rospedРоссийский педиатрический журнал имени М.Я. СтуденикинаM.Ya. Studenikin Russian Pediatric JournalФГАУ «НМИЦ здоровья детей» Минздрава России10.46563/1560-9561-2021-24-5-311-316fciivrrosped-909Research ArticleОРИГИНАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯORIGINAL INVESTIGATIONSДиагностические возможности изображений, взвешенных по магнитной восприимчивости, при черепно-мозговой травме у детейDiagnostic capabilities of magnetic susceptibility-weighted images in traumatic brain injury in childrenАхадовТолибджон АбдуллаевичAkhadovTolibdzhon A.

Доктор мед. наук, проф., руководитель отдела лучевых методов диагностики, НИИ НДХиТ

e-mail: akhadov@mail.ru

akhadov@mail.ruЗайцеваЕкатерина СергеевнаZaytsevaEkaterina S.

Врач рентгенолог отдела лучевых методов диагностики НИИ НДХиТ

e-mail: katarina0594@mail.ru

katarina0594@mail.ruМаматкуловАлишер ДжахангировичMamatkulovAlisher D.

Нейрохирург, НИИ НДХиТ

e-mail: niindht@zdrav.mos.ru

niindht@zdrav.mos.ruБожкоОльга ВасильевнаBozhkoOlga V.

Канд. мед. наук, вед. науч. сотр. отдела лучевых методов диагностики, НИИ НДХиТ

e-mail: bozhko_olga@mail.ru

bozhko_olga@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-2910-3711МельниковИлья АндреевичMelnikovIlya A.

Канд. мед. наук, врач-рентгенолог отдела лучевых методов диагностики, НИИ НДХиТ

e-mail: ilyamed@mail.ru

ilyamed@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0001-6641-0668СеменоваНаталия АлександровнаSemenovaNataliya A.

Доктор биол. наук, канд. хим. наук, гл. науч. сотр., НИИ НДХиТ

e-mail: nmr-semen@mail.ru

nmr-semen@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-1622-0169ВалиуллинаСветлана АльбертовнаValiullinaSvetlana A.

Доктор мед. наук, проф., первый заместитель директора НИИ НДХиТ, руководитель отдела реабилитации

e-mail: vsa64@mail.ru

vsa64@mail.ruМанжурцевАндрей ВалерьевичManzhurtsevAndrey V.

Науч. сотр., НИИ НДХиТ

e-mail: andrey.man.93@gmail.com

andrey.man.93@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0002-4627-9874УблинскийМаксим ВадимовичUblinskiyMaxim V.

Канд. биол. наук, науч. сотр. НИИ НДХиТ

e-mail: maxublinsk@mail.ru

MD, radiologist, researcher, Clinical and Research Institute of Emergency Pediatric Surgery and Trauma, Moscow, 119180, Russian Federation

e-mail: maxublinsk@mail.ru

maxublinsk@mail.ruДеминаАнна НиколаевнаDeminaAnna N.

Врач-рентгенолог отдела лучевых методов диагностики, НИИ НДХиТ

e-mail: savi.2021@bk.ru

savi.2021@bk.ruХусаиноваДарья НиколаевнаKhusainovaDarya N.

Науч. сотр. отдела IT НИИ НДХиТ

e-mail: dsavina@yandex.ru

dsavina@yandex.ruДмитренкоДмитрий МихайловичDmitrenkoDmitry M.

Зав. отделением рентгенодиагностики НИИ НДХиТ

e-mail: dmitrenich@mail.ru

dmitrenich@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0001-9862-3609АхлебининаМария ИгоревнаAkhlebininaMariya I.

Врач-рентгенолог отдела лучевых методов диагностики НИИ НДХиТ

e-mail: akhlebinina.m.i@gmail.com

akhlebinina.m.i@gmail.comКостиковаТатьяна ДмитриевнаKostikovaTatyana D.

Врач-рентгенолог отдела лучевых методов диагностики, НИИ НДХиТ

e-mail: kostikovatd@gmail.com

kostikovatd@gmail.comМеньщиковПетр ЕвгеньевичMenshchikovPetr E.

Канд. физ.-мат. наук, специалист по поддержке научных исследований Philips

e-mail: petr.menshchikov@philips.com

petr.menshchikov@philips.comГБУЗ «НИИ неотложной детской хирургии и травматологии Департамента здравоохранения города Москвы»Clinical and Research Institute of Emergency Pediatric Surgery and Trauma202107102024245311316Copyright © Ахадов Т.А., Зайцева Е.С., Маматкулов А.Д., Божко О.В., Мельников И.А., Семенова Н.А., Валиуллина С.А., Манжурцев А.В., Ублинский М.В., Демина А.Н., Хусаинова Д.Н., Дмитренко Д.М., Ахлебинина М.И., Костикова Т.Д., Меньщиков П.Е., 20242024Ахадов Т.А., Зайцева Е.С., Маматкулов А.Д., Божко О.В., Мельников И.А., Семенова Н.А., Валиуллина С.А., Манжурцев А.В., Ублинский М.В., Демина А.Н., Хусаинова Д.Н., Дмитренко Д.М., Ахлебинина М.И., Костикова Т.Д., Меньщиков П.Е.Akhadov T.A., Zaytseva E.S., Mamatkulov A.D., Bozhko O.V., Melnikov I.A., Semenova N.A., Valiullina S.A., Manzhurtsev A.V., Ublinskiy M.V., Demina A.N., Khusainova D.N., Dmitrenko D.M., Akhlebinina M.I., Kostikova T.D., Menshchikov P.E.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.rosped.ru/jour/article/view/909Введение

Введение. При магнитно-резонансной томографии (МРТ) для получения изображений, взвешенных по неоднородности магнитного поля (SWI), используют разницу в чувствительности между тканями и применяют 3D-радиочастотное градиентное эхо-сканирование высокого разрешения с полной компенсацией скорости.

Цель

Цель: определить особенности поражений, вызванных черепно-мозговой травмой (ЧМТ) у детей, с помощью последовательности SWI.

Материалы и методы

Материалы и методы. Обследовано 535 детей в возрасте от 2 меc до 18 лет (средний возраст 9,58 ± 1,5 года) с ЧМТ. Мальчиков было 325 (60,7%), девочек — 210 (39,3%). МРТ без и с внутривенным контрастированием проводили на томографе «Philips Achieva» 3 Т с получением T1- и T2-ВИ, 2D- и 3D-изображений. Методики FLAIR, магнитно-резонансной ангиографии, SWI, диффузионно-взвешенных/диффузионно-тензорных изображений, магнитно-резонансной спектроскопии и функциональной МРТ использовали для визуализации диффузного аксонального повреждения.

Результаты

Результаты. Детей с тяжёлой ЧМТ было 178 (33,3%), с ЧМТ средней степени — 172 (32,1%), с лёгкой ЧМТ — 185 (34,6%). Из 535 пострадавших детей у 129 (24,1%) МРТ была выполнена в первые 24 ч от момента травмы, у 91 (17,0%) — до 48 ч, у 78 (14,6%) — до 72 ч, у 237 (44,3%) — до 13 сут. Очаги диффузного аксонального повреждения при всех степенях ЧМТ выявлены у 422 (78,9%) детей.

Заключение

Заключение. SWI является чувствительным методом диагностики поражений головного мозга при ЧМТ, который обеспечивает значимый вклад в прогнозирование исходов травмы на начальных этапах. Объём поражения головного мозга, диагностированный с помощью SWI, коррелирует со степенью травмы по шкале комы Глазго. Использование SWI позволяет определять связи между локальными поражениями мозга и формированием когнитивных дефицитов, потенциально предоставляя возможность применять SWI в гиперострой фазе.

Для корреспонденции

Для корреспонденции: Ублинский Максим Вадимович, 

Участие авторов

Участие авторов:Ахадов T.A., Семенова Н.А., Мельников И.А., Валиуллина С.А. — концепция и дизайн исследования;Божко О.В., Зайцева Е.С., Ахлебинина М.И., Демина А.Н., Дмитренко Д.М., Костикова Т.Д., Маматкулов А.Д. — сбор и обработка материала;Ублинский М.В., Хусаинова Д.Н., Манжурцев А.В., Меньщиков П.Е. — статистическая обработка;Ахадов T.A. — написание текста, редактирование;Ахадов T.A., Мельников И.А., Валиуллина С.А. — утверждение окончательного варианта статьи.Все соавторы — ответственность за целостность всех частей статьи.

Финансирование

Финансирование. Исследование не имело финансовой поддержки.

Конфликт интересов

Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Поступила 16

Поступила 16.08.2021Принята в печать 28.10.2021Опубликована 15.11.2021

Introduction

Introduction. In MRI, the difference in sensitivity between tissues is used to obtain images weighted by the inhomogeneity of the magnetic field termed susceptibility-weighted imaging (SWI) and a high-resolution 3D radiofrequency gradient echo scan with full speed compensation is applied. The aim was to determine the features of lesions caused by traumatic brain injury in children using the SWI sequence.

Materials and methods

Materials and methods. 535 TBI children aged two months up to 18 years old (average age 9.58 ± 1.5) were studied. There were 325 boys (60.7%), 210 girls (39.3%). MRI was performed without and with intravenous contrast on a Phillips Achieva 3 T scanner with T1- and T2WI, 2D and 3D images, FLAIR, magnetic resonance angiography (TOF MRA), SWI, and DW/DTI, MRS and fMRI, SWI were used for visualization of DAI.

Results

Results. Patients included children with severe TBI — 178 (33.3%), moderate TBI — 172 (32.1%) and mild TBI — 185 (34.6%). Of the 535 injured children, 129 (24.1%) had MRI performed within the first 24 hours from the moment of injury, up to 48 hours — at 91 (17.0%), up to 72 hours — in 78 (14.6%) and up to 13 days — in 237 (44.3%). DAI foci at all degrees of TBI were detected in 422 (78.9%) children out of 535 children.

Conclusion

Conclusion. SWI is a sensitive method for diagnosing brain lesions in TBI and significantly contributes to predicting outcomes in the early stages after trauma. The amount of brain lesions diagnosed by SWI correlates with the degree of injury according to the Glasgo Coma Scale. The study of the brain functional connections can inform about possible relationships between the localization of the SWI lesion and cognitive deficits, potentially providing an opportunity to use SWI in the hyperacute phase.

Contribution

Contribution:Akhadov T.A., Semenova N.A., Melnikov I.A., Valiullina S.A. — research concept and design;Bozhko O.V., Zaytseva E.S., Akhlebinina M.I., Demina A.N., Dmitrenko D.M., Kostikova T.D., Mamatkulov A.D. — collection and analysis of data;Ublinskiy M.V., Khusainova D.N., Manzhurtsev A.V., Menshchikov P.E. — statistical analysis;Akhadov T.A. — writing text;Akhadov T.A. — editing;Akhadov T.A., Melnikov I.A., Valiullina S.A. — approval of the final version of the article.Akhadov T.A. — responsibility for the integrity of all parts of the article.

Acknowledgement

Acknowledgement. The study had no sponsorship.

Conflict of interest

Conflict of interest. The authors declare no conflict of interest.

Received

Received: August 16, 2021Accepted: October 28, 2021Published: November 15, 2021

детидиффузные аксональные повреждениямагнитно-резонансная томографиянеоднородность магнитного полячерепно-мозговая травмаchildrendiffuse axonal injuriesMRISWItraumatic brain injuryReferencesHaacke E.M., Xu Y., Cheng Y.C.N., Reichenbach J.R. Susceptibility weighted imaging (SWI). Magn. Reson. Med. 2004; 52(3): 612-8. https://doi.org/10.1002/mrm.20198Haacke E.M., Xu Y., Cheng Y.C.N., Reichenbach J.R. Susceptibility weighted imaging (SWI). Magn. Reson. Med. 2004; 52(3): 612-8. https://doi.org/10.1002/mrm.20198Beauchamp M.H., Ditchfield M., Babl F.E., Kean M., Catroppa C., Yeates K.O., et al. Detecting traumatic brain lesions in children: CT versus MRI versus susceptibility weighted imaging (SWI). J. Neurotrauma. 2011; 28(6): 915-27. https://doi.org/10.1089/neu.2010.1712Beauchamp M.H., Ditchfield M., Babl F.E., Kean M., Catroppa C., Yeates K.O., et al. Detecting traumatic brain lesions in children: CT versus MRI versus susceptibility weighted imaging (SWI). J. Neurotrauma. 2011; 28(6): 915-27. https://doi.org/10.1089/neu.2010.1712Geurts B.H.J., Andriessen T.M.J.C., Goraj B.M., Vos P.E. The reliability of magnetic resonance imaging in traumatic brain injury lesion detection. Brain Inj. 2012; 26(12): 1439-50. https://doi.org/10.3109/02699052.2012.694563Geurts B.H.J., Andriessen T.M.J.C., Goraj B.M., Vos P.E. The reliability of magnetic resonance imaging in traumatic brain injury lesion detection. Brain Inj. 2012; 26(12): 1439-50. https://doi.org/10.3109/02699052.2012.694563Griffin A.D., Turtzo L.C., Parikh G.Y., Tolpygo A., Lodato Z., Moses A.D., et al. Traumatic microbleeds suggest vascular injury and predict disability in traumatic brain injury. Brain. 2019; 142(11): 3550-64. https://doi.org/10.1093/brain/awz290Griffin A.D., Turtzo L.C., Parikh G.Y., Tolpygo A., Lodato Z., Moses A.D., et al. Traumatic microbleeds suggest vascular injury and predict disability in traumatic brain injury. Brain. 2019; 142(11): 3550-64. https://doi.org/10.1093/brain/awz290Ахлебинина М.И., Мельников И.А., Ахадов Т.А. Алгоритм лучевой диагностики острой ЧМТвнеотложном стационаре. Детская хирургия. 2020; 24(S1): 17-25Akhlebinina M.I., Mel’nikov I.A., Akhadov T.A. Algorithm for radiological diagnosis of acute TBI in an emergency hospital. Detskaya khirurgiya. 2020; 24(S1): 17–25. (in Russian)Iverson G.L., Karr J.E., Gardner A.J., Silverberg N.D., Terry D.P. Results of scoping review do not support mild traumatic brain injury being associated with a high incidence of chronic cognitive impairment: Commentary on McInnes et al. 2017. PLoS One. 2019; 14(9): e0218997. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0218997Iverson G.L., Karr J.E., Gardner A.J., Silverberg N.D., Terry D.P. Results of scoping review do not support mild traumatic brain injury being associated with a high incidence of chronic cognitive impairment: Commentary on McInnes et al. 2017. PLoS One. 2019; 14(9): e0218997. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0218997Yuh E.L., Mukherjee P., Lingsma H.F., Yue J.K., Ferguson A.R., Gordon W.A., et al. Magnetic resonance imaging improves 3-month outcome prediction in mild traumatic brain injury. Ann. Neurol. 2013; 73(2): 224-35. https://doi.org/10.1002/ana.23783Yuh E.L., Mukherjee P., Lingsma H.F., Yue J.K., Ferguson A.R., Gordon W.A., et al. Magnetic resonance imaging improves 3-month outcome prediction in mild traumatic brain injury. Ann. Neurol. 2013; 73(2): 224-35. https://doi.org/10.1002/ana.23783Sugiyama K., Kondo T., Higano S., Endo M., Watanabe H., Shindo K., et al. Diffusion tensor imaging fiber tractography for evaluating diffuse axonal injury. Brain Inj. 2007; 21(4): 413-9. https://doi.org/10.1080/02699050701311042Sugiyama K., Kondo T., Higano S., Endo M., Watanabe H., Shindo K., et al. Diffusion tensor imaging fiber tractography for evaluating diffuse axonal injury. Brain Inj. 2007; 21(4): 413-9. https://doi.org/10.1080/02699050701311042Izzy S., Mazwi N.L., Martinez S., Spencer C.A., Klein J.P., Parikh G., et al. Revisiting grade 3 diffuse axonal injury: not all brainstem microbleeds are prognostically equal. Neurocrit. Care. 2017; 27(2): 199-207. https://doi.org/10.1007/s12028-017-0399-2Izzy S., Mazwi N.L., Martinez S., Spencer C.A., Klein J.P., Parikh G., et al. Revisiting grade 3 diffuse axonal injury: not all brainstem microbleeds are prognostically equal. Neurocrit. Care. 2017; 27(2): 199-207. https://doi.org/10.1007/s12028-017-0399-2Ахадов Т.А., Семенова Н.А., Валиуллина С.А., Манжурцев А.В., Божко О.В., Мельников И.А. и др. Магнитно-резонансная томография в оценке тяжёлой черепно-мозговой травмы и прогноза восстановления головного мозга у детей. Российский педиатрический журнал. 2020; 23(5): 291-8. https://doi.org/10.18821/1560-9561-2020-23-5-291-298АAkhadov T.A., Semenova N.A., Valiullina S.A., Manzhurtsev A.V., Bozhko O.V., Mel’nikov I.A., et al. Magnetic resonance imaging in assessing severe traumatic brain injury and predicting brain recovery in children. Rossiyskiy pediatricheskiy zhurnal. 2020; 23(5): 291–8. https://doi.org/10.18821/1560-9561-2020-23-5-291-298 (in Russian)Spitz G., Maller J.J., Ng A., O’Sullivan R., Ferris N.J., Ponsford J.L. Detecting lesions after traumatic brain injury using susceptibility weighted imaging: A comparison with fluid-attenuated inversion recovery and correlation with clinical outcome. J. Neurotrauma. 2013; 30(24): 2038-50. https://doi.org/10.1089/neu.2013.3021Spitz G., Maller J.J., Ng A., O’Sullivan R., Ferris N.J., Ponsford J.L. Detecting lesions after traumatic brain injury using susceptibility weighted imaging: A comparison with fluid-attenuated inversion recovery and correlation with clinical outcome. J. Neurotrauma. 2013; 30(24): 2038-50. https://doi.org/10.1089/neu.2013.3021Keene C.D., Latimer C.S., Steele L.M., Mac Donald C.L. First confirmed case of chronic traumatic encephalopathy in a professional bull rider. Acta Neuropathologica. 2018; 135(2): 303-5. https://doi.org/10.1007/s00401-017-1801-zKeene C.D., Latimer C.S., Steele L.M., Mac Donald C.L. First confirmed case of chronic traumatic encephalopathy in a professional bull rider. Acta Neuropathologica. 2018; 135(2): 303-5. https://doi.org/10.1007/s00401-017-1801-zTagge C.A, Fisher A.M., Minaeva O.V., Gaudreau-Balderrama A., Moncaster J.A., Zhang X.L., et al. Concussion, microvascular injury, and early tauopathy in young athletes after impact head injury and an impact concussion mouse model. Brain. 2018; 141(2): 422-58. https://doi.org/10.1093/brain/awx350Tagge C.A, Fisher A.M., Minaeva O.V., Gaudreau-Balderrama A., Moncaster J.A., Zhang X.L., et al. Concussion, microvascular injury, and early tauopathy in young athletes after impact head injury and an impact concussion mouse model. Brain. 2018; 141(2): 422-58. https://doi.org/10.1093/brain/awx350Hütter B.O., Altmeppen J., Kraff O., Maderwald S., Theysohn J.M., Ringelstein A., et al. Higher sensitivity for traumatic cerebral microbleeds at 7 T ultra-high field MRI: is it clinically significant for the acute state of the patients and later quality of life? Ther. Adv. Neurol. Disord. 2020; 13: 1756286420911295. https://doi.org/10.1177/1756286420911295Hütter B.O., Altmeppen J., Kraff O., Maderwald S., Theysohn J.M., Ringelstein A., et al. Higher sensitivity for traumatic cerebral microbleeds at 7 T ultra-high field MRI: is it clinically significant for the acute state of the patients and later quality of life? Ther. Adv. Neurol. Disord. 2020; 13: 1756286420911295. https://doi.org/10.1177/1756286420911295

The authors declare that there are no conflicts of interest present.