Введение к работе
Актуальность темы. Успехи нейрохирургии во тогом определяются уровнем развития ее диагностической службы. В іастоящее время диагностический нейрохирургический комплекс вклю-іает многочисленные методы: нейрорентгенологическиэ, электрофизи-)логические, биохимические, ультразвуковые и др.
Разноплановость методик распознавания обусловлена, с одной :тороны, многообразием форм патологии центральной и периферически НерВНОЙ СИСТеМЫ, а С мрУТОЙ - ПОТребНОСТЬЮ НеЙрОХИрурГОВ В'
юлучении наиболее полной информации о ее структурных и функцио-[зльных изменениях.
Ведущая роль методов прямой визуализации (компыотерная, маг-штчо-резонансная, позитронно-эмиссионная томография) в диагнос-ике очаговой патологии головного и спинного мозга не только не юключает, а, напротив, предполагает применение и разработку дру-их инструментальных методов, которые объективизируют вагаые па->аметры функционирования нервной системы при ее заболеваниях и 'равмах. Кроме того, есть целый ряд нозологических форм патоло-ии, в частности, повреждения и заболевания периферической нерз-юй системы, при которых методы прямой визуализации не могут иг->ать определяющей роли в диагностике.
При любой патологии центральной и периферической нервной ;истемы возникг^т универсальная реакция - изменение температуры «етаболическогс, сосудистого, регуляторного генеза. Важно под-іеркнуть, что устойчивые температурные'-изменения часто предшест->уют клиническим проявлениям патологического процесса и, следовать но, могут служить ранней диагностике и контролю за его іинамикой.
Однако, использование с диагностической целью особенностей распределения температуры по поверхности области обследования' термокартирование.) или на различной глубине (термопрофили) остался недостаточно исследованной областью в нейрохирургии. Извест-[ы немногочисленные работы по диагностике заболеваний перифери-
ческих нервов, а также исследования, выполненные у больных с опухолями головного мозга или черепно-мозговой травмой в ходе оперативных вмешательств с помощ.ю контактных термодатчиков или имплантированных термореэисторов, либо в эксперименте ка животных (Семенов ИВ., 1954, Пошерстник Л.С, 1966, Ористенко Ю. Е , 1979, Иргер И. М. и соавт., 1981, Кравец Л. Я. , 1987 и др.).
В связи с этим актуальний является изучение возможностей пассивной локации теплового электромагнитного излучения тела человека. Обнаружение и идентификация температурных возмущений по излучению в диапазоне инфракрасных волн (ИК-теплоьидение) уже нашло широкое применение в различных областях медицины (Вепхвадзе Р. Я. , 1975; Зарецкий ЕЕ, ВыхоЕСкая А. Г. , 1976; Мирошников М. М. и соавт. , 1981; Мазурин Е Я. , 1984; Карлов Е А. и соавт., 1986; Розенфельд Л.Г. , 1988 и ЛР-).
В неврологиии нейрохирургии тепловидение используется в диагностике корешковых синдромов остеохондроза различных отделов позвоночника (Богин НЕ и соавт. , 1975; Фраерман А. Е и соавт. , 197; ИихлакЗ. Г. , 1981; Никифоров В. М. и соавт. , 1984;' Raskin IA М. et. al. , 1979; Patet J. D., 1986; Green G. et al. , 1986; Hubbarc J., 1986; Vexler С , 1987 и др.), повреадений периферических нервов конечностей (Фраерман А. Е и соавт., 1978; Покровская А. И. \ соавт., 1984; Новиков А. Е и соавт., 1987; Vinsor Т., Bendezu J. , 19G4; 'Gros С. et.al. , 1967; TallaB. , 1978; Pulst S. , 1981; Brelsford K., Lfematsu S. , 1985; и др.), гнойно-воспалительны) процессов и опухолей спинного мозга и его. корешков (Wood Б. 1965; Goldberg R , I960; Яраермач А. Е и соавт. , 1978; Мельникова Е Е И соавт. , 1979; Воронов ЕЕ, 1985; И др. ).
При патология головного мозга тепловизионный метод оказало; информативным в оценке цереброваскулярной патологии, обусловленной стенозом или тромбозом сонных артерий (Wood , 1965; Planio! P., et.al., 1967; Samson M. , 1873; Chudachek L. , 1975; Богиі JUE, Отулнн И. Д., 1973; Карлов Е А. и соавт., 1933; Стулин И. Л. , 1991 и др), каротидно-кавернозних соустий (Gros et.al. , 1967; Ntvoli J., 1968; Rafael J., 1975; Galera G. , 1975; Вепхвадз* P.Я, 1975, и др.). Менее изучены возможности тепловидения в диагностике опухолей головного мозга,- компримирующих Форм черепно-мозговой травмы (Wood Е., 1964; Nivoli S. , 1968; Backlund Е., 1967; Treves S., Spencer R. , 1959; раері,ан A. E и соавт., 1978; Густов A- R И соавт. , 1982; Лихтерман Л. Е , 1983; Анзимиров Е Л.
- з -л соавт., 1988 и др.).
Однако, по сравнению с другие разделами медицины тепловидение весьма ограниченно используется з нейрохирургической практике, что мокно объяснить экранирующим зффеїстом волос, ограничивающим показания к его применению при внутричерепной патологии ' и этноснтельно низкой информативностью метода при заболеваниях головного и спинного мозга из-за мощных костных футляров, блокиру-ощих тепловое излучение.
В связи с этим большой интерес вызывает новый метод исследования - радкотермометрия з различных диапазонах длин волн. Излучение в миллиметровом диапазоне, претерпевающее меньшее тоглоцение, чем в инфракрасном, поступает с более глубоких слоев, а, следовательно, мокно окидать, что использование миллиметровой эадиотермометрии позволит избежать некоторых ограничений тепловидения. В частности, к ним можно отнести побочные возмущения теп-ЮЕОй картины из-за недостаточной адаптации области исследования, і такте экранировку излучения волосяным покровом. Сантиметровый диапазон длин волн полностью исключает эти побочные аффекты и при этом позволяет регистрировать глубинные температуры очага патологии.
В настоящее время в нейрохирургии имеются единичные работы, [освященные использованию радиотермометрии в одном конкретном ди-шазоке для диагностики опухолей и сосудистых заболеваний головного мозга (Robert S. , 1983; Barrett А., 1977; Mayers P., 1979; Шустов А. В. и соавт., 1984, 1987; Анзимиров В. Л. и соавт., 1988 и ф.), клинических форм остеохондроза позвоночника (Густов А. В. и ;оавт. , 1987; Рахлг В. Л. и соавт. , 1988).
Таким образом, проведение исследований в радиочастотном диа-іазоне длин волн позволяет расчитывать на повышение надежности тепловой диагностики. Выбор конкретной длины волны мояно сделать только на основе исследования информативности каждого диапазона, юскольку приходится идти на компромисс, согласуй два противоре-1ивых принципа: обеспечение необходимой глубины проникновения из-іучения и возможность достаточного пространственного разрешения іля визуализации очага патологии. С увеличением длины волны рас-ет глубина проникновения излучения, но ухудшается проетранс?вен-гая разрешающая способность. Именно поэтому необходимо найти оп-имальный диапазон, в котором эти качества могли обеспечить ексимальную оценку конкретной нозологической формы патологии.
- 4 -Решение чисто медицинских задач существенно затрудняет т< обстоятельство, что до настоящего времени за исключением приборов, выпускаемых фирмой "Вгикег", нет се' чйных медицинских радио-термометров, и все вышеперечисленные исследования выполнены н; макетных образцах. Это обуславливает необходимость совместных работ с радисфизикамм по созданию диагностической радиэтермометри-ческой аппаратуры.
Цель исследования. Разработать новое - терморадиометрическое - направление в исследовании центральной и периферической нервной системы и создать комплекс аппаратуры і методик диагностики нейрохирургической патологии на различны; этапах .течения, основанный на пассивной локации теплового излучения в различных диапазонах длин волн.
Для »е достижения были поставлены следующие задачи:
-
Разработать комплекс исследований тепловой энергии человека в инфракрасном, миллиметровом и сантиметровом диапазона) длин во. я применительно к различной патологии головного и спинного мозга (черепно-мозговая и псзьонсчно-спинномозговая травма, опухоли головного и спинного мезга, остеохондроз поясничногс отдела позвоночника, повреждения периферических нервов верх,ги> конечностей).
-
Изучить особенности.распределения глубинной температурі различных областей тела человека в норме ч степень погрешносп при ее измерении в различных диапазонах длин волн.
-
Определить возможности радиотермометрии миллиметрового і СЕЧ диапазонов для объективизации патологии головного и спинногс мозга в дооперационном периоде, а такле в ходе операций на головном мозге.
-
Изучить особенности тепловиэионной картины открытого головного мозга и ее корреляции с распределением глубинно? температуры при опухолях и травматическом сдавлении головного мозга в за;ленмости от локализации и объема очага патологии, нозологии процесса.
-
Выявить особенности термотопографии поверхностной и глубинной температуры при травматической и онкологической патологии спиыюго мозга и его корешков'.
-
Определить диагностические возможности тепловизионного и СБЧ-радиотермометрического методов в дифференциальной диагностике нозологии болевого синдрома при остеохондрозе поясничного отдела
- 5 -позвоночника, уточнении топики диско-радикулярного конфликта, оптимизации тактики лечения.
-
Разработать тепловизионные способы дифференциальной диагностики степени повреждения периферических нервов верхних конечностей в доопераішонном периоде, выявить' теплоЕизионные критерии оценки восстановления проводимости нервного ствола в раннем и отдаленном послеоперационном периодах.
-
Обосновать необходимость и направления усовершенствования серийной тепловизионной аппаратуры, создания нового класса медицинских диагностических приборов - радиотермометров,' основанных на. пассивной локации теплового радиоизлучения.
И а у 'і и а л новизна На основании экспериментальных и клинических исследований Епервыз обоснована целесообразность широкого применения в нейрохирургии инфракрасного тепловидения и полидиапазонной терморадисметрии - новых неинвазивных способов диагностики различных заболеваний и травм центральной и периферической нервной системы.
Впервые доказана возможность диагностике с помощью миллиметровой радиотермометрии опухолей головного мозга и компримирующих tops* черепно-мозговой травмы с определением их долевой топики [авторское свидетельство Н 1149463).
Представлены тепловизионные н радиотермометпические диагностические критерии опухолей головного и спинного мозга, различных слинических форм черепно-мозговой травмы, остеохондроза пояснич-юго отдела позвоночника, повреждений периферических нервов верхах конечностей.
Разработан способ тепловизионной дифференциальной диагностики рефлекторных и корешковых радикулопатий у больных >стеохондроэом поясничного отдела позвоночника (авторское свидетельство N 1641267).
Разработан радиотермометрический способ прогнозирования эффективности лечения радоновыми ваннами у больных с остеохондрозом юясничного отдела позвоночника (положительное решение на изобрели: N 142389 от 31.07.91).
Вскрыты особенности тепловизионной картины и ее динамика іослє провоцирующих проб при различных вариантах страдания нерв-юго ствола периферических нервов верхних конечностей. Показана высокая информативность метода в оценке динамики восстановления [арукенных функций в послеоперационном периоде. Создан способ on-
ределения правильности наложения вторичного шва нерва (авторско< свидетельство N 1387977). Разработан способ прогнозирования темп; и степени восстановления функции нерва после невролиза (положительное решение на изобретение N 007411 от 22.01.92).
Впервые в условиях нейрохирургической клиники показаны возможности тепловидения и СВЧ-радиотермоыетрии в интраоперационної диагностике опухолей головного мозга и различных компримирующи: форм черепно-мозговой травмы.
Впервые изучены возможности методов пассивной локации теплового излучения при позвоночно-спинномозговой травме и их диагностическая значимость в оценке степени страдания спинного мозга і корешков, а также прогнозировании восстановления нарушенных функций.
Предложена трактовка некоторых патогенетических механизмої термопаттернов при отельных видах нейрохирургической патологии. Практическая значимость. Определена ролі тепловидения и радио^рмометрии в различных диапазонах длин волі в решении диагностических л тактических задач при конкретных нозологических формах нейрохирургической патологии центральной \ периферической нервной системы.
Доказана высокая информативность тепловидения и радиотермометрии в уточнении характера Солевого синдрома при остеохондрозе поясничного отдела позвоночника, топике грыжи межпозвонковых дисков, что позволяет сократить показания к применению дискомфортных инвазивных контрастных методов исследования (пневмомиелогра-фия, дискография, перидурография) и оптимизировать тактику лечения больных с данной патологией.
Разработаны тепловизионные критерии дифференциальной диагностики характера страдания периферических нервов в дооперациок-ном периоде, а также прогнозирования восстановления нарушенных Функций в послеоперационном периоде после шва нерва и невролиза.
Созданы методики интраоперационной тепловизионной и радиотермометрической диагностики внутричерепной очаговой патологии. Описаны тепловизионные синдромы опухолей головного мозга различных гистобиологических свойств и компримирующих форм черепно-мозговой травмы.
Показаны возможности миллиметровой радиотермометрии в оценке сотрясения и ушиба головного мозга легкой степени.
Совместно с разработчиками отечественной модели быстродейс-
- 7 -гвуюшего тепловизора ТВ-03 произведена модернизация базовой модели с созданием новых тепловизионных комплексов, в том числе автоматизированной регистрации и обработки ТВ информации.
Совместно с радиофизиками ведущих институтов страны (НИРФИ, НПФ РАН, ГНИЛИ) проведены экспериментальные и клинические иссле-' цования макетных образцов радиотермометров различных диапазонов алии волн, результаты которых легли в основу медико-технических требований к серийному медицинскому радиотермометру "Прогноз М".
Разработаны практические рекомендации по диагностике остеохондроза поясничного отдела позвоночника, повреждений периферических нервов верхних конечностей на различных этапах лечения.
Поло я е п и я, з fci и о с и м и о и а защиту,
-
Обосновано и развито новое направление в диагностике нейрохирургической патологии центральной и периферической нервней системы, основанное на регистрации тепловой информации, продуци-эуемой организмом в различных (инфракрасном, миллиметровом, сантиметровом) диапазонах длин волн.
-
Применение созданных радиотермометров миллиметрового и іантнметровового диапазонов имеет преимущества по сравнению с ^епловизионным методом в оценке внутричеі .щой патологии за счет юлучения информации через интактный волосяной покров.
-
Выделены тепловизионные и радиотермометрические критерии «опознавания опухолей головного и спинного мозга, черепно-мозго-!ых и позвоночно-спинномозговых травм в дооперационном периоде.
-
Предложен новый способ интраоперационной диагностики шутримерепной патологии, основанный на регистрации температурных шомалий.
-
Тепловидение и радиотермометрия являются ведущими неинва-ивными методами диагностики различных клинических синдромов ос--еохондроза поясничного отдела позвоночника и повреждения перифе-іических нервов на различных этапах лечения.
Апробация . Диссертация апробирована на расширенном заседании проблемной комиссии (нейротравма) науч-о-исследовательского ордена Трудового Красного Знамени и ордена [рукбы народов института нейрохирургии им. академика Е Н. Бурденко 'АМН (Москва, 1993).
Основные положения диссертационного исследования доложены на V Всесоюзном съезде нейрохирургов (Ленинград, 1988); Всесоюзных едицине - TeUTT (Ленинград', 1982; Фрунзе, 1985; Ленинград, 1988;
Красногорск, 1991); межобластных совещаниях-семинарах нейрохирургов областей зоны деятельности Горьковского межобластного нейро-хирургического центра (Горький, 1983; Сыктывкар, 1984; Череповец 1985; Киров, 1986; Кострома. 1987; Горький, 1988; Иваново, 1989 Воркута, 1990; Киров, 1991; Вологда, 1У92); пленуме Союзной проб лемной комиссии "Нейрохирургия" (Самарканд, 1985), Симпозиум нейрохирургов СССР и ГДР (Киев, 1985), VUI Всесоюзной конференци "Измерения в медицине и их метрологическое обеспечение" (Москва 1986); Всесоюзном симпозиуме "Механизмы адаптационного процесса остром периоде черепно-мозговой травмы" (Новосибирск, 1990); Все союзном съезде физиологов "Система терморегуляции при адаптації организма к Факторам среды" (Новосибирск, 1990); Всесоюзной кон ференции нейрохирургов, посвященной итогам выполнения отраслево научно-практической программы С-09 "Травма центральной нервно системы" (Одесса, 1991);Л Совещании по картированию мозга (Моек ва, 1991).
Объем и структура диссертации.
Работа изложена на-'392 страницах машинописного текста, вклю чая 20 таблиц и 57 рисунков, и состоит из введения, 9 глав, зак лючения, выводов, приложения и указателя литературы, который нас читывает 221 отечественного и 136 зарубежных авторов.