Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Обзор литературы 20
1.1. Исследования спонтанной биоэлектрической активности головного мозга при энцефалопатиях. Визуальный феноменологический анализ электроэнцефалограммы 20
1.2. Спектральный и когерентный анализ электроэнцефалограммы .23
1.3. Современное состояние проблемы локализации источников сигналов электроэнцефалограммы 32
1.3.1. Метод дипольной локализации источников .32
1.3.2.Метод электромагнитной томографии низкого разрешения .34
1.3.3. Метод независимых компонент .37
1.4. Исследования вызванной биоэлектрической активности мозга (вызванных потенциалов) 41
1.5. Сенсомоторные реакции как показатель функционального состояния центральной нервной системы 50
1.6. Электрофизиологический контроль патогенетически направленной терапии .54
1.6.1. Электрофизиологический контроль терапии нейропептидами 54
1.6.2. Электрофизиологический контроль крайне высокочастотной терапии 62
1.7. Электрофизиологический контроль функциональной зрелости мозга у детей с функциональными и органическими заболеваниями центральной нервной системы 64
Глава 2. Материал и методы исследования 69
2.1. Общая характеристика клинических наблюдений 68
2.1.1. Характеристика больных с посттравматической энцефалопатией .69
2.1.2. Характеристика больных с ВИЧ-ассоциированной энцефалопатией .73
2.1.3. Характеристика больных с энцефалопатией смешанного генеза .77
2.1.4. Характеристика групп детей с функциональными и органическими заболеваниями центральной нервной системы 78
2.1.5. Характеристика групп контроля 80
2.2. Общая характеристика методов математической обработки электроэнцефалограммы 81
2.2.1. Регистрация и анализ электроэнцефалограммы 84
2.2.2. Методы математической обработки электроэнцефалограммы .84
2.2.3. Спектральный и периодометрический анализ электроэнцефалограммы .85
2.2.4. Анализ индивидуальных независимых компонент электроэнцефалограммы у больных с тяжелой черепно-мозговой травмы .86
2.2.5. Локализация источников патологической активности с помощью метода электромагнитной томографии низкого разрешения .87
2.2.6. Усредненные спектры групповых независимых компонент электроэнцефалограммы у здоровых испытуемых в качестве нормативных данных 88
2.2.7. Фронто-окципитальное соотношение независимых компонент электроэнцефалограммы .91
2.2.8. Интегральный индекс независимых компонент электроэнцефалограммы .91
2.3.Метод регистрации соматосенсорных вызванных потенциалов 92
2.4. Метод регистрации акустических стволовых вызванных потенциалов 94
2.5. Регистрация сложных сенсомоторных реакций слуховой и зрительной модальности 96
2.6. Регистрация зрительных вызванных потенциалов при стимуляции шахматным паттерном .97
2.7. Регистрация когнитивных вызванных потенциалов Р300 слуховой и зрительной модальности 97
2.8. Способы электрофизиологического контроля крайне высокочастотной терапии 98
2.9.Статистический анализ .100
2.9.1. Статистический анализ ранних компонентов соматосенсорных и акустических стволовых вызванных потенциалов .100
2.9.2. Статистический анализ нейродинамических изменений поздних компонентов соматосенсорных вызванных потенциалов и количественных элктроэнцефалографических критериев 100
2.9.3. Статистический анализ фронто-окципитального соотношения независимых компонент электроэнцефалограммы 101
2.9.4. Статистический анализ интегрального индекса независимых компонент электроэнцефалограммы 101
2.9.5. Статистический анализ нейровизуализационных данных и электроэнцефалограммы 102
2.9.6. Статистический анализ в группах с ВИЧ-ассоциированной энцефалопатией 103
2.9.7. Статистический анализ в группах больных с энцефалопатиями смешанного генеза при проведении терапии нейропептидами и крайне высокочастотной терапии 104
2.9.8. Статистический анализ в группах детей с органическими и функциональными расстройствами центральной нервной системы .105
Глава 3. Нейрофизиологические механизмы формирования посттравматической энцефалопатии 106
3.1. Ранние нейрофизиологические механизмы формирования посттравматической энцефалопатии 106
3.2. Поздние нейрофизиологические механизмы формирования посттравматической энцефалопатии 114
Глава 4. Нейрофизиологические механизмы формирования ВИЧ-ассоциированной энцефалопатии 155
4.1. Сравнительная характеристика электрофизиологических и нейровизуализационных исследований в субклинической и клинической стадиях ВИЧ-инфекции .155
4.2. Электрофизиологическая диагностика когнитивных нарушений в субклинической стадии ВИЧ-инфекции 161
Глава 5. Электрофизиологический контроль патогенетической нейропротекции у больных с энцефалопатиями различного генеза .177
5.1. Электрофизиологический контроль патогенетической нейропептидной терапии лекарственным препаратом Кортексин 177
5.2. Электрофизиологический контроль патогенетической нейропептидной терапии лекарственным препаратом Рекогнан 180
Глава 6. Электрофизиологический контроль патогенетической терапии волнами крайне высокой частоты у больных с энцефалопатиями различного генеза 192
Глава 7. Электрофизиологический контроль функциональной зрелости мозга у детей с органическими и функциональными расстройствами центральной нервной системы .205
Заключение .219
Выводы .235
Практические рекомендации .238
Список литературы .240
- Спектральный и когерентный анализ электроэнцефалограммы
- Характеристика больных с ВИЧ-ассоциированной энцефалопатией
- Поздние нейрофизиологические механизмы формирования посттравматической энцефалопатии
- Электрофизиологический контроль функциональной зрелости мозга у детей с органическими и функциональными расстройствами центральной нервной системы
Введение к работе
Актуальность темы исследования. Цереброваскулярная патология занимает ведущее место среди причин нарушений жизнедеятельности и инвалидизации не только взрослого, но и детского населения (Скоромец А.А., 1987; Гусев Е.И., Скворцова В.И., 2001; Линьков В.В., 2006; Клочева Е.Г. с соавт., 2015; Николаев В.И. с соавт., 2017). Энцефалопатия (ЭП) или страдание головного мозга может развиться в процессе онтогенеза в результате воздействия на головной мозг различных патогенных факторов: ишемически-гипоксической, травматической, инфекционной природы. Ежегодно в России заболевают инсультом свыше 450 тысяч человек (Виленский Б.С., 2002; Клочева Е.Г. с соавт., 2015). Среди больных, страдающих заболеваниями нервной системы, контингент больных, перенесших ишемический инсульт и нуждающийся в реабилитационном восстановительном лечении, составляет 40-50% от общего числа амбулаторных больных (Королев А.А., 2009). В структуре сосудистых заболеваний нервной системы у лиц трудоспособного возраста дисциркуляторная ЭП или хроническая недостаточность мозгового кровообращения составляет от 20 до 30% (Королев А.А., 2009). Известно, что сосудистые и нейродегенеративные когнитивные нарушения имеют общие факторы риска и тесную патогенетическую взаимосвязь, а наличие двух патологических процессов одновременно оказывает взаимоотягощающий клинический эффект (Левин О.С., 2014; Лобзин В.Ю., 2016).
Патология сосудистой системы головного мозга выявляется в
отдаленном периоде черепно-мозговой травмы (ЧМТ) у 80% больных
(Помников В.Г.. 1996; Макаров А.Ю. и соавт., 1998). За последние 10-15 лет
частота ЧМТ возрастает в среднем на 2% в год по данным ВОЗ (цит. по С.М.
Карпову, 2004). За 2015 год частота ЧМТ в России составила 289 случая на 100
000 населения (Холодков И.В., Линьков В.В. с соавт., 2017). Удельный вес
ЧМТ в структуре общего травматизма в настоящее время составляет от 30% до
50% (Одинак М.М., Емельянов А.Ю., 1998; Одинак М.М. с соавт., 2004, 2007).
Выявлено, что даже повторные сотрясения головного мозга повышают риск
развития нейродегенеративных заболеваний, таких как боковой
амиотрофический склероз (Chen H. et al., 2007), паркинсонизм (Goldman S.M. et al., 2006; Kenborg L. et al., 2015), деменции альцгеймеровского типа (Mortimer J.A. et al., 1991; Fleminger S. et al., 2003; May S. et al., 2011) в несколько раз.
Число людей, живущих с установленным диагнозом ВИЧ-инфекция, к
2017 году в Российской Федерации превысило один миллион человек
(Борисова О.В. с соавт., 2017). Патоморфологические исследования показывают, что поражение нервной системы выявляется у 90% больных СПИДом. Клинически неврологические осложнения могут встречаться на всех стадиях ВИЧ-инфекции и отмечаются у 50–70% больных. ВИЧ-деменция в структуре клинических проявлений ВИЧ-энцефалопатии составляет около 10% (Яхно Н.Н. с соавт., 2011). Вирогенная и иммуногенная токсичность включают различные нейродегенеративные механизмы у ВИЧ-инфицированных (Хабиб О., 1997; Зайцев И.А., 2010), что приводит к широкому спектру
неврологических осложнений с вовлечением практически всех отделов нервной
системы (Евтушенко С.К., Деревянко И.Н., 2003; Макаров А.Ю. с соавт., 2004;
Manji H., Miller R., 2004; Яхно Н.Н. с соавт., 2011). Различные
неврологические осложнения ВИЧ-инфекции могут быть вызваны как самим ретровирусом, так и цереброваскулярной патологией, оппортунистическими инфекциями, опухолями, токсическим воздействием антиретровирусных препаратов, в зависимости от ведущего звена патогенеза: нарушения медиаторного обмена, поражения эндотелиальных клеток сосудистых сплетений и вторичной демиелинизации, депрессии клеточного звена иммунитета (Зайцев И.А., 2010).
Основы цереброваскулярной патологии закладываются в раннем детстве,
чаще за счет перинатального поражения мозга (Лобанова Л.В. 2000; Жданова
Л.А., 2002; Чухловина М.Л. с соавт., 2004; Линьков В.В., 2006; Миролюбов
А.В. с соавт., 2015). Поражения нервной системы составляют около 50% в
структуре детской инвалидности, при этом заболевания нервной системы,
приводящие к инвалидизации и дезадаптации детей, в 70-80% случаев
обусловлены перинатальными факторами. В структуре детской инвалидизации
перинатальные повреждения центральной нервной системы (ЦНС) занимают
35-40%. Анализ исходов перинатального гипоксически-ишемического
поражения ЦНС показал, что из 80% детей, выживших после гипоксически-
ишемической ЭП тяжелой степени, 30-50% могут иметь впоследствии тяжелые
неврологические расстройства (Блинов Д.В., 2016). Реализация
цереброваскулярных расстройств в детском и молодом возрасте после перинатального поражения ЦНС тесно сопряжена с особенностями индивидуальной органически измененной церебро-васкулярной реактивности и нейродинамики мозга (Линьков В.В., 2006).
Совершенствование терапевтических подходов к восстановлению утраченных функций и улучшению качества жизни взрослых и детей с заболеваниями и травмами нервной системы способствовало пересмотру имевшихся ранее представлений о «статичности» структурно-функциональных изменений в ЦНС у больных с повреждением ткани мозга. Понимание патофизиологических механизмов повреждения мозга в результате воздействия как первичных, так и вторичных патологических процессов требует улучшения качества диагностики функционального состояния ЦНС в процессе лечения и реабилитации больных с ЭП различного генеза.
Электрофизиологические исследования являются надежными методами для оценки функционального состояния головного мозга, степени повреждения мозговой ткани и эффективности проводимой терапии. В настоящее время принято оценивать функциональное состояние головного мозга и наблюдать за эффектами различных лекарственных препаратов центрального действия не только с помощью стандартной методики электроэнцефалографии, но и с применением количественного анализа электроэнцефалограммы (Гнездицкий В.В., 2004; Цыган В.В., Богословский М.М., Миролюбов А.В., 2008; Кропотов Ю.Д., 2010; Ганцгорн Е.В. с соавт., 2015; Thatcher R.W., 1998, 1999; Duff J.,
2004). Однако, в литературе мало освещена проблема стандартизации количественных показателей электроэнцефалограммы (ЭЭГ), которые могли бы быть использованы в рутинной клинической практике в функциональной диагностике нервных болезней у взрослых и детей. Не разработаны универсальные количественные ЭЭГ-показатели как электрофизиологические маркеры степени тяжести ЭП у взрослых и детей. Не представлены в литературе детальные особенности динамики количественных показателей ЭЭГ в зависимости от этиопатогенеза ЭП. Продолжается поиск наиболее информативных количественных показателей ЭЭГ для оценки эффективности проводимой терапии.
Под воздействием различных этиологических факторов, эпизоды
гипоксии, ишемии и метаболического ацидоза приводят к сверхактивации
микроглии, которая запускает процессы нейродегенерации и апоптоза (Цыган
В.Н. c соавт., 2014; Трофимов А.О. с соавт., 2010). В настоящее время одним из
ведущих направлений в лечении заболеваний нервной системы является
нейропротекция. Под нейропротекцией понимают терапию, направленную на
замедление или остановку окислительных, биохимических и молекулярных
процессов, которые имеют место при развитии необратимого ишемического
повреждения (Пирадов М.А. с соавт., 2015). Препараты пептидной структуры
получили широкое распространение в терапии различных заболеваний ЦНС,
сопровождающихся процессами нейродегенерации и апоптоза (Скороходов
А.П., 2004, 2006, 2007; Левин О.С., 2004; Скоромец А.А. с соавт., 2007, 2014).
Нейропептидные препараты способны модулировать нейрональную
пластичность и нормализовать метаболизм поврежденных тканей, прерывать
отсроченную гибель нейронов (Скоромец А.А. с соавт., 2005, 2014; Цыган В.Н.
с соавт., 2005; Кабанов А.А., 2011; Клюшников С.А., 2012). В литературе
недостаточно освещен вопрос электрофизиологического контроля
функционального состояния головного мозга при проведении
нейропротективной терапии нейропептидными препаратами. Не разработаны количественные ЭЭГ-показатели для оценки исходного церебрального резерва, и связанных с ним особенностей реактивности головного мозга как на нейропротективную терапию нейропептидными препаратами, так и других видов патогенетически обоснованной терапии. Недостаточно изучен вопрос влияния этиопатогенеза ЭП на церебральный резерв у больного и способы его оценки с помощью количественной ЭЭГ.
Степень разработанности темы исследования. В настоящее время результаты исследований в области пептидной терапии в лечении заболеваний нервной системы не оставляют сомнений в ее эффективности (Скоромец А.А. с соавт., 2005, 2014; Цыган В.Н. с соавт., 2005, 2008, 2012, 2014; Левин О.С. с соавт., 2005). Однако, по-прежнему остается много теоретических неясностей в нейрофизиологических механизмах пептидной регуляции, а также в объективизации регуляторных влияний нейропептидов на ЦНС (Дьяконов М.М., 2011). Имеется ограниченное число работ, посвященных объективизации эффективности нейропептидной терапии с помощью количественной ЭЭГ у
больных с заболеваниями и травмами ЦНС (Гусев Е.И., Скворцова В.И., 2001;
Цыган В.Н. с соавт., 2008, 2014; Conant R., Schauss A.G., 2004). До сих пор
отсутствует стандартизация количественных электрофизиологических
показателей в оценке функционального состояния головного мозга у больных,
страдающих ЭП различного генеза, а также у детей с органическим
поражением ЦНС. Мало изучены возможности электрофизиологической
стандартизации в оценке эффективности терапии нейропептидами и
определения функциональных резервов головного мозга. Анализ
нейрофизиологических механизмов, лежащих в основе церебро-васкулярных нарушений функций, и разработка характеризующих их количественных электрофизиологических показателей, позволит повысить эффективность патогенетически направленной терапии у взрослых и детей с заболеваниями и травмами ЦНС.
Цель исследования – изучить нейрофизиологические механизмы
церебро-васкулярных нарушений функций головного мозга с целью коррекции лечебно-диагностических мероприятий.
Для реализации поставленной цели решались следующие задачи исследования:
-
Изучить характер и динамику электрофизиологических изменений и, характеризующих их количественных ЭЭГ-показателей, у больных с энцефалопатиями посттравматического, инфекционного, сосудистого, смешанного генеза с учетом особенностей патогенеза.
-
Исследовать характер и динамику количественных электрофизиологических показателей, отражающих формирование биоэлектрической активности головного мозга у детей с органическими и функциональными расстройствами центральной нервно системы.
-
Изучить особенности изменений количественных электрофизиологических показателей в зависимости от этиопатогенеза энцефалопатии; выявить универсальный электрофизиологический показатель, характеризующий структурно-функциональное состояние головного мозга у взрослых с энцефалопатиями различного генеза и детей с органическими и функциональными расстройствами центральной нервной системы.
-
Сравнить электрофизиологическую динамику функционального состояния головного мозга у больных с энцефалопатиями, получающих стандартную базовую терапию и дополнительную курсовую терапию нейропептидными препаратами (Кортексин, Рекогнан).
-
Разработать наиболее перспективный электрофизиологический показатель и определить возможность его использования как маркера нейродегенеративных изменений при энцефалопатии, дать обоснование возможности его применения для диагностики и оценки эффективности терапии нейропептидными препаратами.
Научная новизна исследования. Впервые, на основании комплексного исследования взрослых и детей с энцефалопатиями различного генеза были исследованы нейрофизиологические механизмы формирования энцефалопатии
на субклинических стадиях и разработаны характеризующие их
количественные электрофизиологические показатели с учетом различных
этиологических и патогенетических особенностей энцефалопатии. У взрослых
больных с посттравматической энцефалопатией раскрыты ранние и поздние,
специфические и неспецифические нейрофизиологические механизмы
формирования посттравматической энцефалопатии; показана информативность
разработанных количественных электрофизиологических показателей для их
диагностики. Раскрыты нейрофизиологические механизмы и определены
электрофизиологические показатели, характеризующие формирование
патологических функциональных систем у больных с посттравматической и
ВИЧ-ассоциированной энцефалопатией. Разработаны электрофизиологические
показатели, специфичные для ранней диагностики устойчивых патологических
функциональных систем у больных в затяжных бессознательных состояниях
посттравматического генеза. Данные показатели могут использоваться для
прогноза благоприятного или неблагоприятного течения травматической
болезни головного мозга. Установлена информативность количественного
ЭЭГ-показателя К / для диагностики степени выраженности
нейродегенеративных изменений головного мозга у больных с
энцефалопатиями различного генеза и контроля эффективности
патогенетически направленной терапии. Показано, что фармакотерапия
лекарственным препаратом рекогнан обеспечивает нейропротекцию за счет
вовлечения церебрального резерва, который составляют нейроны, находящиеся
в «пограничной зоне», в начальной стадии инициации апоптоза, что
объективно доказывает положительная электрофизиологическая динамика.
Отсутствие благоприятной электрофизиологической динамики свидетельствует
о снижении церебрального резерва, позволяет выявить нейроны на поздних
стадиях апоптоза, что снижает их реактивность на нейропротективную
терапию. Модулирующий эффект нейропептидной терапии на корково-
подкорковые взаимоотношения устанавливает объем функциональных резервов
головного мозга у больных с ЭП. Выявлено, что различная реактивность
головного мозга на терапию миллиметровыми волнами (ММ-волнами) зависит
от исходного церебрального резерва, определены количественные
электрофизиологические критерии его оценки после первых 5 процедур КВЧ-терапии. Установлена универсальность количественного показателя К / для оценки степени нарушений электрогенеза у детей и взрослых под воздействием различных патогенных факторов. Показана его информативность для дифференциации органических и функциональных нарушений ЦНС у детей.
Теоретическая значимость исследования. На основе анализа данных литературы и результатов собственных исследований раскрыты ранние и поздние нейрофизиологические механизмы формирования посттравматической энцефалопатии и их электрофизиологические маркеры. Определены основные патофизиологические механизмы и их нейрофизиологические критерии при формировании затяжных бессознательных состояний посттравматического генеза. Установлены электрофизиологические показатели, характеризующие
формирование патологических функциональных систем при
посттравматической энцефалопатии и ВИЧ-ассоциированной энцефалопатии,
разработаны основные принципы их ранней диагностики. Определены
основные нейрофизиологические механизмы и их электрофизиологические маркеры для оценки реактивности головного мозга на патогенетически направленную терапию нейропептидами и миллиметровыми волнами. Разработаны принципы диагностики объема функциональных резервов головного мозга у больных с ЭП при проведении патогенетической терапии нейропептидами и крайне высокочастотной терапии.
Практическая значимость исследования. Материалы диссертации используются для электрофизиологической оценки степени выраженности нейродегенеративных изменений головного мозга у больных с ЭП различного генеза с применением разработанных ЭЭГ-показателей. Разработаны и внедряются электрофизиологические комплексы для ранней диагностики формирования затяжных бессознательных состояний у больных с тяжелой черепно-мозговой травмой; для ранней диагностики когнитивных нарушений на субклинической стадии ВИЧ-инфекции. Обоснованы новые диагностические подходы к оценке реактивности головного мозга на нейропептидную терапию и терапию ММ–волнами. Показана практическая возможность индивидуального количественного мониторинга электрогенеза в онтогенезе человека, начиная от периода детства и заканчивая пожилым и старческим возрастом. Полученные результаты позволяют стандартизировать количественный анализ ЭЭГ в клинической медицине, функциональной диагностике нервных болезней у взрослых и детей. Теоретические сведения материалов, имеющихся в диссертации использованы при подготовке учебно-методических разработок для студентов ВУЗов, а также для курсов лекций и практических занятий на кафедре патологической физиологии ВМедА им. С.М. Кирова, изложены в монографии «Электрофизиологический мониторинг центральной нервной системы».
Объекты исследования. Пациенты с энцефалопатиями
посттравматического, инфекционного (ВИЧ-инфицированные),
дисциркуляторного, смешанного генеза; пациенты (дети) с органическими и
функциональными расстройствами ЦНС; пациенты, получающие
нейропротективную терапию; пациенты, получающие физиотерапию ММ-волнами.
Предмет исследования. Функциональное состояние головного мозга в различные возрастные периоды у взрослых и детей при нарушениях церебральной гемодинамики, черепно-мозговой травме, инфекционном процессе; реактивность головного мозга на патогенетически направленную терапию.
Методология и методы исследования. Диссертационное исследование
выполнено в категориальном поле патологической физиологии,
функциональной диагностики, нервных болезней и детских болезней. Методология диссертационного исследования построена на изучении и анализе
научных трудов отечественных и зарубежных ученых, посвященных вопросам нейрофизиологической диагностики энцефалопатии различной этиологии на разных клинических стадиях, в том числе и на доклинической стадии, электрофизиологической оценке степени выраженности нейродегенеративных изменений и разработке количественных электрофизиологических показателей, характеризующих эффективность патогенетически направленной терапии. В диссертации использованы методологические подходы, соответствующие паспортам специальностей «14.03.03 – патологическая физиология», «14.01.11 – нервные болезни». Работа выполнена в дизайне междисциплинарного исследования по методике сравнения с формированием основных и контрольных групп, с интерпретацией полученных результатов с позиции «ведущей» дисциплины. В соответствии с поставленной целью и задачами исследования был разработан план выполнения всех этапов диссертационной работы, определены объекты и комплекс современных методов исследования: клинических, функциональных, статистических.
Положения, выносимые на защиту:
-
Разработан ряд количественных электрофизиологических показателей для оценки ранних и поздних нейрофизиологических механизмов формирования посттравматической энцефалопатии. Из них выделены показатели для прогноза характера течения травматической болезни головного мозга и характеристики степени нейродегенеративных изменений головного мозга.
-
Определены количественные электрофизиологические показатели, специфичные для неблагоприятных исходов тяжелой черепно-мозговой травмы в затяжные бессознательные состояния.
-
Разработан комплекс электрофизиологических функциональных маркеров для диагностики нарушения когнитивных функций на субклинической стадии ВИЧ-ассоциированной энцефалопатии.
-
Установлено, что фармакотерапия лекарственным препаратом Рекогнан позволяет уточнить патогенетические особенности энцефалопатии и оценить реактивность головного мозга на нейропротективную терапию. Определены количественные показатели ЭЭГ, характеризующие церебральный резерв при проведении нейропротективной терапии нейропептидами и терапии миллиметровыми волнами. Выявлено, что различная реактивность головного мозга на нейропротективную терапию и терапию миллиметровыми волнами зависит от исходного церебрального резерва.
-
Доказана информативность количественного показателя К / для оценки нарушений электрогенеза у взрослых больных с энцефалопатиями различного генеза (посттравматического, дисциркуляторного, постинфекционного и смешанного) и детей с органическими и функциональными расстройствами ЦНС. Показаны возможности стандартизации и объективизации в функциональной диагностике с помощью количественной ЭЭГ на основе количественного показателя К /.
Представлены перспективы для индивидуального мониторинга
функционального состояния головного мозга с помощью данного показателя в онтогенезе.
Достоверность и обоснованность результатов исследования.
Результаты диссертационного исследования являются достоверными и
обоснованными, что обеспечивается репрезентативными выборками,
использованием комплекса валидных методов исследования, соответствующих поставленной цели и задачам исследования, корректным применением современных математико-статистических методов обработки данных.
Внедрение результатов исследования в практику.
Результаты исследования внедрены в лечебно-диагностическую работу ПНД №3 г. Санкт-Петербурга, частного медицинского центра «Мединеф» г. Кириши, клиники детских болезней ФГБВОУ ВО «Военно-медицинская академия имени С.М. Кирова» МО РФ. Основные научно-практические положения диссертации используются в педагогическом процессе на кафедре патологической физиологии ФГБВОУ ВО «Военно-медицинская академия имени С.М. Кирова» МО РФ. Материалы исследования нашли отражение в планах научно-исследовательской работы Военно-медицинской академии им. С.М. Кирова.
Апробация результатов исследования:
Основные положения диссертации доложены и обсуждены на
Всероссийских научно-практических конференциях «Поленовские чтения»
(Санкт-Петербург, 2005, 2006, 2009, 2011, 2012); на Всероссийских научно-
практических конференциях «Количественная ЭЭГ и нейротерапия» (Санкт-
Петербург, 2007; 2009); на конференции «Актуальные вопросы клинической и
экспериментальной медицины» (Санкт-Петербург, 2008); на международной
конференции «Восстановление сознания и психической деятельности после
травмы мозга: междисциплинарный подход» (Москва, 2008); на III
конференции Виноградовские чтения «ВИЧ-инфекция и иммуносупрессии»
(Санкт-Петербург, 2011); на Всероссийской научно-практической конференции
с международным участием «Современные технологии функциональной и
ультразвуковой диагностики с международным участием», (Санкт-Петербург,
2011); на VIII научно-практической конференции «Дни науки» (Прага, 2012); на
международной конференции "Женщина, ребенок и ВИЧ" (Санкт-Петербург,
2012); на научно-практической конференции с международным участием:
«Клиническая нейрофизиология и реабилитация - 2015», (Санкт-Петербург,
2015); на научно-практической конференции "Проблемы изучения
резистентности организма к действию экстремальных факторов внешней
среды" (Санкт-Петербург, 2016); на международном Петербургском
клиническом форуме: «Психосоматическая медицина и психотерапия в клинике внутренних болезней» (Санкт-Петербург, 2017); на I конгрессе с международным участием «Здоровые дети — будущее страны» (Санкт-Петербург, 2017); на XXIII юбилейном съезде Российского физиологического общества им. И.П. Павлова (Воронеж, 2017).
Апробация диссертационной работы проведена на межкафедральном
совещании кафедр патологической физиологии, нервных болезней, детских
болезней Федерального государственного бюджетного военного
образовательного учреждения высшего образования «Военно-медицинская академия имени С.М. Кирова» Министерства обороны Российской Федерации (протокол № 2 от 20 сентября 2017 года).
Публикации. По материалам исследования опубликовано 42 научных
работы, в том числе 12 статей, опубликованных в отечественных журналах,
рекомендованных Высшей аттестационной комиссией Министерства
образования и науки Российской Федерации, 6 патентов на изобретение, одна монография, 4 статьи в иных рецензируемых журналах, 2 учебно-методических пособия.
Личный вклад автора составляет не менее 95%, заключается в получении, сборе и обработке первичных и архивных материалов исследования, написании обзора литературы, создании электронных баз данных, выполнении статистического анализа, изложении результатов исследования в диссертации и их обсуждении, а также в обосновании выводов и практических рекомендаций.
Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 280
страницах машинописного текста и состоит из введения, 7 глав (включающих
обзор литературы, описание материалов и методов исследования, результаты
собственных исследований и их обсуждение), а также заключения, выводов и
практических рекомендаций. Работа иллюстрирована 34 таблицами и 45
рисунками. Библиографический указатель литературы включает 359
источников, в том числе 124 отечественных и 235 зарубежных.
Спектральный и когерентный анализ электроэнцефалограммы
Начиная с 50-х годов XX столетия, стали появляться перспективные экспериментальные работы, оценивающие изменения на ЭЭГ с помощью методов математического анализа. В 1963 году Н. Винер, впервые ввел представление о ЭЭГ в научной литературе как о случайном процессе. Оно стало основой для большинства современных методов математического анализа ЭЭГ (Dumermuth H.G., 1987; Lopes da Silva F.H., 1991). В серии работ был сделан вывод о том, что БЭА головного мозга, записанная на длительных временных отрезках на ЭЭГ, является нестационарным процессом. Свойством стационарности обладают короткие участки ЭЭГ. Требование к однородности или стационарности ЭЭГ процесса на участке оценивания является главным допущением к математическому анализу ЭЭГ. Cпектральный анализ ЭЭГ основан на свойстве стационарности ЭЭГ по отношению к коротким временным отрезкам (Каплан А.Я., 1998).
Спектральный анализ, впервые был применен Г. Уолтером (Уолтер Г., 1966). Его преимуществом является то, что он отражает полный спектр составляющих ЭЭГ ритмов, в том числе и тех, которые скрыты при визуальном анализе. В статье Н. Винера «Обобщенный гармонический анализ» от 1930 года спектральный анализ трактовался на основе теории случайных процессов. В спектральном анализе важную роль играют методы статистики. Винер изложил точные статистические определения автокорреляции и спектральной плотности мощности для стационарных случайных процессов и показал, что эти две функции, характеризующие случайный процесс, связаны непрерывным преобразованием Фурье. Опубликование в 1965 году алгоритма быстрого преобразования Фурье сделало возможным обработку сигналов как во временной, так и в частотной областях (Каплан А.Я., 1998). Особенностью спектрального анализа является то, что он представляет ЭЭГ не в виде временной последовательности событий, а в виде спектра частот за определенный промежуток времени. Очевидно, что спектры будут тем в большей степени отражать фоновые стабильные характеристики ЭЭГ, чем за более длительную эпоху анализа они зарегистрированы в сходных экспериментальных ситуациях. Длительные эпохи анализа предпочтительны также в связи с тем, что в них менее выражены отклонения в спектре, поэтому при оценке обобщенных характеристик фоновой ЭЭГ большинство исследователей выбирают эпохи анализа не менее 1-2 минут (Каплан А.Я., 1998).
Существуют клинические ситуации, когда необходим длительный мониторинг ЭЭГ, прежде всего у больных в затяжных бессознательных состояниях различного генеза. Непрерывный мониторинг БЭА головного мозга с последовательным спектральным анализом известен как компрессионный спектральный анализ ЭЭГ. Метод компрессионного спектрального анализа ЭЭГ с применением быстрого преобразования Фурье был предложен R.G. Bickford в 1972 году (Bickford R.G., 1972). Например, с помощью данного метода были выделены некоторые паттерны ЭЭГ, коррелирующие с исходами посттравматической и постаноксической ком (Karnze D.S., 1982; Cant B.R., 1984). Спектрограммы, по мнению авторов, можно было разделить на три основных паттерна. Паттерн 1 типа характеризовался обязательным наличием основного пика активности в дельта диапазоне, который выявлялся у всех пациентов. В ЭЭГ-паттернах 2 и 3 типов также имелся дополнительный (второй) пик в тета диапазоне или в альфа диапазоне, наблюдающийся постоянно у одних пациентов (2 тип) или непостоянно (3 тип) у других. Было выявлено, что наличие или отсутствие дополнительного пика на спектрограмме в первые два дня ЭЭГ-мониторинга не дает достоверной информации об исходе комы. Однако отсутствие дополнительного пика с 3 по 5 дни комы достоверно коррелировало с летальным исходом. На 10 день ЭЭГ-мониторинга у всех пациентов с хорошим восстановлением на спектрограммах постоянно или непостоянно регистрировался дополнительный пик активности альфа, тета диапазонов (Karnze D.S., 1982; Cant B.R., 1984).
Другая область прикладных нейрофизиологических исследований касается кратковременных изменений состояния метаболизма, гемоциркуляции и ликвороциркуляции головного мозга под влиянием внешних и внутренних факторов. Учитывая высокую чувствительность ЭЭГ к нарушениям мозгового кровообращения, компрессионный спектральный анализ ЭЭГ используется в интраоперационном мониторинге с целью непрерывного наблюдения церебрального кровотока у больных с нарушениями мозгового кровообращения, при каротидной эндартерэктомии, в диагностике вазоспазма при субарахноидальных кровоизлияниях (Федин А.И., 1981; Guerit J.M., 1997; Nuwer M., 2003).
Количественный анализ ЭЭГ был апробирован при изучении изменений биоэлектрической активности в результате диффузных поражений головного мозга различного генеза.
Известны исследования функциональной активности головного мозга с количественным анализом ЭЭГ у больных с болезнью Крейтцфельдта-Якоба (Wieser H.Gr., 2006); при дисметаболических энцефалопатиях на фоне почечной недостаточности (Jonkman J., 1992), печеночной недостаточности (Kullmann F., 2001); при гипоксически-ишемической энцефалопатии новорожденных (Doyle O.M., 2007), острой лимфобластной лейкемии (Korinthenberg R., 2002), лучевой энцефалопатии (Loganovsky K.N., 2004), при нарушениях психического развития у детей (Chabot R.J., 2005), абстинентных состояниях (Newton T., 2003). При диффузных нейродегенеративных заболеваниях, в частности при болезни Альцгеймера, из особенностей ЭЭГ паттернов отмечали повышение спектральной мощности ЭЭГ в дельта, тета диапазонах в состоянии спокойного бодрствования и снижение средней частоты альфа ритма у больных с умеренной и тяжелой деменцией (Nuwer M.R., 2003). У больных с легкой деменцией отмечено снижение спектральной мощности в альфа, бета диапазонах. Патогномоничным признаком для данной нозологии на стадии легкой деменции предполагают альфа подобный ритм со снижением средней частоты спектров альфа диапазона до 6-8 Гц (Kanda P.A., 2009). Чувствительность метода спектрального анализа ЭЭГ при болезни Альцгеймера варьирует от 71 до 81% (Kanda P.A., 2009).
Большой удельный вес количественная ЭЭГ занимает в диагностике «функциональных расстройств» нервной системы. При аффективных расстройствах визуальный анализ ЭЭГ выявляет от 20 до 40% случаев изменений БЭА на ЭЭГ. При количественном анализе ЭЭГ точность диагностики повышается: в литературе указывается чувствительность от 72 до 93% и специфичность от 75 до 88% (Kanda P.A., 2009). Например, у больных с депрессией наблюдали следующие особенности: фронтальную асимметрию мощности альфа ритма; асимметрию медленно-волновой активности в лобно-височных областях; снижение межполушарной когерентности в дельта или тета диапазонах; повышение абсолютной спектральной мощности в дельта и тета диапазонах в правой гемисфере; увеличение мощности тета активности в задних отделах головного мозга; а также перестройку ритмов в бета диапазоне (Kanda P.A., 2009).
У детей и взрослых с синдромом дефицита внимания и гиперактивностью (СДВГ) отмечали увеличение мощности спектров ЭЭГ в дельта, тета диапазонах и снижение мощности спектров ЭЭГ в бета диапазоне по сравнению со здоровыми испытуемыми (Bresnahan S.M., 1999). Соотношение спектральной мощности тета/бета в центральном отведении, по данным литературы, увеличило чувствительность диагностики СДВГ до 86-90% , а специфичность до 94-98% (Bresnahan S.M., 2002). Тем не менее, из литературы известно, что соотношение тета/бета может меняться за счет увеличения спектральной мощности в тета диапазоне и при других психиатрических заболеваниях, что не может позволить использовать данный количественный показатель как универсальный критерий диагностики СДВГ (Kanda P.A., 2009).
Математический анализ ЭЭГ использовали для поиска количественных критериев дифференциации степени тяжести перенесенной ЧМТ, а также критериев прогноза в остром периоде ТЧМТ (Stone J.L., 1988; Synek V.M., 1990; Kane N.M., 1998; Cant B.R., 1984; Fabregas N., 2004). У больных, перенесших ЧМТ, отмечали снижение амплитуды и спектральной мощности ритмов в альфа, бета и гамма диапазонах (Korn A., 2005; Hellstrom-Westas L., 2005; Thompson J., 2005; Thatcher R.W., 2001; Roche R.A., 2004; Slewa-Younan S., 2002; Slobounov S., 2002). Выявленные изменения связывали с уменьшением числа синапсов и/или со снижением степени интегрированности белково-липидных мембран нейронов (Thatcher R.W., 2001). Рядом авторов были выявлены изменения когерентности и фазовых соотношений ЭЭГ в лобных и височных областях у пострадавших в результате ЧМТ (Thatcher R.W., 2001; Thornton, 1999). Thornton K.E., (1999), Thatcher R.W. (1989) и Trudeau N. (2000) сообщили о высокой точности распознавания дискриминантной функцией степени тяжести перенесенной ЧМТ (от 87 до 95%), в зависимости от срока давности ЧМТ.
Исследования последних лет показали, что количественный анализ ЭЭГ способен распознавать степень тяжести перенесенной ЧМТ, даже если исходный статус по шкале ком Глазго, продолжительность потери сознания и посттравматической амнезии неизвестны (Thatcher R.W., 2001).
Наряду со спектральными методами анализа ЭЭГ, дающими ее амплитудно-частотную характеристику, в оценке функционального состояния мозга используют методы корреляционного анализа, отражающие взаимоотношения ритмов ЭЭГ между отдельными точками мозга внутри одного полушария или между полушариями (кросскорреляция, когерентность) или между различными эпохами и по разным ритмам в одном отведении (автокорреляция, биспектральный индекс).
Характеристика больных с ВИЧ-ассоциированной энцефалопатией
ВИЧ-инфицированные больные, которые состояли под наблюдением в СПб ГУЗ «Центр по профилактике и борьбе со СПИД и инфекционными заболеваниями», были направлены на электрофизиологические и нейровизуализационные обследования в клинику ФБГУ ИМЧ им. Н.П. Бехтеревой РАН в 2011-2012 годах (n=41, женщин – 26, мужчин – 15).
Больные ВИЧ-инфекцией были классифицированы в соответствии с Российской клинической классификацией ВИЧ-инфекции (Руководство для врачей под ред. Н.А. Белякова и А.Г. Рахмановой, СПб. – 2011):
1. Стадия инкубации.
2. Стадия первичных проявлений. Варианты течения:
A. Бессимптомное.
Б. Острая инфекция без вторичных заболеваний.
B. Острая инфекция с вторичными поражениями.
3. Субклиническая стадия.
4. Стадия вторичных заболеваний.
4А – потеря массы тела менее 10%; грибковые, вирусные, бактериальные поражения кожи и слизистых; опоясывающий лишай; повторные фарингиты, синуситы. Фазы: прогрессирование в отсутствие ВААРТ, прогрессирование на фоне ВААРТ; ремиссия.
4Б – потеря массы тела более 10%; необъяснимая диарея или лихорадка более 1 месяца; повторные стойкие вирусные, бактериальные, грибковые, протозойные поражения внутренних органов; локализованная саркома Капоши, повторный или диссеминированный опоясывающий лишай. Фазы: прогрессирование в отсутствие ВААРТ, прогрессирование на фоне ВААРТ; ремиссия.
4В – кахексия. Генерализованные вирусные, бактериальные, грибковые, протозойные, паразитарные заболевания, в том числе: кандидоз пищевода, бронхов, трахеи, легких; пневмоцистная пневмония; злокачественные опухоли; поражения ЦНС. Фазы: прогрессирование в отсутствие ВААРТ, прогрессирование на фоне ВААРТ; ремиссия.
5 – терминальная стадия. Больные были разделены на три группы (1, 2, 3). Дизайн исследования предполагал сопоставление результатов электрофизиологических и нейровизуализационных исследований в 1 и 2 группах больных; расширенный комплекс электрофизиологических тестов для ранней диагностики субклинических когнитивных нарушений как проявлений ВИЧ-ассоциированной энцефалопатии в 3 группе больных (таблица 2.4).
Длительность заболевания в 1 и 3 группах составила 1,9 ± 1,2 лет, во 2 группе – 5,6 ± 2,5 лет. При поступлении в стационар больные 1 и 3 групп жалоб не предъявляли, при неврологическом осмотре не было выявлено неврологической симптоматики. Во 2 группе несколько больных предъявляли жалобы на общую слабость, головокружение (n=2), двигательные расстройства (n=1), в неврологическом статусе грубая очаговая неврологическая симптоматика присутствовала у одного больного с двигательным дефицитом.
Диагноз ВИЧ-инфекции был подтвержден иммуноферментным анализом и иммуноблотингом, стадирование заболевания осуществлялось на основании клинических проявлений, степени иммуносупрессии (количество CD4-лимфоцитов) и вирусемии (количество РНК ВИЧ). Для определения факта проникновения ВИЧ в центральную нервную систему и подтверждения этиологии нейрофизиологических и нейрокогнитивных нарушений проводилась люмбальная пункция с исследованием в спинномозговой жидкости (СМЖ) уровня CD4-лимфоцитов и РНК ВИЧ.
Перед проведением нейрофизиологических исследований в 3 группе ВИЧ-инфицированных больных при исследовании уровня CD4-лимфоцитов и РНК ВИЧ было выявлено, что степень иммуносупрессии у больных была выражена в различной степени, количество CD4-лимфоцитов плазмы крови колебалось от 230 до 859 кл/мкл, средний показатель составил 451±55 кл/мкл.
У всех больных в СМЖ определялся ВИЧ в различной концентрации, однако, не всегда показатели РНК ВИЧ в СМЖ и плазмы крови коррелировали между собой. Средний показатель CD4 СМЖ составил 1,8 ± 0,58 кл/мкл, РНК ВИЧ СМЖ – 3 815 ± 1 850 коп/мл, РНК ВИЧ плазмы крови – 64 039 ± 44 307 коп/мл.
Поздние нейрофизиологические механизмы формирования посттравматической энцефалопатии
На рис. 3.5. представлено распределение НК ЭЭГ у здоровых испытуемых. У 414 здоровых испытуемых было выделено 19 усредненных НК, соответствующих 19 независимым источникам электрической активности, 4 усредненных НК были идентифицированы как сигналы, связанные с движениями глаз и мышечной активностью, и исключены из дальнейшего рассмотрения. На рис. 3.5 изображены 7 усредненных независимых компонент наибольшей мощности, выделенные у здоровых испытуемых.
Нативная ЭЭГ у всех обследованных больных Iа подгруппы характеризовалась выраженным полиморфизмом. Широко была представлена в ЭЭГ дельта активность (n=8): у 3 больных – постоянный полиморфный тип, у 5 пациентов – непостоянный мономорфный тип (Gloor P., Ball G., Schaul N., 1977). У 10 больных на фоне диффузных изменений биоэлектрической активности головного мозга определялись локальные изменения, представленные полиморфной дельта активностью. Тета активность регистрировали в качестве субдоминирующего ритма (n=5) и доминирующего ритма (n=3). У 6 больных субдоминировала полиморфная низкоамплитудная активность волн бета диапазона.
При исследовании ССВП выявляли одностороннее или двухстороннее отсутствие корковых компонентов N20 (n=8), увеличение ЛП подкоркового компонента N18 и коркового компонента N20 (n=6), а также увеличение амплитуд поздних неспецифических компонентов N30 и N48, регистрирующихся в отведении с экстрацефалическим референтным электродом (n=9).
При анализе спектральной мощности ритмов ЭЭГ и максимальных амплитудных значений ССВП (Amax CCВП) была выявлена корреляционная связь со спектральной мощностью ЭЭГ преимущественно в дельта диапазоне (таблица 3.4).
Наиболее сильная статистически достоверная положительная корреляционная связь между Amax CCВП (максимальное амплитудное значение компонентов N30 и/или N48 ССВП) и спектрами мощности дельта диапазона отмечалась в передних лобных отведениях (Fp1: r=0,7, р=0,005; Fp2: r=0,85, р=0,0001) и в правом затылочном отведении r=0,7 (р=0,005).
Более слабая статистически достоверная положительная корреляционная взаимосвязь определялась в височно-теменных отведениях (r=0,55-0,60) и в левом затылочном отведении (r=0,64).
Слабая положительная корреляционная связь определялась при анализе спектров мощности ЭЭГ тета диапазона и Аmax ССВП в левых центрально-теменных и правом затылочном отведениях.
При сопоставлении 10 НК ЭЭГ наибольшей мощности спектра у больных в затяжных бессознательных состояниях и здоровых испытуемых определялись выраженные различия.
Во-первых, у больных в затяжных бессознательных состояниях Iа подгруппы доминирующая частота спектра НК ЭЭГ находилась в дельта диапазоне (таблица 3.4, рис. 3.6), а в нормативной группе – в альфа диапазоне (рис.3.5).
Во-вторых, при определении локализации НК ЭЭГ методом LORETA у большинства больных выявлялись дополнительные источники биоэлектрической активности в передних отделах головного мозга, обусловленные травмой, которые выделяли с помощью метода независимых компонент (рис. 3.6). В нормативной группе наблюдалось теменно-затылочное и задневисочное распределение (рис. 3.5).
Следует также отметить, что распределение НК ЭЭГ у больных в затяжных бессознательных состояниях обладало выраженным полиморфизмом, что исключало возможность использования методики усреднения.
В-третьих, в подгруппе больных в затяжных бессознательных состояниях отмечалась тенденция к резкому увеличению мощности спектра одной из НК ЭЭГ, локализующейся в базальных отделах лобных долей по сравнению с нормативной группой (рис.3.6, 3.7).
Мы провели оценку НК ЭЭГ наибольшей мощности спектра и выявили, что компонента ЭЭГ, локализующаяся в базальных отделах лобных долей, является одной из первых трех компонент наибольшей мощности у 11 больных (69%).
У оставшихся 5 пациентов Ia подгруппы наблюдалось иное распределение локализации НК ЭЭГ наибольшей мощности и более благоприятные ранние исходы (4-5 уровни шкалы исходов Глазго). У этих больных регистрировался также дополнительный пик на спектрограммах НК ЭЭГ в тета (n=3) и альфа (n=1) диапазонах (рис.3.7).
У 3 пациентов НК ЭЭГ в базальных отделах лобных долей характеризовались легким увеличением абсолютной мощности спектра (5-7 мкВ2, нормативная группа – 3,9 мкВ2), и у них наблюдали лучшие ранние исходы. У остальных 8 больных в затяжных бессознательных состояниях мощность НК ЭЭГ в базальных отделах лобных долей составляла от 14,7 до 107 мкВ2, из них 7 пациентов продолжали оставаться в состоянии малого сознания при оценке ранних исходов. Причем увеличение их мощности наблюдалось как с наличием видимых на КТ контузионных очагов в лобных долях, так и без видимых очаговых изменений у больных с диффузным аксональным повреждением мозга (таблица 3.5).
Корреляционный анализ также выявил статистически значимую положительную взаимосвязь между мощностью НК ЭЭГ в базальных отделах лобных долей и Amax ССВП (r=0,69, p=0,003, Ккорр. Спирмена).
При анализе абсолютных значений спектра мощности НК ЭЭГ в базальных отделах лобных долей у всех больных была выявлена статистически значимая отрицательная корреляционная зависимость со шкалой исходов Глазго на 4 месяц после ТЧМТ (r = - 0,66, p=0,005,к оКрр. Спирмена).
На рис. 3.8 представлен пример, отражающий отрицательную электрофизиологическую динамику НК ЭЭГ фронтальной локализации в виде нарастания мощности от 14 до 26 мкВ2/Гц у больного К., 26 лет, с неблагоприятным ближайшим исходом ТЧМТ в вегетативное состояние.
У больных Ib подгруппы также выделяли НК ЭЭГ резко увеличенной мощности в передних отделах головного мозга – в проекции лобных долей и передней поясной извилины (поля Бродмана 10, 11, 45, 46, 47, 32, 33, 24) по сравнению со здоровыми испытуемыми. Между ними сохранялись топографические отличия: у здоровых испытуемых наблюдалось преимущественно теменно-затылочное распределение (поля Бродмана: 7, 17, 18, 19) НК ЭЭГ наибольшей мощности (рис. 3.5).
В Ib подгруппе (при более продолжительном наблюдении по сравнению с Ia подгруппой) в случаях с удовлетворительными исходами (n=8) отмечали увеличение мощности НК ЭЭГ в теменно-затылочных отделах по сравнению с фронтальными. У больных с неблагоприятным течением травматической болезни головного мозга и неудовлетворительными исходами (n=11) преобладали мощности НК фронтальной локализации над мощностью НК ЭЭГ теменно-затылочной локализации (табл. 3.6, рис. 3.9).
Между подгруппами с удовлетворительным и неудовлетворительным исходами и контрольной группой были выявлены статистически значимые отличия фронтальной НК (Pa) максимальной мощности и отсутствовали достоверные различия между НК (Pр) теменно-затылочной локализации максимальной мощности. Но выявлялись достоверные различия мощности НК (Pр) теменно-затылочной локализации максимальной мощности между Ib подгруппой и контрольной группой. Фронто-окципитальное соотношение (Ра/Рр) статистически значимо отличалось от контрольной группы только у больных с неблагоприятным течением травматической болезни (таблица 3.6).
Клинический пример №4. Пострадавший В., 35 лет поступил с диагнозом: острая черепно-мозговая травма. Ушиб головного мозга тяжелой степени со сдавлением левого полушария острой субдуральной гематомой. Очаг размозжения полюса левой лобной доли. Контузионный очаг левой височной доли. Субарахноидальное кровоизлияние. Дислокационный синдром II-III степени с вторичным поражением ствола на мезенцефало-бульбарном уровне. На КТ головного мозга было выявлено смещение срединных структур головного мозга слева направо на 21,4 мм, обусловленное левосторонней субдуральной гематомой. В экстренном порядке было выполнено оперативное вмешательство: декомпрессивная трепанация черепа в левой лобно-теменно-височной области, подвисочная декомпрессия, удаление острой субдуральной гематомы, удаление очага размозжения полюса левой лобной доли.
В клинической картине на 24 день после травмы у больного отмечается синдром малого сознания. Больной начал фиксировать взор, появились периоды смены сна бодрствованием.
Электрофизиологический контроль функциональной зрелости мозга у детей с органическими и функциональными расстройствами центральной нервной системы
У детей в 1 и 2 подгруппах была прослежена динамика К / в соответствии с возрастными периодами в покое (таблицы 7.1, 7.2) и при проведении функциональных нагрузок (таблицы 7.3, 7.4). Наименьшее его среднее значение (0,3 мкВ2/Гц) было выявлено в самом младшем возрастном периоде (1-3 года) и статистически значимо отличалось между 1 и 2 подгруппами (F(1,301)=8,9498, p=0,003). У детей с психосоматическими расстройствами К / был достоверно выше по сравнению с группой детей с перинатальной ЭП. Также были выявлены статистически значимые различия К / между подгруппами 1 и 2 в следующих возрастных периодах: 8-12 лет (F(1,820)=4,8764, p=0,027) и 13-17 лет (F(1,832)=39,992, p=0,000) в пользу более высоких значений К / в 1 подгруппе по сравнению со 2 подгруппой . Однако, в возрастном периоде 4-7 лет во 2 подгруппе детей с перинатальной ЭП К / был несколько выше по сравнению с 1 подгруппой детей с психовегетативными расстройствами за счет относительного увеличения мощности спектров тета диапазона и снижения мощности спектров альфа диапазона, что может свидетельствовать о большей незрелости корково-подкорковых структур в 1 подгруппе.
Реактивность головного мозга на проведение функциональных нагрузок сравнивали у детей старших возрастных групп 8-12 лет и 13-17 лет (таблицы 7.3, 7.4). В возрастном периоде 8-12 лет были выявлены достоверные различия К / между 1 и 2 подгруппами при проведении пробы с гипервентиляцией (тест 3), с задержкой дыхания (тест 4) и сравнении фоновой ЭЭГ в первые 10 секунд после задержки дыхания (тест 5).
В 1 подгруппе К / достоверно превышал К / во 2 подгруппе (рис. 7.1.). В возрастном периоде 13-17 лет были выявлены статистически значимые различия К / между 1 и 2 подгруппамив 1 подгруппе К / достоверно был выше, чем во 2 подгруппе в 3, 4, 5 и 6 (фоновая запись в первые 20 секунд после задержки дыхания) тестах (рис. 7.2).
Не было выявлено статистически достоверных различий К / при проведении активационной функциональной пробы с открытыми глазами (тест 2) между 1 и 2 подгруппами, что обусловлено вовлечением принципиально других нейрофизиологических механизмов, в отличии от тестов с гипоксической нагрузкой (тесты 3 и 4), в связи с чем, при проведении 2 теста изучали другой коэффициент - коэффициент активации К 1/2 (мкВ2/Гц) - соотношение спектральной мощности альфа ритма на ЭЭГ в покое (1) к спектральной мощности альфа ритма в состоянии активации (2) . Возрастная динамика К 1/2 была также исследована в 4 возрастных периодах в 1 и 2 подгруппах (таблица 7.5).
В 1 подгруппе прирост К al/(x2 в возрастном периоде от 8 до 12 лет отличался большей динамикой по сравнению со 2 подгруппой (рис. 7.2., 7.3). В 1 подгруппе статистически достоверные различия К аШ2 были выявлены между возрастными периодами 1-3 года и 4-7 лет (F(l,289)=7,5028; р=0,006); между возрастными периодами 4-7 лет и 8-12 лет (F(l,567)=19,279; р=0,000); в возрастном периоде 13-17 лет отмечали дальнейшую тенденцию у росту К (Xi/a2 , но без достоверных различий с предыдущим возрастным периодом.
Во 2 подгруппе статистически достоверные различия К ai/a2 были выявлены между возрастными периодами 1-3 года и 4-7 лет (F(l,368)=33,183; р=0,000); между возрастными периодами 8-12 лет и 13-17 лет (F(1,738)=35,611; р=0,000). Во 2 подгруппе фаза «плато» К 1/2 наблюдалась у детей младшего и среднего школьного возраста, достоверных различий между возрастными периодами 4-7 лет и 8-12 лет выявлено не было; в данных возрастных периодах выявлялась наибольшая дисперсия К 1/2.
В возрастном периоде 8-12 лет показатели коэффициента активации К 1/2 сравнивали с данными контрольной группы (кадеты, проходившие обследование в клинике ВМедА им. С.М. Кирова). В группе контроля К 1/2 был наибольшим и составил 4,3 мкВ 2/Гц. В группах патологии К активации был ниже: 1 подгруппа – 2,94 мкВ2/Гц, 2 подгруппа – 2,19 мкВ2/Гц. Были выявлены статистически достоверные различия дисперсии значений К активации между группами патологии и контроля (F(2,835)=17,807; р=0,000).
При топографическом анализе К активации в возрастном периоде 8-12 лет в группе контроля и в 1 подгруппе наблюдали распределение значений К 1/2, аналогичное нормальным зональным различиям амплитудных значений альфа ритма: наиболее высокое – в затылочных областях, с последующим снижением к височным и лобным областям. Во 2 подгруппе патологии распределение значений К активации было различным: наблюдали как случаи диффузного снижения, так и случаи локального снижения К активации в различных областях головного мозга.
Уровень функциональной зрелости мозга отражается в характере фоновой электрической активности, регистрируемой на ЭЭГ в состоянии спокойного бодрствования. Индивидуальные различия в темпах созревания ребенка определяют и существенные различия в сформированности альфа ритма. При разработке физиологически обоснованной возрастной онтогенетической периодизации человека были очерчены границы функционально различных периодов у детей и взрослых на 7-й Всесоюзной конференции по проблемам возрастной морфологии, физиологии и биохимии (Чурилова Т.М., 2004). У детей период 1-3 лет соответствует раннему детству, 4-7 лет – первому детству, 8-12 лет – второму детству, и 13-17 лет – подростковому возрасту. У детей с органическими и функциональными заболеваниями ЦНС особую роль в оценке индивидуальной функциональной зрелости в соответствующем возрастном периоде приобретают электрофизиологические исследования. ЭЭГ является одним из таких рутинных исследований в педиатрической практике. В настоящее время отсутствует стандартизация в количественной электроэнцефалографической оценке задержки электрогенеза у детей. Известно множество подходов в оценке количественной ЭЭГ у детей. Актуальной необходимостью является разработка количественных универсальных ЭЭГ-критериев, способствующих более точному индивидуальному анализу уровня развития и созревания различных отделов мозга, в том числе регуляторных структур ЦНС у ребенка. Кроме того, эти же критерии могут использоваться и для дальнейшего мониторинга электрической активности головного мозга в зрелом, пожилом и старческом возрастах.
Анализ спектральной мощности ЭЭГ в альфа и тета диапазонах достаточно давно используется для оценки функциональной зрелости мозга, а также для характеристики активности коры (Королева Н.В., 2005; Айдаркин Е.К., 2013; Klimesch W., 1999). Было показано, что функциональная зрелость коррелирует с успеваемостью детей и функциями внимания (Мачинская и др., 1997; Мачинская, Крупская, 2008).
В нашем исследовании, в возрастном периоде от 1 года до 7 лет К / составлял менее 1,0 за счет преобладания медленно-волнового диапазона на ЭЭГ, а также за счет низкой частоты (ниже, чем у взрослых) альфа-подобных колебаний. Полученные результаты согласуются с данными Н.В. Королевой (2005) о преобладании у детей до 7 лет в суммарной БЭА головного мозга медленных ритмов. Преобладание медленно-волновой активности дельта и тета диапазонов в нормальной ЭЭГ детей до 7 лет обусловлено недостаточной плотностью синапсов на теле и дендритном дереве нейронов, недостаточной специализацией и несовершенством межъядерных и корково-подкорковых функциональных связей (Королева Н.В. , 2005). Тем не менее, в проведенном нами исследовании, между группами детей 1-3 лет с функциональными и органическими заболеваниями ЦНС уже выявлялись достоверные различия показателя К /. Более сложным в диагностическом плане оказался возрастной период 4-7 лет, в котором не было выявлено достоверных различий между двумя группами. Полученные результаты можно объяснить тем, что данный возрастной период является переходным периодом становления альфа ритма как доминирующей формы активности, отражающей формирование нейронных сетей. Он может характеризоваться существенной межиндивидуальной вариабельностью, что может снижать чувствительность выбранного критерия для количественной электрофизиологической дифференциации психовегетативных и органических расстройств ЦНС у детей 4-7 лет.
В литературе есть данные, что темп созревания БЭА на ЭЭГ обусловлен также и генетически (Фогель Ф., 1989). Установлено, что в возрасте 5-7 лет не только характеристики локальной ЭЭГ, но и особенности системного объединения ЭЭГ разных зон коры больших полушарий испытывают на себе существенное влияние генотипа. Длинные аксональные связи между сенсорными проекционными и фронтальными областями в своем формировании больше зависят от генотипа, чем межнейронные связи в соседних зонах мозга (Анохин А.П., 1987; Равич-Щербо И.В., 2000). Индивидуальные различия в темпах созревания ЦНС объясняет понятие онтогенетической стабильности, которое подразумевает относительное постоянство темпа возрастных преобразований.