СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЯЖЕСТИ ЧЕРЕПНО-МОЗГОВОЙ ТРАВМЫ Российский патент 2000 года по МПК G01N33/92 G01N33/48 

Предлагаемое изобретение относится к области медицины и найдет применение в нейрореаниматологии, нейрохирургии (нейротравматологии). Направлено оно на снижение показателей глубокой инвалидизации и летальности пострадавших с тяжелой ЧМТ, как изолированной, так и сочетанной.

Научный интерес к проблеме тяжелой ЧМТ особенно возрос в последнее десятилетие. Отчасти это связано с увеличением ее как по частоте, так и по тяжести в результате многих общественно-политических процессов, происходящих в стране. Все эти факторы привели к тому, что уже давно ЧМТ, особенно сочетаемая с внечерепными повреждениями, в общей структуре травматизма составляют более 60% (Л.Б.Лихтерман и соавт., 1989; Ю.М.Гербер, В.И.Витер, 1993; М.В. Гринев, 1997; Platz et al., 1995; Basil et Menon, 1996; Seleski, 1986; Zink, 1996; van Balen et al., 1996; Chiu et al., 1997; Garella et al., 1997 и др. ), а среди причин смертности и инвалидизации, наступивших вследствие травм вообще, они прочно удерживают первое место (Э.Д.Лебедев и соавт., 1989; И.Б. Поляков и соавт., 1990; О.В.Могучая, 1993; М.В.Гринев, 1997; Platz et al., 1995; Basil et Menon, 1996; Zink, 1996; Anonymous, 1997; Garella et al., 1997 и др). Если же при этом учесть, что подавляющее число пострадавших - люди в возрасте 20-50 лет, а также массовость ЧМТ, то проблема улучшения качества лечения, снижения тяжести ближайших и отдаленных последствий последней, может и должна привести к частичной или полной социальной адаптации пострадавших с возращением к полноценной жизни многих тысяч людей. Этим определяется государственное значение решения медицинских аспектов этой проблемы (А. Н. Коновалов и соавт., 1986; В.П. Непомнящий и соавт., 1987; Х.С. Умарова, 1991; О.В.Могучая, 1993; Ярцев В.В. соавт., 1995; Frovien et al., 1989; Vapalanti, 1989; Platz et al., 1995; van Balen et al., 1996 Zink, 1996; Anonymous, 1997; и др).

Концепция "травматической болезни", которая зачастую наблюдается при ЧМТ, включает в себя рассмотрение всех компонентов сложнейшей реакции организма на тяжелое повреждение в их динамике, взаимообусловленности и взаимосвязи.

Основными патологическими процессами в острейшем посттравматическом периоде являются шок, массивная кровопотеря, гипоксия, особенно неблагоприятно протекающие на фоне тяжелого повреждения головного мозга, которое в настоящее время рассматривается как сложный комплекс патофизиологических реакций, разворачивающихся и в зоне самого разрушения ткани мозга и перифокально в непосредствен ной близости от нее. Не остается в стороне и реакция со стороны всего мозга, приводящая к резкому нарушению центральной регуляции всех функций организма (А.И. Арутюнов, 1974; Bredbury, 1979).

В ответ на механическую травму головного мозга возникает совокупность патологических процессов, закономерно изменяющихся во времени и взаимодействующих между собой. В основе процессов лежат особенности механической энергии, выступающей в роли этиологического фактора, а также сложившиеся эволюционно типы реакций ЦНС на чрезвычайные воздействия. Именно исключение интегративной функции головного мозга и приводит к особой тяжести течения посттравматического периода и обуславливает зачастую высокую летальность и инвалидизацию пострадавших.

Все изложенное выше обосновывает тот тезис, что диагностика тяжести повреждения головного мозга, ее точность и сокращение сроков обследования имеют немаловажное значения для выработки оптимальной программы интенсивной терапии в остром посттравматическом периоде, что не может не отразиться на течении посттравматического периода и исходе ЧМТ в общем. Проведенные исследования научно-медицинской литературы и патентных источников выявили различные способы диагностики ЧМТ. Так в монографии Н.В.Верещагина и соавт. (1986) под названием "Компьютерная томография мозга" приводится такой современный высокоинформативный способ диагностики черепно-мозговой травмы как компьютерная томография головного мозга. Однако этот способ требует не только наличия дорогостоящего оборудования, доступного в настоящее время только крупным медицинским учреждениям, но и специально обученного персонала (врачей-рентгенологов, рентген-техников, санитарок), но и инженеров по обслуживанию аппаратуры, дополнительных помещений. Естественно, что на результаты такого обследования большое значение окажет и квалификация врача, производящего это исследование. Есть и еще одно ограничение для проведения этой диагностической процедуры, о котором зачастую забывают - это ограничение веса больных (до 90 кг). Кроме того, тяжесть состояния больных (к примеру, проведение искусственной вентиляции легких) также делает невозможным в ряде случаев проведение компьютерной томографии. К обнаруженному в патентных источниках нами "Способу диагностики заболеваний мозга путем ультразвукового исследования" (Авторское свидетельство N 719610, опубликовано 27.03.1980, бюллетень N 9; МПК A 61 B 10/00) также можно отнести эти недостатки.

В монографии "Фазность клинического течения черепно-мозговой травмы" (под редакцией Л.Б.Лихтермана и М.Григорьева, 1979) описаны такие дополнительные методы исследования как энцефалография, метод вызванных потенциалов, реоэнцефалография. Однако эти методы не являются методами диагностики тяжести повреждения головного мозга при ЧМТ, носят функциональный характер и более пригодны для диагностики функционального состояния головного мозга в резидуальном периоде.

В этой же монографии, а также в "Руководстве по черепно-мозговой травме" (под редакцией А.И. Арютюнова, 1978) описаны биохимические способы диагностики тяжести ЧМТ. К недостаткам указанных способов относится то, что в качестве субстрата для исследования предлагается кровь больных. Однако при этом не учитывается тот факт, что изменения в крови гораздо чаще и больше зависят от сопутствующей соматической патологии органов и систем, чем в спинномозговой жидкости. Это может приводить к ошибочным суждениям, особенно в случаях, когда не известен анамнез больного. Эти замечания можно отнести и к обнаруженным нами "Способу диагностики воспалений оболочек головного мозга при черепно-мозговой травме" (Авторское свидетельство N 825011, опубликовано 13.07.1981 г. бюллетень 16; МПК A 61 B 10/00).

В патентных источниках нам удалось обнаружить "Способ определения тяжести повреждения головного мозга при ЧМТ" (Авторское свидетельство N 1422154, опубликовано 07.09. 1988 г., бюллетень 33; МПК G 01 N 33/48), которое было взято нами в качестве прототипа. Заключается способ в следующем: в пробе крови, взятой через 18-24 часа после травмы по шкале условных единиц определяли уровень активности щелочной фосфатазы, и в зависимости от последнего диагностируется тяжесть ЧМТ. Наряду с достоинствами (простота забора материала, отсутствие дорогостоящего оборудования, высокая точность - 96,7%), этот метод имеет и некоторые, на наш взгляд, существенные недостатки. Во-первых, в качестве субстрата для исследования предлагается периферическая кровь больного (а как уже было нами указано изменения в крови гораздо чаще и больше зависят от сопутствующей соматической патологии органов и систем, чем изменения в спинномозговой жидкости), а во-вторых, это исследование может производится не ранее 18-24 часов после получения травмы, что на современном этапе развития медицины критических состояний следует признать запоздалым. В-третьих, активация щелочной фосфатазы в нейтрофилах крови зависит не только от концентрации некоторых факторов в плазме крови, выделяющихся при деструкции ткани, но и от интенсификации гликогенолиза, резко возрастающего в посттравматический период, особенно при тяжелой травме. Эти недостатки в свою очередь не могут не привести к снижению достоверности в определении тяжести повреждения головного мозга.

В связи с изложенным выше нами предпринята попытка диагностики тяжести повреждения головного мозга при ЧМТ путем изучения динамики процессов перекисного окисления липидов в спинномозговой жидкости, начиная уже с момента поступления больного в стационар.

Цель изобретения. Целью настоящего изобретения является повышение достоверности, сокращение сроков определения тяжести черепно-мозговой травмы. Эта цель достигается путем определения концентрации продуктов перекисного окисления липидов в спинномозговой жидкости - малонового диальдегида (МДА) и диеновых конъюгатов (ДО).

Теоретическое обоснование способа. Теоретическим обоснование предложенного способа изобретения является то, что:
1. Спинномозговая жидкость является "внутренней" средой, омывающей головной мозг и интимно связана со всеми процессами, происходящими как в норме, так, особенно, в патологии в его структурах и межклеточном пространстве. Следовательно, она раньше и тоньше, чем кровь, отражает все изменения, возникающие в центральной нервной системе.

2. Гематоэнцефалический барьер, даже в условиях его повреждения при ЧМТ, все же в довольно значительной мере препятствует проникновению в кровь продуктов мозгового метаболизма. Следовательно, изменения в крови при тяжелой ЧМТ не могут адекватно отражать церебральные нарушения.

3. Изменения в крови гораздо чаще и больше зависят от сопутствующей соматической патологии органов и систем, чем в спинномозговой жидкости. Это может приводить к ошибочным суждениям, особенно в случаях, когда не известен анамнез больного.

4. Ткани центральной нервной системы на 40-70% состоят из липидов. Поэтому именно в спинномозговой жидкости в более ранние сроки, чем в периферической крови, будут выявляться изменения в процессах перекисного окисления липидов.

Подробное описание способа и примеры его осуществления. При поступлении больного в стационар с помощью пункции в межпозвоночном пространстве на уровне III-IY поясничного позвонка получают 2-4 мл спиномозговой жидкости, в которой определяют содержание продуктов перекисного окисления липидов - малонового диальдегида и диеновых конъюгатов.

Содержание диеновых конъюгатов производят спектрофотометрически по поглощению при 233 нм раствора липидов спиномозговой жидкости в смеси метанол: гексан (5: 1 по объему). 2 мл липидного экстракта выпаривают на роторном испарителе, полученный осадок смывают 3 мл смеси метанол: гексан (5:1) и спектрофотометрируют на спектрофотометре "DU-7" (США) при длине волны 233 нм. В качестве контроля используют смесь метанол: гексан (5:1).

Для получения экстракта липидов 1 мл спиномозговой жидкости 1 часа обрабатывают 50 мл смеси этанола и эфира (3:1) при периодическом помешивании. Экстракт фильтруют и выпаривают под вакуумом при 37^oC. Осадок растворяют в 1 мл смеси свежеперегнанных хлороформа и метанола (2:1).

Определение вторичного продукта перекисного окисления липидов - малонового диальдегида (МДА) в спинномозговой жидкости производят по методу И.Г. Стальной и П.И.Горишвили (1977), в основе которого лежит образование окрашенного триметилового комплекса МДА с двумя молекулами 0,68% тиобарбитуровой кислоты. Предварительно пробы спинномозговой жидкости обрабатывают 30% раствором трихлоруксусной кислоты и центрифугируют при 3000 об/мин в течение 15 минут. Пробы фотометрируют при длине волны 535 нм. Количество активных продуктов пересчитывают с помощью молярного коэффициента экстинции, равного 1,56•10⁵ М ^-1• см^-1 и выражают в нмоль/мл ликвора.

При повышении концентрации МДА и ДК соответственно не более чем в 3,7 и 3,4 раза диагностируют ушиб головного мозга легкой степени. В интервале повышения МДА в 3,8-10,5 раза и ДК - в 3,5-9,0 раз - ушиб головного мозга средней степени тяжести. Увеличение уровня выше, чем в 10,6 раза для МДА и 9,1 раз для ДК свидетельствуют об ушибе головного мозга тяжелой степени.

Пример N1.

Больной К., 43 года, поступил через 1,5 часа после травмы с жалобами на головную боль, тошноту рвоту. Состояние средней тяжести. При поступлении поверхностное оглушение. Неврологически: легкая асимметрия сухожильных рефлексов, S>D, мелкоразмашистый нистагм при крайнем отведении глазных яблок, общемозговая симптоматика. При люмбальной пункции: ликвор ксантохромный, давление его 200 мм водного ст. При исследовании продуктов перекисного окисления липидов выявлено повышение концентрации МДА до 4,2 нмоль/мл, ДК - до 4,7 нмоль/мл. Поставлен диагноз ушиба головного мозга легкой степени. Проводимая медикаментозная терапия включала в себя использование препаратов, улучшающих мозговой кровоток (эуфиллин, сермион, кавинтон), метаболизм мозговой ткани (ноотропил, пирацетам), улучшающих реологические свойства крови (реополиглюкин, трентал), дегидратационные средства для уменьшения посттравматического отека головного мозга (лазикс, фуросемид), препараты, блокирующие массивный протеолиз (гордокс, контрикал), противосудорожные средства (глюферал). К 7-14 суткам отмечено нарастание концентрации МДА и ДК до 6,2 и 6,8 нмоль/мл соответственно. К 21-28 суткам отмечено достоверное снижение со держания МДА на 28,9%, ДК - на 31,4%. К окончанию срока лечения концентрация МДА и ДК достоверно от нормальных значений не отличались. На 30 сутки пострадавший выписан в удовлетворительном состоянии.

Пример N 2.

Больной X. , 25 лет, поступил через 0,5 часа после травмы (ДТП). Неврологически: уровень бодрствования - сопор. Левосторонняя пирамидная недостаточность (парез), выраженная менинтеальная симптоматика. При люмбальной пункции получен ликвор, интенсивно окрашенный кровью, давление его 270 мм водного ст. По данным компьютерной томографии выявлена зона очага ушиба головного мозга в теменно-височной области, смещение срединных структур мозга на 8,3 мм, обширная внутримозговая гематома, объемом около 120 мл. При исследовании ликвора уровень МДА был равен 10,9 нмоль/мл, ДК -12,4 нмоль/мл. Диагноз: закрытая ЧМТ с ушибом головного мозга средней степени тяжести, внутримозговая гематома. Произведена костно-пластическая трепанация черепа, удален контузионный очаг размером 3х4 см и гематома объемом ≈ 120 мл. В последующем проводилась медикаментозная интенсивная терапия, направленная на улучшение мозгового кровообращения (эуфиллин, сермион, кавинтон), улучшение реологических свойств крови (реополиглюкин, трентал), дегидротационная терапия для уменьшения посттравматического отека головного мозга (лазикс, фуросемид), препараты, блокирующие массивный протеолиз (гордокс, контрикал), улучшение метаболизма головного мозга (ноотропил, гаммалон, энцефабол) противосудорожные средства (глюферал). К 7-14 суткам отмечено нарастание концентрации МДА до 15,9 нмоль/мл, ДК - до 16,1 нмоль/мл. К 21-28 суткам отмечено достоверное снижение концентрации МДА и ДК и концентрации продуктов перекисного окисления липидов в спиннгомозговой жидкости не превышали нормальные значения к концу срока лечения. На 42 сутки больной в удовлетворительном состоянии выписан на амбулаторное лечение.

Пример N3.

Больной С., 31 год, поступил через 2,5 часа после травмы. Состояние крайне тяжелое. Глубокая кома. В неврологическом статусе доминировала первично стволовая симптоматика, симптомы выпадения достигали степени плегии (правосторонней). Диссоциация менингеальных симптомов по оси тела, горметония. При люмбальной пункции: ликвор интенсивно окрашен кровью, давление 240 мм водн. ст. По данным КТ: ушиб головного мозга, диффузный отек головного мозга, массивное субарахноидальное кровоизлияние. При исследовании продуктов перекисного окисления липидов в ликворе установлено повышение концентрации МДА до 25,9 нмоль/мл, ДК - до 29,1 нмоль/мл. Поставлен диагноз: закрытая ЧМТ, ушиб головного мозга тяжелой степени, субарахноидальное кровоизлияние. К 7-14 суткам отмечено нарастание концентрации МДА до 34,8 нмоль/мл, ДК - до 36,4 нмоль/мл. К 21-28 суткам отмечено достоверное снижение концентрации последних до 15,6 и 19,9 нмоль/мл соответственно. К концу срока лечения концентрации МДА и ДК достоверно не превышала нормальные значения. На 69 сутки больной выписан на амбулаторное лечение.

Результаты исследования концентрации МДА и ДК в СМЖ сопоставлены с их уровнем у контрольной группы (37 человек), у которых ликвор был получен при проведении спинномозговой анестезии. Сводные данные представлены в таблице в конце текста.

Из приведенной таблицы следует, существует прямо пропорциональная зависимость между тяжестью ЧМТ и концентрацией продуктов перекисного окисления липидов в спинномозговой жидкости: так если при легкой ЧМТ концентрация МДА превышала нормальное значение в 3,5 раза, то при сред нетяжелой - уже в 9,1 раза, а при тяжелой ЧМТ - в 21,6 раза. Аналогичная динамика отмечена и в отношении ДК (3,1; 8,3; 19,4 раза соответственно).

Контроль за точностью диагностики осуществляли с помощью метода клинического наблюдения, компьютерной томографии, комплекса лабораторных данных, включающих динамику таких показателей гомеостаза, как газообмен и кислотно-щелочное состояние, кислородный бюджет организма, иммунный гомеостаз, динамика показателей эндотоксического синдрома.

У пострадавших с ЧМТ отмечены значительные изменения концентрации продуктов перекисного окисления липидов в спинномозговой жидкости, которые носят закономерный характер: в течение 0,5-3 часов после травмы, к моменту поступления пострадавшего в стационар, концентрация МДА и ДК значительно превышают их уровень у доноров. Концентрация продуктов перекисного окисления липидов нарастает до 3-14 суток в зависимости от тяжести, а затем постепенно снижается до нормы.

Уровень нарастания концентрации продуктов перекисного окисления липидов в спинномозговой жидкости у пострадавших с различной тяжестью повреждений головного мозга достоверно различен во все сроки исследования. Возрастание концентрации продуктов перекисного окисления липидов в спинномозговой жидкости обусловлено сохраняющейся гипоксией и продолжающейся деструкцией клеток вокруг зоны очага ушиба головного мозга.

Нарастание уровня продуктов перекисного окисления липидов в спинномозговой жидкости, последующие непосредственно после травмы и до 3-14 суток посттравматического периода является показателем утяжеления состояния пострадавших и отражает общую закономерность реакции организма ("травматическая болезнь") и могут служить подтверждением установленному при поступлении диагнозу.

Таким образом, несмотря на то, что пункция спинномозгового канала для получения спинномозговой жидкости является более сложным способом, чем пункция вены (периферической или центральной) для получения крови, преимуществами заявляемого способа по сравнению с прототипом являются:
Исследованию подвергается спинномозговая жидкость, которая является "внутренней" средой, омывающей головной мозг и интимно связана со всеми процессами, происходящими в его структурах и межклеточном пространстве.

1. Отсутствует зависимость изменений в спинномозговой жидкости от сопутствующей соматической патологии, что увеличивает достоверность полученных результатов.

2. Степень активации процессов перекисного окисления липидов наиболее адекватно отражают степень активации протеолиза, т.к., во-первых, ткань головного мозга на 40-70% состоит из липидов, а, во-вторых, состояние процессов перекисного окисления липидов характеризует стабильность мембраны, а следовательно и степень повреждения клетки в частности, а ткани в целом.

3. Сокращение сроков установления диагноза тяжести травмы с 18 часов до 0,5-3 часов (т.е. практически моментом поступления больного в стационар).

Способ может быть использован в медицине, а именно в нейрохирургии, нейрореаниматологии, нейротравматологии. При поступлении больного в стационар с помощью пункции в межпозвоночном пространстве на уровне III - IV поясничного позвонка у больного получают спинномозговую жидкость и определяют в ней содержание продуктов перекисного окисления липидов - малонового диальдегида и диеновых конъюгатов (МДА и ДК соответственно). При повышении концентрации МДА и ДК не более чем в 3,7 и 3,4 раза соответственно диагностируют ушиб головного мозга легкой степени, при повышении концентрации МДА и ДК в 3,8 - 10,5 и 3,5 - 9,0 раз соответственно - ушиб головного мозга средней степени тяжести. При увеличении концентрации МДА более чем в 10,5 раза и концентрации ДК более чем в 9 раз диагностируют тяжелую черепно-мозговую травму. Способ более прост, повышает достоверность и сокращает сроки определения тяжести черепно-мозговой травмы. Способ направлен на снижение показателей глубокой инвалидизации и летальности пострадавших с тяжелой черепно-мозговой травмой, как изолированной, так и сочетанной. 1 табл.

Способ определения тяжести черепно-мозговой травмы, предусматривающий исследование биологической жидкости, отличающийся тем, что у пострадавшего берут спинномозговую жидкость, в которой определяют концентрацию продуктов перекисного окисления липидов - МДА и ДК, при повышении концентрации МДА и ДК не более чем в 3,7 и 3,4 раза соответственно диагностируют ушиб головного мозга легкой степени, при повышении концентрации МДА и ДК в 3,8 - 10,5 и 3,5 - 9,0 раз соответственно - ушиб головного мозга средней степени тяжести, при увеличении концентрации МДА более чем в 10,5 раза и концентрации ДК более чем в 9 раз диагностируют тяжелую черепно-мозговую травму.