Глава 1
Имеющий глаза да увидит
Сканируем сознание
Что такое SPECT? Это аббревиатура английского выражения: single photon emission computerized tomography, что означает «эмиссионная компьютерная томография одиночных фотонов». Это сложный диагностический метод из области ядерной медицины, в котором непосредственным объектом исследования является мозговой кровоток, а опосредованным — метаболическая активность мозга. При проведении SPECT используется радиоактивный изотоп (который, как мы увидим, походит на мириады энергетических или световых маячков), связанный веществом, которое легко поглощается клетками мозга.
Небольшая доза раствора вводится пациенту внутривенно и разносится кровотоком, достигая, таким образом, интересующих нас областей мозга. Получаемая при этом доза облучения сопоставима с дозой, которую получает пациент во время компьютерной томографии головы или рентгенологического исследования брюшной полости. В ходе обследования пациент лежит на специальном столе в течение 15 минут, пока «гамма»-камера SPECT медленно вращается вокруг его головы. В этой камере имеются особые кристаллы, которые позволяют проследить, как распространяется вещество-индикатор (благодаря радиоизотопу, действующему как световой маячок). Затем суперкомпьютер воспроизводит изображения, по которым можно судить об уровне активности мозга. В конце концов мы получаем элегантные снимки, с помощью которых составляем сложную карту мозгового кровообращения и метаболизма. Вооруженный такой картой, врач может идентифицировать определенные состояния мозговой активности, которые соответствуют психиатрическим и неврологическим отклонениям.
Метод SPECT относится к области медицины, именуемой ядерной медициной. Ядерная (слово «ядерная» в данном случае используется применительно к ядрам в атомах нестабильного или радиоактивного вещества) медицина использует вещества-индикаторы, в состав которых входят радиоактивные материалы (радиофармацевтика). При распаде нестабильного атома выделяется гамма-излучение, в котором каждый гамма-луч играет роль светового маяка. Ученые могут увидеть эти гамма-лучи при помощи пленки или особых кристаллов и зафиксировать число «маячков» в каждом участке мозга. Эти нестабильные атомы, в сущности, представляют собой «маркеры», позволяющие отследить, в каких клетках активность наиболее высока, а кровоток наиболее интенсивен, и клетки с самым низким уровнем активности, равно как и области с самым слабым кровоснабжением. Методика SPECT позволяет определить, какие области мозга активизируются, когда мы пытаемся сосредоточиться, смеемся, поем, плачем, смотрим, представляем себе что-то или выполняем другие функции.
Исследования методами ядерной медицины оценивают физиологические функции организма. Их можно использовать для диагностики целого ряда заболеваний и нарушений: сердечно-сосудистые заболевания, определенные виды инфекций, распространение рака, а также заболевания костей и щитовидной железы. Сам я специализируюсь в той области ядерной медицины, которая изучает мозг методом SPECT, чтобы диагностировать травмы головы, деменцию, атипичные или неподдающиеся лечению нарушения настроения, инсульты, судорожный синдром, воздействие алкоголя на работу мозга и атипичное или агрессивное поведение.
В конце 1970 — начале 1980-х годов вместо SPECT во многих случаях стали назначать сложную компьютерную томографию или магнитно-резонансную томографию (МРТ). Эффективность этих методов значительно превышает SPECT в том, что касается выявления опухолей, кист и тромбов. Дошло до того, что от методики SPECT едва ли не отказались полностью. Тем не менее, несмотря на хорошую четкость, изображения, полученные в результате компьютерного сканирования или МРТ, дают статичную картинку мозга и его структуры. Они практически не дают представления об активности работающего мозга. Это все равно что изучать детали автомобильного двигателя, не запуская сам двигатель. Однако в последние десять лет к медикам приходит понимание, что многие неврологические и психиатрические нарушения обусловлены не анатомическими повреждениями мозга, а его функциональными нарушениями.
Более широкому применению метода SPECT способствовал и технический прогресс. Изначально камеры, использовавшиеся в этом исследовании, имели одну головку, поэтому весь процесс сканирования мозга занимал больше времени — до одного часа. Пациентам было трудно лежать так долго без движения, изображения получались размытыми, и читать их было трудно. Кстати, по этой причине ядерную медицину стали в шутку называть «грязной» медициной. Такие снимки содержали не много информации о работе глубинных участков мозга. Затем появились камеры с несколькими головками, которые позволяли получать значительно более резкие и четкие изображения мозга за более короткое время. С другой стороны, новые разработки в области компьютерных технологий позволили усовершенствовать получение данных от систем с несколькими головками. Сегодня системы с высоким разрешением SPECT позволяют заглядывать в более глубокие области мозга и показывать то, что не могут показать другие методы сканирования, такие, как компьютерная томография или МРТ: как мозг работает.
Результаты исследования SPECT могут быть представлены различными способами. Обычно мозг исследуется в трех разных плоскостях: горизонтальной (по оси темя — нижняя часть); в коронарной плоскости (по оси лоб — затылок) и в сагиттальной плоскости (от одной боковой поверхности к другой). Что видит врач, рассматривая изображения SPECT? Мы смотрим, насколько симметрично изображение; проверяем уровни активности, на которые указывают цветовые оттенки (цветовая гамма выбирается в зависимости от предпочтении врача, начиная с черно-белой), и сравниваем полученное изображение с тем, как должен выглядеть нормальный головной мозг. В этой книге представлены два вида трехмерных черно-белых изображений мозга.
Первый вид — трехмерное изображение поверхности, исследующее кровоток в поверхности коры головного мозга. По таким снимкам можно определять области с нормальной активностью и области со сниженной активностью. Этот вид сканирования эффективен при диагностике инсультов, черепно-мозговой травмы, при изучении нарушений, возникших в результате наркомании. При трехмерном сканировании поверхности нормальный мозг выглядит симметрично, с полноценной активностью по всей поверхности его коры.
Второй вид — трехмерное изображение активного мозга, на котором средний уровень активности соотносится с 15 % мозга, обладающими наивысшей активностью. Такие изображения помогают обнаружить области повышенной активности, которую мы наблюдаем, скажем, при судорогах, навязчиво-маниакальных состояниях, повышенной тревожности, а также при тех или иных формах депрессии. На трехмерном изображении нормального активного мозга светлым тоном выделены области повышенной активности в задних отделах мозга (мозжечок и затылочная кора) и области средней активности в прочих отделах мозга.
Врачей обычно настораживает следующее: повышенная активность в той или иной области; пониженная активность в той или иной области; несимметричное распределение уровней активности там, где в норме отмечается симметрия.
Трехмерные изображения нормального мозга, полученные методом SPECT
Затылок — лоб. Поверхность мозга, вид сверху
Верх — низ. Поверхность мозга, вид спереди
Лоб — затылок. Нижняя поверхность мозга
Верх — лоб — низ. Поверхность мозг, вид сбоку
Верх — низ. Активный мозг, вид сбоку
Затылок — лоб. Активный мозг, вид сверху
Верх — низ. Активный мозг, вид спереди
Лоб — затылок. Активный мозг, вид снизу
На четырех последних снимках сетка помогает определить средний уровень активности. Светлым цветом выделено 15 % тканей мозга с самым высоким уровнем активности. Как правило, наиболее высокая активность отмечается в затылочных долях мозга.
Далее в этой книге я подробнее расскажу о том, как эта замечательная технология изменяет жизнь людей. Пока же я приведу пять примеров, иллюстрирующих преимущества методики SPECT в медицине.
1. SPECT дает возможность провести медицинское вмешательство на ранних стадиях заболевания. У Эллен, 63 года, внезапно парализовало правую часть тела. Она не могла говорить, испытывала панический ужас и страшно перепутала близких. Тем не менее, несмотря на всю серьезность симптоматики, через два часа результаты компьютерной томографии оставались нормальными. Заподозрив инсульт, врач «Скорой помощи» назначил исследование SPECT, в результате которого обнаружился участок с отсутствующей активностью в левой фронтальной доле. Это было вызвано тем, что кровоток в этой области мозга оказался перекрыт тромбом. Таким образом, стало понятно, что Эллен на самом деле перенесла инсульт, и врачи смогли принять меры, чтобы свести к минимуму размеры поражения. На компьютерной томографии область поражения становится видна только через 24 часа после инсульта.
