СПОСОБ НЕИНВАЗИВНОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВНУТРИЧЕРЕПНОГО ДАВЛЕНИЯ У ДЕТЕЙ Российский патент 2003 года по МПК A61B8/06 

Изобретение относится к области медицины, а именно к способам функциональной диагностики состояния церебральной гемо- и ликвородинамики, и может быть использовано в клинической практике для неинвазивного определения внутричерепного давления (ВЧД) у детей.

Определение величины ВЧД необходимо для диагностики и лечения больных с гидроцефалией, кровоизлияниями, опухолями, особенно при подозрении на развитие отека мозга, обструкцию путей оттока ликвора. Внутричерепная гипертензия является одним из важных факторов риска развития неблагоприятного исхода черепно-мозговых травм, нейроинфекций.

Обычные методики измерения ВЧД требуют хирургического проникновения в полость черепа или позвоночный канал и могут сопровождаться различными, наиболее часто инфекционными, осложнениями. Существует возможность повреждения функционально важных областей мозга и кровеносных сосудов.

В этих условиях большое значение приобретает разработка способов неинвазивного определения ВЧД, которые позволили бы проводить безопасное и, при необходимости, повторное измерение этого параметра.

Были предложены отоакустические методы определения ВЧД, основанные на измерении величины смещения барабанной перепонки (патент РФ 2163090). Различные виды ультразвуковых методов определения ВЧД представлены в патентах US 5388583 и US 5411028. Предложены также методы, основанные на оценке изменений электромагнитного импеданса мозга (патенты US 4690149 и US 4819648).

Однако ни один из известных неинвазивных методов не дает достаточной для клинического применения точности и удобства в использовании. По-прежнему существует необходимость в разработке метода определения ВЧД, который был бы неинвазивным, простым в использовании, достаточно точным, недорогим и позволял проводить многократные повторные обследования. В связи с этим внимание исследователей привлек метод изучения мозгового кровотока, обладающий перечисленными качествами, - транскраниальная допплерография.

Изменения ВЧД существенно сказываются на состоянии церебральной гемодинамики, что позволило разработать ряд допплерографических методов определения ВЧД. В наиболее близком к предлагаемому способе [Aaslid R., Lindegaard K. -F. Cerebral hemodynamics // Transcranial Doppler sonography/ Ed. R.Aaslid. - Wien: Springer-Verlag,- 1986.- P.60-85], взятом нами в качестве прототипа, вычисление ВЧД проводится по пульсационному индексу PI кровотока в средней мозговой артерии и величине пульсового артериального давления АД_П. Вычисляется церебральное перфузионное давление (ЦПД) по формуле:
ЦПД=(1,1 АД_п/ PI) - 5 мм рт.ст.

ВЧД при этом может быть вычислено как разность среднего динамического артериального давления АД_сд и ЦПД:
ВЧД=АД_сд-ЦПД.

Метод нашел применение в клинической практике, в частности, для определения ВЧД у больных гидроцефалией. Однако из-за использования показателей артериального кровотока указанный метод чувствителен при оценке лишь выраженных степеней повышения ВЧД, которые приближаются к величине артериального давления. В диапазоне изменений ВЧД менее 200 мм вод.ст. (15 мм рт.ст.) метод недостаточно точен. В то же время, выявление начальных признаков развития внутричерепной гипертензии является клинически значимым для своевременной ее диагностики.

В соответствии с изложенным, технический результат настоящего изобретения заключается в повышении точности и достоверности неинвазивного определения ВЧД у детей.

Это достигается тем, что согласно предлагаемому способу с помощью допплерографа определяют скорость кровотока в оральном отделе прямого синуса, в базальных венах и во внутренних яремных венах после их кратковременной компрессии; вычисляют венозно-синусный градиент давления по формуле

где ρ - плотность крови,
V_S - максимальная скорость кровотока в оральном отделе прямого синуса,
V_V - скорость кровотока в базальных венах,
вычисляют внутрисинусное давление по формуле

где V_J- скорость кровотока в яремной вене после компрессии;
и внутричерепное давление (ВЧД) вычисляют как сумму полученных величин:
ВЧД=Р_SIN+ΔР_VS.

Существенным отличием от известных допплерографических способов определения ВЧД является то, что для вычисления величины ВЧД используются показатели венозного внутричерепного кровотока, что позволяет существенно повысить точность измерения ВЧД в диапазоне близких к норме значений, не снижая при этом точности оценки выраженных степеней внутричерепной гипертензии. В основу настоящего способа положены два факта, впервые установленных автором.

1. В оральном отделе прямого синуса на глубине 60-80 мм (область впадения большой мозговой вены в прямой синус) у детей лоцируется высокоскоростной венозный кровоток. Его скорость составляет более 50 см/с, что значительно превышает скорость движения крови как в путях притока к прямому синусу - базальных венах, внутренних мозговых венах, большой мозговой вене (Галена), нижнем сагиттальном синусе, так и в среднем отделе самого прямого синуса. Допплерограмма кровотока в оральном отделе прямого синуса характеризуется равномерным заполнением спектра между максимальной частотой и нулевой линией, нечеткостью верхнего края спектральной картины. Указанные допплерографические признаки свидетельствуют о наличии гемодинамически значимого сужения в области впадения большой мозговой вены в прямой синус. Сужение может быть обусловлено "манжеточным" сдавлением большой мозговой вены, расположенной в опоясывающей цистерне субарахноидального пространства, либо локализоваться в лакуне прямого синуса, в просвете которой имеются многочисленные соединительнотканные перегородки и хорды [Сресели М.А., Большаков О.П., 1977]. Независимо от причины сужения, его наличие позволяет использовать уравнение Бернулли для вычисления градиента давления по обе стороны сужения (венозно-синусный градиент давления ΔP_VS):

где ρ - плотность крови,
V_V - скорость кровотока в венах притока к прямому синусу (до сужения),
V_S - скорость кровотока в оральном отделе прямого синуса (после сужения).

2. Было установлено, что при проведении односторонней компрессии внутренней яремной вены скорость кровотока по контрлатеральной яремной вене не повышается в течение 5-10 с. Это позволяет считать, что при пережатии одной из внутренних яремных вен давление в синусном стоке в указанном интервале времени не меняется. Скорость кровотока в пережатой внутренней яремной вене, а также в ипсилатеральном сигмовидном и поперечном синусах равна нулю. В результате этого давление в яремной вене выше точки компрессии выравнивается с внутрисинусным P_SIN, а давление в яремной вене ниже точки компрессии выравнивается с давлением в правом предсердии P_ATR. При постепенном прекращении компрессии яремная вена открывается быстрым толчком крови, при этом скорость первой порции кровотока V_J через еще суженый просвет внутренней яремной вены зависит от разности давления выше и ниже точки компрессии согласно уравнению Бернулли:

При ослаблении компрессии внутренней яремной вены первый объем крови проходит через суженый просвет вены в фазе диастолы правого предсердия, когда давление в нем P_ATR падает до нуля (при отсутствии затруднения оттока из правого предсердия). Таким образом,

ВЧД практически равно давлению во внутричерепных венах и, следовательно, равно сумме внутрисинусного давления P_SIN и венозно-синусного градиента давления ΔP_VS:
ВЧД=p_SIN+ΔP_VS.

Было проведено сопоставление вычисленного ВЧД с данными определения ликворного давления при люмбальной пункции. Люмбальную пункцию проводили в положении больного лежа на боку. Проходимость ликворопроводящих путей подтверждалась проведением ликвородинамических проб Квеккенштедта и Стуккея. Определение ликворного давления проводили непосредственно после прокола с помощью градуированной манометрической трубки.

Корреляция между вычисленным по предлагаемому методу ВЧД и величиной давления, определенной при люмбальной пункции, составила r=0,79 (р<0,01). В 78% исследований ошибка вычисления составила менее 10 мм вод. ст., в 89% исследований - менее 20 мм вод. ст., что является достаточной точностью для клинических целей. Вычисленный показатель отражал изменения ВЧД в динамике при повторных исследованиях у одного больного.

Предлагаемый автором способ осуществляется следующим образом. Допплерографическое исследование кровотока в прямом синусе черепа проводят в положении больного лежа на боку. Ребенок должен быть в спокойном состоянии, положение головы - без наклона, сгибания или разгибания, что может влиять на ВЧД. Импульсным датчиком частотой 2 МГц проводится трансокципитальная (через чешую затылочной кости) локация кровотока в оральном отделе прямого синуса на глубине 60-80 мм. Путем изменения угла наклона датчика и глубины контрольного объема добиваются локации максимальной скорости кровотока и определяют ее величину V_S (м/с). Из транстемпорального доступа лоцируют кровоток в базальных венах и определяют его среднюю скорость V_V (м/с). Вычисляют венозно-синусный градиент давления ΔP_VS (Па):

где ρ - плотность крови (1,06•10³ кг/м³).

Постоянно-волновой датчик 4 МГц располагают над внутренней яремной веной на уровне перстневидного хряща, направление ультразвукового луча по ходу тока крови (каудально). На основании отсутствия ретроградного кровотока по внутренней яремной вене исключают затруднение оттока из правого предсердия. Путем нажима датчиком производят компрессию внутренней яремной вены до остановки кровотока в течение 2 с, после чего плавно ослабляют нажим датчиком. Регистрируют максимальную скорость первой порции кровотока при открытии внутренней яремной вены. Аналогичную процедуру проводят с контрлатеральной внутренней яремной веной. Принимая в расчет наибольшее из полученных значений V_J (м/с), вычисляют внутрисинусное давление P_SIN(Пa):

ВЧД (Па) вычисляют по формуле:
BЧA=P_SIN+ΔP_VS.

При необходимости производят пересчет размерности давления: 1 мм вод. ст. = 9,81 Па; 1 мм рт. ст. =133 Па.

Приводим следующие примеры выполнения способа определения ВЧД у детей.

Пример 1
Больная Г., 4 года (и/б 6344). Диагноз: серозный менингит. Заболела остро 26.10.00. : головная боль, рвота, температура 39,5^oС. При поступлении в стационар 27.10.00.: состояние средней тяжести, сознание сохранено, тахикардия до 160 уд/мин, артериальное давление 120/80 мм рт.ст. Менингеальные симптомы положительные, сухожильные рефлексы высокие, очаговых симптомов не выявлено. При люмбальной пункции обнаружена легкая ликворная гипертензия 170 мм вод. ст. Допплерография: показатели артериального кровотока в пределах возрастной нормы, пульсационный индекс по средним мозговым артериям 0,55. Скорость кровотока по базальным венам - 0,15 м/с. Скорость кровотока в оральном отделе прямого синуса 1,4 м/с. Скорость кровотока во внутренней яремной вене после компрессии - 1,0 м/с. Вычисленное ВЧД = 1557 Па (159 мм вод. ст.). Ошибка вычисления 6%.

Пример 2
Больная В., 2 года 1 мес. Диагноз: менингококковая инфекция, гнойный менингит. Заболела остро 24.02.01.: головная боль, рвота, вялость, температура 39^oС. При поступлении 25.02.01.: состояние оглушения, менингеальные симптомы положительные, очаговая симптоматика в виде атаксии, гиперрефлексия. Артериальное давление 100/60 мм рт.ст. При люмбальной пункции обнаружена ликворная гипертензия 270 мм вод.ст. Допплерография: скорость кровотока в артериях основания мозга в пределах возрастной нормы, пульсационный индекс по средним мозговым артериям повышен до 0,74. Скорость кровотока по базальным венам 0,2 м/с. Скорость кровотока в оральном отделе прямого синуса 2,0 м/с. Скорость кровотока во внутренней яремной вене после компрессии 1,2 м/с. Вычисленное ВЧД = 2863 Па (292 мм вод.ст.). Ошибка вычисления 8%.

К 4 дню болезни ликворное давление составляло 340 мм вод. ст. Допплерография: скорость кровотока в артериях основания мозга умеренно снижена, пульсационный индекс по средним мозговым артериям 0,80. Скорость кровотока по базальным венам - 0,25 м/с. Скорость кровотока в оральном отделе прямого синуса 2,2 м/с. Скорость кровотока во внутренней яремной вене после компрессии 1,1 м/с. Вычисленное ВЧД =3173 Па (323 мм вод.ст.). Ошибка вычисления 5%. Развились признаки отека головного мозга в виде судорожно-коматозного синдрома. Больной переведен на ИВЛ, которая проводилась в течение 12 ч с последующим переходом на адекватное самостоятельное дыхание.

Санация ликвора наступила через 3 недели после начала заболевания. При люмбальной пункции ликворное давление составило 130 мм вод.ст. Допплерография: артериальный кровоток не нарушен, пульсационный индекс по средним мозговым артериям 0,60. Скорость кровотока по базальным венам - 0,15 м/с. Скорость кровотока в оральном отделе прямого синуса 0,8 м/с. Скорость кровотока во внутренней яремной вене после компрессии - 1,3 м/с. Вычисленное ВЧД = 1223 Па (125 мм вод.ст.). Ошибка вычисления 4%.

Пример 3
Больной К., 2 года 5 мес (и/б 2232). Диагноз: гнойный менингит, вызванный гемофильной палочкой типа В. Заболел остро 01.05.99: беспокойство, отказ от еды, повторные рвоты, температура 39,5^oС. При поступлении в стационар: оглушение, выражена ригидность мышц затылка, гиперрефлексия, брадикардия, артериальное давление - 100/60 мм рт. ст. Голова гидроцефальной формы (гипертензионно-гидроцефальный синдром в анамнезе). После дегидратационной терапии проведена диагностическая люмбальная пункция: ликворное давление 280 мм вод. ст. Допплерография: скорость кровотока в артериях основания мозга умеренно снижена, пульсационный индекс по средним мозговым артериям 0,75. Скорость кровотока по базальным венам - 0,15 м/с. Скорость кровотока в оральном отделе прямого синуса 1,5 м/с. Скорость кровотока во внутренней яремной вене после компрессии - 1,6 м/с. Вычисленное ВЧД = 2538 Па (259 мм вод.ст.). Ошибка вычисления 8%.

Санация ликвора наступила через 4 недели после начала заболевания. При люмбальной пункции ликворное давление составило 170 мм вод.ст. Допплерография: артериальный кровоток не нарушен, пульсационный индекс по средним мозговым артериям 0,52. Скорость кровотока по базальным венам - 0,1 м/с. Скорость кровотока в оральном отделе прямого синуса 0,7 м/с. Скорость кровотока во внутренней яремной вене после компрессии - 1,7 м/с. Вычисленное ВЧД = 1786 Па (182 мм вод.ст.). Ошибка вычисления 7%.

При испытании предлагаемого способа было установлено (см. таблицу), что он позволяет повысить точность вычисления ВЧД до уровня, достаточного для клинических целей: средняя ошибка определения снизилась с 15,2 до 7,2%. Кроме того, предлагаемый метод дифференцирует, за счет какого из компонентов повышено ВЧД: внутрисинусное давление или венозно-синусный градиент. Это позволяет уточнить локализацию патологического процесса, вызвавшего развитие внутричерепной гипертензии.

Способ может быть использован в медицине, а именно в неврологии. С помощью допплерографического исследования сосудов головного мозга определяют скорость кровотока в оральном отделе прямого синуса, в базальных венах и во внутренних яремных венах после их кратковременной компрессии. Вычисляют венозно-синусный градиент давления, внутрисинусное давление по математическим формулам. Внутричерепное давление вычисляют как сумму полученных величин. Способ позволяет повысить точность и достоверность определения. 1 табл.

Способ неинвазивного определения внутричерепного давления у детей с помощью доплерографического исследования сосудов головного мозга, отличающийся тем, что определяют скорость кровотока в оральном отделе прямого синуса, в базальных венах и во внутренних яремных венах после их кратковременной компрессии, вычисляют венозно-синусный градиент давления

где ρ - плотность крови;
V_S - максимальная скорость кровотока в оральном отделе прямого синуса;
V_V - скорость кровотока в базальных венах,
вычисляют внутрисинусное давление по формуле

где V_j - скорость кровотока в яремной вене после компрессии,
и внутричерепное давление (ВЧД) вычисляют как сумму полученных величин ВЧД= P_SIN+ΔP_VS.