СПОСОБ ВЫЯВЛЕНИЯ НАРУШЕНИЯ ГЕМОЛИКВОРОДИНАМИКИ ГОЛОВНОГО МОЗГА
METHOD FOR DETECTION OF DYSFUNCTION OF HEMOLIQUORODYNAMICS OF CEREBRUM

Изобретение относится к медицине, точнее - к диагностике, важной для невропатологии и нейрохирургии. На основе данных электроэнцефалограмм (ЭЭГ) определяют наличие внутричерепной гипертензии на раннем этапе заболевания, связанного с нарушением гемоликвородинамики головного мозга. Точность такой диагностики позволяет предотвратить серьезные осложнения и вовремя назначить адекватное лечение.
По данным ВОЗ (Всемирная организация здравоохранения) за 2004 год среди ведущих причин смерти среди населения в странах со средним уровнем дохода смерть от инсультов и цереброваскулярных болезней стоит на первом месте. А именно инсультам предшествует возникновение внутричерепной гипертензии (ВЧГ).
Выявление внутричерепной гипертензии на раннем этапе у лиц с различными нарушениями центральной нервной системы (ЦНС), когда еще имеется существенная возможность повлиять на динамику прогрессирующего развития патологического процесса, является важным фактором для предотвращения тяжелых осложнений, таких как формирование внутричерепных гематом, церебральной ишемии и грыж мозгового вещества. Развитию внутричерепной гипертензии чаще всего предшествует нарушение церебральной гемоликвородинамики (Журнал Интенсивная терапия, 2005, №1), поэтому своевременное обнаружение такого рода патологии имеет очень важное значение для врачей неврологов и нейрохирургов в целях поиска наиболее адекватных и щадящих мер по ее предотвращению.
Для нормального функционирования головному мозгу необходима хорошая перемещаемость спинномозговой жидкости (ликвора) по желудочкам мозга и между его оболочками, достаточная всасываемость в венозную сеть и соответствующий венозный отток, то есть нормальная ликвородинамика. Избыточное накопление ликвора вследствие нарушения баланса между ликворопродукцией и процессами абсорбции ликвора приводит к гидроцефалии, а в результате возрастающего давления ликвора на вещество мозга - к гипертензии. Длительное нарушение процессов ликвородинамики влечет за собой возникновение синдрома внутричерепной гипертензии (ВЧГ) (Intracranial Pressure, Springer-Verlag, 1983, p.68-76). К синдрому ВЧГ также приводит патология в системе артериального и венозного кровообращения мозга, которая может быть обусловлена либо недостаточным притоком артериальной крови к мозгу, либо затрудненным оттоком венозной крови от него. Отсутствие своевременного лечения может привести к ухудшению кровоснабжения мозга, его ишемии и отеку. Отечный мозг смещается к стволовым отделам, сдавливая сосуды Виллизиевого круга и задней мозговой артерии, при этом происходит поражение сосудодвигательного центра, что приводит к остановке кровообращения и смерти больного. Таким образом, ВЧГ требует проведения достаточно агрессивной терапии (Российский журнал анестезиологии и интенсивной терапии. 1999. №1, С.4-11).
Чаще всего нарушение ликвородинамики головного мозга является следствием объемных образований или кистозно-слипчивых процессов, возникающих в результате черепно-мозговых травм или нейроинфекций и препятствующих нормальной циркуляции ликвора. Кроме того, к гипертензионному синдрому могут приводить стеноз позвоночных артерий или затруднение оттока ликвора через венозную сеть, нарушающие ауторегуляцию мозгового кровообращения. Все эти изменения могут являться следствием патологических изменений в шейном отделе позвоночника, артрозов суставов, а также смещения и деформации позвонков вследствие сколиоза, остеохондроза или травм позвоночника. При этом головные боли и головокружения, нередко сопровождающиеся тошнотой и рвотой, являются наиболее частыми жалобами пациентов, обращающихся к врачу за помощью (Журнал Интенсивная терапия, 2005, №1). Для более точного определения причины заболевания необходимо опираться на объективные методы исследования.
Для выявления ВЧГ применяются такие методы диагностических исследований, как доплерография - неинвазивный метод, использующий эффект Доплера, основанный на анализе отраженных ультразвуковых сигналов от движущихся форменных элементов крови, позволяющий оценить состояние артерий и вен, скорость кровотока, изогнутость сосудов, нарушения центральной гемодинамики («Доплерография и дуплексное сканирование головного мозга», Гиппократ, 2009, 96 с.), компьютерная томография (КТ) производит послойное сканирование головного мозга с помощью рентгена, выявляет опухоли, гидроцефалию, гематомы, травмы головного мозга («Компьютерная томография. Базовое руководство. Мед.Лит, 2008, 224 с.), магнитно-резонансная томография (МРТ) - метод получения изображений мозга, созданных на основе магнитных полей и радиоволн, выявляет структурные аномалии, последствия травм и острого инфаркта головного мозга (МРТ и КТ-анатомия головного мозга и позвоночника. ФОЛИАНТ, 2006, 192 с.).
Все эти методы являются весьма информативными, но небезопасны и весьма дорогостоящи, поэтому оказываются недоступными для основной массы населения. Кроме того, к ним прибегают в достаточно острых ситуациях, т.е. когда человек находится в стационаре непосредственно после получения черепно-мозговой травмы или инсульта либо когда имеются уже выраженные клинические проявления в состоянии больного.
Предлагаемый способ определения нарушения гемоликвородинамики по ЭЭГ позволяет выявлять такую патологию на ранних стадиях болезни, что дает возможность невропатологу своевременно применить адекватное лечение. Компьютерные энцефалографы имеются практически в каждой районной поликлинике, где абсолютно безвредная процедура регистрации ЭЭГ оказывается бесплатно. Кроме того, клиническая электроэнцефалограмма остается единственным методом, позволяющим оценить функциональное состояние ЦНС и выявить не только очаговые или эпилептиформные поражения головного мозга, но и объективизировать нарушения функционального состояния ЦНС, вызванные последствиями черепно-мозговых травм, нейроинфекций и сосудистых заболеваний, которые часто сопровождаются нарушением гемоликвородинамики. В ранних работах Поворинского А.Г. (Нейрофизиологические исследования в экспертизе трудоспособности. Л.: Медицина, 1978. с.51-111) отмечалось, что появление в ЭЭГ групповых тета-волн в лобных отведениях, особенно при воздействии фотостимуляции, может быть следствием ликвородинамических нарушений. Однако исследований подобных проявлений в других работах не встречалось.
Таким образом, задачей изобретения стало выявление нарушения гемоликвородинамики с помощью аппаратуры, находящейся практически во всех лечебных учреждениях, а именно компьютерного энцефалографа.
В связи с этим цель изобретения состояла в выявлении нарушения гемоликвородинамики головного мозга в результате различных поражений по данным ЭЭГ путем математической обработки участков ЭЭГ с характерными паттернами.
Сущностью изобретения является то, что с применением математической обработки данных ЭЭГ у больных можно выявлять нарушения гемоликвородинамики головного мозга, что статистически достоверно, поскольку в 92,5% случаев подтверждается при контрольной проверке с помощью МРТ.
Для достижения цели были поставлены следующие задачи:
1) определить и описать паттерны ЭЭГ, связанные с нарушениями гемоликвородинамики;
2) сопоставить косвенно выявляемые признаки нарушения гемоликвородинамики с результатами МРТ и КТ-исследований.
При изучении ЭЭГ больных с различными церебральными нарушениями было обращено внимание на то, что у некоторых больных в лобных отведениях обнаруживались паттерны в виде вспышек групповых тета-волн либо регулярного тета-ритма (частота 4-7,5 Гц). Чаще всего они регистрировались в отведениях Fp1, Fpz, Fp2, Fz симметрично относительно вертексной линии или с незначительной асимметрией. Эти изменения могли появляться только при воздействии ритмической фотостимуляции (РФС) или отмечаться в фоновой записи и усиливаться под воздействием функциональных нагрузок: РФС и гипервентиляции (ГВ). Причем у здоровых лиц такие изменения не наблюдались ни в фоновой записи ЭЭГ, ни при воздействии функциональных нагрузок.
Выявляемые феномены были разделены на три степени выраженности по коэффициенту, который был назван коэффициентом гемоликвородинамики (Кг). Вычислялся он следующим образом: рассчитывалось отношение средней мощности тета-волн в лобных отведениях (Fp1, Fpz, Fp2, Fz) к средней мощности тета-волн в теменных отведениях (Р3, Pz, P4). Мощность тета-волн по каждому отведению определялась на основании спектрального анализа, заложенного в программное обеспечение энцефалографа, и представлялась в виде графиков и таблиц с числовыми данными.
В контрольной группе здоровых лиц в фоновой записи ЭЭГ этот коэффициент составлял в среднем 1,03±0,21, а при РФС и ГВ его среднее значение равнялось 1,08±0,12.
На основании этих данных было принято, что нормальное значение Кг не должно превышать 1,2 в фоновой записи ЭЭГ и при воздействии функциональных нагрузок. Превышение этого коэффициента расценивалось как отклонение от нормы, причем чем больше коэффициент Кг, тем выше степень нарушения гемоликвородинамики головного мозга. Таким образом, первая степень нарушения гемоликвородинамики (I) определялась пределами Кг от 1,0 до 2,0 включительно в фоне и Кг более 1,5 на РФС или ГВ, вторая степень (II) характеризовалась коэффициентом Кг более 2,0 в фоновой записи, на РФС или ГВ, а при третьей степени нарушения гемоликвородинамики (III) коэффициент Кг может быть более 3,0.
Было обследовано 40 пациентов в возрасте от 18 до 72 лет, в ЭЭГ которых были обнаружены описанные выше паттерны. В результате проведенного исследования оказалось, что по предлагаемой методике у 15 пациентов была выявлена первая степень нарушения гемоликвородинамики со средним коэффициентом Кг в фоновой записи ЭЭГ 1,5±0,34, а при РФС Кг был равен 2,69±0,63. У 18 пациентов была выявлена вторая степень нарушения гемоликвородинамики, которая определялась средним коэффициентом Кг, равным 2,42±0,3 в фоне, и средним Кг, равным 3,23±0,62 при РФС. Третья степень была определена у 7 пациентов со средним Кг, равным 4,53±1,35 в фоне, и средним значением Кг, равным 5,57±2,04 при РФС. Корреляций коэффициента Кг с возрастом и полом обследуемых пациентов обнаружено не было. Всем пациентам было рекомендовано пройти МРТ или КТ исследование. В результате оказалось, что у 37 человек из 40 (т.е. у 92,5%) диагноз о нарушении гемоликвородинамики подтвердился.
Описание алгоритма вычисления коэффициента нарушения гемоликвородинамики Кг.
Запись ЭЭГ осуществлялась 21-канальным компьютерным энцефалографом фирмы «Мицар» (Россия). Активные электроды располагались по международной схеме 10-20, в качестве индифферентного использовался усредненный электрод Av. Схема расположения электродов представлена на фиг.1.
1. При просмотре ЭЭГ определяется участок длительностью 4-8 секунд, с тета-волнами или тета-ритмом (частотой 4-7,5 Гц) в лобных отведениях Fp1, Fpz, Fp2, Fz.
2. Вычисляется спектр этого участка ЭЭГ (функция в программе WinEEG).
3. Из таблицы спектральной мощности ЭЭГ и частоты максимума для диапазонов для вычисления Кг выбираются данные мощности тета-ритма в отведениях Fp1, Fpz, Fp2, Fz и в отведениях Р3, Pz, P4.
4. Коэффициент Кг рассчитывается по формуле:
Пример 1. Пациент О. 72 года. Основной диагноз: дисциркуляторная энцефалопатия II степени.
Процедура расчета коэффициента нарушения гемоликвородинамики Кг по ЭЭГ осуществлялась в соответствии с приведенным алгоритмом.
На фиг.2 представлен фрагмент ЭЭГ пациента О, выбранный для вычисления Кг. Стрелками указаны тета-волны в лобных отведениях.
На фиг.3 представлены спектры выбранного фрагмента ЭЭГ и топограммы тета-ритма с максимумами на частоте 6,84 Гц и 6,35 Гц. Стрелками указаны максимумы на спектрах и соответствующие им топограммы.
На фиг.4 представлена таблица спектральной мощности ЭЭГ и частоты максимума для диапазонов. Подчеркнуты параметры, используемые для вычисления коэффициента Кг (Fp1=15,60; Fpz=27,04; Fp2=18,27; Fz=45,94; P3=19,82; Pz=12,69; P4=16,61).
Далее вычисляется коэффициент Кг:
Кг=1,63 соответствует I степени нарушения гемоликвородинамики. По данным МРТ у пациента О. выявлена наружная заместительная гидроцефалия.
Пример 2. Пациентка X. 35 лет. Основной диагноз: вегето-сосудистая дистония, остеохондроз шейного отдела позвоночника.
Процедура расчета коэффициента нарушения гемоликвородинамики Кг по ЭЭГ осуществлялась в соответствии с приведенным алгоритмом.
На фиг.5 представлен фрагмент ЭЭГ пациентки X., выбранный для вычисления Кг. Стрелками указаны тета-волны в лобных отведениях.
На фиг.6 представлены спектры и топограммы тета-ритма с максимумами на частоте 6,84 Гц и 6,35 Гц. Стрелками указаны максимумы на спектрах и соответствующие им топограммы.
На фиг.7 представлена таблица спектральной мощности ЭЭГ и частоты максимума для диапазонов. Подчеркнуты параметры, используемые для вычисления коэффициента Кг (Fp1=10,21; Fpz=10,83; Fp2=7,36; Fz=6,94; P3=3,17; Pz=3,28; P4=3,59).
Далее вычисляется коэффициент Кг:
Кг=2,64 соответствует II степени нарушения гемоликвородинамики.
По данным КТ у пациентки X. была выявлена умеренная гидроцефалия.
Пример 3. Пациент Ф. 18 лет. Основной диагноз: S-образный сколиоз 3-4 степени. Отдаленные последствия черепно-мозговой травмы (ЧМТ).
Процедура расчета коэффициента нарушения гемоликвородинамики Кг по ЭЭГ осуществлялась в соответствии с приведенным алгоритмом.
На фиг.8 представлен фрагмент ЭЭГ пациентки X., выбранный для вычисления Кг. Стрелками указаны тета-волны в лобных отведениях.
На фиг.9 представлены спектры и топограммы тета-ритма с максимумами на частоте 6,84 Гц и 7,32 Гц. Стрелками указаны максимумы на спектрах и соответствующие им топограммы.
На фиг.10 представлена таблица спектральной мощности ЭЭГ и частоты максимума для диапазонов. Подчеркнуты параметры, используемые для вычисления коэффициента Кг (Fp1=28,3; Fpz=135,6; Fp2=39,9; Fz=125,2; P3=9,0; Pz=10,5; P4=12,5).
Кг=7,71 соответствует III степени нарушения гемоликвородинамики.
По данным МРТ - расширение ретроцеребеллярной цистерны и ликворных пространств за счет кортикальных атрофических изменений в лобных отделах.
Таким образом, предлагаемый способ позволяет выявлять нарушения гемоликвородинамики головного мозга различного генеза с помощью компьютерной энцефалографии, что в 92,5% случаев было подтверждено МРТ и КТ исследованиями.