíže klinického
postižení. EDSS je děleno do dvou částí: funkční hodnocení neurologického stavu pacienta a úroveň
invalidity. Neurologický stav hodnotí míru postižení jednotlivých funkčních systémů, přičemž se
stoupající mírou postižení se zvyšuje počet přidělených bodů. Funkční systémy zahrnují funkce
motorické (max. 6 bodů), mozečkové (max. 5 bodů), senzitivní (max. 6 bodů), sfinkterové (max. 6 bodů),
zrakové (max. 6 bodů), mentální (max. 5 bodů), dále kmenovou symptomatiku (max. 5 bodů) a jinou
symptomatiku (za 1 bod). Maximální počet 40 bodu znamená nejtěžší možné postižení. Úrovni invalidity
je přidělováno od 0 do 10 bodů, kdy stav 0 označuje nepřítomnost příznaků a stav 10 označuje smrt v
důsledku RS.
29
sledování odpovědi na léčbu se považuje 6 měsíců. Nedojde-li v této době ke stabilizaci
stavu nemocného, pak není vhodné pokračovat ve zvoleném terapeutickém postupu
kvůli riziku, že nežádoucí účinky léčby převáží benefit účinků terapeutických. Zatím
největší terapeutický benefit byl pozorován při léčbě přechodu relaps-remitentní RS do
fáze progresivní (KOVÁŘOVÁ, 2008).
Jako hlavní léčebný preparát je používán interferon beta (INFβ), který je v České
republice registrovaný pod obchodním názvem Betaferon®.
U pacientů s rychle progredující relaps-remitentní formou RS a pacientů se
sekundárně progresivní RS lze k terapii použít cytostatikum Mitoxantron. Jeho léčebný
efekt spočívá v redukci T i B lymfocytů a inhibici proliferační odpovědi T lymfocytů na
autoantigeny. Použití cytostatické léčby je vázáno na předchozí vyloučení latentních
infekcí. Značným nežádoucím účinkem přípravku je kardiotoxicita, proto je před
započetím léčby nutné stanovit ejekční frakci levé komory srdeční transthorakální
echokardiografií. Kardiologicky je dále pacient sledován po dobu dvou let v půlročních
intervalech.
Již více než 40 let je v léčbě RS využíván cyklofosfamid (CPA). Jedná se
o alkylační cytostatikum, které v rámci imunosupresivní léčby cytotoxicky působí na
proliferující imunitní buňky, zejména lymfocyty. Při podání veškerých cytostatik je
nezbytné pečlivé sledování krevního obrazu, jaterních testů a vyšetření na
asymptomatické infekce. U žen je prováděno gynekologické vyšetření včetně provedení
cytologie čípku děložního.
Účinky imunosupresivní a protizánětlivé vykazuje methotrexát. Jedná se
o analog kyseliny listové.
Úprava životosprávy má v léčbě všech forem roztroušené sklerózy zásadní
význam. Imunomodulační vliv má zřejmě vitamín D, který by měl být nemocným
podáván ve zvýšeném množství (KOVÁŘOVÁ, 2008; HORÁKOVÁ, 2011).
Hlavní a nosnou léčbou všech forem roztroušené sklerózy je léčba
imunosupresivní a imunomodulační. Mnoho léčivých přípravků v sobě skrývá riziko
nežádoucích vedlejších účinků. Pacientům, kterým je podáváno cytostatikum
Mitoxantron se mohou dostavit poruchy krvetvorby, nauzea, zvracení, amenorea.
Významným nežádoucím účinkem je kardiotoxicita. Byl popsán i výskyt
promyelocytární leukémie.
30
Cyklofosfamid způsobuje snížení počtu bílých krvinek s maximem okolo 12.
dne po podání přípravku, obtížně léky zvladatelná emeze, gastrointestinální toxicita
s projevy mukozitidy, gastritidy a kolitidy, urotoxicita s projevy hemoragické cystitidy.
K nežádoucím účinkům methotrexát patří útlum kostní dřeně, gastrointestinální
toxicita a vypadávání vlasů. Po vysokých dávkách se mohou dostavit i hepatotoxické
účinky a plicní fibróza (KOVÁŘOVÁ, 2008; VACHOVÁ, 2009).
31
5 Magnetická rezonance
Příchod prvních počítačů znamenal v medicíně prudký a bouřlivý rozvoj
zobrazovacích metod. Jako první modality pro neinvazivní vyšetření se objevily
výpočetní tomograf (CT) a ultrazvuk. Ultrazvuk je pro zobrazení mozkové tkáně
nevhodný pro jeho malou prostupnost kalvou. Naproti tomu CT zobrazí mozkovou tkáň
a patologické procesy v ní probíhající daleko lépe. Avšak i CT zobrazení narazilo na
jisté hranice senzitivity, kdy drobné patologické odchylky v bílé a šedí hmotě zůstávaly
neobjeveny. Koncem sedmdesátých let 20. století postupně začala do medicíny pronikat
nová zobrazovací metoda – magnetická rezonance (dále jen MR). Tato metoda
získávání dat je zcela odlišná od do té doby známých zobrazovacích metod. Základem
tvorby obrazu je interakce radiofrekvenčního pulsu s jádry atomů vodíku ve tkáních
uložených v homogenním magnetickém poli. Od svého uvedení do praxe zažila
magnetická rezonance několik výrazných posunů kupředu. Výsledný obraz se postupně
stal detailnějším, když z původních 64 x 64 obrazových bodů se zvýšilo jeho rozlišení
až k dnešní hranici 1024 x 1024 bodů. Zvýšila se rychlost sběru dat oproti původním
přístrojům přidáním rychlých sekvencí, jakou jsou turbo spin-echo a fast spin-echo
sekvence. Tyto výrazné pokroky v technice MR zobrazení umožnily zkvalitnit výsledný
obraz omezením pohybových artefaktů a dovolily provádět detailnější vyšetření mozku
ve vysokém rozlišení. To je předpokladem pro zachycení a sledování změn mozkové
tkáně neproveditelných jinými zobrazovacími metodami.
Nezanedbatelnou předností oproti předchozím zobrazovacím metodám je
možnost volby různé orientace roviny řezu a k specifičnosti vyšetření přispívající
kombinace různých typů sekvencí s odlišným vážením obrazů. Nevýhodou magnetické
rezonance mohou být četné kontraindikace3
k provedení vyšetření. (SEIDL, 2007).
3
Absolutní kontraindikací k provedení MR je přítomnost kardiostimulátoru, kochleárního
implantátu, neurostimulátoru, feromagnetických nitrolebních cévních svorek a kovového materiálu v oku.
Relativními kontraindikacemi je přítomnost jiného feromagnetického materiálu v těle.
32
5.1 Princip MR
Scanner magnetické rezonance využívá k tvorbě obrazu několik fyzikálních
principů.
1) V okolí každé elektricky nabité částice, která je v pohybu, vzniká
elektromagnetické pole. Například permanentní magnet vytváří ve svém okolí
magnetické pole pohybem elektronů v atomových obalech materiálu, ze kterého je sám
vytvořen.
2) Protony v atomových jádrech všech prvků neustále rotují okolo své vlastní
osy, a protože mají elektrický náboj, vytváření ve svém okolí magnetické pole.
Vykazují tedy tzv. magnetický moment.
3) Atomová jádra se sudým počtem protonů v jádře si navzájem své magnetické
momenty ruší a nelze je využít pro zobrazení magnetickou rezonancí. Naproti tomu
prvky s lichým počtem protonů v jádru magnetický moment vykazují a ke svému okolí
se tedy mohou chovat magneticky. Typickým příkladem je vodík s jedním protonem ve
svém jádru. Vodík má i oproti dalším prvkům s lichým počtem protonů v jádru tu
výhodu, že se v živých tkáních vyskytuje nejčastěji, kdy lidské tělo je složeno z více než
60 % vody a vodík je součástí organických sloučenin a jeho jádro poskytuje 1000 x
silnější výsledný signál než jádra kteréhokoli jiného prvku v živé tkáni. Za normálních
okolností jsou rotační osy všech vodíkových jader ve tkáni uspořádány zcela nahodile
a svůj magnetický moment si tak navzájem ruší, tkáň se navenek chová zcela
nemagneticky.
Umístíme-li zkoumanou tkáň do silného magnetického pole, nahodile
uspořádané rotační osy protonů vodíkových jader se uspořádají rovnoběžně se
siločarami tohoto vnějšího magnetického pole. Část protonů se nastaví do polohy, kdy
je jejich magnetický moment orientován souhlasně s vnějším magnetickým polem, tedy
paralelně, a druhá část se orientuje v opačném směru, tedy antiparalelně. Antiparalelní
stav je energeticky náročnější, proto se v tomto směru zorientuje vždy menší část
protonů. Tato skutečnost je velice důležitá, neboť v případě stejné četnosti uspořádání
protonů by se úhrnný magnetický moment všech paralelně a antiparalelně uspořádaných
protonů navzájem vyrušil a tkáň by se opět chovala magneticky neutrálně.
33
Protony takto uspořádané v magnetickém poli nejsou stacionární, ale vykazují
dva druhy pohybu. Jedním je již výše zmíněný spinový pohyb, kdy protony rotují kolem
své osy, tento pohyb je zdrojem tzv. podélné magnetizace. Druhým pohybem je pohyb
precesní, při němž rotační osa protonu ještě opisuje pomyslnou kružnici, vytváří tak
plášť pomyslného rotačního kuželu a vytváří tzv. příčnou magnetizaci. Frekvence
precesního pohybu4
Tyto dva rotační pohyby protonů umožňují změřit velikost magnetického
momentu v tkáni. V homogenním magnetickém poli je podélná osa protonů rovnoběžná
se siločárami vnějšího magnetického pole a vzhledem k rozdílům velikostí
magnetického pole vnějšího magnetu a rotujícího protonu je elektromagnetické pole
protonu prakticky nezjistitelné. Avšak změnou uspořádání protonů získají jejich
magnetické momenty jiný směr a výsledný magnetický moment je již detekovatelný.
Změna se prování pomocí aplikací vysokofrekvenčních elektromagnetických impulzů
v rychlém sledu za sebou. Impulzy mají dva významy.
závisí přímou úměrou na intenzitě vnějšího magnetického pole
a dále na magnetických vlastnostech daného atomového jádra (VÁLEK, 1996).
V prvním případě změní směr rotace protonů, kdy osy spinového pohybu se
vychýlí o 90° až 180° od původní osy podélné magnetizace. Tento jev způsobí pokles
podélné magnetizace ve tkáni. Po ukončení působení elektromagnetického impulzu
dochází k návratu spinových os do původního postavení a tím k nárůstu vektoru podélné
magnetizace. Tento nárůst je MR skenerem detekovatelný a je zdrojem T1W obrazu,
kdy T1 relaxační čas je definován jako čas, za který podélná magnetizace dosáhne 63%
své původní hodnoty.
Ve druhém případě je aplikován vysokofrekvenční elektromagnetický impulz,
který zesynchronizuje precesní pohyby protonů tak, aby v jednom okamžiku opisovaly
kružnici pláště pomyslného rotačního kuželu zcela shodně a tím zvýšily svým
zesynchronizovaným pohybem rotačních os souhrnný vektor příčné magnetizace. Po
ukončení působení elektromagnetického impulzu dochází k desynchronizaci rotačních
os a tím k úbytku vektoru příčné magnetizace. Tento úbytek je MR skenerem
detekovatelný a je zdrojem T2W obrazu, kdy T2 relaxační čas je definován jako čas, za
který příčná magnetizace klesne na 37 % původní hodnoty.
4
Jedná se o tzv. Larmorovu frekvenci popsanou ve 20. století Irským fyzikem Josephem
Larmorem. Larmorova frekvence je frekvence precesního pohybu závisející na druhu atomového jádra,
kdy je vyjádřena tzv. gyromagnetickým poměrem a dále na síle vnějšího magnetického pole. Pro jádra
vodíku s gyromagnetickým poměrem 42,58 MHz/T budou vodíková jádra v magnetickém poli o intenzitě
1,5 T rotovat frekvencí 42,58 * 1,5 = 63,9 MHz.
34
T1 a T2 relaxační časy jsou zdrojem nejpoužívanějších obrazů, tedy T1W (T1
weighted, T1 vážený) a T2W (T2 weighted, T2 vážený) obraz. Oba časy jsou na sobě
navzájem závislé, kdy síla podélné magnetizace přímo ovlivňuje magnetizaci příčnou.
Při zobrazování se excitační impulzy opakují mezi jednotlivými relaxacemi, při nich je
přijímán signál vysílaný tkáněmi. Soubor těchto excitačních impulzů nazýváme
sekvencí. Každá sekvence je definována časy TE (Time to Echo), čas příjmu signálu po
vyslání 180° impulzu a TR (Time to Repeat), dobou mezi jednotlivými 90° impulzy.
Zkrácením doby relaxačního času T1 narůstá síla T1 signálu, obraz se stává
hypersignální, tedy světlejší. Krátký relaxační čas T1 vykazuje například tuková tkáň.
T1 relaxační čas zkracuje paramagnetická kontrastní látka, proto místa s průnikem
kontrastní látky se jeví jako hypersignální, světlejší. T1W sekvence je standardně
charakterizována časy TR = 500 ms, TE = 15 ms.
T2 zobrazení je naopak charakterizováno dlouhými časy excitace i relaxace
závisejícími na úbytku příčné magnetizace. S prodlužujícím se T2 časem se zvyšuje
signál v T2 obrazu. Dlouhý relaxační čas a tedy vysoký signál v T2W obrazu vykazují
například likvorové prostory, tuky nebo patologické léze v mozkové tkáni. T2W
sekvence je standardně charakterizována časy TR = 5000 ms, TE = 100 ms.
Třetím typem zobrazení je tzv. proton-denzitní obraz (PD). Jsou definovány
dlouhou relaxační dobou a krátkou dobou excitační. PDW sekvence je standardně
charakterizována časy TR = 5000 ms, TE = 20 ms. Pro výsledný obraz se uplatní pouze
hustota vodíkových jader ve tkáni, kdy se zvyšující se hustotou jader vodíku se zvyšuje
i signál v obrazu.
Pokud je použit inverzní impulz na silně váženou T1 sekvenci, kdy se nejprve
aplikuje 180°impulz a poté 90° impulz, výsledná sekvence nese označení Inversion
Recovery sekvence. Doba mezi jednotlivými impulzy se nazývá Inversion Time.
Aplikace inverzního pulzu je základem pro potlačení signálu volné vody, například
v likvorových prostorech mozku, který by mohl překrýt patologické děje nalézající se
v bezprostřední blízkosti těchto komor (NEKULA, 2009).
35
5.2 Úloha MR v diagnostice RS
Magnetická rezonance plní při diagnostice a léčbě RS dvě zásadní role.
První úlohou magnetické rezonance je diagnostika RS, při které je MR
považována za nejvýtěžnější paraklinický test. Hlavní úkol MR je v diferenciální
diagnostice RS, kdy je MR schopna podpořit klinické podezření na RS a zároveň
vyloučit jiná onemocnění. Diagnostika RS pomocí MR prošla v posledních dvou
desetiletích vývojem, kdy byla zpřesňována kritéria podporující diagnostiku RS
a zároveň optimalizován vyšetřovací protokol. Za zásadní mezník v diagnostice je
považována práce Patyho et al, který porovnával detekci ložisek v obrazu CT s MR
obrazem a výsledky koreloval s ostatními paraklinickými testy. Závěrem této práce bylo
stanovení MR za nejvhodnější zobrazovací metodu pro podpoření diagnózy RS. V 80.
letech byla senzitivita MR vyšetření potvrzena korelací pitevních nálezů
(VANĚČKOVÁ, 2008).
Jak již bylo uvedeno výše, magnetická rezonance jako paraklinický test při
diagnostice RS hraje významnou roli, a to zejména ve dvou aspektech. V první fázi je to
role diagnostická, kdy úlohou magnetické rezonance je podpořit diagnostiku RS
a zároveň v diferenciální diagnostice vyloučit jiná onemocnění. Druhým úkolem
u pacientů s již stanovenou diagnózou RS je pomocí MR predikovat progresi
onemocnění a přispět tak k optimalizaci léčby.
Poté, co se magnetická rezonance stala klíčovou k ustanovení klinicky
definitivní RS, se začalo uvažovat o možnostech monitorování průběhu choroby
a schopnostech MR předvídat zhoršování nemoci v budoucnosti. Jako první metoda
monitorace se začala využívat detekce poruchy hematoencefalické bariéry podáním
kontrastních látek. Bylo zjištěno, že počet kontrastem zesílených ložisek v T1 váženém
obrazu se zvyšuje krátce před relapsem choroby nebo v jeho průběhu a tak predikuje
následnou aktivitu choroby. Později byly vytvořeny postprocesingové metody detekce
objemu ložisek a úbytku mozkové tkáně analýzou T2 vážených obrazů a sekvencí
FLAIR. Avšak vzhledem ke značně široké škále patologických procesů se změnami
v obrazu obdobnými s postižením RS je korelace těchto metod s klinickým postižením
pacienta nízká. Z tohoto důvodu byla vyvinuta metodika sledování patologických
ložisek v T1 váženém obrazu a frakcionované měření objemu šedé a bílé hmoty.
Všechny uvedené monitorovací metody patří již mezi konvenční MR techniky, které se
36
začínají v praxi využívat pro sledování změn mozkové tkáně, míře jejího postižení
a axonální ztrátě. Výhodou těchto metod je využití stávajících vyšetřovacích protokolů
a možnost postprocesingového zpracování již dříve provedených vyšetření. Vzhledem k
faktu, že ale konvenční MR vyšetření spolehlivě nevysvětluje široké spektrum
patologických dějů při RS, byla snaha vyvinout nekonveční techniky snímkování, které
mohou pomoci tyto děje ozřejmit. Jednou z nových metod je MR sekvence využívající
k zobrazení magnetizační transfer (MT), který odráží redukci kapacity makromolekul v
CNS vzhledem k okolním molekulám vody, což reflektuje s myelinovou a axonální
ztrátou. Využití MT je tedy především ke sledování stupně demyelinizace a ke
zjišťování aktivních plak do 6 měsíců po atace, což konvenční MR zobrazení
neumožňuje. Další metodou je využití difúzně váženého obrazu (DWI), který informuje
o změně integrity tkáně a o ztrátách tkáňové anizotropie. Limitací DWI jsou
nejednoznačné výsledky u jednotlivých ložisek v korelátu s pre- a postkontrasním
zobrazením. Detekovaná ložiska na DWI obrazech mohou mít i rozličný původ, není
jisté, zda jsou ložiska permanentní nebo je zobrazen pouze přechodný stav
demyelinizace a následné demyelinizace ložiska. Nevýhodou nekonvenčních
zobrazovacích postupů je skutečnost, že neúměrně navyšují čas potřebný k vyšetření až
o desítky minut (VANĚČKOVÁ, 2008).
37
Obr. 3: RS, FLAIR
Zdroj: Archiv NMR
Obr. 4: RS, T2W
Zdroj: Archiv NMR
Obr. 5: RS, T1W
Zdroj: Archiv NMR
5.3 Obraz RS na MR a diferenciální diagnostika
V MR obrazu je pro RS charakteristický výsev mnohočetných ložisek v prostoru
a času. V T2W obrazu jsou ložiska zobrazena jako místa zvýšené intenzity signálu,
některá mají korelát ve snížení intenzity signálu v T1W obrazu v místech
předpokládané výraznější axonální ztráty. Velikost ložisek se obvykle pohybuje od 5 do
10 mm. Poněvadž jsou ložiska demyelinizace často lokalizována periventrikulárně, je
pro zobrazení ložisek v této oblasti nejvýhodnější sekvence FLAIR5
, která potlačuje
signál volné vody, v tomto případě likvoru a tak výrazně zlepšuje přehlednost oblastí
uložených blízko komor. Standardně jsou výše zmíněné sekvence prováděny
v transverzální rovině řezu. Sekvence FLAIR orientovaná v sagitální rovině umožňuje
detekci nejen periventrikulárních ložisek, ale zobrazí i ložiska nalézající se kalózním
tělesu.
Atypický nález RS na MR
Ložiska atypického tvaru mohou představovat diferenciálně diagnostický
problém. Expanzivně se chovající ložisko s edémem ve svém okolí je nazýváno
„tumoriformní plaka“. Diagnózu RS podporuje zmenšení takového ložiska nebo výsev
ložisek nových. Po aplikaci KL často ložiska vykazují prstenčitý enhancement.
Tumoriformní plaky mohou dosahovat značných rozměrů a nabývat bizardních tvarů.
5
FLAIR – Fluid Attenuated Inversion Recovery, jedná se o sekvenci ze skupiny sekvencí IR
(Inversion Recovery), která mají své vyšetřovací parametry zvoleny tak, aby selektivně potlačovaly signál
volné vody, v mozku mozkomíšního moku. Inverzní čas (TI) je v této sekvenci zvolen takový, aby byla
nulová podélné magnetizace likvoru v době aplikace excitačního pulsu. Parametry FLAIR pro
diagnostickou MR: TE = 140 ms, TR =11 000 ms, TI = 2725 ms (VANĚČKOVÁ, 2010).
38
Obr. 6: ADEM, FLAIR
Zdroj: Archiv NMR
Obr. 7: ADEM, T2W
Zdroj: Archiv NMR
Obr. 8: ADEM, T1W
Zdroj: Archiv NMR
Nálezy na MR mohou být, obdobně jako je pestrá neurologická
symptomatologie, velmi rozmanité. Existuje i několik onemocnění, které jsou od RS
z MR obrazu prakticky nerozlišitelné. Jedná se však o vzácná onemocnění a jejich
výskyt je málo pravděpodobný. V následujícím textu budou uvedena onemocnění
s podobným obrazem jako u RS.
Akutní diseminovaná encefalomyelitida (ADEM) vykazuje ložiska zvýšeného
signálu v mozku a míše, patologické léze lze nalézt supra- i infratentoriálně a nezřídka
i v šedé hmotě mozkové. Ložiska jsou v T1W obrazu sníženého signálu a zvýšeného
v T2W obrazu. Ve většině případů je přítomný postkontrastní prstencovitý enhancement
ložisek. Častější je postižení bazálních ganglií, což je u RS spíše vzácné. Na rozdíl od
RS postihuje ADEM častěji děti a mladší jedince a není predominantní pro ženské
pohlaví. Obvykle mu předchází vakcinace nebo virové onemocnění. Na rozdíl od RS
však netvoří nová ložiska v čase.
Lymeská nemoc (borelióza) má při MR vyšetření nález podobný RS. V bílé
hmotě mozkové je možné vysledovat drobná, obvykle několik milimetrů velká ložiska
lehce hypointenzní v T1W obrazu a hyperintenzní v T1W obrazu. Po aplikaci KL
mohou vykazovat prstencovitý enhancement. Pro meningitidu je na rozdíl od RS
typické i postkontrastní zvýraznění mening.
39
Obr. 9: SAE, FLAIR
Zdroj: Archiv NMR
Obr. 10: SAE, T2W
Zdroj: Archiv NMR
Obr. 11: SAE, T1W
Zdroj: Archiv NMR
Obr. 12: MR obraz při migréně,
FLAIR
Zdroj: Archiv NMR
Subkortikální arteriosklerotická encefalopatie (leukoaraióza, SAE) se může
v MR obrazu projevit asymetrickými ložisky zvýšeného signálu v T2W obrazu v oblasti
centrum semiovale, které obvykle nemají korelát sníženého signálu v T1W obrazu nebo
jej mají pouze diskrétní. Ložiska se nechovají expanzivně a po aplikaci KL nevykazují
patologický enhancement. Velikost lézí se pohybuje nejčastěji okolo 3-5 mm nebo tvoří
splývavá ložiska. Často bývá přítomný periventrikulární hyperintenzní prstenec
a drobná ložiska v bazálních gangliích v T2W obrazu, zatímco mozková kůra zůstává
ušetřena.
Vaskulitidy mají obdobně jako RS hyperintenzní ložiska v T2W obrazu
s korelátem v hypointenzních ložiskách v T1W obrazu. Ložiska postihují bílou i šedou
hmotu mozkovou. Mohou mapovitě enhancovat po aplikaci KL. Na rozdíl od RS však
MR vyšetření může prokázat mozkové infarkty v odpovídajících cévních teritoriích a na
MR angiografii mohou být prokázána zúžení nebo uzávěry cévních struktur.
Migréna může mít na MR pozorovatelná několik
milimetrů velká ložiska zvýšené intenzity signálu v T2W
obrazu obvykle bez korelátu v T1W obrazu. Ložiska jsou
obvykle lokalizována v centrálních oblastech bílé hmoty
mozkové, častěji spíše okcipitálně a nejeví změny signálu
po aplikaci KL.
40
Obr. 13: SLE, FLAIR
Zdroj: Archiv NMR
Obr. 14: SLE, T2W
Zdroj: Archiv NMR
Obr. 15: SLE, T1W/MTC
Zdroj: Archiv NMR
Systémový lupus erythematodes (SLE) je také systémové autoimunitní
onemocnění, jehož příčina je obdobná jako u RS a i MR nález je podobný nálezu při
RS. Obvykle jsou v bílé hmotě mozkové zobrazena ložiska zvýšené intenzity signálu
v T2W obrazu s korelátem v ložiscích sníženého signálu v T1W obrazu. Jejich
lokalizace je subkortikální, na rozdíl od RS, kde bývá většinou periventrikulární. Po
aplikaci KL mohou některé léze jevit patologický enhancement. Z cévního poškození
při SLE mohou být v šedé i bílé hmotě viditelné mozkové infarkty a na MR angiografii
zobrazen nepravidelný průsvit cév.
Neuromyelitis optica (Devicova nemoc) je také demyelinizační onemocnění,
které ovšem na rozdíl od RS primárně postihuje optické nervy a míchu. MR nález
v pozdějších fázích onemocnění je obdobný jako u RS, ložiska jsou však lokalizována
spíše v prodloužené míše, hypothalamu, mozkovém kmeni, kalózním tělesu
a i periventrikulárně. Jejich tvar je však na rozdíl od RS odlišný.
Progresivní multifokální leukoencefalopatie (PML) je velmi vzácné primární
onemocnění, častěji se vyskytuje jako doprovodné onemocnění u pacientů
s imunosupresí nebo jako komplikace u nemocných s AIDS, a některými dalšími
chorobami. Na MR jsou viditelné léze v bílé hmotě mozkové v oblasti parietookcipiální,
léze se poměrně vzácně nacházejí i v šedé hmotě mozkové. Ložiska se jeví jako okrsky
nehomogenně zvýšené intenzity signálu v T2W obrazu, v T1W obrazu signálu mírně
sníženého, jsou různé velikosti a obvykle difúzního charakteru. U rozsáhlých lézí je
možné pozorovat jejich expanzivní charakter. Po aplikaci KL může být přítomen
enhancement na okrajích ložisek. Rozsah postižení se zvětšuje v řádech týdnů
(VANĚČKOVÁ, 2010).
41
EMPIRICKÁ ČÁST
6 Cíl práce
Jako cíl této práce jsme si stanovili zhodnotit přesnost metodiky manuálního
proměření plochy kalózního tělesa na středních sagitálních řezech mozkem a srovnat
tuto přesnost s automaticky stanovenou plochou pomocí specializovaného software.
Jako druhý cíl jsme si vytýčili dosáhnout takové přesnosti manuálního měření
plochy kalózního tělesa, aby bylo možné stanovit případný 2% úbytek jeho plochy mezi
dvěma kontrolami pomocí MR.
42
7 Metodika
Do souboru pacientů byli zahrnuti 4 pacienti s prokázanou RS sekundárně
progresivní formou, kteří jsou na našem pracovišti monitorováni od roku 2003
a u kterých byl v pravidelných časových intervalech prováděn níže popsaný vyšetřovací
protokol na RS. Pacienti byli vyšetřování v RS protokolu po dobu dvou let ve
dvouměsíčních intervalech a poté následovaly kontroly jedenkrát do roka. Tito pacienti
byli vybráni tak, aby byli klinicky stabilní, kdy je předpoklad pouze malé anatomické
změny v ploše kalózního tělesa mezi dvěma následnými kontrolami.
Pacienti se sekundárně progresivní formou RS byli vyšetřováni v následujícím
standardizovaném protokolu:
• SURVEY (MST) v transverzální, koronární a sagitální rovině řezů, 5 řezů, sekvence
slouží pro naplánování následujících řezů.
• FLAIR; v transverzální rovině řezů, nativní, matrix: 256 × 256, technika: TIR, TR:
11000, TE: 140, TI: 2600, 100 řezů; tloušťka 1,5mm, gap 0 mm, prostřední řez je
veden spodinou Corpora callosa, spodní řez protíná bazi lební a vrchní řez se
nachází nad kalvou.
• T1W/3D; v transverzální rovině řezů, nativní, matrix: 256 × 256, technika: FFE,
TR: 25, TE: 5, 150 řezů; tloušťka řezu 1,0 mm, gap 0, řezy jsou orientovány shodně
s předchozí FLAIR sekvencí, trojdimenzní sekvence6
.
7.1 Následné zpracování obrazu
Pro následné rekonstrukce obrazu byla zvolena sekvence T1W/3D. Výhodou
této sekvence je skutečnost, že se ve vyšetřovacích protokolech od svého zavedení
nezměnila a kvalita obrazu nepodléhá změnám při občasných změnách softwaru nebo
hardwarového vybavení MR scanneru. Jak již bylo uvedeno v teoretické části práce,
jedná se o trojdimenzní sekvenci, tedy jednotlivé obrazové voxely na sebe naléhají a je
možné z nich multiplanární rekonstrukcí zhotovit libovolnou rovinu řezu. Kalózní těleso
6
Trojdimenzní sekvence je MR sekvence, kdy jednotlivé řezy na sebe naléhají (gap je roven 0)
nebo se překrývají (gap je záporný). Z takovéto sekvence lze multiplanárně v postprocesingu
zrekonstruovat libovolnou rovinu řezu nezávislou na rovině sbíraných akvizičních řezů.
43
Obr. 16: Manuální stanovení ROI
na středovém sagitálním řezu
Zdroj: Archiv NMR
Obr. 17: Automatické stanovení ROI
na středovém sagitálním řezu
Zdroj: Archiv NMR
je nejlépe zobrazeno na středních sagitálních řezech mozkem a tyto řezy vlastně
představují jedinou rovinu, kde je možné stanovit jeho plochu. Tato skutečnost je dána
tím že kalózní těleso není prostorově jednoznačně ohraničený útvar, tvoří pouze
spojnici mezi mozkovými hemisférami a na koronární a transverzální rovině nemá na
okrajích mozkových hemisfér pevně stanovenou hranici.
T1W/3D sekvence tedy posloužila jako výchozí sekvence pro následné
zpracování.
Pro jakékoliv následné zpracování obrazů jsou nejprve jednotlivé řezy získané
při všech kontrolách prostorově vyrovnány, přičemž prostorové vyrovnání je prováděno
automaticky, ve třech směrech a s maximální možnou chybou 1 mm. Vyrovnání rotace
obrazů je prováděno s maximální chybou angulace 0,2°. Toto vyrovnání je zásadní
předpoklad pro získání přesných výsledků, a to vzhledem ke skutečnosti, že pacienta
nelze nikdy uložit do MR skeneru do naprosto shodné polohy ve srovnání s předchozími
vyšetřeními. Ze sekvence T1W/3D snímané v transverzální rovině řezu bylo následně
automaticky zrekonstruováno 7 sagitálních řezů o 256 stupních šedi středové části
mozkem tak, aby střední sagitální řez s pořadovým číslem 4 protínal středové struktury
mozku. Takto zrekonstruované obrazy mají však malé rozlišení, příliš „hrubý“ matrix
a obsahují značné množství obrazového šumu. Proto byly získané sagitální řezy
vyhlazeny softwarovými filtry, které v několika krocích omezí obrazový šum a zvýrazní
okraje nervových struktur, tedy i kalózního tělesa.
44
Na středovém sagitálním řezu (řez s pořadovým číslem 4) potom software
automaticky stanovil ROI7
Současně jsme na všech 7 řezech manuálně stanovili ROI zahrnující kalózní
těleso, vždy 3 x na každém řezu. Z jednoho vyšetření jsme tedy získali 21 manuálních
ROI a 1 ROI automatické. Pro všechny ROI byla softwarově stanovena plocha
vyjádřená v cm3
s přesností na 3 desetinná místa.
zahrnující pouze kalózní těleso v celém jeho průběhu.
Software vyhledává hranice kalózního tělesa podle intenzity signálu kalózního tělesa
vůči strukturám v jeho okolí.
Pro stanovení úbytku Corpora callosa v čase jsme zvolili stanovení plochy této
nervové struktury na středních sagitálních řezech mozkem. Důvodů, proč právě je
měřena plocha nikoliv objem kalózního tělesa je hned několik:
1) reprodukovatelnost výsledků ve srovnání s jinými metodami na různých
pracovištích – pokud by pacienti byli vyšetřováni jiným protokolem nebo byly
prováděny rozdílné rekonstrukce sagitálního řezu (rozdílná tloušťka vrstvy, jiný
matrix), bude stanovená plocha vždy porovnatelná s výpočty prováděnými na našem
pracovišti. Pokud by byla metodika založena na porovnávání objemu, musely by se
výsledky z jednotlivých pracovišť přepočítávat.
2) neohraničená struktura – kalózní těleso není prostorově ohraničená nervová
struktura. Spojuje navzájem obě mozkové hemisféry a plynule v ně přechází. Z tohoto
důvodu není možné stanovit jeho přesný objem. Ohraničený okraj je pozorovatelný
pouze na několika středních sagitálních řezech mozkem, v transverzální a koronární
rovině okraje kalózního tělesa s jistotou stanovit nelze.
3) porovnání různých metodik výpočtů – plochu kalózního tělesa je možné
zjišťovat různými postupy, například stanovit ROI na jednom středním sagitálním řezu
nebo využít více sagitálních řezů a jednotlivé parciální výpočty poté zprůměrovat.
Tento postup by při sledování objemu nebyl možný, výsledky jednotlivých metodik by
musely být pro vzájemné porovnání přepočítávány. Přepočet snižuje přesnost metodiky
a může být potenciálním zdrojem chyb.
7
ROI – Region of Interest – oblast zájmu, jedná se o ohraničenou oblast na plošném obrazu,
která nejčastěji vymezuje strukturu, na které jsou prováděny další výpočty, jako třeba průměrná intenzita
signálu, plocha oblasti (v cm2
nebo v mm2
) nebo v případě více ROI na řezech jdoucích za sebou i objem
oblasti (v cm3
nebo v mm3
).
45
Obr. 18: Ukázka automatického stanovení ROI s manuální korekcí
okolních struktur
Zdroj: Archiv NMR
Obr. 19: Ukázka sekvence T1W/IR 2mm
Zdroj: Archiv NMR
Souběžně s manuálním stanovením ROI probíhalo stanovení oblasti zájmu
i pomocí specializovaného software. Tento software v několika krocích ve
zrekonstruovaných sagitálních řezech nalezne kalózní těleso a vytýčí jeho okraje.
Stanovení okrajů kalózního tělesa se děje na podkladě rozdílné intenzity signálu
kalózního tělesa a okolních struktur. V současné době i v takto automatizovaném,
procesu je nutný manuální zásah, který vyloučí z oblasti zájmu ty struktury, které mají
stejnou signálovou intenzitu jako kalózní těleso. Obrázek 18 ukazuje automatické
stanovení hranic kalózního tělesa manuálním vyznačením fornixu, jehož signálová
intenzita se blíží signálové intenzitě kalózního tělesa mohl by být chybně připočítán do
jeho celkové plochy.
Kromě využití sekvence T1W/3D
a jejích rekonstrukcí jsme na našem
pracovišti testovali možnost proměřování
plochy kalózního tělesa na sagitální
sekvenci T1W/IR o tloušťce řezu 2 mm.
Výhodou je přímý sběr akvizičních dat
v sagitálních středových řezech mozkem
a jednoznačné ohraničení kalózního
tělesa vhodné pro použití
k automatickému zpracování obrazu.
Nevýhodou je ovšem časová náročnost,
přidáním sekvence T1W/IR do
46
vyšetřovacího protokolu se navýší doba vyšetření o cca 10 minut a druhým problémem
je skutečnost, že se nejedná o trojdimenzní sekvenci a tudíž není možné získané řezy
vzájemně srovnat s jednotlivými kontrolami. To by mohlo zvyšovat chybu při
následném výpočtu plochy kalózního tělesa.
Každý pacient absolvoval 21 MR vyšetření, kdy mu byla provedena sekvence
T1/3D, při každé návštěvě bylo provedeno jedno automatické měření na středovém řezu
a dále 21 měřeních manuálních, 3x na 7 středových řezech. U každého pacienta bylo
provedeno tedy celkem 441 manuálních měření plochy kalózního tělesa.
47
Tab. 2: Stanovené chyby pro různý počet ručních měření v procentech
Počet řezů A B C D E F
7 řezů, 21 ROI 1,238 1,516 2,899 3,551 0,349 0,428
5 řezů, 15 ROI 1,367 1,674 3,110 3,809 0,455 0,557
3 řezy, 9 ROI 1,645 2,014 4,255 5,211 0,453 0,555
1 řez, 3 ROI 2,311 2,830 4,971 6,088 0,720 0,882
Vysvětlivky:
A - průměr směrodatných odchylek
B - průměr výběrových odchylek
C - průměrná maximálních chyba počítaná ze směrodatných odchylek
D - průměrná maximální chyba počítaná z výběrových odchylek
E - průměrná minimální chyba počítaná ze směrodatných odchylek
F - průměrná minimální chyba počítaná z výběrových odchylek
8 Výsledky
Z provedených měření byla vypočítána chyba metodou směrodatné odchylky8
a výběrové směrodatné odchylky9
3 ruční měření na 1 středním řezu, celkem 3 měření
pro:
3 ruční měření na 3 středních řezech, celkem 9 měření
3 ruční měření na 5 středních řezech, celkem 15 měření
3 ruční měření na 7 středních řezech, celkem 21 měření
Všechny hodnoty byly zprůměrovány z 21 opakovaných vyšetření.
Průměrná plocha kalózního tělesa u proměřovaných kontrol byla 6,1 cm2
.
Z tabulky 2 vyplývá, že podle očekávání nejmenší statistickou chybu vyjádřenou
směrodatnou i výběrovou směrodatnou odchylkou, vykazuje zprůměrování plochy ROI
na 7 středních sagitálních řezech kalózním tělesem. Průměrná chyba stanovená
směrodatnou odchylkou byla 1,238%, přičemž průměrná maximální chyba při
vyhodnocení 21 kontrol byla 2,899%. Průměrná chyba stanovená výběrovou
směrodatnou odchylkou byla 1,516%, přičemž průměrná maximální chyba při
vyhodnocení 21 kontrol byla 3,551%. Průměrná chyba vyjádřená směrodatnou
odchylkou při manuálním stanovení plochy kalózního tělesa při jeho ploše 6,1 cm2
je
tedy 1,228% a průměrná chyba vyjádřená výběrovou směrodatnou odchylkou je
1,516%.
8
Směrodatná odchylka slouží u určení míry kolísavosti číselné řady, tedy míro variability čísel.
9
Výběrová směrodatná odchylka je použita pro skutečný výpočet odhadu empiricky zjištěné
řadě čísel.
48
Průměrná chyba manuálního měření na 7 řezech vyjádřená v procentech v 50%
jednotlivých měření vyjádřená směrodatnou odchylkou byla 1,0% a průměrná chyba
manuálního měření na 7 řezech vyjádřená v procentech v 50% jednotlivých měření
vyjádřená výběrovou směrodatnou odchylkou byla 1,2%.
Průměrná chyba manuálního měření na 7 řezech vyjádřená v procentech v 95%
jednotlivých měření vyjádřená směrodatnou odchylkou byla 1,9% a průměrná chyba
manuálního měření na 7 řezech vyjádřená v procentech v 95% jednotlivých měření
vyjádřená výběrovou směrodatnou odchylkou byla 2,3%.
Dále jsme stanovili, že průměrná chyba automatického měření stanovená
směrodatnou odchylkou byla při proměření na 21 kontolách 1,8%.
49
Graf 1: Průměrná chyba ručních měření na různém počtu řezů vyjádřená v procentech
1,238
1,367
1,645
2,311
1,516
1,674
2,014
2,830
7 řezů, 21 ROI 5 řezů, 15 ROI 3 řezy, 9 ROI 1 řez, 3 ROI
Průměrná chyba v %
Směrodatná odchylka Výběrová odchylka
Graf 2: Průměrná maximální chyba ručních měření na různém počtu řezů vyjádřená v procentech
2,899
3,110
4,255
4,971
3,551
3,809
5,211
6,088
7 řezů, 21 ROI 5 řezů, 15 ROI 3 řezy, 9 ROI 1 řez, 3 ROI
Průměrná maximální chyba v %
Směrodatná odchylka Výběrová odchylka
50
Graf 3: Průměrná minimální chyba ručních měření na různém počtu řezů vyjádřená v procentech
0,349
0,455 0,453
0,720
0,428
0,557 0,555
0,882
7 řezů, 21 ROI 5 řezů, 15 ROI 3 řezy, 9 ROI 1 řez, 3 ROI
Průměrná minimální chyba v %
Směrodatná odchylka Výběrová odchylka
9
51
Obr. 20: Koronární rekonstrukce
středního řezu mozkem
Zdroj: Archiv NMR
Obr. 21: Sagitální rekonstrukce
středního řezu mozkem
Zdroj: Archiv NMR
Diskuse
Metoda měření plochy kalózního tělesa není v současné době na pracovištích
magnetické rezonance rozšířena, nemáme k dispozici jiné zdroje k porovnání výsledků
našich měření s výsledky z jiných MR pracovišť.
Kalózní těleso není ostře ohraničený útvar, jeho okraje v sagitálních řezech, ať
již získaných sagitálních akvizičním sběrem nebo MPR z 3D transverzálních řezů, jsou
v některých místech více či méně rozostřeny. To přináší celou řadu problémů se
stanovením průběhu hranice mezi vlastním kalózním tělesem a okolní tkání. Pro
software, který automaticky hranice kalózního tělesa stanovuje, tento fakt představuje
pouze malý problém. Software totiž stanuje hranice na základě stupňů šedi v obrazu.
Stačí tedy definovat odstín šedi, od kterého bude plocha započítána a v jednotlivých
rekonstrukcích program vždy povede hranici kalózního tělesa ve stejných intenzitách,
tedy výpočet plochy bude přesný a reprodukovatelný.
Takovéto přesnosti samozřejmě člověk není schopen z toho důvodu, že na
stejném obrazu stanovená manuálně průběh hranice kalózního tělesa s větší či menší
nepřesností. Proto budou jednotlivá ROI na stejném řezu od sebe mírně lišit a také se
bude mírně lišit jejich plocha. Předpokládáme, že tento nedostatek manuálního
stanovení ROI lze kompenzovat zprůměrováním plochy více ROI na jednom řezu.
V modelových příkladech jsme zrekonstruovali 7 sagitálních řezů a na každém
z těchto řezů byl manuálně 3x stanoven ROI zahrnující kalózní těleso.
52
Obr. 22: Neupravená sagitální rekonstrukce s velikostí
obrazového bodu 1 mm
Zdroj: Archiv NMR
Prvním problémem, se kterým jsme se museli potýkat, byl, že vyšetřovací
protokoly pacientů pro roztroušenou sklerózu mozkomíšní obsahovaly pouze
transverzální řezy a jediná sekvence, ze které lze multiplanární rekonstrukcí získat
sagitální řezy, byla T1W/3D. Jedná se o trojdimenzní sekvenci s parametry nastavenými
tak, že z ní lze zrekonstruovat libovolnou rovinu řezu.
Problém v manuálním stanovení ROI dosahující stanovené přesnosti měření je
čas. Čas manuálního stanovení 3 ROI na 7 řezech (tedy různých 21 ROI) se pohyboval
od 7 do 10 minut. Při 20 návštěvách a průměrní době manuálního stanovení plochy
corpora callosa 8 minut činí celková doba 160 minut, tedy 2 hodiny a 40 minut. Není
však v silách pracovníka se plně soustředit na manuální stanovování ROI po celou
dobu, s přibývajícím časem se zvyšuje chybovost a výrazně tak narůstá nežádoucí
nepřesnost měření.
Další problém, který se při
rekonstrukci středních sagitálních
řezů objevil, je velikost
rekonstruovaného obrazu. Kalózní
těleso má předozadní délku okolo
6,5 cm. Jednotlivé voxely v T1W
3D sekvenci mají velikost 1 mm.
Průměrné kalózní těleso má tedy na
délku 65 voxelů, v rovinném řezu
tedy 65 pixelů. To je příliš hrubý
matrix pro přesnější, zejména
manuální zpracování. Obraz je
proto nutné vyhladit softwarovými
filtry, které v několika krocích
omezí obrazový šum a zvýrazní okraje nervových struktur, tedy i kalózního tělesa.
Výpočet plochy ROI je prováděn tak, že do celkové plochy ROI je započítána
plocha pixelů, které jsou zahrnuty uvnitř ROI. Software dodávaný jako příslušenství
scanneru Philips (MR Systems Intera, Release 12.1.5.5., 2009-12-24) se jeví pro výpočet
plochy ROI jako nevhodný. Tento software zahrnuje do výpočtu celkové plochy ROI
všechny pixely, které jsou byť jen i z části do ROI zahrnuty. Výsledkem je tedy větší
plocha, než odpovídá skutečnosti. V případě kalózního tělesa, jehož struktura je složitá,
je chyba ve výpočtu plochy statisticky významná.
53
Pro výpočet byl zvolen software ScanView vyvinutý pro tyto účely na oddělení
magnetické rezonance Všeobecné fakultní nemocnice, 1. lékařské fakulty Univerzity
Karlovy v Praze. Jeho výhodou jsou automaticky a bezobslužně prováděná měření a to
i zpětně u již dříve vyšetřených pacientů. Software ScanView při výpočtech plochy
zahrnuje pouze poměrnou část pixelů, výpočet povrchu plochy tedy odpovídá reálné
ploše ROI.
Softwarově bylo na každém řezu stanoveno pouze 1 ROI. Automatické
softwarové stanovení více oblastí zájmu na jednom řezu nemá praktické opodstatnění,
protože program vždy stanoví hranice kalózního tělesa na stejném řezu shodně. Tato
skutečnost ale přestavuje hlavní výhodu automatického výpočtu plochy kalózního
tělesa. Program stanovuje jeho hranici na základě intenzity signálu. Okraje kalózního
tělesa jsou tedy stanoveny shodně na řezech získaných z několika po sobě následujících
vyšetření. To umožňuje přesně kvantifikovat úbytek kalózního tělesa i v případě, že se
okraje kalózního tělesa automatického měření neshodují s okraji stanovenými při
měření manuálním.
Při statistickém zpracování jsme čelili problému, že neexistuje přesný
a ověřitelný údaj o ploše kalózního tělesa u konkrétního pacienta. Za nejpřesnější údaj
jsme použili průměr 21 ručních měření na každé kontrole.
Vážným problémem při zjišťování plochy kalózního tělesa může být zhoršená
kvalita obrazu T1W/3D sekvence. Na zhoršení kvality se může podílet několik
ovlivnitelných faktorů.
Prvním faktorem výrazně zhoršujícím kvalitu obrazu jsou pohybové artefakty
v obrazu. Provedení sekvence T1W/3D na přístroji Philips Intera 1,5 T trvá 13 minut.
V průběhu skenování akvizičních řezů musí pacient ležet v naprostém klidu bez
jakéhokoliv, byť i sebemenšího pohybu. Takto citlivou sekvenci může rušit i častější
polykání. Zde je důležité pacientovi poskytnou při vlastním vyšetření maximální možný
komfort, který minimalizuje nucení k pohybu.
Na zhoršení kvality obrazu se mohou podílet i jakékoliv materiály, které ruší
příjem signálů z vyšetřované oblasti. Kromě metalických náušnic či řetízku může rušit
příjem signálu i aplikovaný make-up nebo oční stíny.
Jedním z cílů této práce je zjištění možnosti stanovení 2% úbytku plochy
kalózního tělesa mezi dvěma návštěvami na MR. Při počátečních stádiích onemocnění,
kdy plocha kalózního tělesa dosahuje hodnoty okolo 7 cm2
, je stanovení 2% úbytku
54
kalózního tělesa pomocí manuálního měření dosažitelné. Pokud je plocha kalózního
tělesa 7 cm2
, potom jeho 2% úbytek představuje 0,14 cm2
. V pokročilejších stádiích
onemocnění klesá plocha kalózního tělesa na průměrné hodnoty okolo 4 cm a tedy 2%
úbytek je 0,08 cm2
, zde je již manuální přesnost poměrně horší. Zde se jeví možnost
automatického proměřování plochy jako z mála možností, jak dosáhnout požadované
přesnosti měření.
55
9.1 Doporučení pro praxi.
Při vyšetření je nutné poskytnout pacientovi maximální možný komfort.
V oblasti hlavy jej nesmí nic tlačit. Výrazně nevhodné se jeví zejména u dívek spletené
vlasy, které zpočátku nemusí pacientce vadit, ale s narůstajícím časem vyšetření mohou
začít nepříjemně tlačit do hlavy. Dlouhé vlasy je vhodné vést pacientovi za krkem
a poté přes jedno rameno. Nepříjemný pocit mohou navodit i vlasy splývající na čele. Je
dobré při polohování pacienta do cívky jej vyzvat, aby si odstranil vlasy z čela.
Pacienti středního a vyššího věku mohou mít bolesti zad, které je nutí na rovném
vyšetřovacím stole přístroje magnetické rezonance často měnit polohu pro úlevu od
bolesti. Pro takovéto pacienty jsou určeny pomůcky, které vyšetření učiní o něco málo
pohodlnější, kdy oblíbený je zejména molitanový klín pod kolena. Pacient s mírně
pokrčenýma nohama netrpí tolik bolestí zad a snáze vydrží i vyšetření přesahující dobu
standardních vyšetřovacích protokolů.
Při polohování pacienta do hlavové vyšetřovací cívky by pacient neměl mít
bradu příliš přitaženu k hrudníku, ale naopak mít hlavu v lehkém záklonu. Důvody jsou
hned dva. Tím prvním důvodem je uvolnění dýchacích cest, pacient potom nemá pocit,
že se při delších vyšetřeních dusí. Druhým důvodem pro lehký záklon hlavy je
minimalizace pohybových artefaktů při polykání. Žádný pacient nedokáže vydržet 13
minut bez jediného polknutí. V mírném záklonu však dokáže polknout tak, že nepohne
hlavou. Pokud by měl bradu příliš přitaženou k hrudníku, toto není možné.
Při delším vyšetření monotónní zvuk MR přístroje pacienta uspává. Při usínání
se mohou dostavit samovolné záškuby svalů. Pokud by záškuby byly výrazné
a ohrožovaly by kvalitu vyšetření, je vhodné požádat pacient, aby se pokusil neusínat.
Do standardního postupu při MR vyšetření patří odstranění veškerých kovových
materiálů z vyšetřované části pacientova těla. Konkrétně při vyšetření hlavy by se
jednalo o náušnice, řetízek z krku a piercing. Při rutinním MR vyšetření mohou být
pacientům ponechány drobné šperky, zejména pokud jsou ze zlata či stříbra a na
výsledný obraz toto nemá vliv. Ovšem citlivost specializovaných sekvencí a sekvencí
s tenkými řezy, mezi něž T1W/3D sekvence patří, bývá vyšší, a proto roste i riziko
56
poškození výsledného obrazu10
Při dalším zpracování výsledných obrazů je nutné, aby ruční měření prováděla
pouze jedna osoba v co nejkratším čase a při stále stejných reprodukovatelných
podmínkách. Těmi podmínkami jsou: shodné nastavení kontrastu a jasu jak
u zpracovávaných obrazů, tak i monitoru a shodné zvětšení obrazu na monitoru. Za
nedodržení těchto podmínek, tedy pokud by jednotlivé kontroly proměřovaly různé
osoby a na různých počítačích, by významnou měrou narůstala chyba měření a výsledky
by pro svoji nepřesnost byly naprosto nesignifikantní.
. Z těchto důvodů bychom výrazně doporučovali před
vyšetřením odložit veškeré kovové materiály z oblasti hlavy a krku.
10
Poškozením výsledného obrazu máme na mysli nejen zjevné deformace obrazu nebo úbytek či
výpadek signálu z vyšetřované oblasti, ale také celkové změny přijímaného signálu, které nejsou okem
rozeznatelné, ale zvýší statistickou chybu při následném počítačovém vyhodnocení obrazu.
57
10Závěr
Léčba roztroušené sklerózy mozkomíšní v současné době zahrnuje široké
spektrum terapeutických postupů, se kterými se nedílně pojí i četné a často výrazné
nežádoucí účinky této léčby. Každému pacientovi je léčba stanovována individuálně
a upravována podle jeho aktuálního klinického stavu a odpovědi na léčbu. Většina
současných léků působí imunomodulačně a imunosupresivně. Jak postupně přibývá
vědeckých poznatků o tomto onemocnění, je stále jasnější, že pro ovlivnění
destrukčních změn v mozku hraje zcela zásadní úlohu zahájení adekvátní léčby včas.
Benefity z přesného stanovení odpovědí na léčbu a predikce těchto léčebných odpovědí
jsou nezanedbatelné. Jednak přinášejí pacientovi příznivější vyhlídky a oddalují
terminální stádia nemoci a v neposlední řadě snižují nákladnost celého léčebného
procesu.
Prioritní otázkou proto zůstává včasná a přesná diagnostika a následná
monitorace pacienta pro stanovení odpovídající léčby a případná dostatečně včasná
změna léčebných postupů při neadekvátní odpovědi na předchozí léčbu. Monitorace
úbytku Corpora callosa se jeví jako jedna z možností, jak v krátké době zjistit průběh
choroby, resp. odpověď pacienta na současnou léčbu a zkrátit tím případný čas pro
změnu léčebného postupu, pokud by se dosavadní postup ukázal jako nevyhovující.
Avšak i přes zjevný pokrok v zobrazovacích metodách a přesnosti současných
měření nebyla prozatím nalezena taková metodika, která by s naprostou jistotou byla
schopná jednoznačně a detailně určit progresi onemocnění u konkrétního pacienta.
Metoda sledování změn plochy Corpora callosa má ale svá úskalí, které spočívá
v její přesnosti. Protože Corpus callosum je vzhledem k celkovému vyšetřovanému
objemu mozku relativně malá mozková struktura, jakákoliv nepřesnost při vlastním
zhotovení MR snímků, jejich následném zpracování, rekonstrukcích a vlastním výpočtu
plochy, vede k statisticky významné chybě, která znehodnotí výsledky celého měření.
K nepřesnosti výsledků výraznou měrou přispívá lidský faktor při manuálním
stanovení plochy. Nestejné podmínky při proměřování, jakými jsou nastavení monitoru,
sladění jeho kontrastu a jasu či zvětšení obrazu významnou měrou znehodnocují
přesnost celé metodiky. Vysoké nároky jsou také kladeny na vyhodnocující personál,
kdy je více než vhodné, aby po celou dobu sledování pacienta byla plocha kalózního
tělesa stanovována týmž pracovníkem. Pokud toto není možné dodržet, mohou být
58
výsledky zkreslené statisticky významnou chybou a tudíž nesignifikantní. Důležitou roli
při manuálním proměřování hraje také čas. Proměření jedné série kontrol u jednoho
pacienta může pracovníkovi zabrat i několik hodin.
Jistým řešením, které, jak se domnívám, by mohlo být v budoucnu standardem,
je přenechat proměřování této mozkové struktury výpočetní technice. Specializovaný
software výrazně eliminuje lidské chyby a výsledky takto automatizovaných měření by
se v budoucnu mohly ukázat jako přesnější. Nezanedbatelná je i časové úspora
pracovních sil. Software schopný stanovit plochu kalózního tělesa je v době psaní této
práce v intenzívním vývoji. Pokud by se metodika automatického stanovení plochy
kalózního tělesa ukázala jako přínosná pro klinické neurology a pomáhala by v terapii
pacientů trpících roztroušenou sklerózou mozkomíšní, pak jistě nalezne své místo
v postprocesingovém zpracování obrazů magnetické rezonance získaných z rutinních
vyšetření.
59
PŘÍLOHY
Souhlas se zpracováním pacientských dat
I
60
Souhlas s použitím obrázků
II
61
III
Tab. 3: Vzájemné poměry jednotlivých metod proměřování
Číslo měření
Poměr automatických měření Poměr ručních měření
A B C D E F G
1 1,032 0,992 1,023 0,995 1,037 0,998 1,028
2 1,058 1,049 1,069 1,060 0,999 0,990 1,009
3 1,062 1,067 1,062 1,071 0,992 0,996 0,991
4 1,030 1,033 1,072 1,056 0,975 0,978 1,015
5 1,087 1,053 1,027 1,032 1,053 1,021 0,996
6 1,049 1,030 1,064 1,051 0,998 0,980 1,012
7 1,062 1,052 1,025 1,039 1,021 1,012 0,986
8 0,999 1,012 1,038 1,038 0,963 0,975 1,001
9 1,046 1,062 1,057 1,056 0,991 1,005 1,001
10 1,059 1,042 1,052 1,046 1,012 0,996 1,006
11 1,041 1,048 1,059 1,060 0,982 0,987 0,999
12 1,073 1,036 1,073 1,055 1,017 0,982 1,016
13 1,095 1,067 1,072 1,064 1,029 1,002 1,007
14 1,031 1,032 1,032 1,016 1,015 1,016 1,016
15 1,109 1,074 1,073 1,058 1,047 1,014 1,015
16 1,068 1,050 1,050 1,048 1,019 1,002 1,002
17 1,022 1,046 1,076 1,068 0,957 0,980 1,008
18 1,097 1,073 1,097 1,094 1,003 0,981 1,003
19 1,102 1,078 1,070 1,072 1,028 1,005 0,998
20 1,075 1,068 1,104 1,088 0,988 0,982 1,014
21 1,037 1,046 1,046 1,048 0,990 0,999 0,998
Průměr 1,059 1,048 1,059 1,053 1,005 0,995 1,006
Směrodatná odchylka 0,028 0,021 0,021 0,022 0,025 0,014 0,010
Vysvětlivky:
A - poměr automatické měření : ruční měření na 4. řezu
B - poměr automatické měření : průměr 3 ručních měření na 4. řezu
C - poměr automatické měření : průměr 7 ručních měření na řezu 1-7
D - poměr automatické měření : průměr 21 ručních měření na řezu 1-7, 3x
E - poměr ruční měření na 4. řezu : průměr 21 ručních měření na řezu 1-7, 3x
F - poměr průměr 3 ručních měření na 4. řezu : průměr 21 ručních měření na řezu 1-7, 3x
G - poměr průměr 7 ručních měření na řezu 1-7 : průměr 21 ručních měření na řezu 1-7, 3x
62
Obr. 23: Ukázka automatického stanovení ROI na 7 středových řezech mozkem bez a s použitím
obrazových filtrů
Zdroj: Archiv NMR
Obr. 24: Ukázka automatického stanovení ROI na 7 středových řezech mozkem bez a s použitím
obrazových filtrů
Zdroj: Archiv NMR
IV
63
V
Graf 4: Vývoj plochy kalózního tělesa v čase, pacient č. 1
64
VI
Graf 5: Vývoj plochy kalózního tělesa v čase, pacient č. 2
65
VII
Graf 6: Vývoj plochy kalózního tělesa v čase, pacient č. 3
66
VIII
Graf 7: Vývoj plochy kalózního tělesa v čase, pacient č. 4