СПОСОБ ОЦЕНКИ АУТОРЕГУЛЯЦИИ МОЗГОВОГО КРОВООБРАЩЕНИЯ

СПОСОБ ОЦЕНКИ АУТОРЕГУЛЯЦИИ МОЗГОВОГО КРОВООБРАЩЕНИЯ


RU (11) 2195860 (13) C2

(51) 7 A61B5/026, A61B8/06 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 18.07.2007 - прекратил действие 

--------------------------------------------------------------------------------

(14) Дата публикации: 2003.01.10 
(21) Регистрационный номер заявки: 2000111784/14 
(22) Дата подачи заявки: 2000.05.11 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 2000.05.11 
(43) Дата публикации заявки: 2002.02.27 
(45) Опубликовано: 2003.01.10 
(56) Аналоги изобретения: AASLID R., et al "Gerebral autoregulation dynamics in humans" - Strokc, 1989, 20, 1, p. 45-52. RU 2013993 C1, 15.06.1994. RU 2122824 C1, 10.12.1998. 
(71) Имя заявителя: Алтайский государственный медицинский университет 
(72) Имя изобретателя: Куликов В.П.; Доронина Н.Л.; Дронов С.В. 
(73) Имя патентообладателя: Алтайский государственный медицинский университет 
(98) Адрес для переписки: 656099, г.Барнаул, пр-т Ленина, 40, АГМУ, патентный отдел 

(54) СПОСОБ ОЦЕНКИ АУТОРЕГУЛЯЦИИ МОЗГОВОГО КРОВООБРАЩЕНИЯ 

Изобретение относится к медицине, а именно к неврологии, нейрохирургии, функциональной и ультразвуковой диагностике. Проводят транскраниальную доплерографию. Исследуют реакции мозговой и центральной гемодинамики на легкую физическую нагрузку в виде 20 приседаний за 30 с и рассчитывают показатели: индекс мозговой ауторегуляции (ИМАР) и состоятельность мозговой ауторегуляции (СМАР), по формулам







При значении индекса мозговой ауторегуляции меньшее 22% у мужчин и меньше 34% у женщин и/или отрицательном значении показателя состоятельности мозговой ауторегуляции делают заключение о нарушении ауторегуляции мозгового кровообращения; при индексе мозговой ауторегуляции больше или равном 22% у мужчин, больше или равном 34% у женщин и положительном показателе состоятельности мозговой ауторегуляции делают заключение об отсутствии нарушений ауторегуляции мозгового кровообращения. Способ позволяет повысить достоверность исследования. 2 ил. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к медицине, а именно к неврологии, нейрохирургии, функциональной и ультразвуковой диагностике, и может быть использовано для оценки состоятельности механизма ауторегуляции мозгового кровообращения.

Сосудистые заболевания головного мозга имеют большое медицинское и социальное значение в силу высокой распространенности и тяжелых последствий для состояния здоровья человека, таких как инсульт и сосудистая деменция. По данным статистических исследований цереброваскулярные заболевания в России занимают второе место среди всех причин смерти населения, уступая в этом отношении лишь ишемической болезни. Для эффективного лечения сосудистых заболеваний головного мозга принципиально важным является получение детальной информации о состоянии мозговой гемодинамики и ее регуляции. Одним из важнейших регуляторных механизмов церебрального кровообращения является мозговая ауторегуляция.

Известен способ оценки ауторегуляции мозгового кровообращения с помощью компрессионного теста под контролем транскраниальной доплерографии [Giller С. A. A bedside test for cerebral autoregulation using transcranial Doppler ultrasound. // Acta Neurochir. (Wien). - 1991. - Vol. 108, 1-2. - P. 7-14]. Способ заключается в кратковременном пережатии общей сонной артерии (ОСА). После регистрации фоновых показателей линейной скорости кровотока в средней мозговой артерии (СМА) осуществляется компрессия одноименной ОСА на протяжении 5 сердечных циклов, после этого скорость регистрируется еще 10-15 секунд. После прекращения компрессии ОСА в норме отмечается подъем линейной скорости кровотока (овершут) и снижение индексов периферического сопротивления в СМА.

Недостатками известного способа является низкая эффективность из-за недоказанности отсутствия реакции центральной гемодинамики на пережатие ОСА, поскольку известно, что снижение давления в области каротидного синуса при компрессии ОСА вызывает рефлекторное повышение системного артериального давления; зависимости показателей ауторегуляции от развития и функционирования коллатерального кровообращения в мозге и низкой точности, связанной с существенным возрастанием ошибки расчета индекса ауторегуляции при типичном для адекватной реакции мозговой гемодинамики незначительном падении скорости кровотока в СМА в момент пережатия ОСА. Кроме того, существенным недостатком известного способа является опасность эмболических поражений мозга при выполнении пережатия у пациентов с атеросклеротическими бляшками в области каротидного синуса.

Наиболее близким по достигаемому положительному результату является способ оценки мозговой ауторегуляции с помощью теста индуцированной нефармакологической гипотензии [Aaslid R., Lindegaard K.F., Sorteberg W., Nomes H. Cerebral autoregulation dynamics in humans. // Stroke. - 1989. -Vol. 20, 1. - P. 45-52], принятый за прототип. Суть его состоит в сравнительном анализе изменений системного АД и линейной скорости кровотока в артериях основания мозга в ответ на острое снижение АД. Последнее достигается быстрым выпусканием воздуха из пневматических манжеток, наложенных на бедра обследуемого. При этом наблюдается одновременное снижение АД и линейной скорости кровотока в средней мозговой артерии. У здоровых лиц, в отличие от лиц с поврежденной ауторегуляцией, скорость кровотока в СМА возвращается к исходному уровню еще до нормализации АД. Оценка результатов пробы предусматривает расчет индекса скорости ауторегуляции по формуле, которая представляет собой относительное изменение цереброваскулярного сопротивления, выраженное в процентах и деленное на учетный период времени. Чем ниже значение индекса, тем в более неблагоприятном состоянии находится ауторегуляция.

Важным недостатком известного способа является его недостаточная физиологичность, так как в естественных условиях жизни человека гипотензия является гораздо менее типичной реакцией системной гемодинамики по сравнению с гипертензией. Кроме того, выполнение способа требует привлечения сложного дополнительного оборудования, такого как монитор АД, используемого, как правило, в интенсивной терапии, для одновременной регистрации в реальном времени не только скорости кровотока в СМА, но и среднего АД. Данный способ по соображениям безопасности неприменим у лиц, внезапное снижение АД у которых нежелательно (например, при сердечной недостаточности).

Положительным результатом заявляемого изобретения является повышение эффективности способа за счет достижения физиологичности и безопасности оценки ауторегуляции мозгового кровообращения, а также упрощение процедуры и сокращение времени исследования с помощью транскраниальной стресс-доплерографии.

Поставленная цель достигается тем, что способ оценки ауторегуляции мозгового кровообращения осуществляют путем транскраниальной стресс-доплерографии, при этом проводят исследование реакции мозговой и центральной гемодинамики на легкую физическую нагрузку в виде 20 приседаний за 30 секунд, затем рассчитывают индекс мозговой ауторегуляции и показатель состоятельности мозговой ауторегуляции по формулам и по полученным значениям делают оценку.

Легкая физическая нагрузка является распространенным стрессовым фактором в повседневной жизни, что делает весьма физиологичным ее использование для оценки мозговой ауторегуляции. Выполнение легкой физической нагрузки сопровождается существенными изменениями параметров системной гемодинамики, в том числе АД, что делает ее перспективной для оценки ауторегуляции мозгового кровообращения. Использование именно легкого варианта нагрузки позволяет активизировать механизм ауторегуляции мозгового кровообращения, не затрагивая при этом индивидуальные особенности физической работоспособности испытуемого (в отличие от нагрузочных тестов, наиболее часто используемых в кардиологической практике и предусматривающих применение максимальных и субмаксимальных нагрузок для выявления предела резервных возможностей коронарного кровообращения). Кроме того, использование субмаксимальных и максимальных нагрузок существенно расширяет противопоказания к тесту, особенно у лиц в возрасте старше 40 лет.

Для оценки ауторегуляции мозговой гемодинамики рассчитывают показатели: индекс мозговой ауторегуляции (ИМАР) и состоятельность мозговой ауторегуляции (СМАР) по формулам и по значениям показателей делают заключение о нарушении ауторегуляции мозгового кровообращения или об отсутствии такового.

Способ осуществляют следующим образом.

Пациента укладывают на кушетку в положении лежа на спине. На рабочую поверхность ультразвукового датчика для транскраниального исследования (фазированный датчик ультразвукового аппарата "Spectra Masters" фирмы "Diasonics", США с частотой 2,25 МГц) наносят небольшое количество ультразвукового геля. Транскраниальный ультразвуковой датчик располагают между наружным краем орбиты и ушной раковиной по линии, соответствующей верхнему краю скуловидного отростка, в области наибольшего истончения чешуи височной кости. В указанной зоне посредством изменения угла наклона датчика проводят поиск и обнаружение СМА. В дальнейшем все исследования проводят на стороне с наиболее выраженными структурными изменениями сонных артерий; в случае же их отсутствия или одинаковой степени выраженности, - на стороне с наилучшим ультразвуковым окном.

B M1- или М2-сегменте СМА регистрируют доплеровский спектр сдвига частот. Проводят коррекцию угла между направлением ультразвукового луча и направлением потока, величина его не должна превышать 60o.

После получения устойчивого сигнала в режиме "стоп-кадр" проводят измерение пиковой систолической скорости кровотока в СМА в покое (Vps(0)).

Параллельно с исследованием мозгового кровотока производят измерение систолического и диастолического артериального давления в покое с помощью тонометра (PS,a(0) и РD,a(0) соответственно).

Обследуемый пациент встает с кушетки и выполняет 20 приседаний за 30 секунд, после чего вновь ложится на кушетку на спину. В M1- или М2-сегменте СМА регистрируют доплеровский спектр сдвига частот. Проводят коррекцию угла между направлением ультразвукового луча и направлением потока, величина его не должна превышать 60o.

На фиг. 1 приведено изображение средней мозговой артерии в режиме доплеровского картирования; контрольный объем установлен в просвете сосуда. Внизу: доплеровский спектр сдвига частот; стрелкой отмечено разделение доплеровского спектра на участки, зарегистрированные до (в покое) и после физической нагрузки.

В режиме "стоп-кадр" проводят измерение пиковой систолической скорости кровотока в СМА после физической нагрузки (Vps(ФН)).

Одновременно измеряют систолическое и диастолическое артериальное давление после физической нагрузки с помощью тонометра (PS,a(ФH) и PD,a(ФН) соответственно).

Фиксация доплерограммы кровотока в СМА в режиме "стоп-кадр" и измерение артериального давления после выполнения пациентом физической нагрузки проводят в течение времени, не превышающего 15 секунд.

Рассчитывают среднее гемодинамическое АД в покое по формуле Хикема:

Рm(0)=PD,a(0)+(PS,a(0)-Pd,a(0))/3,

где

Рm(0) - среднее гемодинамическое АД в покое, мм рт. ст.;

PS,a(0) - систолическое АД в покое, мм рт. ст.,

РD,a(0) - диастолическое АД в покое, мм рт. ст.

Рассчитывают среднее гемодинамическое АД после физической нагрузки по формуле Хикема:

Рm(ФН)=PD,a(ФН)+(РS,а(ФН)-РD,а(ФН))/3,

где

Pm(ФН) - среднее гемодинамическое АД при физической нагрузке, мм рт. ст. ;

РS,а(ФН) - систолическое АД при физической нагрузке, мм рт. ст.,

РD,а(ФН) - диастолическое АД при физической нагрузке, мм рт. ст.

Вычисляют индекс мозговой ауторегуляции и показатель состоятельности мозговой ауторегуляции по формулам:







где

ИМАР - индекс мозговой ауторегуляции, %;

СМАРМ - состоятельность мозговой ауторегуляции у мужчин;

СМАРF - состоятельность мозговой ауторегуляции у женщин;

Vps(0) - пиковая систолическая скорость в средней мозговой артерии в покое, см/с;

Vps(ФН) - пиковая систолическая скорость в средней мозговой артерии при физической нагрузке, см/с;

Pm(0) - среднее гемодинамическое давление в покое, мм рт. ст.;

Pm(0)=PD,a(0)+(PS,a(0)-РD,а(0))/3,

где

PS,a(0) - систолическое АД в покое, мм рт. ст.,

PD,a(0) - диастолическое АД в покое, мм рт. ст.,

Рm(ФН) - среднее гемодинамическое давление при физической нагрузке, мм рт. ст.

Рm(ФН)+РD,а(ФН)+(РS,а(ФН)-РD,а(ФН))/3, где

РS,а(ФН) - систолическое АД при физической нагрузке в мм рт. ст.;

РD,а(ФН) - диастолическое АД при физической нагрузке в мм рт. ст.;

- константы,

где

M1=(-0,4048);

M2=0,4079;

M3=(=-0,2475);

M4=(-0,1207);

M0=0,3084;

F1=0,2677;

F2=0,2792;

F3=(-0,3727);

F4=(-0,4737);

F0=(-0,2377);

Заключение о нарушении ауторегуляции мозгового кровообращения делается по значению ИМАР и показателя СМАР. В случае когда ИМАР меньшее 22% у мужчин и меньше 34% у женщин и/или показатель СМАР отрицательный, имеет место нарушение ауторегуляции мозгового кровообращения. В случае когда ИМАР больше или равен 22% у мужчин, больше или равен 34% у женщин и показатель СМАР положительный, ауторегуляция мозгового кровообращения не нарушена.

Согласно формуле



был проведен расчет ИМАР. Средние значения этого индекса у здоровых и больных приведены на фиг.2. Из диаграммы видно, что значения ИМАР у здоровых были значительно выше, чем у больных.

Клинический пример.

Пациент И-ин, 71 год. История болезни 8660. Диагноз: Атеросклероз аорты и ее ветвей. Стеноз левой внутренней сонной артерии 78%. Стеноз правой внутренней сонной артерии 52%. Патологическая С-образная извитость проксимального сегмента правой позвоночной артерии. Дисциркуляторная энцефалопатия I стадии на фоне церебрального атеросклероза и гипертонической болезни. В клинической картине преобладали жалобы на головные боли и ухудшение памяти.

При проведении транскраниального дуплексного сканирования артерий основания головного мозга было выявлено снижение резервов коллатерального мозгового кровообращения (пиковая систолическая скорость кровотока в левой СМА при компрессии одноименной общей сонной артерии снижалась на 75,9%). При проведении гиперкапнической пробы прирост пиковой систолической скорости кровотока в левой СМА составил лишь 12,7%, что соответствует недостаточному функциональному резерву церебральной гемодинамики.

Проводили количественную оценку ауторегуляции мозгового кровообращения по заявленной методике.

Измерения пиковой систолической скорости кровотока проводились в левой средней мозговой артерии, так как при наличии сужения обеих внутренних сонных артерий более выраженный стеноз был отмечен в левой ВСА (78%) по сравнению с правой ВСА (52%). Пиковая систолическая скорость в левой СМА в покое Vps(0) составила 98,1 см/с, систолическое АД в покое PS,a(0) составило 146 мм рт.ст., диастолическое АД в покое РD,а(0) составило 67 мм рт.ст., пиковая систолическая скорость в левой СМА при физической нагрузке Vps(ФН) составила 105,6 см/с, систолическое АД при физической нагрузке PS,a(ФH) составило 153 мм рт. ст., диастолическое АД при физической нагрузке РD,а(ФН) составило 56 мм рт.ст.

Среднее АД в покое Pm(0) и после физической нагрузки Рm(ФН) было рассчитано по формуле Хикема:

Рm(0)=PD,a(0)+(PS,a(0)-РD,a(0))/3=67+(146-67)/3=93,33 мм рт.ст.,

Рm(ФН)=РD,а(ФН)+(РS,а(ФН)-РD,а(ФН))/3=56+

(153-56)/3=88,33 мм pт. ст.

Был рассчитан ИМАР по предложенной авторами формуле:



Был рассчитан показатель СМАР по предложенной авторами формуле:



Индекс мозговой ауторегуляции составил 13,74% и при этом был меньше 22%, а показатель состоятельности мозговой ауторегуляции оказался равным -9,38, т. е. отрицательным. На основании этого было сделано заключение о нарушении ауторегуляции мозгового кровообращения.

Таким образом, заявленный способ позволяет выявить нарушение ауторегуляции мозгового кровообращения с применением количественных диагностических критериев оценки реакции мозгового кровообращения и центральной гемодинамики на легкую физическую нагрузку по данным цветного дуплексного сканирования. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



Способ оценки ауторегуляции мозгового кровообращения методом транскраниальной доплерографии, отличающийся тем, что проводят исследование реакции мозговой и центральной гемодинамики на легкую физическую нагрузку в виде 20-ти приседаний за 30 с, рассчитывают индекс мозговой ауторегуляции и показатель состоятельности мозговой ауторегуляции по формулам







где ИМАР - индекс мозговой ауторегуляции, %;

СМАРМ - состоятельность мозговой ауторегуляции у мужчин;

СМАРF - состоятельность мозговой ауторегуляции у женщин;

Vps(0) - пиковая систолическая скорость в средней мозговой артерии в покое, см/с;

Vps(ФН) - пиковая систолическая скорость в средней мозговой артерии при физической нагрузке, см/с;

Рm(0) - среднее гемодинамическое давление в покое, мм рт. ст. ;

Рm(ФН) - среднее гемодинамическое давление при физической нагрузке, мм рт. ст. ;

- константы,

где M1= (-0,4048);

M2= 0,4079;

M3= (-0,2475);

M4= 0,1207;

M0= (-0,3084);

F1= (-0,2677);

F2= 0,2792;

F3= 0,3727;

F4= (-0,4737);

F0= (-0,2377);

и при значении индекса мозговой ауторегуляции меньше 22% у мужчин и меньше 34% у женщин и/или отрицательном значении показателя состоятельности мозговой ауторегуляции делают заключение о нарушении ауторегуляции мозгового кровообращения; при индексе мозговой ауторегуляции больше или равном 22% у мужчин, больше или равном 34% у женщин и положительном показателе состоятельности мозговой ауторегуляции делают заключение об отсутствии нарушений ауторегуляции мозгового кровообращения.