способ диагностики резервов церебрального коллатерального кровообращения

Формула изобретения

1. Способ диагностики резервов церебрального коллатерального кровотока, включающий допплерографическую регистрацию линейной скорости кровотока в средней мозговой артерии (СМА) во время компрессии общей сонной артерии (ОСА), а также определение времени восстановления исходной скорости кровотока после компрессии, отличающийся тем, что компрессию производят в течение 5-6 с, а оценку ведут по значению (Д) дискриминантного уравнения:

Д=0,186Т-0,102У2+1,116,

где Т - время восстановления исходной скорости кровотока после компрессии;

У2 - средняя линейная скорость кровотока в СМА во время компрессии ипсилатеральной ОСА.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что при значении Д>0,728 диагностируют декомпенсацию коллатерального кровотока.

3. Способ по пп.1 и 2, отличающийся тем, что время компрессии в течение 5-6 с устанавливают по числу кардиоциклов в зависимости от частоты сердечных сокращений: при брадикардии в течение 4-х кардиоциклов, при нормальной частоте сердечных сокращений - 5-и кардиоциклов, при тахикарди в течение 6-7 кардиоциклов.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к медицине, а именно к ультразвуковой диагностике сосудистых заболеваний головного мозга, и может быть использовано в неврологии и нейрохирургии.

Известен способ ультразвуковой доплерографической диагностики резервов церебрального коллатерального кровотока (компенсированный и декомпенсированный тип коллатерального кровообращения), основанный на оценке изменений кровотока в средней мозговой артерии (СМА) при проведении пальцевой компрессии ипсилатеральной общей сонной артерии (ОСА). Способ основан на регистрации исходной линейной скорости кровотока (ЛСК) в СМА (VI), регистрации ЛСК в СМА во время компрессии ОСА на протяжении 5 кардиоциклов (V2), регистрации увеличенной ЛСК после прекращения компрессии (V3) и регистрации длительности восстановления исходной ЛСК после прекращения компрессии - (Т) (фиг. 1), при этом в качестве характеристики резервов коллатерального кровотока выбирают V2, резервов вазодилатации - V3 или V3/V1, тонуса резистивных сосудов - Т, причем критерием патологического снижения резервов коллатерального кровотока являются значения V2 меньше 20-30 см/с (Гайдар Б.В., Дуданов И.П., Пафенов В.Е., Свистов Д.В. Ультразвуковые методы исследования в диагностике поражений ветвей дуги аорты. - Петрозаводск - 1994 - 72с. Свистов Д.В., Парфенов В.Е., Храпов КН. Оценка текущего тонуса резистивных сосудов бассейна средней мозговой артерии при помощи транскраниальной доплерографии и интраоперационному мониторингу. Научные сообщения - С-Пб - 1995 - с. 56-59). Возможность использования V2 в качестве критерия диагностики состояния церебрального коллатерального кровотока обусловлена тем, что кровь в СМА в норме поступает из ипсилатеральной ОСА, а при пальцевом пережатии ОСА или при заболеваниях, приводящих к закупорке ОСА, включаются коллатеральные пути кровообращения. В этих условиях кровь в СМА поступает по двум соединительным артериям (передней и задней). Суммарная оценка степени функционирования соединительных артерий характеризует резервы коллатерального кровообращения и имеет большое значение для прогноза течения сосудистых заболеваний головного мозга и выбора тактики лечения. В известном способе предложено проводить компрессию в течение 5 кардиопиклов с прекращением компрессии в фазу диастолы для исключения возможных осложнений от проводимого теста.

Недостатком этого известного технического решения является то, что в зависимости от частоты сердечных сокращений, длительность компрессии на протяжении 5 циклов составляет 3,41,2 сек (Гайдар Б.В., Парфенов В.Е., Свистов Д. В. Доплерографическая оценка ауторегуляции кровоснабжения головного мозга при нейрохирургической патологии. Вопросы Нейрохирургии. - 1998 - 3 - С. 31-35). Такой большой разброс в длительности компрессии может влиять на характеристики гиперемического ответа.

Проводимая в известном способе оценка резервов коллатерального кровообращения по параметру V2, несмотря на высокую информативность, имеет ряд ограничений. Критерии диагностики основаны на оценке линейной скорости кровотока и не учитывают диаметр СМА, а следовательно - объемный кровоток. В зависимости от диаметра СМА одно и тоже значение ЛСК может соответствовать различным значениям объемного кровотока. Чем шире сосуд, тем больше объемный кровоток и лучше перфузия мозга при одном и том же значении ЛСК. Учитывая тот факт, что у большинства пациентов с сосудистыми заболеваниями головного мозга диаметр СМА как правило изменен (сужен при стенозирующем атеросклерозе и увеличен при гипертонической ангиопатии) оценка резервов коллатерального кровотока по ЛСК может считаться ориентировочной. Кроме того, этот известный способ не позволяет учитывать индивидуальный, генетически обусловленный порог ишемии. В связи с этим для окончательного суждения о достаточности коллатерального кровотока принято проводить дополнительные электрофизиологические методы обследования (регистрацию электроэнцефалограммы и вызванных потенциалов во время компрессии ОСА) и по изменению электрической активности головного мозга во время компрессии ОСА делать заключение о достаточном или недостаточном коллатеральном кровообращении. Такое дополнение известного способа требует наличия дополнительной дорогостоящей аппаратуры и значительных временных затрат, что не позволяет использовать этот известный способ в повседневной практике в поликлинике.

Задачей настоящего изобретения является улучшение известного способа путем поиска оптимального режима его проведения и выбора критериев оценки резервов коллатерального кровообращения.

Поставленная задача решена так, что в известном способе ультразвуковой доплерографической диагностики резервов церебрального коллатерального кровотока, включающем проведение компрессионного теста в процессе которого измеряют, по крайней мере, четыре показателя, характеризующие изменения кровотока в средней мозговой артерии во время компрессионного теста при заданном числе кардиоциклов, оценку ведут по одному из показателей, согласно настоящему изобретению длительность компрессии устанавливают по числу кардиоциклов в зависимости от частоты сердечных сокращений, а оценку ведут по длительности гиперемического ответа (Т).

Есть дополнительный вариант, согласно которому для оценки используют дополнительный показатель из числа измеряемых, в качестве которого выбирают показатель, находящийся в функциональной зависимости с используемым ранее, выраженной формулой

T=A-BV2+СV2V2,

где А,В,С - коэффициенты, определенные экспериментальным путем, Т - длительность гиперемического ответа, V2 - линейная скорость кровотока в СМА во время компрессии ипсилатеральной ОСА, при этом для оценки используют дискриминантное уравнение

D=0,186T-0,102V2+1,116,

где D - значение дискриминантного уравнения, V2 - средняя линейная скорость кровотока в СМА во время компрессии ОСА, Т - длительность гиперемического ответа.

По сравнению с прототипом заявляемое изобретение имеет ряд существенных отличий, которые заключаются в том, что в заявляемом способе предлагается оценивать резервы коллатерального кровообращения по длительности гиперемического ответа или по дискриминантному уравнению с учетом V2 и Т одновременно при иной длительности компрессии. Причем заявителем проведен информационный поиск по патентной и научно-технической информации, который показал, что заявленная совокупность существенных отличительных признаков неизвестна. Поэтому, данное предложение можно считать новым.

Предлагаемый способ имеет высокий изобретательский уровень, т.к. он для специалиста логически не следует из известного научно-технического уровня. Более того, предлагаемый способ противоречит известному сложившемуся подходу к измерению и оценке резервов церебрального коллатерального кровотока, а именно: как отмечено в аналоге и прототипе компрессию проводят в течение 5 кардиоциклов, что, в зависимости от частоты сердечных сокращений, может составлять от 2 до 6 сек. Полученные нами экспериментальные данные показали наличие зависимости измеряемых показателей от длительности компрессии, поэтому в нашем случае число кардиоциклов задают в зависимости от частоты сердечных сокращений, что приводит к сужению диапазона длительности компрессии до 5-6 сек Это сужение крайне важно, так как при меньшей длительности компрессии, как показывает практика, значения V3 и Т могут не отражать истинную способность к вазодилатации и истинный тип коллатерального кровотока. В аналоге и прототипе оценку резервов коллатерального кровообращения ведут по показателю линейной скорости кровотока во время компрессии В нашем случае, экспериментально обнаружена возможность оценивать резервы коллатерального кровообращения по длительности гиперемического ответа. Это подтверждается и теоретическими представлениями о значительном, скачкообразном увеличении длительности гиперемического ответа при включении метаболического контура регуляции в ответ на ишемию, возникающую во время компрессионного теста только при недостаточном коллатеральном кровообращении.

Таким образом, заявляемое изобретение отвечает критерию "изобретательского уровня".

Практическая применимость данного способа доказывается ниже. Способ реализуется следующим образом: больному проводят доплерографическую регистрацию линейной скорости кровотока в средней мозговой артерии в покое - V1. Затем регистрируют линейную скорость кровотока в СМА во время компрессии ОСА -V2, причем компрессию проводят на протяжении 4-5-6-7 кардиоциклов в зависимости от частоты сердечных сокращений (4 кардиоцикла при брадикардии, 5 - при нормальной частоте сердечных сокращений, 6-7 - при тахикардии) так, чтобы общая длительность компрессии составила не менее 5-6 сек. Затем регистрируют увеличенную линейную скорость кровотока после прекращения компрессии - V3 и длительность гиперемического ответа, т.е. время, необходимое на восстановление исходной линейной скорости кровотока после прекращения компрессии - Т.

Проведение корреляционного анализа между четырьмя регистрируемыми показателями выявило значимую корреляцию только между V2 и Т (фиг. 2) Учитывая, что V2 характеризует резервы коллатерального кровообращения делается вывод о том, что и Т характеризует резервы коллатерального кровообращения. Данная зависимость получена впервые. Из нее сделан вывод, что кровоток во время компрессии при достаточном функционировании соединительных артерий не снижается ниже критического для развития ишемии уровня. Гиперемический ответ, возникающий после прекращения компрессии, отражает вазодилатацию резистивных артерий, возникшую в ответ на снижение перфузионного давления во время компрессии ОСА. Данная реакция реализуется через миогенный контур регуляции и ее длительность находится в определенном диапазоне, в зависимости от тонуса сосудов (фиг. 3). При недостаточном функционировании соединительных артерий, кровоток по время компрессии ОСА снижается ниже критического для ишемии уровня. Гиперемический ответ, наступающий после прекращения компрессии, реализуется в этом случае по двум механизмам: через миогенный контур регуляции в ответ на снижение перфузионного давления, как и в первом случае, и через метаболический контур регуляции, который запускается развившейся во время компрессии ишемией. Включение метаболического контура регуляции приводит к значительному, скачкообразному увеличению длительности гиперемического ответа в среднем в три раза (фиг. 4). Таким образом, увеличение длительности гиперемического ответа больше некоторой критической величины отражает развитие ишемии во время 5-6 сек компрессии и может служить объективным, надежным критерием декомпенсированного коллатерального кровообращения. Последовательное применение процедур кластерного и дискриминантного анализа позволило определить критические для декомпенсированного кровотока значения Т и V2 (фиг. 5) и дискриминантное уравнение с использованием обоих параметров

D=0,186T-0,102V2+1,116.

Коллатеральный кровоток может быть оценен как декомпенсированный при снижении V2 ниже 23,4 см/с и при увеличении Т больше 10,8 с при значениях дискриминантного уравнения D>0,728. Использование для оценки резервов коллатерального кровообращения значений Т или дискриминантного уравнения с использованием Т и V2, вместо используемого ранее значения V2, патофизиологически более оправдано, так как оценка недостаточности коллатерального кровообращения по увеличенному Т отражает факт наличия ишемии во время компрессии и доказывает недостаточность коллатерального кровотока, позволяя избежать ошибок в диагностике при использовании значений линейной скорости кровотока у пациентов с измененным диаметром СМА.

Пример 1. Больной Л., 60 лет, поступил на нейрососудистое отделение с диагнозом: острое нарушение мозгового кровообращения в бассейне правой СМА. Для оценки состояния церебральной гемодинамики и резервов коллатерального кровообращения проведено доплерографическое обследование церебральных артерий с использованием компрессионного теста. ЛСК в СМА во время компрессии ОСА составила 35 см/с, что по критериям известного способа следует расценивать как достаточный коллатеральный кровоток. Однако время гиперемического ответа составило 18 сек, что свидетельствует о недостаточном коллатеральном кровообращении. Причиной ошибочного заключения о резервах коллатерального кровотока по результатам линейной скорости кровотока явилось наличие выраженного атеросклеротического сужения СМА, которое было подтверждено доплерографически и при магнитно-резонансной ангиографии. Таким образом, несмотря на высокую линейную скорость кровотока V2, соответствующий ей объемный кровоток был низким и не обеспечивал адекватную перфузию мозга (фиг. 6).

Пример 2

Больной Ч, 69 лет. Поступил в стационар с диагнозом дисциркуляторная энцефалопатия. Гипертоническая болезнь II. Для оценки резервов коллатерального кровообращения проведен компрессионный тест. Выявлено снижение ЛСК во время компрессии до 20 см/с, что по нормативам известного способа должно расцениваться как декомпенсированный тип коллатерального кровотока. Длительность гиперемического ответа составила 5 сек, что позволяет сделать заключение об отсутствии метаболической реакции и ишемии во время компрессии и следовательно о достаточном коллатеральном кровотоке (фиг. 7). Дополнительное тестирование на наличие каждой из соединительных артерий подтвердило их функционирование в полном объеме. Несоответствие между низким значением ЛСК и нормальным гиперемическим ответом может быть связано у этого больного с патологическим расширением СМА как проявлением гипертонической ангиопатии.

Пример 3. Больной Е., 49 лет, поступил с диагнозом лакунарный инсульт в бассейне правой СМА. При проведении компрессионного теста выявлено выраженное снижение ЛСК во время компрессии до 16 см/с и одновременное увеличение длительности гиперемического ответа до 18 сек. В данном случае оба показателя свидетельствуют о недостаточном типе коллатерального кровообращения, что наблюдается при сохранении нормального диаметра СМА (фиг. 4).

Пример 4. Пациент Г., 40 лет. Практически здоров. При проведении компрессионного теста получены значения V2=30, Т=6. В данном случае оба параметра в отдельности и значение дискриминантного уравнения свидетельствуют о сохранении нормальных резервов коллатерального кровообращения (фиг. 3).

Таким образом, предлагаемый способ позволяет ввести стандартизацию длительности компрессии по времени, для чего необходимо проводить компрессию в течение 4-5-6-7 сердечных циклов в зависимости от частоты сердечных сокращений, так чтобы длительность компрессии составляла 5-6 сек, вместо предлагаемой ранее компрессии на протяжении 5 циклов для всех пациентов, что приводило к разбросу длительности компрессии от 2 до 6 сек. Данная стандартизация особенно важна при диагностике декомпенсированного типа коллатерального кровотока по длительности гиперемического ответа, так как недостаточная компрессия (менее 5 сек) не вызывает развития ишемии, включения метаболического контура регуляции и увеличение длительности гиперемического ответа даже у пациентов с декомпенсированным типом коллатерального кровотока.

В предлагаемом способе оценку резервов коллатерального кровотока ведут по наличию или отсутствию патофизиологической реакции сосудов, возникшей в ответ на ишемию мозга во время компрессии, вместо используемого ранее абсолютного значения линейной скорости кровотока во время компрессии. Обосновывается, что патофизиологической реакцией в ответ на ишемию является увеличение длительности гиперемического ответа выше некоторого критического уровня, что связано с включением метаболического контура регуляции.

Предлагаемый способ позволяет избежать ошибок при оценке коллатерального кровотока по линейной скорости кровотока у пациентов с патологически измененным диаметром СМА, а также учитывает индивидуальный, генетически обусловленный порог ишемии.

Предлагаемый способ успешно применен на 300 больных и рекомендован для клинического применения. Предлагаемый способ при простоте выполнения позволяет объективно оценить резервы коллатерального кровообращения, прогнозировать течение сосудистого заболевания и выбрать адекватную тактику лечения.