This article demonstrates a new technology which improves the specificity of MRI in the diagnosis of Multiple Sclerosis (MS) and monitoring the dynamics of the treatment of patients diagnosed with MS. The technique consists of processing the MRI scan with areas of demyelination which will allow you to conduct 3D reconstructions of the centres and get the value that would reveal the presence or absence of changes in focal lesions.
This method was tested on five patients who had undergone autologous transplantation of mesenchymal stem cells (hereinafter AT-MSCs) at the 9Th City Clinical Hospital in the city of Minsk, Belarus. The usage of this program revealed an earlier positive trend after AT-MSCs at the demyelinating lesions which may also indicate the effectiveness of the experimental treatment in MS.
Keywords: Multiple Sclerosis (MS), autologous transplantation of mesenchymal stem cells (AT-MSCs), MRI, 3D reconstruction.
Актуальность.Рассеянный склероз (РС) — хроническое прогрессирующее аутоиммунное заболевание ЦНС, характеризующееся дисбалансом между регуляторными и потенциально миелин-реактивными Т-лимфоцитами с последующим развитием иммунного ответа. Из дополнительных методов исследования, позволяющих выявлять очаги демиелинизации, наиболее информативным является МРТ. Однако, МРТ не имеет достаточно высокой специфичности при РС, а интерпретация результатов исследования нуждается в объективизации.
Цель:изучить применение нейровизуализации для повышения специфичности и чувствительности МРТ у пациентов с РС.
Материал иметоды.Для решения задач использовалась специализированная программа обработки МРТ-сканов в Dicom-формате у пациентов с диагнозом «рассеянный склероз», которым выполнялась аутологичная трансплантация мезенхимальных стволовых клеток (АуТМСК).
Были выбраны следующие признаки аппаратной визуализации, пригодные для обработки методами компьютерной математики:
- наличие очагов в определённых областях;
- распределение очагов по определённым областям;
- активность (интенсивность сигнала) очагов;
- выраженность очаговых образований;
- эволюция очагов;
- пространственная диссеминация;
- временная диссеминация.
Продемонстрируем вариант автоматизированного исследования яркостных характеристик состояний очагов до и через 8 месяцев после лечения одного и того же пациента с установленным диагнозом — рассеянный склероз, рецидивно-ремиттирующая клиническая форма.
Результаты иих обсуждение.
Рис. 1. Фрагмент трехмерной реконструкции очаговых образований до трансплантации стволовых клеток
Рис. 2. Фрагмент трехмерной реконструкции очаговых образований после трансплантации стволовых клеток
Рис. 3. Таблица со значениями параметров геометрии и яркости патологических очагов до лечения
Рис. 4. Таблица со значениями параметров геометрии и яркости патологических очагов после лечения
Использование разработанной программы для обработки результатов МРТ показало, что, хотя общее количество очагов демиелинизации после АуТМСК увеличилось с 15 до 17, большая их часть — 12 из 15 (80,0 %) уменьшились в размере. Суммарная относительная площадь очагов до лечения (0,73 %) оказалась больше суммарной площади после трансплантации (0,68 %). Таким образом, заключение о положительной динамике, сформулированное нейрорентгенологом после визуального исследования МРТ-картины через 12 месяцев после лечения, можно было получить четырьмя месяцами ранее, полагаясь на данные компьютерного анализа, проведенного с применением яркостных и геометрических параметров.
Заключение. Полученная 3D реконструкция очагов демиелинизации может являться базой для получения численных значений характеристик, позволяющих судить о наличии или отсутствии изменений очаговых образований. Применение разработанной программы для обработки результатов МРТ позволило выявить положительную динамику очагов демиелинизации после АуТМСК, что может свидетельствовать об эффективности данной технологии терапии при РС.
Литература:
- Тринберг, Д. А. Клиническая неврология / Д. А. Тринберг, М. Дж. Аминоф, Р. П. Саймон; пер. с англ. — М.: МЕДпресс-информ, 2004. — 520 c.
- Пантюк, И. В., Буко, Н. С., Венглинская, Т. В. // «Актуальные проблемы неврологии и нейрохирургии», под редакцией. проф. С. А. Лихачева. — Минск: Геопринт, 2008. — С. 185–195.
- Рожкова, З. З. Современные методы магнитно-резонансной томографии для диагностики рассеянного склероза / З. З. Рожкова // Международный неврологический журнал. — 2008. — № 2(18) — С. 15–17.
- Barnes, M. P. Task force on minimum standards for health care of people with multiple sclerosis / M. P. Barnes, N. E. Gilhus, M. Wender // Europ. J. Neurol. — 2001. — Vol. 8. — P. 215–220.
- Bashir, K. Handbook of multiple sclerosis / K. Bashir, S. N. Whitaker // Lippincott Williams & Wilkins. — 2001. — 248 p.
