способ диагностики функционального значения афферентного сосуда артериовенозной мальформации головного мозга

Формула изобретения

1. Способ диагностики функционального значения афферентного сосуда артериовенозной мальформации (АВМ) головного мозга путем оценки показателей гемодинамики в афферентном сосуде, отличающийся тем, что оценивают скорость ауторегуляции мозгового кровотока (АРМК) в афферентном сосуде АВМ и при снижении скорости АРМК более чем в два раза по сравнению со значением скорости АРМК на противоположной стороне, не участвующей в кровоснабжении АВМ, афферентный сосуд диагностируют как функционально незначимый.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что непрерывно регистрируют системное артериальное давление и линейную скорость кровотока в афферентном сосуде АВМ головного мозга и сосуде на противоположной (интактной) стороне, не участвующем в кровоснабжении АВМ, в течение не менее 280 с, затем с помощью кросспектрального анализа указанного временного ряда рассчитывают фазовые сдвиги между спонтанными колебаниями системного артериального давления и линейной скорости кровотока в диапазоне М-волн и при снижении фазового сдвига на стороне АВМ более чем в два раза по сравнению с интактной стороной афферентный сосуд АВМ диагностируют как функционально незначимый.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области медицины, а именно к эндоваскулярной нейрохирургии, и может быть использовано для диагностики функционального значения афферентного сосуда артериовенозной мальформации (АВМ) головного мозга на дооперациронном этапе. Предварительная диагностика функционального значения афферентного сосуда АВМ позволяет определить показания к эмболизации и снизить частоту послеоперационных неврологических осложнений.

Известен способ диагностики функционального значения афферентного сосуда АВМ головного мозга путем временной его окклюзии баллоном и последующей оценки неврологической симптоматики [Хилько В.А., Зубков Ю.Н. Внутрисосудистая нейрохирургия. - Л., Медицина, 1982. С.53]. К недостаткам способа можно отнести техническую сложность его выполнения, возможность травмирования сосуда, высокую вероятность развития неврологических осложнений.

Известен способ инвазивной диагностики функционального значения афферентного сосуда АВМ головного мозга с помощью введения в исследуемый сосуд раствора барбитуратов короткого действия (амобарбитал, бриетал, тиопентал-натрий, амитал и др.) [Rauch R., Vinuela F., Dion J., Duckwiler G., Amos E.C., Jordan S.E., Martin N., Jensen M.E., Bentson J., Thibault L. Preembolization functional evaluation in brain malformation: the superselective Amytal test. // Am. J. Neuroradiol. 1992. - 13. - P.303-318]. Кратковременное развитие очаговой неврологической симптоматики указывает на функциональное значение этого сосуда. Вместе с тем проведение данного теста имеет существенные ограничения в условиях анестезии. Кроме того, нельзя исключить побочное действие вводимого препарата. В результате информативность способа нельзя признать достаточно высокой.

Наиболее близким к заявляемому способу является способ диагностики функционального значения афферентного сосуда АВМ головного мозга путем измерения давления в нем [Патент РФ №2245670, 2005], принятый за прототип. Проводят прямое измерение давления крови в афферентном сосуде АВМ головного мозга и, если оно выше давления крови в функционально незначимом сосуде, составляющего 25% от системного артериального давления (САД) для АВМ с потоком крови 1000 мл/мин или 50% для АВМ с потоком 500 мл/мин, то сосуд определяют как функционально значимый.

Недостатками прототипа являются инвазивность способа и возможность его проведения только в интраоперационном периоде после заведения микрокатетера в афферентный сосуд.

Изобретение направлено на создание способа неинвазивной диагностики функционального значения афферентного сосуда АВМ головного мозга, обеспечивающего диагностику в дооперационном периоде, в результате чего повышается информативность исследования.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известном способе диагностики функционального значения афферентного сосуда АВМ головного мозга путем оценки показателей гемодинамики в афферентном сосуде оценивают скорость ауторегуляции мозгового кровотока (АРМК) в афферентном сосуде и при снижении ее более чем в два раза афферентный сосуд АВМ диагностируют как функционально незначимый. Кроме того, особенность способа заключается в том, что непрерывно регистрируют линейную скорость кровотока (ЛСК) в афферентном сосуде АВМ головного мозга и системное артериальное давление в течение не менее 280 секунд, с помощью кросспектрального анализа указанного временного ряда рассчитывают фазовый сдвиг между спонтанными колебаниями ЛСК в сосуде, участвующем в кровоснабжении АВМ, и системного артериального давления в диапазоне волн Майера (М-волн) и при значениях фазового сдвига более 0.5 радиан афферентный сосуд АВМ диагностируют как функционально значимый.

Скорость АРМК в сосудистом бассейне, участвующем в кровоснабжении АВМ, изначально снижена за счет отсутствия АРМК в АВМ головного мозга. Сосуды микроциркуляторного русла, смежного с АВМ, реагируют на снижение церебрального перфузионного давления (за счет шунтирования) компенсаторной вазодилатацией, что впоследствии приводит к снижению скорости АРМК в этих зонах. Чем более выражен шунтирующий процесс, тем более выраженной может быть компенсаторная вазодилатация и тем более выраженным снижение скорости АРМК. При избирательной эмболизации компартмента АВМ следует ожидать нормализацию церебрального перфузионного давления и повышения скорости АРМК в бассейне афферентного сосуда, участвующего в кровоснабжении как АВМ, так и смежных зон головного мозга за счет перераспределения кровотока в сторону последних.

Таким образом, функциональное значение афферентного сосуда АВМ головного мозга может быть диагностировано на основе количественной оценки в нем скорости АРМК и чем большим будет снижение скорости АРМК (в два и более раз), тем менее значимым будет афферентный сосуд АВМ головного мозга.

Одним из способов оценки АРМК является способ кросспектрального анализа спонтанных колебаний системной и церебральной гемодинамики [Diehl R.R, Linden D., Lucke D., Berlit P. Phase relationship between cerebral blood flow velocity and blood pressure. A clinical test of autoregulation // Stroke. - 1995. - Vol.26. - P.1801-1804].

Установлена зависимость фазового сдвига между спонтанными медленными колебаниями ЛСК и САД в диапазоне М-волн от состояния АРМК [Diehl R., Linden D., Lucke D., Berlit P. Phase relationship between cerebral blood flow velocity and blood pressure. A clinical test of autoregulation. // Stroke. - 1995. - Vol.26. - P.1801-1804]. Показано, что на стороне локализации АВМ фазовый сдвиг между М-волнами ЛСК и САД существенно ниже, чем на контралатеральной стороне и у здоровых добровольцев. В то же время сведения о возможности применения указанного способа оценки скорости АРМК для диагностики функционального значения афферентного сосуда АВМ головного мозга отсутствуют.

Низкое значение сдвига фаз между М-волнами ЛСК в афферентном сосуде АВМ и САД определяется наличием шунтирующего процесса. Чем выше скорость АРМК в афферентном сосуде АВМ, тем больший вклад он вносит в кровоснабжение смежных с АВМ интактных областей головного мозга и тем выше его функциональное значение и, следовательно, выше риск развития неврологических осложнений при радикальной эмболизации компартмента АВМ из этого афферентного сосуда.

Способ осуществляется следующим образом. Проводят оценку АРМК в афферентном сосуде АВМ и при снижении скорости АРМК более чем в два раза диагностируют низкое функциональное значение афферентного сосуда. Для оценки АРМК выполняют мониторинг ЛСК в магистральной артерии основания мозга на стороне афферентного сосуда АВМ с помощью системы Multi Dop X (DWL, Германия). САД регистрируют неинвазивным способом - чрезкожной фотоплетизмографией на пальце руки с помощью прибора Finapres - 2300 (Ohmeda, США). После преобразования сигналы САД подаются на дополнительный аналоговый вход системы Multi Dop X. При выполнении мониторинга регистрируемых показателей обследуемый находится в горизонтальном положении с приподнятым на 30° головным концом. Непрерывную регистрацию проводят в течение 280 секунд в состоянии покоя при сохранении спонтанного дыхания, которое соответствует режиму нормовентиляции.

Кросспектральный анализ выполняют по стандартному алгоритму с помощью пакета программ "Statistica 6.0 for Windows" в модуле "Временные ряды и прогнозирование". Перед проведением кросспектрального анализа с целью достижения стационарности временного ряда производят вычитание среднего из значений ряда. Для устранения случайных шумов, уменьшения рассеяния временного ряда и выявления частот с большими спектральными плотностями, которые вносят наибольший вклад в периодическое поведение всего ряда, проводят сглаживание значений периодограммы с помощью преобразования взвешенного скользящего среднего в окне Хемминга. Затем рассчитывают фазовый сдвиг между ЛСК и САД в диапазоне М-волн. При значениях фазового сдвига между спонтанными медленными колебаниями ЛСК в афферентном сосуде АВМ и САД в диапазоне М-волн менее 0.5 рад констатируют несущественное участие афферентного сосуда АВМ в кровоснабжении смежных областей головного мозга и, соответственно, его низкое функциональное значение. Значения фазового сдвига более 0.5 рад указывают на высокое функциональное значение афферентного сосуда АВМ и на возможность развития неврологических осложнений при эмболизации компартмента АВМ из данного афферентного сосуда.

Предлагаемый способ разработан в РНХИ им. проф. А.Л.Поленова и прошел клинические испытания у 30 больных с АВМ головного мозга. Данные кросспектрального анализа сопоставляли с результатами интраоперационного измерения давления крови в афферентном сосуде и барбитуратового теста на этапе до эмболизации АВМ. Всем больным выполнены эндоваскулярные операции по стандартной методике - суперселективная эмболизация АВМ головного мозга клеевой композицией (гистоакрилом с липойодолом).

На фиг.1 представлены средние значения фазового сдвига между ЛСК и САД в диапазоне М-волн у 20 здоровых испытуемых и 30 пациентов с АВМ головного мозга.

В группе добровольцев среднее значение фазового сдвига между ЛСК и САД в диапазоне М-волн составило 1.0±0.1 рад. В группе пациентов с АВМ головного мозга средние значения фазового сдвига между ЛСК на стороне АВМ и САД в диапазоне М-волн составили 0.5±0.1 рад и были существенно ниже, чем на контралатеральной стороне (0.9±0.1 рад) и у здоровых испытуемых (р<0.05).

Приводим примеры-выписки из историй болезни.

Пример 1. Пациентка П., 17 лет. И/Б №761-2006. Клинический диагноз: АВМ левой теменной доли. Эпилептический синдром с первично генерализованными судорожными припадками. При церебральной ангиографии (фиг.2, А, Б) выявляется АВМ конвекситальных отделов левой теменной доли, заполняющаяся из гипертрофированных ветвей левой средней мозговой артерии (СМА) на уровне М3-М4 сегментов.

По данным предоперационной ТКДГ выявляется паттерн шунтирующего процесса в левой СМА с повышением ЛСК до 171 см/с, снижением пульсационного индекса до 0.38 (фиг.3, Б). В правой СМА ЛСК (65 см/с) и пульсационный индекс (0.83) в пределах нормы (фиг.3, А).

Согласно заявляемому способу при кросспектральном анализе спонтанных колебаний САД и ЛСК, регистрируемых в течение 280 секунд (фиг.3, В, Г), выявлены нормальные значения фазового сдвига (1.2±0.1 рад) в бассейне правой СМА (фиг.3, Д) и существенное его снижение (0.4±0.1 рад) в бассейне левой СМА, участвующем в кровоснабжении АВМ левой теменной доли (фиг.3, Е). Снижение фазового сдвига более чем в два раза указывает на низкое функциональное значение афферентного сосуда АВМ.

Пациентке выполнена операция - суперселективная эмболизация АВМ из бассейна левой СМА. Микрокатетер заведен в афферентный сосуд АВМ, барбитуратовый тест - отрицательный. Поток крови в афферентном сосуде 600 мл/мин, давление крови в нем - 30 мм рт.ст., что составило 32% от САД (93 мм рт.ст.). Афферентный сосуд расценен как функционально незначимый, после чего произведена эмболизация АВМ. Объем АВМ значительно уменьшился (приблизительно на 45-50%). Нарастания неврологической симптоматики не отмечено.

В послеоперационном периоде отмечалось изменение паттерна шунта в виде снижения ЛСК в левой СМА до 94 см/с и повышения пульсационного индекса до 0.64 (фиг.4, А).

Согласно заявляемому способу по данным кросспектрального анализа спонтанных колебаний САД и ЛСК на стороне АВМ (фиг.4, Б) отмечается повышение фазового сдвига до 0.8±0.2 рад (фиг.4, В) между М-волнами ЛСК на стороне АВМ левой теменной доли и САД, что свидетельствует о существенном повышении скорости АРМК в бассейне левой СМА после проведенной внутрисосудистой операции.

Таким образом, низкое функциональное значение афферентного сосуда АВМ левой теменной доли путем оценки скорости АРМК в нем было диагностировано неинвазивно на дооперационном этапе.

Пример 2. Пациент Е., 41 год, И/Б №2666-2004. Клинический диагноз: АВМ подкорковых ганглиев левой височной доли. Геморрагический тип течения. Поступил в РНХИ в отдаленном периоде субарахноидального кровоизлияния.

При церебральной ангиографии (фиг.5, А, Б) выявляется АВМ глубоких отделов левой височной доли, заполняющаяся из гипертрофированных ветвей левой СМА на уровне М2-М3 сегментов.

По данным предоперационной ТКДГ (фиг.6, Б) выявляется паттерн шунтирующего процесса в левой СМА с повышением ЛСК до 100 см/с, снижением пульсационного индекса до 0.63 (фиг.6, Б). В правой СМА ЛСК (61 см/с) и пульсационный индекс (0.83) в пределах нормы (фиг.6, А).

Согласно заявляемому способу кросспектральный анализ спонтанных колебаний САД и ЛСК, регистрируемых в течение 280 секунд (фиг.6, В, Г), выявил нормальные значения фазового сдвига между ЛСК в бассейне правой СМА и САД (фиг.6, Д) и умеренное снижение (менее чем в два раза) в бассейне левой СМА (от 0.5 до 0.9 рад), участвующем в кровоснабжении АВМ (фиг.6, Е), что свидетельствует о высоком функциональном значении афферентного сосуда АВМ.

Во время эндоваскулярного вмешательства, проводимого в условиях анальгезии-седации, существенных изменений ЛСК и ПИ не отмечалось. Барбитуратовый тест - отрицательный. В афферентном сосуде АВМ поток крови 400 мл/мин, давление крови - 58 мм рт.ст., что составило более 50% от САД (97 мм рт.ст.). Афферентный сосуд расценен как функционально значимый, однако, несмотря на это, было принято решение произвести эмболизацию АВМ. Через несколько минут после эмболизации компартмента АВМ из данного афферентного сосуда у больного отмечалось развитие моторной афазии, глубокого правостороннего гемипареза, что потребовало длительного восстановительного лечения.

Таким образом, высокое функциональное значение афферентного сосуда АВМ левой теменной доли было диагностировано неинвазивно путем оценки скорости АРМК в нем на дооперационном этапе.

Пример 3. Пациентка П., 30 лет, И/Б №1869-2006. Клинический диагноз «АВМ подкорковых ганглиев левого полушария головного мозга. Эпилептический синдром с первично генерализованными судорожными припадками».

При церебральной ангиографии (фиг.7, А, Б) выявляется АВМ глубоких отделов левого полушария головного мозга, заполняющаяся из гипертрофированных ветвей левой СМА на уровне М2-М3 сегментов.

По данным предоперационной ТКДГ выявляется паттерн шунтирующего процесса в левой СМА, что проявлялось снижением пульсационного индекса до 0.56, ЛСК (70 см/с) в пределах нормы (фиг.8, Б). В правой СМА ЛСК была также в пределах нормы (72 см/с), ПИ умеренно снижен до 0.72 (фиг.8, А).

Согласно заявляемому способу кросспектральный анализ спонтанных колебаний САД и ЛСК (фиг.8, В, Г) в течение 280 секунд выявил нормальные значения фазового сдвига в бассейне правой СМА (фиг.8, Д) и умеренное его снижение в бассейне левой СМА (от 0.6 до 1.4 рад), участвующем в кровоснабжении АВМ (фиг.8, Е), что, как и в предыдущем наблюдении, свидетельствует о высоком функциональном значении афферентного сосуда АВМ из бассейна левой СМА.

Во время операции микрокатетер был установлен в афферентном сосуде АВМ из бассейна левой СМА. Барбитуратовый тест - положительный, что проявлялось развитием преходящей очаговой неврологической симптоматики. Поток крови в афферентном сосуде 180 мл/мин. Давление крови в афферентном сосуде 48 мм рт.ст., что составило 51% при САД 95 мм рт.ст. Афферентный сосуд расценен как функционально значимый и от эмболизации АВМ решено было воздержаться.

Таким образом, высокое функциональное значение афферентного сосуда АВМ подкорковых ганглиев левого полушария головного мозга было диагностировано неинвазивно путем оценки скорости АРМК в нем на дооперационном этапе.

Приведенные результаты обследования больных показывают высокую эффективность и информативность предлагаемого способа, что позволяет использовать его на дооперационном этапе диагностики функционального значения афферентного сосуда при определении показаний для проведения суперселективной эмболизации АВМ головного мозга. Заявляемый способ диагностики функционального значения афферентного сосуда АВМ головного мозга на основе оценки скорости АРМК в афферентном сосуде путем расчета фазового сдвига между ЛСК в афферентном сосуде АВМ и САД в диапазоне М-волн методом кросспектрального анализа является неинвазивным, его можно проводить на этапе первичной рутинной диагностики церебральной гемодинамики с помощью ТКДГ, так как не требуется инвазивного измерения давления крови в афферентном сосуде АВМ головного мозга.