СПОСОБ ВЫБОРА ТИПА ЭКСТРА-ИНТРАКРАНИАЛЬНОГО ШУНТА ПО ПРОПУСКНОЙ СПОСОБНОСТИ ПРИ ОСТРЫХ И ХРОНИЧЕСКИХ ЦЕРЕБРОВАСКУЛЯРНЫХ ПАТОЛОГИЯХ, ТРЕБУЮЩИХ РЕВАСКУЛЯРИЗИРУЮЩЕГО ВМЕШАТЕЛЬСТВА
METHOD FOR SELECTING THE TYPE OF EXTRA-INTRACRANIAL SHUNT BY THROUGHPUT CAPACITY IN ACUTE AND CHRONIC CEREBROVASCULAR PATHOLOGIES REQUIRING REVASCULARISING INTERVENTION

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к области медицины, а именно нейрохирургии и сосудистой хирургии и может быть использовано при проведении реваскуляризации головного мозга у пациентов с острыми и хроническими цереброваскулярными патологиями, требующими реваскуляризирующих вмешательств, при дефиците перфузии головного мозга в бассейне средней мозговой артерии (СМА). Заявляемый способ позволяет определять необходимую объемную скорость кровотока (ОСК) по экстра-интракраниальному шунту (ЭИКШ) и выбирать шунт с пропускной способностью, обеспечивающей поддержание адекватных значений объемной скорости мозгового кровотока (Cerebral Blood Flow - CBF) в бассейне СМА, где изначально определяется дефицит перфузии.
Уровень техники
3
3
3
[Wessels L., Hecht N., Vajkoczy P. Bypass in neurosurgery-indications and techniques // Neurosurgical Review. 2019. № 2 (42). C. 389-393]
В нейрохирургической практике, среди хирургических методов профилактики ишемического повреждения головного мозга, для поддержания адекватного церебрального кровотока при окклюзионно-стенотических патологиях внутренней сонной артерии (ВСА), СМА, при субарахноидальном кровоизлиянии (САК), болезни Мойа-Мойа используются операции реваскуляризации, одной из которых является операция наложения ЭИКШ. ЭИКШ подразделяются по пропускной способности на шунты высокого потока с ОСК от 100 мл/мин или см/мин и более, среднего потока, ОСК в котором от 50 до 100 мл/мин или см/мин, и низкого потока, ОСК в котором менее 50 мл/мин или см/мин .
[Шехтман О.Д., Элиава Ш.Ш., Пилипенко Ю.В. Треппинг параклиноидных аневризм внутренней сонной артерии с интраоперационной ультразвуковой флоуметрией // Журнал «Вопросы нейрохирургии» имени Н.Н. Бурденко 2014. № 5 (78). С. 16-22]
Из уровня техники известен способ подбора шунта по типу пропускной способности, который проводят с помощью болон-окклюзионного теста, во время которого пережимают ВСА и оценивают неврологической дефицит, при нарастании которого тест незамедлительно завершают и принимают решение о наложении высокопоточного шунта. Однако при отсутствии неврологического дефицита в течение 40 минут после пережатия ВСА принимают решение о наложении низкопоточного шунта. Такой способ выбора шунта применяют при проведении сосудистых деструктивных операциях по выключению церебральных аневризм из кровотока и не применяют для операций реваскуляризации в связи с отсутствием патофизиологической обоснованности . Однако данный способ основан на эмпирическом подборе шунта и сопряжен с риском неадекватной перфузии с развитием геморрагического пропитывания вещества головного мозга или формирования внутримозговой гематомы.
Технической проблемой, решаемой заявляемым изобретением, является определение необходимого типа такого ЭИКШ, который сможет обеспечить поддержание адекватных значений CBF в бассейне СМА, где изначально определяется дефицит перфузии.
Раскрытие изобретения
Технический результат заключается в реализации возможности адекватной реваскуляризации головного мозга за счет выявленной взаимосвязи между макро- и микрогемодинамическими параметрами церебрального кровотока у конкретного пациента, что позволяет индивидуально подобрать один из известных типов ЭИКШ по пропускной способности, что, в свою очередь, увеличивает вероятность адекватной перфузии после наложения анастомоза, а также снижает риск развития геморрагического пропитывания вещества головного мозга или формирования внутримозговой гематомы.
Технический результат достигается способом выбора типа экстра-интракраниального шунта по пропускной способности кровотока при острых и хронических цереброваскулярных патологиях, требующих реваскуляризирующих вмешательств, при дефиците перфузии головного мозга в бассейне средней мозговой артерии, включающим измерение следующих показателей макро- и микрогемодинамики:
MOK
3
- минутный объем крови - Q, мл/мин или см/мин;
OCA
3
- объемная скорость кровотока в общей сонной артерии с ипсилатеральной стороны от зоны дефицита перфузии - Q, мл/мин или см/мин;
M1
3
- объемная скорость кровотока в клиновидном сегменте средней мозговой артерии с ипсилатеральной стороны от зоны дефицита перфузии - Q, мл/мин или см/мин;
3
3
CBF
- объемная скорость мозгового кровотока в бассейне средней мозговой артерии с контрлатеральной стороны от зоны дефицита перфузии, мл/мин/100 г или см/мин/100 г, после чего пересчитывают данное значение по таблице 1 (на массу зоны мозга, которая условно кровоснабжается средней мозговой артерией) с получением значения Q, мл/мин/СМА или см/мин/СМА,
ш
3
далее определяют необходимый объемный кровоток по шунту - Q, мл/мин или см/мин, по следующей формуле:
ш
M1
b
Q = a × 4 - Q,
MOK
OCA
CBF
где a и b - коэффициенты, которые рассчитывают на основании измеренных значений Q, Q и Q по формулам:
MOK
OCA
CBF
OCA
CBF
a=exp((3,071×(ln(Q)+ln(Q)+ln(Q))-2,303×(ln(Q)×ln2+ln(Q)×ln5))÷3,91);
OCA
CBF
MOK
OCA
CBF
b=(3(ln(Q)×ln2+ln(Q)×ln5)-2,303×(ln(Q)+ln(Q)+ln(Q)))÷3,91.
ш
3
- при получении значения Q ≤ 10 мл/мин или см/мин шунт не используют;
ш
3
3
- при значении 10 < Q ≤ 50 мл/мин или см/мин используют шунт низкого потока с объемной скоростью кровотока ≤ 50 мл/мин или см/мин;
ш
3
- при значении 50 < Q ≤ 100 мл/мин или см/мин используют шунт среднего потока с соответствующей объемной скоростью кровотока;
ш
3
3
- при значении Q > 100 мл/мин или см/мин используют шунт высокого потока с объемной скоростью кровотока > 100 мл/мин или см/мин.
MOK
OCA
M1
CBF
3
3
3
3
Значение минутного объема крови - Q, мл/мин или см/мин, как правило определяют по данным эхокардиографии; значение объемной скорости кровотока в общей сонной артерии с ипсилатеральной стороны от зоны дефицита перфузии - Q, мл/мин или см/мин, определяют по данным ультразвукового дуплексного или триплексного исследования брахиоцефальных сосудов; значение объемной скорости кровотока в клиновидном сегменте средней мозговой артерии с ипсилатеральной стороны от зоны дефицита перфузии - Q, мл/мин или см/мин, определяют по данным транскраниальной допплерографии; значение объемной скорости мозгового кровотока в бассейне средней мозговой артерии с контрлатеральной стороны от зоны дефицита перфузии - Q, мл/мин/100 г или см/мин/100 г, определяют по данным однофотонной эмиссионной компьютерной томографии головного мозга.
Оценка результата реваскуляризирующего вмешательства с использованием заявленного способа проводилась интраоперационно: при помощи пробы Алена определялась проходимость шунта в раннем послеоперационном периоде, выполнения дуплексного или триплексного ультразвукового исследования ЭИКШ, а также однофотонной эмиссионной компьютерной томографии (ОФЭКТ) головного мозга.
В результате было получено:
1. Функционирование ЭИКШ с должным уровнем антеградного ОСК в нем в зависимости от выбранного типа по пропускной способности;
3
3
[Fan A.P., Jahanian H., Holdsworth S.J., Zaharchuk G. Comparison of cerebral blood flow measurement with [15O]-water positron emission tomography and arterial spin labeling magnetic resonance imaging: A systematic review // Journal of Cerebral Blood Flow and Metabolism: Official Journal of the International Society of Cerebral Blood Flow and Metabolism. 2016. № 5 (36). C. 842-861]
2. Повышение CBF в бассейне СМА заинтересованной стороны до значений не более чем на 15%, отличающихся от контрлатерального бассейна СМА (при дефиците перфузии в контрлатеральном бассейне ≤30 мл/мин/100 г или см/мин/100 г используется целевой среднестатистический показатель 55 мл/мин/100 г или см/мин/100 г). ).
3. Отсутствие осложнений, связанных с гиперперфузией: геморрагическое пропитывание вещества головного мозга, формирование внутримозговой гематомы в послеоперационном периоде.
Краткое описание чертежей
Изобретение поясняется иллюстративным материалом.
На фиг. 1 представлено схематическое изображение пути падения ОСК от сердечного выброса до показателей перфузии головного мозга в бассейне СМА с возможными вариантами наложения ЭИКШ; ОСА - общая сонная артерия, C1 - шейный отдел внутренней сонной артерии, М1 - клиновидный сегмент СМА, М2 - островковый сегмент СМА, М3 - покрышечный сегмент СМА, М4 - корковый сегмент СМА, ПВА - поверхностная височная артерия, НСА - наружная сонная артерия.
На фиг. 2 представлена условная область бассейна СМА по данным ОФЭКТ головного мозга, в которой происходит измерение CBF. CBF в бассейне СМА равна сумме значений CBF во всех секторах (при исследованиях на разных аппаратах размеры, форма и количество таких секторов может варьировать), как указано на изображении, приблизительно очерчивающих зону кровоснабжения СМА, разделенное на количество этих секторов. В данном случае CBF в бассейне СМА = (36+27+24+31)/4 = 29,5 мл/мин/100 г.
MOK
OCA
CBF
M1
ш
На фиг. 3 представлена область расчета необходимого значения ОСК по СМА на графике аппроксимирующей функции падения ОСК от сердца до бассейна СМА. По оси абсцисс указаны условные точки исследования, соответствующие: 1 - сердцу, 2 - общей сонной артерии, 3 - шейному отделу внутренней сонной артерии, 4 - клиновидному сегменту СМА, 5 - бассейну СМА с контрлатеральной стороны от зоны дефицита перфузии в числовом эквиваленте; по оси ординат значения ОСК в мл/мин (мл/мин/СМА - для CBF). Q - показатель минутного объема крови, Q - показатель ОСК в общей сонной артерии, Q - показатель CBF в бассейне СМА в перерасчете на массу всего бассейна СМА, Q - показатель ОСК в клиновидном сегменте СМА, Q - показатель необходимого ОСК по шунту.
Осуществление изобретения
Заявляемый способ может быть использован при принятии решения о реваскуляризации путем наложения ЭИКШ при выявлении следующих заболеваний: окклюзионно-стенотическая патология ВСА, СМА, САК, болезнь Мойа-Мойа.
Для выбора типа экстра-интракраниального шунта проводят необходимые инструментальные исследования: эхокардиографию; ультразвуковое дуплексное или триплексное исследование брахиоцефальных сосудов; транскраниальную допплерографию; однофотонную эмиссионную компьютерную томографию головного мозга.
Измеряют следующие показатели макро- и микрогемодинамики:
MOK
3
- минутный объем крови - Q, мл/мин или см/мин, значения которого определяют по данным эхокардиографии;
OCA
3
- ОСК в общей сонной артерии с ипсилатеральной стороны от зоны дефицита перфузии - Q, мл/мин или см/мин, значения которого определяют по данным ультразвукового дуплексного или триплексного исследования брахиоцефальных сосудов;
M1
3
- ОСК в клиновидном сегменте СМА с ипсилатеральной стороны от зоны дефицита перфузии - Q, мл/мин или см/мин, значения которого определяют по данным транскраниальной допплерографии;
3
3
3
3
3
[Harrison P. J., Freemantle N., Geddes J. R. Meta-analysis of brain weight in schizophrenia // Schizophrenia Research. 2003. № 1 (64). C. 25-34, Zarrinkoob L. et al. Blood flow distribution in cerebral arteries // Journal of Cerebral Blood Flow and Metabolism: Official Journal of the International Society of Cerebral Blood Flow and Metabolism. 2015. № 4 (35). C. 648-654]
CBF
- CBF в бассейне СМА с контрлатеральной стороны от зоны дефицита перфузии, мл/мин/100 г или см/мин/100 г, значение которой определяют по данным ОФЭКТ головного мозга (при CBF в бассейне СМА с контрлатеральной стороны от зоны дефицита перфузии ≤30 мл/мин/100 г или см/мин/100 г используется целевой среднестатистический показатель 55 мл/мин/100 г или см/мин/100 г) (фиг. 2), далее полученное значение CBF в бассейне СМА из мл/мин/100 г или см/мин/100 г пересчитывают на массу всего бассейна СМА (в мл/мин/СМА или см/мин/СМА) с использованием коэффициентов с учетом пола и возраста, представленных в таблице 1 , полученный параметр обозначают как Q.
Таблица 1. Коэффициенты для перевода значений CBF в бассейне СМА из мл/мин/100 г или см
/мин/100 г в мл/мин/СМА или см
/мин/СМА
3
3
Возрастная группа (годы)
Мужчины
Женщины
Коэффициент
<i>≤50</i>
3
2,74
<i>51 - 60</i>
3,03
2,63
<i>61 - 70</i>
2,85
2,64
<i>71 - 80</i>
2,83
2,53
<i>>81</i>
2,68
2,36
Q
= CBF в бассейне СМА (мл/мин/100 г или см
/мин/100 г) × Coef. (в зависимости от пола и возраста)
CBF
3
ш
3
Далее определяют необходимую ОСК по шунту - Q, мл/мин или см/мин, по следующей формуле:
ш
M1
b
Q = a × 4 - Q
MOK
OCA
CBF
где a и b - коэффициенты, которые рассчитываются на основании Q, Q и Q:
MOK
OCA
CBF
OCA
CBF
a=exp((3,071×(ln(Q)+ln(Q)+ln(Q))-2,303×(ln(Q)×ln2+ln(Q)×ln5))÷3,91);
OCA
CBF
MOK
OCA
CBF
b=(3(ln(Q)×ln2+ln(Q)×ln5)-2,303×(ln(Q)+ln(Q)+ln(Q)))÷3,91.
ш
3
- при получении значения Q ≤ 10 мл/мин или см/мин шунт не используют;
ш
3
3
- при значении 10 < Q ≤ 50 мл/мин или см/мин используют шунт низкого потока с объемной скоростью кровотока ≤ 50 мл/мин или см/мин;
ш
3
- при значении 50 < Q ≤ 100 мл/мин или см/мин используют шунт среднего потока с соответствующей объемной скоростью кровотока;
ш
3
3
- при значении Q > 100 мл/мин или см/мин используют шунт высокого потока с объемной скоростью кровотока > 100 мл/мин или см/мин.
Клинические примеры
1. Пациент Д., мужчина, 43 года, госпитализирован в связи с САК вследствие разрыва интракраниальной аневризмы бифуркации правой СМА с угнетением уровня бодрствования до поверхностного оглушения (14 баллов по шкале комы Глазго) и клиникой левостороннего гемипареза (Hunt-Hess III, Fisher 3). Из анамнеза выясняется, что разрыв произошел около 2-х дней назад. Для решения вопроса о симультанном вмешательстве в виде выключения аневризмы из кровотока и наложения ЭИКШ принято решение о проведении перфузионного исследования. ОФЭКТ головного мозга показал дефицит перфузии в бассейне правой СМА, где CBF ≈ 29,5 мл/мин/100 г, что на 82% меньше, чем в контрлатеральном бассейне (фиг. 2). Выполнены следующие исследования: эхокардиография, ультразвуковое триплексное исследование брахиоцефальных сосудов, транскраниальная допплерография.
Получены следующие данные:
MOK
Q ≈ 4250 мл/мин
OCA
Q ≈ 445 мл/мин
M1
Q ≈ 135 мл/мин
CBF в контрлатеральном от зоны дефицита перфузии бассейне СМА ≈ 53,6 мл/мин/100 г.
CBF
Из последнего рассчитывают Q = 53,6 × 3 ≈ 160 мл/мин/СМА.
Далее рассчитывают коэффициенты аппроксимирующей функции:
a=exp((3,071× (ln4250+ln445+ln160)-2,303×(ln445×ln2+ln160×ln5))÷3,91)≈3091;
b=(3(ln445×ln2+ln160×ln5)-2,303×(ln4250+ln445+ln160))÷3,91≈-1,989;
Полученные коэффициенты подставляют в формулу для определения необходимой ОСК по шунту:
ш
-1,989
Q = 3091 × 4 - 135 ≈ 61 мл/мин
ш
Учитывая значение Q, для симультанного вмешательства выбран шунт среднего потока, который выполнен путем наложения двуствольного анастомоза между ветвями правой поверхностной височной артерии и ветвями коркового сегмента СМА. Интраоперационно шунты проходимы. В раннем послеоперационном периоде получен суммарный ОСК по ЭИКШ до 77 мл/мин по данным ультразвукового триплексного исследования, в бассейне правой СМА CBF = 48,3 мл/мин/100 г, что на 11% меньше, чем в контрлатеральном бассейне по данным ОФЭКТ головного мозга.
2. Пациентка К., женщина, 64 года, госпитализирована в связи с транзиторными ишемическими атаками на фоне атерогенной окклюзии левой ВСА. ОФЭКТ головного мозга показал дефицит перфузии в бассейне левой СМА, где CBF ≈ 24,3 мл/мин/100 г, что на 96% меньше, чем в контрлатеральном бассейне. Выполнены следующие исследования: эхокардиография, ультразвуковое триплексное исследование брахиоцефальных сосудов, транскраниальная допплерография.
Получены следующие данные:
MOK
Q ≈ 3745 мл/мин
OCA
Q ≈ 363 мл/мин
M1
Q ≈ 43 мл/мин
CBF в контрлатеральном от зоны дефицита перфузии бассейне СМА ≈ 47,6 мл/мин/100 г
CBF
Из последнего рассчитывают Q = 47,6 × 2,64 ≈ 126 мл/мин/СМА.
Далее рассчитывают коэффициенты аппроксимирующей функции:
a=exp((3,071×(ln3745+ln363+ln126)-2,303×(ln363×ln2+ln126×ln5))÷3,91)≈2698;
b=(3(ln363×ln2+ln363×ln5)-2,303×(ln3745+ln363+ln126))÷3,91≈-2,063.
Полученные коэффициенты подставляют в формулу для определения необходимой ОСК по шунту:
ш
-2,063
Q = 2698 × 4 - 43 ≈ 112 мл/мин
ш
Учитывая значение Q, выбран шунт высокого потока, который выполнен путем наложения графта из правой лучевой артерии от левой наружной сонной артерии до ветви островкового сегмента СМА. Интраоперационно шунт проходим. В раннем послеоперационном периоде получен ОСК по ЭИКШ до 132 мл/мин по данным ультразвукового триплексного исследования. В бассейне левой СМА CBF = 49,9 мл/мин/100 г, что на 5% больше, чем в контрлатеральном бассейне по данным ОФЭКТ головного мозга. Технический результат достигнут.
3. Пациент Б., мужчина, 21 год, госпитализирован в связи с транзиторными ишемическими атаками. В результате исследований выставлен диагноз болезни Мойа-Мойа. ОФЭКТ головного мозга показал дефицит перфузии в бассейне левой СМА, где CBF ≈ 29,8 мл/мин/100 г, что на 77% меньше, чем в контрлатеральном бассейне, в связи с чем принято решение о проведении реваскуляризирующего вмешательства. Выполнены следующие исследования: эхокардиография, ультразвуковое триплексное исследование брахиоцефальных сосудов, транскраниальная допплерография.
Получены следующие данные:
MOK
Q ≈ 4326 мл/мин
OCA
Q ≈ 778 мл/мин
M1
Q ≈ 179 мл/мин
CBF в контрлатеральном от зоны дефицита перфузии бассейне СМА ≈ 51,2 мл/мин/100 г.
CBF
Из последнего рассчитывают Q = 51,2 × 3 ≈ 154 мл/мин/СМА.
Далее рассчитывают коэффициенты аппроксимирующей функции:
a=exp((3,071×(ln4326+ln778+ln154)-2,303×(ln778×ln2+ln154×ln5))÷3,91)≈3894;
b=(3(ln778×ln2+ln154×ln5)-2,303×(ln4326+ln778+ln154))÷3,91≈-2,056.
Полученные коэффициенты подставляют в формулу для определения необходимой ОСК по шунту:
ш
-2,056
Q = 3894 × 4 - 179 ≈ 46 мл/мин
ш
Учитывая значение Q, выбран шунт низкого потока, который выполнен путем анастамозирования теменной ветви поверхностной височной артерии и корковой ветви средней мозговой артерии. Интраоперационно шунт проходим. В раннем послеоперационном периоде получен ОСК по ЭИКШ до 49 мл/мин по данным ультразвукового триплексного исследования. В бассейне левой СМА CBF = 45,4 мл/мин/100 г, что на 13% меньше, чем в контрлатеральном бассейне по данным ОФЭКТ головного мозга. Технический результат достигнут.