radhydРадиационная гигиенаRadiatsionnaya Gygiena = Radiation Hygiene1998-426X2409-9082NIIRG10.21514/1998-426X-2017-10-4-34-37radhyd-524Research ArticleНаучные статьиScientific articlesО ВЛИЯНИИ МАЛЫХ И СРЕДНИХ ДОЗ РАДИАЦИИ НА СТРУКТУРУ ПРОВОДЯЩИХ ПУТЕЙ ГОЛОВНОГО МОЗГА У ЛИКВИДАТОРОВ ПОСЛЕДСТВИЙ АВАРИИ НА ЧАЭС В ОТДАЛЕННОМ ПЕРИОДЕ (ПО ДАННЫМ ВЫСОКОПОЛЬНОЙ РУТИННОЙ И ДИФФУЗИОННО-ТЕНЗОРНОЙ МАГНИТНО-РЕЗОНАНСНОЙ ТОМОГРАФИИ)LOW AND MEAN RADIATION DOSES IMPACT ON THE CEREBRAL TRACTS STRUCTURE OF THE CHERNOBYL ACCIDENT LIQUIDATORS IN THE REMOTE PERIOD (BASED ON ROUTINE AND DIFFUSION-TENSOR MAGNETIC RESONANCE IMAGING DATA)ЛевашкинаИ. М.LevashkinaI. M.

Левашкина Ирина Михайловна – врач-рентгенолог кабинета магнитно-резонансной томографии.

194044, Санкт-Петербург, ул. Акад. Лебедева, д. 4/2

Irina M. Levashkina – MRI rentgenologist.

Academica Lebedeva Str., 4/2, St. Petersburg, 194044

levashkina.ldc@yandex.ruАлексанинС. С.AleksaninS. S.

Алексанин Сергей Сергеевич – доктор медицинских наук, профессор, директор.

Sergey S. Aleksanin – Dr. Med. Sci., Professor, Director.

Academica Lebedeva Str., 4/2, St. Petersburg, 194044

СеребряковаС. В.SerebryakovaS. V.

Серебрякова Светлана Владимировна – доктор медицинских наук, заведующая кабинетом магнитно-резонансной томографии.

194044, Санкт-Петербург, ул. Акад. Лебедева, д. 4/2

Svetlana V. Serebryakova – Dr. Med. Sci., Head of the MRI Department.

Academica Lebedeva Str., 4/2, St. Petersburg, 194044

ГрибановаТ. Г.GribanovaT. G.

Грибанова Татьяна Георгиевна – врач-рентгенолог кабинета магнитно-резонансной томографии.

194044, Санкт-Петербург, ул. Акад. Лебедева, д. 4/2

Tatyana G. Gribanova – MRI rentgenologist.

Academica Lebedeva Str., 4/2, St. Petersburg, 194044

Всероссийский центр экстренной и радиационной медицины имени А.М. Никифорова Министерства Российской Федерации по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствийРоссияThe Nikiforov Russian Center of Emergency and Radiation Medicine of The Ministry of Russian Federation for Civil Defense, Emergencies and Elimination of Consequences of Natural DisastersRussian Federation2017020120181042330Copyright © Левашкина И.М., Алексанин С.С., Серебрякова С.В., Грибанова Т.Г., 20182018Левашкина И.М., Алексанин С.С., Серебрякова С.В., Грибанова Т.Г.Levashkina I.M., Aleksanin S.S., Serebryakova S.V., Gribanova T.G.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.radhyg.ru/jour/article/view/524

Цель работы – определить зависимость структурных изменений головного мозга ликвидаторов последствий аварии на Чернобыльской АЭС от полученной ими дозы облучения с помощью рутинной и диффузионно-тензорной магнитно-резонансной томографии; сравнить полученные данные с данными исследования лиц, не участвовавших в ликвидации аварии на Чернобыльской АЭС.

Результаты

Результаты: пациентам-ликвидаторам последствий аварии на Чернобыльской АЭС (49 человек) и пациентам контрольной группы (50 человек), не имеющим в анамнезе факторов профессионального облучения, выполнена высокопольная магнитно-резонансная томография с применением стандартных протоколов. Группы были равнозначными по возрасту и количеству пациентов с I и II степенями дисциркуляторной энцефалопатии. С помощью инновационной методики – диффузионно-тензорной магнитно-резонансной томографии – обследованы проводящие пути головного мозга пациентов обеих групп, всего 11 трактов, взятых билатерально (всего по 22 тракта в обоих полушариях).

Заключение

Заключение: в настоящей работе при использовании высокопольной рутинной магнитно-резонансной томографии впервые проведен визуальный анализ полиморфных изменений головного мозга для ликвидаторов последствий аварии на Чернобыльской АЭС с добавлением методики диффузионнотензорной магнитно-резонансной томографии; изучена связь выявленных изменений с полученной дозой радиации. При сравнении пациентов-ликвидаторов подгруппы А (28 человек, получивших очень малые дозы (до 10 мЗв) и малые дозы радиации (10–100 мЗв)) и пациентов подгруппы Б (21 человек, получивших средние дозы 100 мЗв – 1Зв) не отмечалось различий в степени морфологических изменений головного мозга, выявляемых при рутинной магнитно-резонансной томографии. При выполнении методики диффузионно-тензорной магнитно-резонансной томографии статистически значимого (p > 0,05) снижения коэффициента фракционной анизотропии в основных структурах головного мозга у пациентов данных подгрупп также выявлено не было. Однако, по сравнению с контрольной группой, у ликвидаторов отмечено достоверное снижение фракционной анизотропии в лобных и височных долях, что свидетельствует о микроструктурных изменениях данных зон под воздействием различных факторов при ликвидации последствий аварии и более тяжелом течении дисциркуляторной энцефалопатии у данного контингента больных.

To evaluate correlation between brain structural damages and radiation exposure level for the Chernobyl nuclear power plant accident liquidators, routine and diffusion tensor magnetic resonance imaging methods are efficient to visualize and evaluate those damages; it is also important to compare magnetic resonance imaging data of liquidators with results, received for people of the same age and the same stage of cerebral vascular disease (the discirculatory encephalopathy of I and II stage), but who did not participate in the Chernobyl accident liquidation and did not suffer from other liquidation factors and radiation catastrophe aftermaths. As a result, the Chernobyl accident liquidators group (49 subjects) and group of control (50 subjects) were examined with routine magnetic resonance imaging methods and standard protocols. In addition, the innovative method of diffusion tensor magnetic resonance imaging was applied to examine 11 cerebral tracts, bilaterally (22 tracts in both hemispheres) for every subject of the research. It was for the first time when diffusion tensor magnetic resonance imaging was applied to conduct visual analysis of polymorphic brain changes for the Chernobyl accident liquidators and special research conducted to find correlation between fractional anisotropy coefficient and radiation exposure for these patients. The results of diffusion tensor magnetic resonance imaging indicated no statistically significant (p > 0,05) difference in the level of cerebral morphological changes and between average fraction anisotropy coefficient value in any cerebral tract for both sub-groups of liquidators with different level of irradiation: 28 subjects, who were exposed by low and very low radiation doses (0–100 micro-Sv, sub-group A) and 21 subjects, who were exposed by mean radiation doses (100–1000 micro-Sv, sub-group B). However, comparing diffusion tensor magnetic resonance imaging results of control group and liquidators group, statistically significant (p < 0,05) reduction of average fraction anisotropy coefficient was detected in frontal and temporal lobes. It proves significant micro-structural damages of mentioned brain areas caused by different factors of the Chernobyl accident liquidation.

Чернобыльская АЭСликвидатор последствий авариидиффузионно-тензорная магнитно-резонансная томографияфракционная анизотропиямалые дозы облучениясредние дозы облученияChernobyl nuclear power plantaccident liquidatordiffusion tensor magnetic resonance imagingfraction anisotropylow doses of radiationmean doses of radiationReferencesАлексанин, С.С. 30 лет после Чернобыля: патогенетические механизмы формирования соматической патологии, опыт медицинского сопровождения участников ликвидации последствий аварии на Чернобыльской атомной электро станции: монография / С.С. Алексанин, О.М. Астафьев, Н.А. Бардышева [и др.]; под ред. проф. С.С. Алексанина // Политехника-принт. – СПб, 2016. – 506 с.Aleksanin S.S., Astafyev, N.A. Bardysheva [et al.]. Ed. by prof. Aleksanin S.S. 30 years after Chernobyl: pathogenetic mechanisms of somatic pathologies, medical care experience for Chernobyl nuclear power plant liquidators: monograph. St.-Petersburg, Politechnica-Print, 2016, 506 p. (in Russian)Хирманов, В.Н. Метаболические и гемодинамические механизмы развития заболеваний сердца и мозга у участников ликвидации последствий аварии на Чернобыльской АЭС в отдаленном периоде / В.Н. Хирманов, О.В. Тихомирова; под ред. С.С. Алексанина. – СПб.: Политехника-сервис, 2010. – 358 с.Hirmanov V.N, Tikhomirova O.V. Еd.: prof. Aleksanin S.S. Chernobyl nuclear power plant liquidators metabolic and hemodynamic mechanisms of cardio- and cerebral diseases in the remote period. St.-Petersburg, Politechnica-Service, 2010, 358 p. (in Russian).Дамулин, И.В. Когнитивные нарушения при поражении мелких церебральных сосудов / И.В. Дамулин // Соnsilium medicum. – 2014. – Т. 16, № 9. – С. 10–16.Damulin I.V. Cognitive impairment in damage to small cerebral vessels. Соnsilium medicum, 2014, Vol.16. № 9, pp.10-16. (in Russian).Федоров, В.П. Радиационно-индуцированные и возрастные изменения нейронов мозжечка / В.П. Федоров, О.П. Гундарева, Н.В. Сгибнева // Медицинская радиология и радиационная безопасность. – 2015. – Т. 60, № 4. – С. 12–18.Fedorov V.P., Gundareva O.P., Sgibneva N.V. Radiation-Induced and Age-Related Changes in Cerebellar Neurons. Meditsinskaya radiologiya I radiatsionnaya bezopasnost = Medical radiology and radiation safety, Vol. 60, №4, pp. 12-18. (in Russian).Нягу, А.И. Изменения в нервной системе при хроническом воздействии ионизирующего излучения / А.И. Нягу, К.Н. Логановский // Журн. невропатологии и психиатрии. – 1997. – № 2. – С. 62–69.Nyagu A.I., Loganovsky K.N. Changes in the nervous system under chronic exposure to ionizing radiation. Zhurnal nevropatologii i psikhiatrii = Journal of neuropathology and psychiatry, 1997, N 2, pp. 62–69. (in Russian).Жаворонкова, Л.А. Динамическое клинико-электроэнцефалографическое и нейропсихологическое исследование состояния ЦНС ликвидаторов последствий аварии на Чернобыльской АЭС / Л.А. Жаворонкова, Н.Б. Холодова, Н.В. Гогитидзе // Международный журнал радиационной медицины. – 2001. – Т. 3, № 1–2. – С. 194–199.Zhavoronkova L.A., Kholodova N.B., Gogitidze N.V. Dynamic clinical-electroencephalographic and neuropsychological study of the condition of the central nervous system of the liquidators of the Chernobyl accident. Mezhdunarodnyy zhurnal radiatsionnoy meditsiny = International Journal of Radiation Medicine, 2001, Vol. 3, № 1–2, pp. 194–199. (in Russian).Подсонная, И.В. Биоэлектрическая активность головного мозга у ликвидаторов последствий аварии на Чернобыльской АЭС, страдающих дисциркуляторной энцефалопатией и артериальной гипертензией / И.В. Подсонная, Г.Г. Ефремушкин, Е.Д. Желобецкая // Журнал неврологии и психиатрии им. С.С. Корсакова. – 2012. – № 10. – С. 33–38.Podsonnaya I.V., Efremushkin G.G., Zhelobetskaya E.D. The bioelectric activity of the brain in discirculatory encephalopathy and arterial hypertension developed in the Chernobyl nuclear disaster liquidators. Zhurnal nevrologii i psikhiatrii im. S.S. Korsakova = S.S. Korsakov Journal of Neurology and Psychiatry, 2012, N 10, pp. 33–38. (in Russian).Лелюк, В.Г. Ультразвуковая ангиология / В.Г. Лелюк, С.Э. Лелюк. – М.: Реальное время, 2003. – 324 с.Lelyuk V.G, Lelyuk S.E. The Ultrasonic angiology. Realnoye vremya = Real Time, 2003, Мoscow, 324 p. (in Russian).Гуськова, А.К. Медицинские последствия аварии на Чернобыльской АЭС. Основные итоги и нерешенные проблемы / А.К. Гуськова // Медицинская радиология и радиационная безопасность. – 2010. – Т. 55, № 3. – С. 17–28.Guskova A.K. Medical Effects of the Chernobyl Nuclear Power Plant Accident: Major summaries and unsolved challenges. Meditsinskaya radiologiya I radiatsionnaya bezopasnost = Medical radiology and radiation safety, 2010, Vol. 55, № 3. pp. 17–28. (in Russian).Алексанин, С.С. Особенности функционального состояния центральной нервной системы участников ликвидации последствий аварии на Чернобыльской АЭС / С.С. Алексанин [и др.] // Медицинская радиология и радиационная безопасность. – 2007. – Т. 52, № 5. – С. 5–11.Aleksanin S.S., Mamatova N.T., Tikhomirova O.V. [et al.]. Functional State Peculiarities of Central Nervous System in Chernobyl Recovery Workers with Chronic Cerebrovascular Diseases. Meditsinskaya radiologiya i radiatsionnaya bezopasnost = Medical radiology and radiation safety, 2007, Vol. 52, N 5, pp. 5–11. (in Russian).Поздняков, А.В. Исследование изменений проводящих систем головного мозга детей методом диффузионнотензорной томографии в разных возрастных группах / А.В. Поздняков, А.И. Тащилкин // Перспективы развития современной медицины. Сборник научных трудов по итогам международной научно-практической конференции. – Воронеж, 2014. – 69 c.A.V. Pozdnyakov, A.I. Tazhilkin. Study of changes in children’s brain pathways using Diffusion-Tensor Tomography for different age groups. In: Sbornik naychnykh trudov po itogam mezhdunarodnoy nauchno-prakticheskoy konferentsii = Modern Medicine Perspectives, Voronezh, 2014, p. 69. (in Russian).Мамедьяров, А.М. Возможности оценки моторных и сенсорных проводящих путей головного мозга с помощью диффузионно-тензорной трактографии и детей с детским церебральным параличом / А.М. Мамедьяров, Л.С. Намазова-Баранова // Вестник Российской Академии медицинских наук. – 2014. – № 9. – C.70-76.Mamedyarov A.M., Namazova-Baranova L.S. Assessment of Motor and Sensory Pathways of the Brain Using DiffusionTensor Tractography in Children with Cerebral Palsy. Vestnik Rossiyskoy Akademii meditsinskikh nauk = Annals of the Russian academy of medical sciences, 2014, № 9, pp.70-76. (in Russian).Jia L. A diffusion tensor imaging study in essential tremor. J. Neuroimaging, 2011, Vol. 21, pp. 370-374.Jia L. A diffusion tensor imaging study in essential tremor. J. Neuroimaging, 2011, Vol. 21, pp. 370-374.Труфанов, А.Г. Роль фракционной анизотропии в базальных ганглиях в патогенезе болезни Паркинсона / А.Г. Труфанов // Вестник Российской Военно-Медицинской Академии. – 2012. – № 2 (38). – С. 20-24.Trufanov A.G. Role of fractional anisotropy in basal ganglia in Parkinson disease pathogenesis. Vestnik Rossiyskoy VoennoMeditsinskoy Akademii = Vestnik of Russian military medical Academy, 2012, № 2(38), pp.20-24. (in Russian).Ублинский, М.В. ЯМР in vivo как метод исследования биохимических и биофизических процессов головного мозга человека в норме и психопатологии (на примере шизофрении): дисс. … канд. биол. наук / М.В. Ублинский. – М., 2016. – 130 с.Ublinsky M.V. Nuclear magnetic resonance as a research method for human brain biochemical and biophysical processes within the norm and in case of psychopathology, Thesis abstract Cand. Biol. Sciences, Moscow, 2016, 130 p. (in Russian).Потапов, А.А. Длинные ассоциативные пути белого вещества головного мозга: современный взгляд с позиции нейронаук / А.А. Потапов, С.А. Горяйнов // Вопросы нейрохирургии им. Н.Н.Бурденко. – 2014. – Т. 78, № 5. – С. 66–77.Potapov A.A., Goryaynov S.A. The Long-associative pathways of the white matter: modern view from the perspective of neuroscience. Voprosy neyrokhirurgii im. N.N. Burdenko = Problems of Neurosurgery named after N.N. Burdenko, 2014, Vol. 78, pp. 66-77.(in Russian)Ермолина, Ю.В. Особенности структурных и функциональных изменений головного мозга у детей со спастическими формами церебрального паралича: дисс. … канд. мед. наук / Ю.В. Ермолина. – М., 2016. – 126 с.Ermolina Yu.V. Particularities of brain structural and functional changes for children with spastic form of cerebral palsy, Thesis abstract Cand. Med. Sciences, Moscow, 2016, 126 p. (in Russian).Китаев, С.В. Принципы визуализации диффузионного тензора и его применение в неврологии / С.В. Китаев, Т.А. Попова // Анналы клинической и экспериментальной неврологии. – 2012. – Т. 6, № 1. – С. 48–53.Kitayev S.V., Popova T.A. Principles of diffusion tensor imaging and its application to neuroscience. Annaly klinicheskoy I eksperimentalnoy nevrologii = Annals of Clinical and Experimental Neurology, 2012, Vol.6, №1, pp.48–53. (in Russian).Мазуренко, Е.В. Клинико-нейровизуализационные аспекты когнитивных нарушений у пациентов с болезнью Паркинсона: дисс. … канд. мед. наук / Е.В. Мазуренко. – Минск, 2017. – 107 с.Mazurenko E.V. Clinical and neuro-vizualisational aspects of cognitive disorders for Parkinson disease patients, Thesis abstract Cand. Med. Sciences, Minsk, 2017,107 p. (in Russian).Панюшкина, Л.А. Клинико-морфологические особенности зрительного пути при глаукоме и при болезни Альцгеймера: дисс. … канд. мед. наук / Л.А. Панюшкина. – М., 2015. – 128 с.Panyushkina L.A. Clinical and morphological aspects of visual paths for glaucoma and Alzheimer disease, Thesis abstract Dr. Med. Sci., Moscow, 2015, 128 p. (in Russian).Borroni B., Grassi M., Premi E., [et al.] Neuroanatomical correlates of behavioural phenotypes in behavioural variant of frontotemporal dementia. Behav Brain Res, 2012, 235(2), pp. 124–129.Borroni B., Grassi M., Premi E., Gazzina S., Alberici A., Cosseddu M. [et al.] Neuroanatomical correlates of behavioural phenotypes in behavioural variant of frontotemporal dementia. Behav Brain Res., 2012, 235(2), pp. 124–129.Ходжаева, Д.Т. Поражения проводящих путей при различных типах умеренно-когнитивных расстройств на фоне хронической ишемии мозга / Д.Т. Ходжаева, Д.К. Хайдарова // Евразийский союз ученых (ЕСУ): ООО «Международный Образовательный Центр». – 2015. – № 10. – С. 122–124.Khodzhaeva D.T., Khaydarova D.K. Lesions of pathways in different types of moderate cognitive disorders on the background of chronic ischemia of the brain. Zhurnal Evraziyskogo Soyuza uchenykh = Eurasion Union of Scientists, 2015, №10, pp.122–124. (in Russian).Ходжаева, Д.Т. Характеристика поражений проводящих путей при умеренных когнитивных расстройствах на фоне хронической ишемии мозга / Д.Т. Ходжаева, Д.К. Хайдарова, Н.К. Хайдаров // Евразийский Союз Ученых (ЕСУ): ООО «Международный Образовательный Центр». – 2015. – №7(16). – С. 97-98.Hodzhayeva D.T., Khaydarova D.K., Khaidarov N.K. Characteristic of lesions of conduction pathways with moderate cognitive impairment against a background of chronic cerebral ischemia Zhurnal Evraziyskogo Soyuza uchenykh = Eurasion Union of Scientists, 2015, №7(16), pp. 97-98. (in Russian).Киселев, М.Ф. О работе 59-й сессии Научного Комитета по действию атомной радиации ООН (НКДАР ООН) (Вена, 21–25 мая 2012 г.) / М.Ф. Киселев, Т.В. Азизова, А.В. Аклеев [и др.] // Медицинская радиология и радиационная безопасность. – 2012. – № 5. – С.11–19.Kiselev M.F., Azizova T.V., Akleev T.V. [et al.]. On the 59th Session of the United Nations Scientific Committee on the Effects of Atomic Radiation (UNSCEAR) (Vienna, 21-25 May 2012). Meditsinskaya radiologiya I radiatsionnaya bezopasnost = Medical radiology and radiation safety, 2012, N 5, pp.11-19. (in Russian).Максудов, Г.А. Классификация сосудистых поражений головного и спинного мозга. Сосудистые заболевания нервной системы / Г.А. Максудов; под ред. Е.В. Шмидта. – М., 1975. – С. 12–17.Maksudov G.A. Vascular involvements of brain and spinal cord classification. Ed. Shmidt E.V., Moskva, 1975, pp. 12–17. (in Russian).

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