Введение к работе
1. Актуальность проблемы
На протяжении XIX-ХХI веков одним из актуальных вопросов неврологии остается проблема острого фокального ишемического повреждения головного мозга, причиной которой, в большинстве случаев, является кардиогенная или ангиогенная церебральная эмболия (Fisher C.M. 1951, Futrell N. 1998, Шевченко Ю.Л. 1997, Кузнецов А.Н. 2002, Скворцова В.И. 2013, Caplan L.R. 2014). Развитие ультразвуковых и нейровизуализационных методов диагностики за последние десятилетия позволило значительно расширить представления о потенциальных источниках церебральной эмболии, изучить механизм тромбообразования и переноса эмболического материала в дистальные ветви церебральных артерий, усовершенствовать подходы к инструментальной диагностике ( Т. 1993, Соhen A. 1996, Knauth M.1997, V.H. 2012, M.N. 2014).
Особую роль в диагностике церебральной эмболии играет транскраниальный
допплеровский мониторинг, поскольку данный метод позволяет оценить
перемещение микрочастиц в церебральных артериях в реальном времени (Markus
H. 1995, Spencer M.P. 1997, Russell D. 2002). Несмотря на многочисленные
проведенные исследования, клиническое применение допплеровской детекции
микроэмболических частиц не находит широкого распространения (Eicke B.
1995, Valton J. L. 1995, Babikian V. 1997, Molloy J. 1999, King A. 2009). Одной из
причин может быть отсутствие уверенности в прогностической значимости
метода, а также необходимость комплексного подхода к проблеме церебральной
эмболии, учитывая дополнительные факторы риска развития ишемического
инсульта и/или ТИА. В связи с этим, весьма актуальной является проблема
выделения группы пациентов высокого риска развития повторных ишемических
инсультов и/или ТИА, используя данные допплеровской детекции
микроэмболических сигналов (МЭС).
В клинической практике особое значение придается определению состава эмболического материала, так как неврологические осложнения, возникающие
после прохождения через церебральное сосудистое русло нескольких
материальных микроэмболов, по тяжести могут значительно превышать
осложнения, возникающие при прохождении сотен микропузырьков воздуха 1995, M. 2000, Devuyst G. 2001). Особенно важно достоверно определить состав эмболического материала в клинических ситуациях, когда могут встречаться как газовые, так и материальные микрочастицы, например, протезированные клапаны сердца, оперативные вмешательства на сердце и сосудах (Georgiadis D. 1998, Джибладзе Д.Н. 2004, Шевченко Ю.Л. и соавт. 2006, Бокерия Л.А. и соавт. 2008). Четкая дифференцировка состава эмболического материала позволит оптимизировать медикаментозную терапию и показания для хирургической профилактики церебральной эмболии.
Все изложенное указывает на актуальность данной работы и явилось основанием для проведения настоящего исследования.
2. Степень разработанности темы диссертации:
Многочисленные работы по исследованиям церебральной эмболии у пациентов с кардиогенными и ангиогенными источниками были выполнены в РФ: Амосов Н.М. (1988), Кузнецов А.Н. (2001), Джибладзе Д.Н. (2004), Шевченко Ю.Л. (2006), Сандриков В.А. (2010), так и за рубежом: Caplan L.R. (1983), Babikian V. (1997), Georgiadis D. (1998), Alexandrov A.V. (2000).
Анализ специализированной литературы ( 1997, Devuyst G. 2001, Girault J-M. 2011, Markus H.S. 1993, 2000, L. 1997) указывает на значительный интерес к проблеме дифференцировки МЭС в церебральном кровотоке и позволяет учитывать опыт ранее проведенных исследований. Однако, комплексный подход к данной проблеме, с учетом дополнительных клинико-диагностических факторов риска развития кардиогенной или артерио-артериальной церебральной эмболии, не был выполнен, поэтому изучение данного вопроса позволит установить нераскрытые аспекты проблемы и повысить качество первичной и вторичной профилактики ишемического инсульта.
3. Цель исследования: разработать подходы к дифференциальной
диагностике и оценить клиническую значимость эмболии в церебральные артерии
из потенциальных кардиогенных и ангиогенных источников.
4. Задачи исследования:
1. Разработать метод дифференцировки характера микроэмболических частиц,
выявляемых при ультразвуковой диагностике с оценкой его чувствительности и
специфичности в клинической практике у пациентов с церебральной эмболией.
-
Определить частоту детекции микроэмболических сигналов у пациентов с потенциальными кардиальными и каротидными источниками церебральной эмболии.
-
Изучить состав эмболического материала у пациентов с механическими протезированными клапанами сердца и фибрилляцией предсердий.
4. Установить прогностическую значимость верификации микроэмболических
сигналов при проведении транскраниального допплеровского мониторинга для
пациентов с кардиальными и каротидными источниками церебральной эмболии.
5. Исследовать состав эмболического материала и выделить наиболее
эмбологенные этапы хирургических операций, выполняемых при стенозирующих
поражениях артерий головного мозга.
6. Выяснить наличие связи между церебральными микроэмболами,
детектируемыми во время проведения операций на сонных артериях и
периоперационными сосудистыми церебральными осложнениями.
7. Оптимизировать практические рекомендации по допплеровской детекции МЭС у пациентов с потенциальными кардиогенными и ангиогенными источниками церебральной эмболии.
5. Научная новизна диссертационного исследования:
1. Впервые разработан и внедрен в клиническую практику способ
дифференцировки состава микроэмболического материала на газовые и
материальные частицы на основании индекса модуляции частоты (подана заявка
на патент: “Способ определения и дифференцировки микроэмболов в мозговом
кровотоке посредством ультразвуковой допплеровской системы “).
2. Определена частота регистрации микроэмболических частиц и состав эмболического материала у большой когорты пациентов с потенциальными источниками кардиальной и артериальной церебральной эмболии.
3. Впервые определена клиническая значимость детектируемых
материальных микрочастиц и их взаимосвязь с острыми фокальными ишемическими церебральными сосудистыми событиями.
-
Впервые выполнена комплексная оценка прогностической значимости микроэмболических сигналов с учетом дополнительных клинико-анамнестических факторов риска развития ишемического инсульта и/или ТИА.
-
Впервые выполнен анализ частоты регистрации церебральных микроэмболов и состава эмболического материала во время основных этапов КЭЭ и КАС.
6. Выявлены предикторы развития ишемического инсульта и/или ТИА при
выполнении хирургического лечения атеросклеротических стенозов сонных
артерий (множественные интраоперационные микроэмболы как материального,
так и газового происхождения).
6. Теоретическая и практическая значимость.
На основании анализа экспериментальных данных предложен способ
увеличения эффективности ультразвуковой диагностики церебральной эмболии,
разработаны алгоритмы обследования больных с потенциальными
кардиогенными и ангиогенными источниками церебральной эмболии.
На основании анализа большого клинического материала определена
диагностическая значимость церебральных микроэмболов у пациентов с
атеросклеротическим поражением каротидных артерий. Используя результаты допплеровской детекции МЭС, разработаны формулы дискриминантной функции для выделения пациентов с высоким риском развития ишемического инсульта и/или ТИА.
Разработан комплекс необходимых диагностических процедур при наличии потенциальных кардиальных источников церебральной эмболии и детекции
микроэмболических сигналов, разработаны лечебно-профилактические
мероприятия с учетом гетерогенного состава эмболического материала.
Проведена сравнительная оценка влияния операций на каротидных артериях на
церебральную гемодинамику и выявлены “критические” этапы оперативного
вмешательства. Обоснована необходимость применения транскраниальной
допплерографии с функцией дифференцировки микроэмболических сигналов во
время выполнения хирургических вмешательств на церебральных артериях для
снижения риска развития интраоперационных церебральных сосудистых
осложнений.
7. Методология и методы диссертационного исследования.
-Анализ 460 литературных источников, связанных с проблемой кардиогенной и артерио-артериальной церебральной эмболии у пациентов с сердечнососудистыми заболеваниями, а также микроэмболизации церебрального сосудистого русла во время проведения оперативных вмешательств по поводу атеросклеротического стеноза каротидных артерий.
-Анализ результатов 31 лабораторных экспериментов, проводившихся с моделированием материальных и газовых микрочастиц и определением индекса модуляции частоты.
-Анализ 443 историй болезни пациентов, находящихся на лечении в
отделении сосудистой хирургии, кардиологическом, кардиохирургическом,
неврологическом отделениях ФГБУ «НМХЦ им. Н.И. Пирогова» Минздрава России с 2012 по 2015 годы.
- Проанализированы 465 заключения протоколов КТ/ МРТ головного мозга в
Т1, Т2, Т2 FLAIR и диффузионном режимах, у пациентов в начале исследования и
при возникновении острого фокального ишемического церебрального
сосудистого события.
-Проанализировано 443 протокола дуплексного сканирования
брахиоцефальных артерий, 440 протоколов трансторакальной эхокардиографии и
28 протоколов трансэзофагеальной эхокардиографии у пациентов с
потенциальными источниками кардиогенной и артерио-артериальной
церебральной эмболии.
- Проанализировано 413 протоколов ЭКГ и 256 протокол мониторинга ЭКГ по Холтеру у пациентов в начале проведения исследования.
-Проанализированы 1813 протоколов допплеровского мониторинга
церебрального кровотока с подсчетом количества МЭС и анализом структуры эмболического материала с применением индекса модуляции частоты.
-Проанализирован 41 протокол интраоперационного допплеровского мониторинга церебральных артерий с детекцией микроэмболических сигналов во время проведения КЭЭ и КАС.
-Выполнена статистическая обработка данных, полученных в цифрах, с применением программы "Statistica for Windows".
8. Основные научные положения диссертации, выносимые на защиту:
-
Метод ультразвуковой диагностики МЭС с вычислением индекса модуляции частоты обладает оптимальной чувствительностью и специфичностью в определении состава эмболического материала у пациентов с потенциальными источниками кардиогенной и ангиогенной церебральной эмболии.
-
Церебральные микроэмболы являются значимым независимым предиктором развития ишемического инсульта и/или ТИА в случае артерио-артериальной эмболии из каротидного источника. В сочетании с дополнительными клинико-анамнестическими факторами среди пациентов с атеросклеротическим стенозом сонных артерий можно выделить группы пациентов с высоким риском развития острых фокальных ишемических церебральных сосудистых событий.
3. Церебральная эмболия при механических протезированных клапанах сердца
гетерогенна с преобладанием газовых микрочастиц. Перенесенные
кардиоэмболические события ассоциируются с увеличением количества как
газовых, так и материальных микроэмболов.
4. Церебральные микроэмболы, детектируемые у пациентов с фибрилляцией
предсердий, асимптомны и не связаны с перенесенным ишемическим инсультом
и/или ТИА. МЭС, выявленные у пациентов с фибрилляцией предсердий, имеют
тромбоцитарную природу. Кардиоэмболический инсульт у пациентов с фибрилляцией предсердий реализуется путем образования в левых отделах сердца крупных, фибрин-эритроцитарных тромбов, не доступных для допплеровской детекции в дистальных отделах церебральных артерий.
-
Все операции и манипуляции на сонных артериях сопровождаются церебральной эмболией. Массивная интраоперационная материальная эмболия ассоциируется с послеоперационными острыми фокальными ишемическими церебральными сосудистыми событиями.
-
Интраоперационная эмболическая нагрузка при проведении эндоваскулярных вмешательств значительно превышает количество церебральных микроэмболов при проведении КЭЭ за счет массивной газовой эмболии, возникающей при внутриартериальном введении контрастного вещества. Материальная эмболия преобладает во время проведения КЭЭ и регистрируется в основном на этапе выделения каротидных артерий. Основное количество материальных микрочастиц при выполнении КАС детектируется на этапе имплантации стента и его дилатации.
Связь работы с научными программами, планами.
Проведенное исследование на тему: «Дифференциальная диагностика и
клиническая значимость различных вариантов кардиогенной и артерио-
артериальной церебральной эмболии» было одобрено Комитетом по этике ФГБУ «НМХЦ им. Н.И. Пирогова» Минздрава 04.06.2014 (протокол заседания №03).
Соответствие диссертации паспорту научной специальности
Научные положения диссертации соответствуют паспорту научной специальности 14.01.11 - «Нервные болезни» (медицинские науки).
9. Личный вклад соискателя.
Весь представленный в диссертации материал получен, обработан и
проанализирован лично автором. Диссертантка самостоятельно осуществляла
проведение экспериментальной части исследования, проводила моделирование
материальных и газовых микрочастиц на фантоме. Автор лично выполняла
клинико-неврологическое исследование у 484 пациентов, заполняла специально
разработанные для данного исследования учетные формы и клинические карты,
выполняла ультразвуковое исследование брахиоцефальных артерий,
транскраниальное дуплексное сканирование, эхокардиографию, допплеровский мониторинг церебрального кровотока. Автор участвовала в проведении операций на каротидных артериях, выполняла ультразвуковой мониторинг церебральных артерий в интраоперационном периоде и анализ допплерограмм. Автором лично проведена статистическая обработка обобщенного материала, сделаны научные выводы и изложены практические рекомендации.
10. Степень достоверности и апробация результатов.
Достоверность полученных результатов диссертационной работы
подтверждается достаточным объемом клинического материала (клинические карты 484 пациентов), использованием методик, адекватных поставленным задачам, с применением современных методов статистического анализа. Первичная документация и материалы статистической обработки проверены и признаны достоверными.
Диссертация апробирована и рекомендована к защите на совместном
заседании кафедр неврологии с курсом нейрохирургии, сердечно-сосудистой
хирургии с курсом эндоваскулярной хирургии и внутренних болезней института
усовершенствования врачей при ФГБУ «Национальном медико-хирургическом
Центре им. Н.И. Пирогова» Минздрава России (протокол № 40 от 29.03.2016).
Результаты диссертационного исследования доложены и обсуждены: на
XXII европейской конференции по инсульту (Лондон, Великобритания, 2012),VI
научно-практической конференции «Актуальные вопросы функциональной
диагностики. Диагностические возможности в практике лечащего врача»
(г.Заречный, 2013), научно-практической конференции "Актуальные
нейрофизиологические вопросы в практической неврологии" (Пермь, 2013), VI
форуме “Спорные и нерешенные вопросы флебологии” (Санкт-Петербург, 2013),
II, III международной конференции “сердце и мозг” (Париж, Франция 2013, 2014),
10-й Конференции Ассоциации Флебологов России (Нижний Новгород, 2014), III
Российском международном конгрессе “Цереброваскулярная патология и инсульт” (Казань, 2014), XIX международной конференции Европейского Общества Нейросонологии и Церебральной Гемодинамики (Рим, Италия, 2014), XXIII европейской конференции по инсульту (Ницца, Франция, 2014), XX международной конференции Европейского Общества Нейросонологии и Церебральной Гемодинамики (Задар, Хорватия, 2015), VII Съезде Российской ассоциации специалистов ультразвуковой диагностики в медицине (Москва, 2015), XXIV европейской конференции по инсульту (Вена, Австрия, 2015), I конференции европейской организации по борьбе с инсультом (Глазго, Великобритания, 2015), II конференции европейской организации по борьбе с инсультом (Барселона, Испания, 2016).
11. Внедрение результатов исследования. Полученные в ходе исследования данные широко используются при проведении теоретических и практических занятий на кафедрах неврологии с курсом нейрохирургии, сердечно-сосудистой хирургии с курсом эндоваскулярной хирургии и внутренних болезней института усовершенствования врачей ФГБУ «Национальный медико-хирургический Центр им. Н.И. Пирогова» Минздрава России. Полученные результаты внедрены в практическую работу клиник грудной и сердечно-сосудистой хирургии, отделения для больных с нарушением мозгового кровообращения ФГБУ «Национальный медико-хирургический Центр им. Н.И. Пирогова» Минздрава России.
12. Публикации
По теме диссертационного исследования опубликованы 35 печатных работ, из них 17 работ в научных журналах и изданиях, рекомендованных ВАК, и 11 в зарубежных изданиях. Подана 1 заявка на изобретение (№2015112620/14(019739) от 07.04.2015 г.)
13. Объем и структура работы.