Objective: To study tissue characteristics of periventricular white matter in patients with open hydrocephalus using DWI MRI and their correlations with CSF flow parameters.
Material and methods: MRI was performed in 55 patients (35 women and 20 men) with open normal pressure hydrocephalus, as well as 16 patients with malignant occlusive hydrocephalus and interstitial edema (control group). We determined the correlations between severity of hydrocephalus, periventricular lesions and CSF flow parameters considering MR data. Dimensions of ventricular system were assessed using the Evans' index, periventricular changes - using visual four-level scale with calculation of apparent diffusion coefficient (ADC) and fractional anisotropy coefficient (FA).
Results: Among patients with open hydrocephalus, ACD range for periventricular white matter was 1.57±0.15·10-3 mm2/s in subgroup of patients without periventricular changes (n=29) and 1.62±0.11×10-3 mm2/s in patients with periventricular changes (n=26). In the control group, mean ADC was 1.76±0.18·10-3 mm2/s (p<0.05). In patients with open hydrocephalus, FA coefficient in the areas of periventricular changes was 0.70-0.80, in case of occlusive hydrocephalus - 0.68-0.82. There was a significant relationship between the Evans' index and CSF pulsation velocity amplitude, Evans' index and stroke volume, Evans' index and cerebral aqueduct cross-sectional area in patients with open hydrocephalus. Periventricular changes were pronounced in patients with open hydrocephalus and Evans' index > 0.4 (p<0.05).
Conclusion: According to MR data, periventricular changes in patients with open hydrocephalus differ from true periventricular interstitial edema following occlusive hydrocephalus. Severity of periventricular changes in patients with open hydrocephalus depends on patient age and width of the ventricles, but does not correlate with CSF flow parameters. In our opinion, periventricular changes are associated with dysfunction of glymphatic system. Further research is required to study the functioning of glymphatic system and related processes.
Цель исследования: Изучить тканевые характеристики перивентрикулярного белого вещества головного мозга при открытой нормотензивной и окклюзионной формах гидроцефалии методом диффузионной магнитно-резонансной томографии (МРТ) и их корреляции с ликвородинамическими показателями.
Материал и методы: МРТ проведена 55 пациентам (35 женщин и 20 мужчин) с диагнозом «открытая гидроцефалия нормального давления» (основная группа), а также 16 пациентам с окклюзионной гидроцефалией опухолевого генеза с интерстициальным отеком (контрольная группа). На основе результатов МРТ исследований определена корреляция степени гидроцефалии, выраженности перивентрикулярных изменений и ликвородинамических показателей. Размеры желудочковой системы оценены по индексу Эванса, перивентрикулярные изменения — по визуальной четырехуровневой шкале с вычислением измеряемого коэффициента диффузии (ИКД) и коэффициента фракционной анизотропии (ФА).
Результаты: Диапазон изменений ИКД в перивентрикулярном белом веществе у пациентов с открытыми формами гидроцефалии без перивентрикулярных изменений (n=29) составил 1,57±0,15×10–3 мм2/с, у пациентов с открытыми формами гидроцефалии и с перивентрикулярными изменениями (n=26) — 1,62±0,11·10–3 мм2/с. У пациентов контрольной группы с окклюзионной гидроцефалией средний ИКД составил 1,76±0,18·10–3 мм2/с (p<0,05). Коэффициент ФА в зонах перивентрикулярных изменений при открытой гидроцефалии находился в диапазоне 0,70–0,80, а в случаях окклюзионной гидроцефалии — 0,68–0,82. Выявлена статистически значимая зависимость между индексом Эванса и размахом амплитуды скорости пульсаций ликворотока, индексом Эванса и ударным объемом, индексом Эванса и площадью сечения водопровода мозга у пациентов с открытой гидроцефалией. Перивентрикулярные изменения выражены у пациентов с открытой гидроцефалией со значениями индекса Эванса выше 0,4 (p<0,05).
Заключение: Перивентрикулярные изменения у пациентов с открытыми формами гидроцефалии с учетом магнитно-резонансных характеристик отличаются от истинного перивентрикулярного интерстициального отека при окклюзионной гидроцефалии. Выраженность перивентрикулярных изменений у пациентов с открытой гидроцефалией зависит от возраста пациента и ширины желудочков, но не коррелирует с ликвородинамическими параметрами. По нашему мнению, перивентрикулярные изменения связаны с нарушением функции глимфатической системы; необходимы дальнейшие исследования в изучении функционирования глимфатической системы и связанных с ней процессов.
Keywords: CSF flow; diffusion coefficient; fractional anisotropy; glymphatic system; hydrocephalus; interstitial edema; periventricular changes.