Введение к работе
Актуальность темы
Черепно-мозговая травма (ЧМТ) является одной из наиболее актуальных и сложных проблем современной нейрохирургии, что отмечается как отечественными, так и зарубежными исследователями (Коновалов А.Н. и соавт.,1998; Педаченко Е.Г. и соавт., 2009; Крылов В.В., 2010; Nakamura N. et al., 2006; Rossi S., Castioni C.A., 2008; Maas A.I. et al., 2008). Это объясняется частой встречаемостью, высокой смертностью, инвалидизацией, сложностью патогенеза и лечения ЧМТ, а также колоссальными экономическими потерями (Зотов Ю.В. и соавт., 1996; Лебедев Э.Д., 1999; Гайдар Б.В., 2002; Потапова Н.А. и соавт., 2009; Bramlett H.M., Dietrich W.D., 2004; Sande A., West C., 2010).
В настоящее время выделены различные виды ЧМТ, описаны клинико-неврологические особенности их течения, компьютерно-томографические (КТ) и электроэнцефалографические (ЭЭГ) признаки компрессии головного мозга, определены показания и тактика лечения больных с ЧМТ (Гриндель О.М., 1988; Коновалов А.Н. и соавт., 1998; 2001; 2002; Болдырева Г.Н. и соавт., 2005; Лебедев В.В. и соавт., 2005 Потапов А.А. и соавт., 2009; Корниенко В.Н., Пронин И.Н., 2009; Steriade M., Buzsaki G., 1990; Marchall L.F. et al., 1991; Vos P.E. et al., 2001; Guidelines for the management of severe traumatic brain injury 2007; . et al., 2010). Предложены также и различные способы прогнозирования исходов ЧМТ с учетом клинико-неврологических, КТ, ЭЭГ и биохимических критериев (Шахнович Р.А., 1981; Мамадалиев А.М., 1988; Кондаков Е.Н., 1993; Лихтерман Л.Б. и соавт., 1993; Клименко Н.Б., 2001; Потапов А.А. и соавт., 2002; . еt al., 1987; Gutling E., 1995; . еt al., 2007; M. еt al., 2008).
Несмотря на успехи в изучении особенностей клинического течения ЧМТ, является дисскутабельным количество различимых друг от друга клинико-неврологических симптомокомплексов – стадий дислокации, развивающихся по мере нарастания компрессии мозга интракраниальными гематомами и очагами размозжения. Ряд исследователей выделяют от 4 до 7 стадий супратенториальной компрессии головного мозга (Фраерман А.П., 1985; Касумов Р.Д., 1989; Plum F., Posner J.B., 1980; Laun A., 1987). Не до конца уточнены вопросы взаимосвязи между клиническими проявлениями компрессии головного мозга и её КТ признаками. Остается актуальной задача разработки способа простого и надежного прогнозирования исходов ЧМТ.
Традиционные методы анализа ЭЭГ позволяют уточнить сведения о динамике функционального состояния церебральных структур при различной выраженности их повреждений. Однако, не дают возможности количественно оценить изменения системной деятельности мозга. Перспективным для такой оценки является метод представления структуры поля биопотенциалов мозга в 3-ех мерном факторном пространстве (Шеповальников А.Н., Цицерошин М.Н., 2000; Цицерошин М.Н., Шеповальников А.Н., 2009). Первые попытки применения этого метода для оценки клинико-неврологических особенностей супратенториальной компрессии мозга при ЧМТ показали его адекватность, однако диапазон диагностических возможностей способа остается еще не до конца изученным (Климаш А.В. и соавт., 2010).
Особого внимания в разработке лечения исходов ЧМТ заслуживают больные, находящиеся в вегетативном состоянии (ВС). Они составляют самую малочисленную, но самую тяжелую группу больных, которые трудно поддаются лечению, требуют длительного ухода и имеют высокую смертность – 33 % в течении первого года и 82 % в течении первых трех лет (The Multi-Society Task Force on PVS, 1994). В руководствах и рекомендациях последних лет, посвященных лечению больных в ВС, отмечается отсутствие специфического медикаментозного лечения и реабилитационных мероприятий (включая различные виды сенсорной стимуляции), которые могут быть рекомендованы на основании исследований даже 2-го и 3-го классов доказательности с целью восстановления высших ментальных и когнитивных функций, а также независимости в повседневной жизни у больных в ВС (American Academy of Neurology Recommendations, 1995; British Medical Association, 1996; Dolce G., Sazbon L., 2002; Wild K. et al., 2007).
Перспективной представляется попытка повысить эффективность лечения больных в ВС методом электростимуляции структур неспецифической активирующей системы головного мозга. Позитивный результат применения этого метода был получен у больных в ВС (исследования 2-го и 3-го класса) и у пострадавших с малым сознанием (двойное слепое альтернативное перекрестное исследование) (Yamamoto T. et al., 2002; 2003; Yamamoto T., Katayama Y., 2005; Schiff N.D. et al., 2007; Wild K. et al., 2007). Однако, установка биполярного электрода в структуры неспецифической активирующей системы головного мозга сопровождается дополнительным повреждением ткани мозга по ходу имплантированного электрода, а электростимуляция является фокальной и может сопровождаться коагуляцией мозгового вещества, прилегающего к электроду (Манянин И.И. с соавт., 1980; Dostrovsky J.O., Lozano A.M., 2002).
C целью более атравматической стимуляции структур неспецифической активирующей системы головного мозга у больных в ВС был предложен способ чрезликворной электростимуляции головного мозга (ЧЛЭМ) (Климаш А.В. и соавт, 2004). Однако, на данный момент, отсутствуют экспериментальные данные о возможностях применения ЧЛЭМ, не определены оптимальные параметры тока для проведения стимуляции.
Исходя из вышеизложенного, были поставлены цель и задачи исследования.
Цель исследования
Cовершенствование системы диагностики, лечения и прогнозирования исходов у больных с тяжелой черепно-мозговой травмой и вегетативным состоянием.
Задачи исследования:
1. Уточнить закономерности особенностей клинического течения диффузных и дислокационных поражений головного мозга, а также посттравматического вегетативного состояния.
2. Оценить диагностические и прогностические возможности КТ (МРТ) головного мозга у больных с тяжелой ЧМТ и посттравматическим вегетативным состоянием.
3. Провести исследование нарушений деятельности интегративных систем мозга, обеспечивающих процессы организации межкоркового и корково-подкоркового взаимодействия, на основании оценок изменений ЭЭГ и показателей ее пространственно-временной организации у больных с тяжелой ЧМТ.
4. Разработать математическую модель прогноза исходов у больных с тяжелой ЧМТ с применением современных информационных технологий.
5. Исследовать влияние ЧЛЭМ на уровень активации неспецифической активирующей системы мозга и сомногенез в эксперименте.
6. Разработать способ подбора оптимальных параметров электрического тока для проведения ЧЛЭМ в клинике.
Научная новизна исследования
В клинической картине части больных с ЧМТ выявлены патогмоничные феномены ростро-каудальной и латеральной диссоциации нарушений стволовых рефлексов, наличие которых позволяет в определенной степени дифференцировать диффузные повреждения мозга от дислокационных.
С учетом особенностей клинического течения, данных электроэнцефалографического и КТ- исследования, анализа исходов лечения, а также результатов морфологических находок в развитии супратенториального варианта травматического дислокационного синдрома обосновано выделение пяти стадий.
На основе представления данных ЭЭГ- исследований больных с супратенториальной компрессией головного мозга при ЧМТ в 3-ех мерном факторном пространстве выявлены закономерности реорганизации системной деятельности мозга в зависимости от стадий травматического дислокационного синдрома, а также преобладающей стороны компрессии мозга.
На основании сопоставлений и статистического анализа данных клинико-компьютерно-томографических наблюдений, а также исходов лечения пострадавших с супратенториальным вариантом дислокационного синдрома уточнены показания, сроки и объем оперативного вмешательства, направленного на устранение внутричерепной гипертензии.
Уточнены прогностические возможности клинико-неврологических и КТ- признаков супратенториального варианта дислокационного синдрома у больных с черепно-мозговой травмой. На основании оптимальной совокупности выявленных значимых показателей клинико-неврологических признаков дислокационного синдрома предложен надежный способ прогноза исходов ЧМТ.
С учетом соотносимости общих тенденций динамики восстановления функциональных возможностей головного мозга у больных, находящихся в посттравматическом ВС с определенными церебральными структурами выделены три стадии, которые отражают процессы реинтеграции функций на уровне стволовых, диэнцефальных и корковых отделов.
На основании анализа распространенности поражения головного мозга и индекса передних рогов (ИПР) боковых желудочков мозга (данные МРТ- исследования) предложен способ прогноза исходов у определенной части больных с посттравматическим ВС.
Показана возможность стимуляции неспецифической активирующей системы головного мозга методом ЧЛЭМ как в эксперименте, так и в клинике. Также показано благоприятное влияние ЧЛЭМ на функционирование сомногенной системы крыс в эксперименте.
Впервые предложен способ подбора параметров электрического тока для проведения ЧЛЭМ у больных, находящихся в ВС.
Теоретическая и практическая значимость работы
Обоснование разделения клинических проявлений супратенториальной компрессии головного мозга на пять стадий c учетом выраженности угнетения сознания, изменения стволовых рефлексов, состояния витальных функций, позволяет оценить уровень вовлечения в патологический процесс различных отделов мозга в ростро-каудальном направлении и определить оптимальную тактику неотложных лечебных мероприятий, а также прогнозировать исходы тяжелой ЧМТ.
Полученные нами данные об особенностях клинического проявления, КТ (МРТ) картины дислокационных и диффузных поражений мозга при тяжелой ЧМТ повышают эффективность дифференциальной диагностики данных форм ЧМТ.
Анализ пространственной организации ЭЭГ в 3-х мерном факторном пространстве позволяет у больных с тяжелой ЧМТ оценить функциональное состояние и степень нарушения деятельности основных интегративных систем мозга, организующих процессы межкорковой и корково-подкорковой интеграции. Отклонение от нормативных значений векторных отображений ЭЭГ в факторном пространстве высоко коррелирует с нарастанием клинических проявлений дислокационного синдрома. Полученные с помощью этого метода данные позволяют значительно расширить методологическую базу непосредственного определения степени нарушений в деятельности мозга, обеспечивая количественную оценку степени угнетения деятельности корково-подкорковых систем внутримозговой интеграции.
Уточнены данные о прогностическом значении симптомокомплексов нарушений мозговых функций и соматических осложнений, наиболее часто наблюдавшихся при супратенториальной компрессии головного мозга и определявших исход травмы, которые могут быть использованы в целях проведения корректной оценки направленности изменений состояния конкретного больного на фоне проводимого лечения.
На основании математического анализа клинико-неврологических признаков супратенториальной компрессии, а также соматических осложнений создан простой в использовании и обладающий высокой информационной способностью способ прогноза исходов ЧМТ.
Выделение клинико-неврологических признаков, указывающих на восстановление основных функций головного мозга с учетом топографии отделов, определяющих эти функции, у больных с посттравматическим ВС вскрывает общие закономерности восстановления основных мозговых функций и может служить методологической и теоретической базой для разработки системы диагностики реабилитации и прогноза.
Поскольку способ ЧЛЭМ направлен на стимуляцию неспецифической активирующей системы мозга, а эффективность прямой электростимуляции неспецифической активирующей системы мозга у больных, находящихся в вегетативном состоянии была показана различными исследователями, то предложенный нами, щадящий способ ЧЛЭМ также может способствовать восстановлению сознания у этой группы больных.
Положения, выносимые на защиту
1. С учетом особенностей клинического течения, результатов ЭЭГ- исследований, анализа исходов лечения, а также морфологических данных супратенториальный вариант дислокационного синдрома целесообразно разделять на пять стадий, которые характеризуются прогредиентным угнетением сознания и стволовых рефлексов, прогрессирующими по мере развития дисгемических процессов в глубоких отделах в ростро-каудальном направлении, что проявляется в реорганизации структуры пространственно-временных отношений биопотенциалов коры, а также находит отражение в показателях исходов травмы.
2. Несмотря на наличие сильной, достоверной корреляционной связи между клиническими стадиями дислокационного синдрома и КТ-признаками супратенториальной компрессии головного мозга при ЧМТ, использование КТ-характеристик не позволяет надежно диагностировать клинические стадии дислокационного синдрома из-за наличия ложноположительных и ложноотрицательных случаев, определяющих низкие показатели специфичности и диагностической точности.
3. Использование метода построения классификационных «деревьев» позволяет уточнить прогностическое значение ведущих клинических и КТ признаков у больных с супратенториальной компрессией мозга при ЧМТ в до-послеоперационном периодах и получить индивидуальный прогноз исхода травмы.
4. Способ ЧЛЭМ посредством монополярных электродов, расположенных в одном из боковых желудочков мозга и большой затылочной цистерне (или эпидурально между нижним краем затылочной кости и задней дужкой С I позвонка) позволяет, при определенных параметрах тока, активировать структуры неспецифической активирующей системы головного мозга.
Внедрение результатов в клиническую практику
Результаты исследования внедрены в учебный процесс кафедры нейрохирургии СПб МАПО, в клиническую практику Российского научно-исследовательского нейрохирургического института им. проф. А.Л. Поленова, СПб ГУЗ «Городской больницы Святой преподобномученицы Елизаветы», СПб ГУЗ «Мариинской городской больницы», Городской клинической больницы № 7 (Алматы, Казахстан).
Апробация диссертации
Материалы диссертации доложены на Всероссийской конференции с международным участием «Современные проблемы клинической патоморфологии» (СПб, 2005), Всероссийской научно - практической конференции «Поленовские чтения» (СПб, 2005), (СПб, 2006), (СПб, 2007), (СПб, 2008), (СПб, 2011), Научно-практической конференции нейрохирургов Украины «Критерии качества жизни больных после нейрохирургических вмешательств» (Коктебель, 2007) Всероссийской научно - практической конференции Конгресс нейрохирургов стран Причерноморья (Ольгинка, 2007), Всероссийской научно-практической конференции «Количественная ЭЭГ и нейротерапия» (СПб, 2007), Конференции «Восстановление сознания и психической деятельности после травмы мозга: междисциплинарный подход» (Москва, 2008), I-ом Съезде нейрохирургов Республики Казахстан с международным участием (Астана, 2009), межрегиональной научно-практической конференции Нижегородского нейрохирургического центра «Травма и заболевания нервной системы» (Кострома, 2009), городской научно-практической конференции «Современные методы лечения тяжелой черепно-мозговой травмы» (Москва, 2009), VI-ом международном междисциплинарном конгрессе «Нейронаука для медицины и психологии» (Судак, 2010), 6-th Black sea Neurosurgical congress (Istanbul, 2009), ICRAN – 2010 «Neurotrauma: basic and applied aspects» (SPb, 2010).
Публикации
По теме диссертации опубликовано 57 научных работ, которые представлены в сборниках материалов съездов, конференций и конгрессов (Санкт-Петербург, Москва, Астана, Коктебель, Ольгинка, Кострома, Судак, Istanbul), в том числе 13 статей – в журналах, рекомендованных ВАК РФ («Вопросы нейрохирургии», 2006, 2009; «Неврологический вестник журнал им. В.М. Бехтерева», 2008; «Вестник Российской военно-медицинской академии», 2008; «Вестник новых медицинских технологий», 2009; «Неврологический журнал», 2010; «Журнал неврологии и психиатрии им. С.С. Корсакова», 2010; «Вестник санкт-петербургской государственной медицинской академии им. И.И. Мечникова», 2005; «Российский физиологический журнал им. И.М. Сеченова», 2009; «Физиология человека», 2010; «Бюл. Изобретения. Полезные модели», 2005, 2007, 2010). В опубликованных работах рассмотрены клинико-неврологические, электроэнцефалографические, компьютернотомографические и патоморфо- логические аспекты тяжелой черепно-мозговой травмы; клинико-диагностические и лечебные аспекты вегетативного статуса травматической этиологии; предложен способ прогнозирования исходов тяжелой ЧМТ у больных с супратенториальной компрессией мозга, а также способ подбора параметров электрического тока для проведения ЧЛЭМ у больных, находящихся в вегетативном состоянии; освещено влияние ЧЛЭМ на характеристики ЭЭГ, а также в цикле сон-бодрствование у крыс.
Объем и структура работы
Диссертация изложена на 363 страницах машинописного текста и состоит из введения, обзора литературы, 13 глав, выводов, практических рекомендаций, указателя литературы, который включает 503 источника (153 работы отечественных и 350 работ зарубежных авторов). Приложение содержит список 403 больных, результаты наблюдения которых отражены в диссертации. Диссертация иллюстрирована 130 рисунками и содержит 47 таблиц. В тексте приведено 10 клинических примеров.
