Кровоток в стволе головного мозга при черепно-мозговой травме: клинические, нейровизуализационные и патофизиологические корреляты Данилов Глеб Валерьевич

Содержание к диссертации

Введение

ГЛАВА 1. Актуальность исследований кровотока в стволе головного мозга при черепно-мозговой травме (обзор литературы) .11

1.1. Исследования объемного мозгового кровотока при черепно-мозговой травме и их значение 11

1.2. Факторы нарушения мозгового кровотока при ЧМТ 14

1.3. Состояние системы регуляции мозгового кровообращения как фактор, определяющий мозговой кровоток 18

1.4. Влияние хирургической декомпрессии мозга на мозговой кровоток .22

1.5. Предпосылки исследования кровотока в стволе головного мозга при ЧМТ .23

ГЛАВА 2. Методы исследования и общая характеристика клинических наблюдений .33

ГЛАВА 3. КТ-перфузионные характеристики у больных с черепно-мозговой травмой 45

3.1. Характеристика регионарного кровотока в полушарных структурах и стволе головного мозга в остром периоде ЧМТ .45

3.2. Оценка параметров CBF, CBV и MTT в стволе головного мозга с учетом степени тяжести ЧМТ, преимущественного вида (очагового или диффузного) поражения головного мозга, сроков проведения исследования, планового использования седативных и вазопрессорных препаратов, и параметров гомеостаза .54

ГЛАВА 4. Патофизиологические и нейровизуализационные корреляты параметров кровотока в стволе головного мозга 70

4.1. Зависимость кровотока в стволе головного мозга от величин ВЧД, САД и

ЦПД и состояния механизмов регуляции мозгового кровотока .70

4.2. Кровоток в стволе мозга при его первичном или вторичном травматическом повреждении 90

ГЛАВА 5. Взаимосвязь параметров кровотока в стволе головного мозга с клинической картиной ЧМТ 113

5.1 Кровоток в стволе мозга в зависимости от состояния сознания на момент исследования 113

5.2. Взаимосвязь параметров кровотока и клинической дисфункции ствола мозга 118

ГЛАВА 6. Динамика параметров кровотока в стволе мозга с учетом проведения оперативного лечения и их прогностическое значение .151

6.1. Исследование кровотока в стволе мозга в динамике, оценка параметров кровотока до и после проведения оперативного лечения .151

6.2. Прогностическое значение параметров кровотока в стволе мозга, оптимальность кровотока в стволе для восстановления сознания .165

Заключение .188

Выводы 199

Практические рекомендации 200

Список литературы .

• Состояние системы регуляции мозгового кровообращения как фактор, определяющий мозговой кровоток
• Оценка параметров CBF, CBV и MTT в стволе головного мозга с учетом степени тяжести ЧМТ, преимущественного вида (очагового или диффузного) поражения головного мозга, сроков проведения исследования, планового использования седативных и вазопрессорных препаратов, и параметров гомеостаза
• Кровоток в стволе мозга при его первичном или вторичном травматическом повреждении
• Взаимосвязь параметров кровотока и клинической дисфункции ствола мозга

Введение к работе

Актуальность темы исследования

Черепно-мозговая травма (ЧМТ) – ценная клиническая модель для исследования фундаментальных механизмов повреждения мозга, в том числе -патофизиологии мозгового кровообращения. Исследования кровотока в полушариях мозга, проведенные с помощью КТ-перфузии в последние годы (Потапов А.А., 2011; Kaloostian P., 2012; Kelly D., 1997; Wintermark M., 2004, 2015), показали, что оценка объемного мозгового кровотока важна для понимания патогенеза травмы, а его параметры могут рассматриваться в качестве потенциальных факторов прогноза.

Несмотря на большой арсенал современных нейровизуализационных методик, кровоток при ЧМТ, в основном, был исследован в полушарных структурах и лишь в единичных работах - в стволе мозга. Исследование кровообращения в стволе головного мозга важно для углубления представлений о патогенезе ЧМТ, понимания роли изменений кровотока в развитии бессознательных состояний, расстройствах витальных функций и перспективе восстановления пациентов после травмы.

В работах G. Bouma и соавт. (Bouma G., 1991, 1992) приводятся данные об объемной скорости кровотока (CBF) в стволе мозга в сравнении с полушарным кровотоком по данным КТ-перфузии с ксеноном у пациентов с ЧМТ. В исследовании A. Ritter и ее соавторов (Ritter A., 1999) с помощью КТ со стабильным ксеноном было показано, что степень реакции зрачков на свет имела связь с уровнем кровотока в стволе мозга, и высказано предположение о прогностической значимости объемной скорости кровотока в стволе головного мозга у больных с ЧМТ.

В НИИ нейрохирургии им. акад. Н .Н. Бурденко было проведено исследование объемной скорости кровотока на уровне среднего мозга у 24 пациентов с ЧМТ и выявлена достоверная корреляция показателей кровотока у

пациентов, имевших благоприятный исход, с оценкой по шкале комы Глазго (ШКГ) (Захарова Н. Е., 2012, 2013).

Степень разработанности темы

В ранее выполненных работах по оценке кровотока в стволе головного мозга при ЧМТ c помощью КТ -перфузии не проводилось комплексного изучения взаимосвязи структурных, клинических и мониторируемых параметров (внутричерепного (ВЧД), среднего артериального (САД) и церебрального перфузионного давлений (ЦПД), состояния ауторегуляции) со всеми параметрами кровотока в стволе мозга (не учитывались значения CBV и MTT) и не оценивалось влияние оперативного лечения на все КТ-перфузионные параметры кровотока в стволе мозга.

Отсутствие научно обоснованных представлений о патофизиологии кровотока в стволе головного мозга при ЧМТ и возможности его измерения с помощью КТ-перфузии определили актуальность настоящего исследования.

Цель исследования

Изучить показатели регионарного кровотока в стволе головного мозга и их прогностическое значение при черепно-мозговой травме во взаимосвязи со структурными и функциональными нарушениями в стволе и состоянием системы регуляции мозгового кровотока.

Задачи исследования

1. Изучить параметры объемного кровотока в стволе мозга у пациентов с черепно-мозговой травмой разной степени тяжести и с разным видом повреждения мозга.

2. Изучить параметры объемного кровотока в стволе мозга во взаимосвязи с клинической картиной ЧМТ, данными мониторинга ВЧД, САД, ЦПД и состоянием ауторегуляции.

3. Изучить параметры объемного кровотока в стволе мозга при его первичном и вторичном повреждениях.

4. Изучить динамику параметров кровотока в стволе мозга и влияние на них хирургической декомпрессии мозга.

5. Изучить прогностическое значение параметров объемного кровотока в стволе мозга.

Научная новизна

1. Впервые с п ривлечением метода КТ -перфузии и МРТ головного мозга получены комплексные данные о параметрах объемного кровотока в стволе мозга во взаимосвязи с нейровизуализационными и клиническими данными, и с учетом проведения оперативного вмешательства.

2. Предложен способ оценки риска нарушения ауторегуляции по усредненным значениям внутричерепного и среднего артериального давления за время мониторинга; использованы алгоритмы одномерной и многомерной классификации временных паттернов ВЧД для определения групп высокого риска срыва ауторегуляции.

3. Впервые показаны р асстройства кровообращения в стволе мозга при уровне внутричерепного давления менее 20 мм рт.ст.

4. Впервые показано, что наименьшие значения кровотока в стволе мозга регистрируются в зонах его геморрагического повреждения.

5. Впервые показано, что повреждение с твола мозга и нарушение ауторегуляции являются более ценными прогностическими факторами, чем абсолютные значения параметров кровотока в стандартизированных зонах интереса ствола мозга.

Теоретическая и практическая значимость

Сведения о кровотоке в стволе головного мозга могут быть использованы для оптимизации тактики консервативного или хирургического лечения пациентов с тяжелой ЧМТ.

В качестве опции КТ -перфузионное исследование может быть рекомендовано пациентам с тяжелой ЧМТ, у которых средняя мониторируемая величина ВЧД равна или превышает 15 мм рт .ст. и для которых рассматривается вопрос о проведении декомпрессивного хирургического вмешательства.

КТ-перфузионное исследование может быть проведено пациентам с ЧМТ, для которых тяжесть состояния не соответствует данным рутинной КТ головного мозга и нет возможности проведения МРТ головного мозга, с целью выявления зон гипо- и гиперперфузии в полушариях и стволе головного мозга.

В НИИ нейрохирургии им. акад. Н.Н. Бурденко пациентам в остром периоде ЧМТ проводятся КТ-перфузионные исследования кровотока не только на уровне полушарий, но и в стволе головного мозга, а также МРТ головного мозга в соответствии с усовершенствованными в исследовании протоколами. Результаты данных исследований используются для оценки прогноза у пациентов с ЧМТ.

Степень достоверности

Теория построена на известных проверенных фактах и согласуется с современными представлениями и опубликованными экспериментальными данными по теме диссертации; использованы сравнения авторских данных с литературными данными, полученными ранее по рассматриваемой тематике; использованы современные методы сбора и статистической обработки исходной информации.

Апробация работы

Основные положения и результаты диссертационной работы доложены и обсуждены на отечественных и международных конференциях: «Поленовских чтениях 2014 (Санкт-Петербург, 2014), IV International congress “Mental recovery after traumatic brain injury: a multidisciplinary approach” (Санкт-Петербург, 2014), EANS 2014 – 15^th European Congress of Neurosurgery (Прага, 2014),

«Поленовских чтениях 2015» (Санкт-Петербург, 2015), 20^th Annual EMN Congress (Загреб, 2015), VII Всероссийском съезде нейрохирургов (Казань, 2015), 15th Interim Meeting of the World Federation of Neurosurgical Societies (Рим, 2015); на расширенном заседании проблемной комиссии «Патогенез, клиника и лечение черепно-мозговой травмы» в НИИ нейрохирургии имени академика Н.Н. Бурденко 16 июня 2015г.

Публикации по теме диссертации

По материалам диссертации опубликовано 26 печатных работ, в которых отражены основные результаты диссертационного исследования. Из них: статьи в научных журналах, рецензируемых ВАК для кандидатских диссертаций, – 3, главы в отечественных и зарубежных монографиях – 3, статьи и тезисы в материалах съездов и конференций – 20.

Основные положения, выносимые на защиту

6. Параметры кровотока в стволе мозга у пациентов с ЧМТ варьируют в широком диапазоне в зависимости от структурных изменений ствола мозга и состояния системы регуляции мозгового кровотока, отличаясь от аналогичных параметров в большинстве зон больших полушарий.

7. Первичное или вторичное повреждение ствола мозга не приводит к снижению кровотока на всем его сечении.

8. Параметры кровотока в стволе мозга могут давать дополнительную информацию для принятия решения о тактике лечения пациентов с ЧМТ, в том числе, рассматриваться в качестве дополнительных критериев для определения показаний к оперативному вмешательству.

9. Усредненные за время мониторинга значения ВЧД и САД формируют характерные паттерны риска расстройств ауторегуляции.

10. В отличие от параметров кровотока в стволе мозга, данные о состоянии ауторегуляции и наличии очаговых повреждений в стволе мозга имеют высокую самостоятельную прогностическую значимость.

Диссертационная работа состоит из оглавления, списка сокращений и условных обозначений, введения, 6 глав (обзора литературы, материалов и методов, четырех глав с результатами собственных исследований), заключения, выводов, практических рекомендаций, списка литературы и приложения. Диссертация изложена на 238 страницах машинописного текста, включающего 42 таблицы и 83 рисунка. Список литературы содержит 204 источника, включая 22 работы отечественных и 182 - зарубежных авторов.

Состояние системы регуляции мозгового кровообращения как фактор, определяющий мозговой кровоток

Принято считать, что, в среднем, здоровый мозг получает 15% сердечного выброса. У взрослых среднее значение объемной скорости мозгового кровотока, исследованное в полушарных структурах, составляет приблизительно 50 мл/100 г/мин. В сером веществе кровоток интенсивнее (80 мл/100 г/мин), в белом веществе интенсивность кровотока ниже (20 мл/100 г/мин) [173]. При исследовании мозгового кровотока у 67 здоровых добровольцев с помощью КТ со стабильным ксеноном Н. Yonas и соавт. (1991 г.) определили, что кровоток значительно варьирует относительно среднего значения, которое в исследуемой группе составляло 51 мл/100 г/мин в поверхностных участках больших полушарий и 56 - 61 мл/100 г/мин в подкорковых ядрах и таламусе [195]. При этом кровоток в бассейнах передних и задних мозговых артерий был ниже, чем в бассейнах средних мозговых артерий.

В остром периоде ЧМТ изменения кровотока в мозге могут быть весьма вариабельными, но в то же время закономерными. Так, Marion и соавт. (1991 г.) в группе из 32 пациентов выявили тенденцию к уменьшению, а затем нарастанию общемозгового CBF в течение первых 24 часов после травмы с высокой вариабельностью значений [119]. Такая же динамика кровотока описана в исследованиях A. Mendelow и соавт., J. Overgaard и соавт. и W. Obrist [129, 140, 142]. В работах Bouma и соавт. [37, 38] с помощью метода КТ-перфузии с контрастным веществом было показано, что общий мозговой кровоток практически всегда уменьшается в течение первых нескольких часов после травмы как минимум на 50%.

Чрезмерные колебания кровотока в сторону повышения или понижения тех или иных его параметров приводят к ишемии или гиперемии мозга. J. Miller и соавт. в 1985 г. предположили, что ишемия мозга является самостоятельным и наиболее значимым механизмом вторичного повреждения мозга [133]. При чрезмерном снижении кровотока нарушается функциональная активность нейронов. У погибших в результате ЧМТ пациентов при гистологическом исследовании наиболее часто выявляют ишемизированные участки мозга. Однако по данным других авторов гиперемия может оказаться более частым явлением, чем ишемия у этой категории пациентов [129,134,140].

Диффузные и очаговые повреждения больших полушарий мозга могут приводить к снижению мозгового кровотока. В работе H.Yonas и соавт. (1989 г.) [194] с помощью КТ-перфузии с ксеноном порог необратимой ишемии был определен как 18 мл/100 г/мин. По данным M. Winermark и соавт. [191] все параметры кровотока в полушарных очагах ушиба по данным КТ-перфузии значимо менялись: снижалась объемная скорость CBF (20,7 – 43,0 мл/100 г/мин) и объем крови CBV (2,7 – 2,9 мл/100 г) и значимо повышалось время транзита контрастного вещества MTT (7,2 - 9,6 секунд) по сравнению с контрольными значениями. В результате кровоток мог снижаться в одном или нескольких сосудистых бассейнах. Аналогичные наблюдения описали А.А. Потапов и соавт. [17], проанализировав изменения кровотока в группе 40 пациентов с тяжелой ЧМТ с учетом доминирующего вида диффузного или очагового повреждения.

В большинстве работ по оценке церебральной перфузии при ЧМТ исследованы только группы пациентов в коме. В литературе есть сведения об изменениях кровотока и при менее тяжелой травме. Так, в работе G. Yulin (2008 г.) [69] на выборке из 21 пациента с ЧМТ средней степени тяжести было показано, что среднее значение кровотока в таламусе ниже (45,9 мл/100 г/мин), чем у пациентов контрольной группы (57,1 мл/100 г/мин).

Однако до сих пор не удалось определить универсальные пороговые значения кровотока при ЧМТ, выход за которые определяет клинические нарушения или исход травмы. M. Wintermark и соавт. при исследовании 130 пациентов (2004 г.) в коме (8 и менее баллов по ШКГ) в контрольной группе из 32 коматозных пациентов, у которых не было признаков внутричерепной гипертензии, признаков повреждения мозга по данным КТ, и в течение 3 месяцев наблюдались исходы 5 баллов по ШИГ, определили контрольные (референсные) значения параметров кровотока как диапазон отклонений от среднего значения в пределах двух стандартных отклонений: 28,6 – 69,0 мл/100 г/мин для CBF; 2,1 -4,5 мл/100 г для CBV; 2,7-5,9 секунд для MTT [191]. В основной группе было показано, что увеличение количества бассейнов с объемной скоростью кровотока ниже предложенного порога является значимым фактором неблагоприятного прогноза. Однако, предложенные пороговые значения были выбраны, основываясь на статистическом распределении, а не на патофизиологических данных.

Ишемические расстройства при ЧМТ возникают в силу действия разных факторов и в отсутствие видимого повреждения мозга по данным КТ. При диффузном отеке мозга, а также при наличии внутримозговых гематом кровоток снижается [38]. M. Wintermark и соавт. [191] показали, что при внутричерепной гипертензии нарастает вариабельность значений параметров кровотока и статистически значимо возрастает MTT. В исследованиях W. Obrist и соавт. было показано, что гипервентиляция снижает мозговой кровоток в большей степени, чем внутричерепная гипертензия [140].

Снижение мозгового кровотока также может происходить при терапевтической гипотермии [124], и причины этого снижения требуют исследования. Среди потенциальных механизмов терапевтического эффекта гипотермии имеется предположение об уменьшении метаболизма мозга, уменьшении выброса возбуждающих медиаторов, ингибировании образования свободных радикалов, предотвращении повреждения гематоэнцефалического барьера и формирования отека мозга. Вероятно, защитный эффект гипотермии обеспечивается совокупностью механизмов. В работе C. Metz [134], в основном, не было выявлено значимых изменений в значениях кровотока. В то же время, D. Marion [119] и T. Shiozaki [161] наблюдали уменьшение значений кровотока при умеренной гипотермии, причем уменьшение кровотока соответствовало метаболическим изменениям.

Попытки градации кровотока для определения порога ишемических расстройств при инсульте и ЧМТ предпринимались в нескольких исследованиях с применением ПЭТ [53]. Однако определение пороговых значений всегда связано с существенными трудностями [32]. Несмотря на то, что при чрезвычайном снижении кровотока (CBF) регион мозга теряет жизнеспособность, у пациентов с ЧМТ может наблюдаться неврологический дефицит и при отсутствии структурных нарушений в мозге. Одно из возможных объяснений данного феномена в том, что при кажущейся сохранности мозговой ткани (по результатам нейровизуализации) нельзя исключить избирательное повреждение нейронов. M. Botteri в обзоре 2008 г. на основании анализа 53 исследований приходит к выводу о том, что пороговые значения кровотока для развития ишемии не имеют доказательности и не могут быть рекомендованы в клинических целях [37]. Однако, данные ПЭТ о кровотоке и метаболизме мозга позволяют улучшить точность прогноза при ЧМТ.

Значения параметров объемного мозгового кровотока в непораженных участках головного мозга варьируют в широком диапазоне по данным разных авторов [5,17,87,88,186,187,191]. Однако, дизайн исследований в каждой конкретной работе имеет особенности, например, размеры и локализация зон интереса, тяжесть состояния пострадавших, уровень сознания, сроки исследования и число наблюдений могут также значительно варьировать.

Оценка параметров CBF, CBV и MTT в стволе головного мозга с учетом степени тяжести ЧМТ, преимущественного вида (очагового или диффузного) поражения головного мозга, сроков проведения исследования, планового использования седативных и вазопрессорных препаратов, и параметров гомеостаза

Регионарный кровоток в стволе исследовался на уровне среднего мозга: стандартизированные зоны интереса устанавливались в симметричных зонах правой и левой ножек мозга и в области покрышки среднего мозга, как показано на рисунке 2.2.

Стандартизированные зоны интереса в среднем мозге: размещение зон интереса на срезе КТ (А), перфузионные карты CBF (Б), CBV (В) и MTT (Г). Из всех отделов ствола мозга средний мозг был выбран для исследования регионарной перфузии по нескольким причинам: - в обследованной группе на уровне среднего мозга не наблюдалось лучевых артефактов, которые чаще затрудняют визуализацию нижних отделов варолиева моста и продолговатого мозга; - расположение среднего мозга в вырезке намета мозжечка делает его в первую очередь подверженным дислокационным воздействиям, что, вероятно, должно отражаться на кровотоке в первую очередь на этом уровне; - дуги большинства рефлексов, исследуемых у пациентов с черепно-мозговой травмой, проходят через область среднего мозга, что позволяет на одном и том же уровне ствола мозга сопоставлять спектр клинических проявлений с состоянием кровотока; - установка нижнего уровня перфузии в проекции среднего мозга позволяет одновременно исследовать кровоток в таламусах, подкорковых ядрах, полушарных структурах.

Помимо рутинной КТ и КТ-перфузии для верификации очаговых повреждений мозга в период 21 суток после травмы для каждого пациента рассматривали возможность проведения магнитно-резонансной томографии (МРТ). МРТ головного мозга проводили пациентам, у которых тяжесть клинического состояния не могла быть объяснена данными рутинной КТ и требовалась верификация очаговых и диффузных повреждений, а также при отсутствии противопоказаний к исследованию (нестабильности системной гемодинамики и внутричерепного давления, наличия металлических имплантов, невозможности транспортировки пациента за пределы отделения реанимации и т.д.). Для более точной верификации очаговых и диффузных повреждений использовали разные режимы МРТ (Т1, Т2, Т2-FLAIR, DWI, DTI, T2 GRE, SWAN). Оценку очаговых повреждений мозга по данным МРТ проводили в соответствии с классификацией очаговых повреждений, разработанной А.А. Потаповым и соавт. [16].

Статистический анализ проводился с помощью специализированной для аналитических задач среды программирования R (www.r-project.org) с подключением программных пакетов ggplot2, nortest, reshape, caret, rattle, proc. На основании результатов разведочного анализа данных формулировались статистические гипотезы и проводилось их тестирование. В подавляющем большинстве случаев, ввиду неизвестности закона распределения исследуемых случайных величин, использовались непараметрические методы тестирования гипотез. Проверка гипотезы о нормальном законе распределения осуществлялась с помощью тестов Шапиро-Уилка и Колмогорова-Смирнова. Тестирование гипотез о различиях распределений изучаемых величин проводили с помощью критерия -квадрат, теста Вилкоксона, критерия Краскела-Уоллиса. Корреляционный анализ проводили с применением коэффициента корреляции Спирмена, и в особо оговариваемых случаях – коэффициента корреляции Пирсона. Для сравнения дисперсий случайной величины в двух выборочных группах в отдельных случаях использовали критерий Фишера с двусторонней критической областью. Для классификации временных рядов (в том числе -многомерной) были использованы алгоритмы дискретного вейвлет-преобразования DWT (от англ. discrete wavelet transforms) [25, 86] и алгоритм классификации временных рядов с обучаемой дискретизацией SMTS (от англ. multivariate time series classification with learned discretization) [33]. Моделирование и прогнозирование исходов травмы и нарушений ауторегуляции проводилось с помощью регрессионных методов (в том числе – логистической регрессии) и алгоритма классификации с помощью деревьев. Для сравнения двух «вложенных» моделей, отличающихся на один предиктор, использовали статистику отношения правдоподобия. Тестирование отличия коэффициентов уравнения логистической регрессии от нуля проводили с помощью статистики Уайлда. Для оценки надежности моделей проводили ROC-анализ (от англ. receiver operating characteristic). Все процедуры подготовки, очистки, форматирования, разведочного анализа данных, оценки величин, тестирования гипотез, вывода результатов в табличном и графическом форматах были реализованы с помощью программного кода (скриптов) на объектно-ориентированном языке высокого уровня R.

В остром периоде ЧМТ разной степени тяжести (на 1-19 сутки, в среднем -на 5 сутки) у 81 пациента (56 мужчин и 25 женщин) в возрасте от 15 до 72 лет в период с 2005 по 2014 гг. были проведены измерения параметров объемного мозгового кровотока в полушариях и стволе мозга. Средний возраст в группе составил около 30 лет. Из 81 пациента коматозное состояние в первые сутки развивалось у 66 (81,5%) пациентов (у 6 (7,4%) пациентов развитию комы предшествовал светлый промежуток от 2 до 9 дней), 10 (12,3%) пациентов были в сопоре (9-10 баллов по ШКГ) и глубоком оглушении (11-12 баллов по ШКГ), 2 (2,5%) – в умеренном оглушении (13-14 баллов по ШКГ). В ясном сознании после травмы находилось 3 (3,7%) пациентов.

Кровоток в стволе мозга при его первичном или вторичном травматическом повреждении

Средние значения, стандартные отклонения и диапазоны значений параметров CBF, CBV и MTT в каждой зоне интереса полушарных структур и ствола мозга приведены в таблице 1 Приложения.

Наиболее высокие значения СBF и CBV наблюдались в зонах интереса правой и левой височных долей (CBF - 4,29 – 99,76 мл/100 г/мин, средние значения – 50,97 и 52,21 мл/100 г/мин, соответственно; CBV – 0,22 – 9,07 мл/100 г, средние значения – 3,86 и 4,04 мл/100 г). Менее высокие значения CBF выявлены в области правых и левых подкорковых ядер (5,23 – 86,34 мл/100 г/мл, средние значения – 46,56 и 46,48 мл/100 г/мл соответственно). Уровни CBV примерно совпадали для правых и левых областей подкорковых ядер (0,29 – 6,91 мл/100 г, средние значения – 2,69 и 2,71 мл/100 г соответственно) и в правой и левой затылочной долях (0,32 – 6,31 мл/100 г, средние значения – 2,56 и 2,42 мл/100 г соответственно), однако параметр CBF в правой и левой затылочной долях принимал более низкие средние значения (6,06 – 90,43 мл/100 г, средние – 36,77 и 35,99 мл/100 г соответственно). Более низкие значения наблюдались в правом и левом таламусах (CBF – 7,73 – 75,83 мл/100 г/мин, средние значения – 30,85 и 32,34 мл/100 г/мин соответственно, CBV – 0,57 – 3,93 мл/100 г, средние значения – 1,83 и 1,97 мл/100 г), наименьшие – в ножках мозга (CBF – 6,66 – 76,38 мл/100 г/ мин, средние значения 28,1 и 28,67 мл/100 г/мин, CBV – 0,25 – 5,6 средние значения – 1,74 и 1,8 мл/100 г соответственно) и покрышке среднего мозга (CBF – 6,32 – 63,55 мл/100 г/мин, среднее значение – 26,55 мл/100 г/мин, CBV – 0,16 – 5,29 мл/100 г, среднее значение – 1,75 мл/100 г/мин). Обратную тенденцию по отношению к распределениям регионарного CBF и CBV в полушарных структурах и стволе мозга показывали значения MTT, будучи невысокими в правой и левой височных долях (0,98 – 7,25 сек, средние значения -3,69 и 3,68 сек соответственно), максимальными в среднем в правой и левой затылочных долях (1,14 – 7,86 сек, средние значения – 4,83 и 4,76 сек соответственно), и возрастающие от правых и левых подкорковых ядер (0,97 – 6,06 сек, средние значения - 3,48 и 3,35 сек соответственно), правого и левого таламуса (1,6 – 6,64 сек, 3,94 и 3,94 сек соответственно) к правой и левой ножкам мозга (0,7 – 7,3 сек, средние значения – 3,95 и 4,09 сек соответственно) и покрышке среднего мозга (0,93 – 9,12 сек, среднее значение – 4,41 сек соответственно). Параметры кровотока в лобных долях (CBF – 3,6 – 82,65 мл/100 г/мин, средние значения – 28,0 и 28,31 мл/100 г/мин соответственно, CBV – 0,22 -4,96 мл/100 г, средние значения – 1,77 и 1,79 мл/100 г соответственно, MTT – 0,85 – 9,25 сек, средние – значения 4,53 и 4,46 сек соответственно) были максимально близки к параметрам кровотока в покрышке среднего мозга.

Гистограммы распределения параметров CBF, CBV и MTT в ножках мозга и покрышке среднего мозга с наложенными графиками функций плотности распределений представлены на рисунке 3.5.

Проведена статистическая оценка различий в распределениях и степени линейной зависимости параметров кровотока в стволе и в полушарных структурах мозга. Результаты анализа представлены в таблицах 2 – 4 Приложения.

Статистически значимая взаимосвязь между значениями параметров кровотока в стволе мозга и полушарных структурах была получена для всех зон интереса. Наибольшая зависимость выявлена между кровотоком в стволе мозга и в таламусах (коэффициенты корреляции - от 0,51 до 0,74, p 0,0001), несколько меньшая взаимосвязь с кровотоком в стволе определена для кровотока в подкорковых структурах (коэффициенты корреляции – от 0,23 до 0,6, p 0,07, для большинства зон интереса p 0,003). Менее взаимосвязанными оказались значения параметров кровотока в стволе и височных долях (коэффициенты корреляции - 0,14 – 0,63, p 0,22; для большинства зон интереса корреляция слабая, но статистически значимая при p 0,02). При этом наблюдалась сильная корреляция параметров кровотока между всеми тремя зонами измерения в среднем мозге (0,63 – 0,71, p 0,00001). Взаимосвязь объемной скорости кровотока CBF в стволе мозга со значениями CBF в полушарных зонах интереса показана на рисунках 3.6 - 3.9.

Гистограммы распределения параметров CBF (А-В), CBV (Г-Е), MTT (Ж-И) в правой и левой ножках мозга и покрышке среднего мозга с наложенными графиками функций плотности распределений. Значения параметров кровотока для 81 пациента измерены при первом исследовании. Правая лобная доля Правая височная доля Правая затылочная доля Правые подкорковые ядра Правый таламус Покрышка среднего мозга

Данные таблиц 2-4 Приложения показывают, что распределения параметров кровотока в стволе статистически значимо отличались от распределений параметров кровотока в полушарных структурах практически для всех зон интереса, за исключением правой и левой лобных долей. Параметры кровотока в стволе мозга очень близки к аналогичным параметрам в лобных долях. Максимально схожими по распределению оказались параметры кровотока в покрышке среднего мозга и в лобных долях (распределения статистически достоверно не различались при уровне значимости p 0,2 для каждого параметра, Рисунок 3.10).

Взаимосвязь параметров кровотока и клинической дисфункции ствола мозга

Всем пациентам в исследованной группе в остром периоде травмы (в первые сутки после госпитализации и в динамике) проводили КТ головного мозга с оценкой состояния парастволовых цистерн, в частности – охватывающей цистерны. По данным КТ головного мозга на момент проведения перфузионного исследования у 25 (30,9%) пациентов мезенцефальные цистерны были свободными, благодаря чему исключалось дислокационное воздействие на ствол мозга. У 41 (50,6%) пациента цистерны были грубо компримированы или не визуализировались в силу выраженного вторичного воздействия на в ствол в результате развивавшегося дислокационного процесса. В последней подгруппе вероятность вторичного повреждения ствола была максимальной. Результаты сравнения параметров кровотока (средние значения ± стандартные отклонения) в группах с выраженной компрессией и отсутствием компрессии парастволовых цистерн приведены в таблице 4.4.

Из 49 пациентов, которым в остром периоде травмы была проведена МРТ с в высокочувствительных режимах (T2-FLAIR, SAWN, DWI, DTI), у 17 (34,7%) пациентов охватывающая цистерна не была деформирована, при этом у 7 из них были выявлены очаговые изменения в стволе мозга (в том числе - на уровне среднего мозга). В отсутствие признаков вторичного (дислокационного) воздействия на ствол мозга данные повреждения относили к первичным.

У 12 (24,5%) из 49 пациентов, прошедших МРТ, наблюдалась грубая или полная блокада охватывающей цистерны. В этих условиях при невозможности полностью исключить первичное повреждение ствола мозга вероятность вторичного повреждения была макcимальной. Результаты сравнения параметров кровотока (средние ± стандартные отклонения и уровень значимости различий распределений) в данных подгруппах при наличии или отсутствии компрессии парастволовых цистерн по данным МРТ головного мозга приведены в таблице 4.5. Таблица 4.5 Различия параметров кровотока (средние ± стандартные отклонения) в группе первичных (7 пациентов) и вторичных (12 пациентов) повреждений ствола мозга по данным МРТ головного мозга. Зона интереса Первичныеповреждения ствола7 пациентовСреднее ± СО(Диапазон) Вторичныеповреждения стола,12 пациентовСреднее ± СО(Диапазон) Различия, p

Параметры кровотока у пациентов с первичным и вторичным поражением ствола мозга статистически значимо не различались (p 0,05 для каждого параметра во всех зонах интереса на уровне среднего мозга), а диапазоны значений были приблизительно одинаковы (таблица 4.5).

Лишь у одного пациента с первичным поражением ствола МРТ было проведено на 1 сутки после травмы, в остальных случаях – в период 13 – 18 суток. В этой группе 6 пациентов находились в коме (у 5 пациентов кома развилась в первые сутки после травмы и у 1 пациентки – через пять дней светлого промежутка, при этом парастволовые цистерны на момент исследования были широкие), и одна пациентка была в сопоре. У всех пациентов была сохранна система регуляции мозгового кровообращения (показатель PRx варьировал от -0,23 до 0,11). У 3 пациентов с первичными повреждениями ствола как исход травмы наблюдалась умеренная инвалидизация, у 4 – глубокая инвалидизация. Никому из 7 пациентов с первичным повреждением ствола не проводились хирургические вмешательства.

На рисунке 4.18 показан пример первичного повреждения ствола при свободных базальных цистернах. Исследование перфузии было проведено на 4 сутки после травмы. Значения CBF и CBV были снижены в пределах очага повреждения и близки к среднему значению во всей группе. На рисунке 4.20 показан еще один пример визуализации первичного повреждения среднего мозга. Пациент С. (29 лет) получил тяжелую ЧМТ в результате дорожно-транспортного происшествия. КТ-перфузия выполнена на 3 сутки после ЧМТ, в момент исследования пациент находился в коме (7 баллов по ШКГ). Исход травмы – глубокая инвалидизация (3 балла по ШИГ).

Первичное повреждение ствола мозга также демонстрирует рисунок 4.21. В результате автоаварии у пациента Н. 41 года были повреждены глубинные структуры мозга, в том числе левая ножка мозга. Нейровизуализационных признаков вторичного воздействия на ствол выявлено не было. Значения CBF были снижены только в зоне повреждения левой ножки мозга (13,0 мл/100 г/мин), и были близки к средним значениям в исследованной группе в правой ножке мозга (25,6 мл/100 г/мин) и покрышке среднего мозга (28,5 мл/100 г/мин). Исход травмы – глубокая инвалидизация (3 балла по ШИГ).

Все 12 пациентов со вторичными повреждениями ствола получили тяжелую ЧМТ и в первые сутки находились в коме. В данной подгруппе при невозможности исключить первичное повреждение ствола мозга степень компрессии парастволовых цистерн была максимальной и наблюдалась высокая частота нарушения ауторегуляции: у 5 пациентов ауторегуляция на момент исследования была нарушена, у 2 – близка к порогу срыва (PRx = 0,14-0,15), у 1 пациентки – сохранна, и у 4 пациентов данные о сохранности ауторегуляции отсутствовали. Оперативное лечение в этой группе требовалось 10 пациентам, из них – 8 была проведена одно- или двусторонняя декомпрессивная краниоэктомия. Все исходы ЧМТ в этой подгруппе были неблагоприятными (у 5 пациентов – глубокая инвалидизация, у 5 – вегетативное состояние, у 2 – смерть).

Иллюстрация вторичного повреждения ствола мозга с низкими значениями CBF и CBV приведена на рисунке 4.22. При сохранной ауторегуляции (PR = 0,14) у пациента наблюдалось грубое повреждение ствола с компрессией парастволовых цистерн. При невозможности исключить исходное первичное повреждение ствола мозга наблюдалось явное вторичное воздействие на ствол.