Analiza objętości mózgowia ze szczególnym uwzględnieniem hipokampów u pacjentów z chorobą Cushinga z zastosowaniem izowolumetrycznych obrazów T1-zależnych wykonanych 3T systemem MR

Abstract

Hipokamp to struktura odgrywająca znaczącą rolę w procesach uczenia się i pamięci. W jego obrębie znajdują się liczne receptory dla glikokortykosteroidów (GKS), co czyni go szczególnie wrażliwym na zwiększone stężenia tych hormonów, wywołane zarówno endogenną nadprodukcją w przebiegu różnych chorób, pod wpływem stresu i w podeszłym wieku, jak i ich egzogenną podażą. Dowiedziono, że wysokie stężenie GKS jest związane z atrofią i zaburzeniem funkcji hipokampów. Choroba Cushinga (ChC) spowodowana jest wydzielaniem hormonu adrenokortykotropowego (ACTH -ang. adrenocorticotropic hormone) przez gruczolak przysadki mózgowej. Zwiększone wydzielanie ACTH prowadzi do wzrostu stężenia kortyzolu i jego metabolitów we krwi. Pacjenci z ChC poddani działaniu przewlekłej endogennej hiperkortyzolemii to niewątpliwie właściwa grupa do badania wpływu GKS na ośrodkowy układ nerwowy (OUN). Duże zainteresowanie zarówno wśród lekarzy klinicystów jak i radiologów budzą zmiany zachodzące w obrębie hipokampów. W piśmiennictwie dostępne są nieliczne prace oceniające objętość hipokampów u chorych z aktywną ChC metodami automatycznymi na podstawie badań MR wykonanych 3T systemem MR. Ich wyniki nie są jednoznaczne. Autor oczekuje, że wykonane badanie na najliczniejszej w skali światowej grupie chorych z aktywną ChC wniesie istotny wkład w ustalenie wpływu GKS na hipokampy. Celem pracy była ocena radiologiczna objętości struktur mózgowia w grupie pacjentów z rozpoznaną chorobą Cushinga wykorzystująca izowolumetryczne obrazy T1-zależne wykonane aparatem rezonansu magnetycznego o natężeniu pola 3T. Szczegółowo oceniano objętość hipokampów i ich składowych anatomicznych oraz objętość istoty szarej i całego mózgowia. Przeprowadzono jednoośrodkowe prospektywne badanie, którego protokół uzyskał akceptację Komisji Bioetycznej przy Wojskowym Instytucie Medycznym w Warszawie. Wszyscy pacjenci zostali poinformowani o celu, sposobie badania i leczenia oraz wyrazili na nie pisemną zgodę. Do grupy badanej włączono 36 pacjentów z rozpoznaną chorobą Cushinga. Rozpoznanie hiperkortyzolemii ACTH-zależnej ustalano na podstawie typowego obrazu klinicznego i przebiegu choroby oraz powszechnie przyjętych badań laboratoryjnych przeprowadzonych w macierzystym ośrodku. Chorzy w ramach standardowej oceny przed operacją gruczolaka przysadki zostali poddani badaniu MR. W skład grupy kontrolnej weszło 26 pacjentów z podejrzeniem stwardnienia rozsianego, u których badanie MR głowy nie wykazało nieprawidłowości. Zebrany wywiad wykluczył przyjmowanie GKS.Badania MR zostały wykonane na systemie 3T. W skład protokołu badań wchodziła trójwymiarowa T1-zależna sekwencja gradientowa w projekcji strzałkowej bez podania środka kontrastowego. Zastosowano następujące parametry obrazów 3DT1-zależnych: TR 6 ms, TE 2,4 ms, matryca 192x192, liczba wzbudzeń 1, FOV 24 cm, warstwa 1,0 mm, czas skanowania 3:24 min. Ocena wolumetryczna struktur OUN wykonana została z wykorzystaniem wersji 6.0 programu FreeSurfer, który jest uznanym narzędziem służącym do automatycznej segmentacji mózgowia. Program dokonał analizy danych DICOM gradientowej izowolumetrycznej sekwencji T1-zależnej. Obliczenia zajmowały średnio 10 godzin dla pojedynczego pacjenta z wykorzystaniem systemu macOS High Sierra (procesor 2GHz Intel Core i5, pamięć RAM 8 GB). Dla potrzeb analiz statystycznych wykorzystano objętość mózgowia (bez układu komorowego), istoty szarej, hipokampów oraz poszczególnych składowych hipokampów. Do analizy włączono 62 pacjentów, których podzielono na grupę badaną składającą się z 36 pacjentów (58,1%) grupę kontrolną, składającą się z 26 pacjentów (41,9%). Analizowane grupy nie różniły się pod względem płci i wieku. Wnioski: pomiary objętości struktur mózgowia wykonane na podstawie izowolumetrycznych obrazów T1-zależnych uzyskanych w badaniu MR o natężeniu pola magnetycznego 3T wykazały istotne zmniejszenie objętości istoty szarej i objętości całkowitej mózgowia przy zachowanej objętości całkowitej hipokampów u pacjentów z chorobą Cushinga w porównaniu z osobami zdrowymi, czas trwania hiperkortyzolemii jest istotnym statystycznie, niekorzystnym czynnikiem wpływającym na objętość ogona prawego hipokampa i średnią objętość ogonów obu hipokampów, wysokie nieprawidłowe stężenia wolnego kortyzolu w moczu dobowym wpływa na istotne statystycznie zmniejszenie objętości pola CA3 prawego hipokampa, diagnostyka różnicowa nietypowej dla wieku atrofii mózgu (redukcji objętości mózgu) powinna uwzględniać hiperkortyzolemię.