СПОСОБ ДИАГНОСТИКИ СМЕРТИ ГОЛОВНОГО МОЗГА Российский патент 2007 года по МПК A61B5/452 

Изобретение относится к медицине, а именно к диагностике состояния головного мозга пациентов с тяжелыми черепно-мозговыми травмами, уровень смертности которых составляет 45-60%.

Стандартными методами подтверждения смерти головного мозга в настоящий момент времени являются:

- электроэнцефалография (ЭЭГ), при которой признаками смерти головного мозга является отсутствие электрических импульсов головного мозга ((Зенков Л.Р., Ронкин М.А. Функциональная диагностика нервных болезней. Москва: Медицина, 1991.);

- вызванные потенциалы головного мозга (ВП), при котором признаками смерти головного мозга является отсутствие вызванной электрической активности различных структур головного мозга (Гнездицкий В.В. Вызванные потенциалы головного мозга в клинической практике. Москва: Медицина, 2001);

- ультразвуковая доплерография сосудов головного мозга (УЗДГ), при которой признаками смерти головного мозга является реверберирующий кровоток в мозговых артериях (Шахнович А.Р., Шахнович В.А. Диагностика нарушений мозгового кровообращения. Транскраниальная доплерография. Москва: Медицина, 1996).

Недостатками известных методов является то, что для определения смерти головного мозга требуется специальная аппаратура (электроэнцефалограф, аппарат ультразвуковой доплерографии.

Предлагаемый способ диагностики смерти головного мозга позволяет установить факт этой смерти с помощью электрокардиографа, то есть прибора, имеющегося в каждой больнице или поликлинике.

Данный способ включает в себя компьютерную кардиоинтервалографию, которая исследует ряд значений длительности R-R интервалов на кардиограмме. Принято считать, что длительность R-R интервалов зависит не только от активности собственного водителя сердечного ритма, но и от активности отдельных звеньев и структур вегетативной нервной системы (симпато-адреналовой и ваго-инсулярной).

При изучении 20-минутных и более длинных записей кардиограммы (когда анализируется более 1200 значений R-R интервалов) можно судить об активности стволовых, гипоталамических структур головного мозга, активности коркового представительства вегетативной нервной системы, действия на сердечный ритм гормонов и нейромедиаторов (Баевский P.M. и соавт. Анализ вариабельности сердечного ритма при использовании различных электрокардиографических средств. Методические рекомендации. Москва, 2002).

Для осуществления предлагаемого способа используется программно-аппаратный комплекс (фиг.1), в который входят: электрокардиограф (ЭКГ), аналогово-цифровой преобразователь (АЦП) и персональный компьютер (ПК). Все это оборудование является серийным.

Принцип работы программно-аппаратного комплекса для регистрации и анализа кардиоинтервалограммы:

- электрические импульсы от сердца пациента поступают по электродам на электрокардиограф;

- электрокардиограф усиливает эти импульсы в 1000 раз и передает их на аналого-цифровой преобразователь;

- аналого-цифровой преобразователь переводит электрические импульсы в цифровой сигнал и передает их в персональный компьютер;

- персональный компьютер регистрирует цифровой сигнал и сохраняет его в постоянной памяти в виде файла. Далее с помощью программного обеспечения происходит обработка файла, выделение необходимых цифровых значений с целью их последующей математической обработки.

Конечным результатом математической обработки кардиоинтервалограммы являются следующие показатели:

1. Стресс-индекс (SI) - характеризует активность симпатоадреналовой системы, выражается в условных единицах;

2. Спектральная мощность волн I порядка (S HF) - характеризует активность собственного водителя сердечного ритма, выражается в мс²;

3. Долевой вклад в регуляцию активности собственного водителя сердечного ритма, выражается в %HF;

4. Спектральная мощность волн II порядка (S LF), выражается в мс²;

5. Долевой вклад в регуляцию сердечного ритма сосудодвигательного центра ствола головного мозга, выражается в %LF;

6. Спектральная мощность волн III порядка (S VLF), выражается в мс²;

7. Долевой вклад в регуляцию сердечного ритма гипоталамического уровня, выражается в %VLF;

8. Спектральная мощность волн IV порядка (S ULF), характеризует активность коркового представительства вегетативной нервной системы и действия на сердечный ритм гормонов и нейромедиаторов, выражается в мс²;

9. Долевой вклад в регуляцию сердечного ритма волн диапазона ULF, выражается в %ULF.

Такая методика кардиоинтервалографии широко применяется в кардиологии, неврологии, редко - в анестезиологии, но диагностики смерти мозга с помощью кардиоинтервалографии на настоящий момент нет.

Впервые данный способ был применен в МУЗ КБ СМП им. Н.В.Соловьева в отделении нейрохирургии совместно с кафедрой неврологии с курсом нейрохирургии и медицинской генетики Ярославской Государственной Медицинской Академии.

Исследовано 50 пациентов с тяжелыми травмами головного мозга, причем они исследовались как с помощью предлагаемого способа, так и ультразвуковой доплерографией сосудов головного мозга.

Результаты вышеупомянутых показателей сведены в таблицу.

Показатели кардиоинтервалографииКардиоинтервалографические показатели, зарегистрированные у пациента без смерти мозгаКардиоинтервалографические показатели, зарегистрированные у пациента со смертью мозгаSI180±183790±100S HF12±416,2±5%HF1,2±0,276±20S LF138±140,09±0,01%LF14,5±4,50,4±0,1S VLF221±700,05±0,01%VLF23±140,23±0,01S ULF584±1005,1±1%ULF60±222±,1

Результаты в данной таблице демонстрируют, что у пациента со смертью мозга сердечный ритм управляется собственным водителем ритма. Признаки активности стволовых, гипоталамических структур головного мозга практически равны «0», активность коркового представительства регуляции уменьшилась более чем в 100 раз.

Клинический пример 1

Пациент О-в, 57 лет. Диагноз: ОНМК по геморрагическому типу в правом полушарии головного мозга. Массивная латеральная внутримозговая гематома с прорывом крови в боковые, IY желудочек мозга. Окклюзионная гидроцефалия. Отек-набухание, дислокация головного мозга. Прогрессирующая сердечно-сосудистая, дыхательная недостаточность. На момент поступления - кома I (7 баллов по GCS).

На РКТ головного мозга - топографо-анатомические особенности внутримозговой гематомы.

Компьютерная кардиоинтервалограмма (ККИГ) №1 - соответствует поверхностной коме (7 баллов по GCS); первый день после ОНМК.

ККИГ №2 - соответствует глубокой коме (5 баллов по GCS), 6 день после ОНМК.

ККИГ №3 - соответствует атонической коме с признаками смерти мозга (2 балла по GCS), 10 дней после ОНМК, запись сделана за 22 часа до клинической смерти (фиг.2).

ККНГ №1

Орлов М.А.,

Возраст 57, пол муж.

Диагноз: Массивная СВМГ, латеральная, справа, с прорывом в жел-ки мозга

Обследован 02.11.2006.

Имя файла данных С:\ККИГ для печати\f6.asc

XCC HR=113 1/мин

Среднее значение Хср=529,03 мс

Дисперсия D=364,75 мс·2

Среднеквадратическое отклонение SDNN=19,1 мс

Коэффициент вариации CV=3,61%

Среднеквадратичная разностная характеристика RMSSD=7,53 мс

Разность между макс и мин знач MxDMn=0,145 с

Индекс напряжения SI=531,03 с

Время серии Ts=1124,91 сек

Полная мощность ТР=375,96 мс²

Мощность ВЧ колебаний HF=16,42 мс²

Мощность НЧ колебаний LF=194,79 мс²

Мощность СНЧ колебаний VLF=79,96 мс²

Мощность УНЧ колебаний ULF=84,78 мс²

Отношение НЧ и ВЧ компонента ВСР LF/HF=11,86

HF%=4,37%

LF%=51,81%

VLF%=21,27%

ULF%=22,55%

(см. фиг.3).

Пример 2

Пациент К-ев, 37 лет. Диагноз: Открытая проникающая черепно-мозговая травма, ушиб головного мозга тяжелой степени. Перелом основания черепа через переднюю черепную ямку. Сдавление мозга массивной правосторонней субдуральной и внутримозговой гематомой. Массивное субарахноидальное кровоизлияние. Отек набухание, дислокация головного мозга.

На РКТ головного мозга - топографо-анатомические особенности многофокусного травматического поражения головного мозга.

Оперирован: резекционная декомпрессивная трепанация черепа справа, удалена внутримозговая гематома объемом 50 мл, субдуральная гематома объемом 90 мл. На момент регистрации ККИГ - атоническая кома, признаки смерти головного мозга (2 балла по GCS). На УЗДГ сосудов головного мозга - реверберирующий кровоток. ККИГ выполнена за 18 часов до клинической смерти (фиг.4)

ККНГ №2

Копничев А.Г.

Возраст 37 лет, пол муж.

Диагноз: Тяжелая ЧМТ

Обследован 02.11.2006

Имя файла данных С:\ККИГ для печати\DataKag.asc

ЧСС HR=105 1/мин

Среднее значение Хср=568,83 мс

Дисперсия D=3,91 мс·2

Среднеквадратическое отклонение SDNN=1,98 мс

Коэффициент вариации CV=0,35%

Среднеквадратичная разностная характеристика RMSSD=3,39 мс

Разность между макс и мин знач MxDMn=0,014 с

Индекс напряжения SI=6493,51 с

Время серии Ts=1797,48 сек

Полная мощность ТР=3,41 мс²

Мощность ВЧ колебаний HF=3,24 мс²

Мощность НЧ колебаний LF=0,03 мс²

Мощность СНЧ колебаний VLF=0 мс²

Мощность УНЧ колебаний ULF=0,14 мс²

Отношение НЧ и ВЧ компонента ВСР LF/HF=0,01

HF%=94,99%

LF%=0,87%

VLF%=0,1%

(см. фиг.5).

Пример 3

Пациент М-в, 15 лет. Диагноз: Закрытая черепно-мозговая травма, ушиб головного мозга тяжелой степени с формированием внутримозговой гематомы правой затылочной доли. Очаги ушиба височных долей. Массивное субарахноидальное кровоизлияние. Тотальный отек головного мозга.

На РКТ головного мозга представлены топографо-анатомические особенности многофокусного травматического поражения головного мозга.

Оперирован: декомпрессивная резекционная трепанация черепа справа, удалена внутримозговая гематома затылочной доли объемом 45 мл.

ККИГ №1 выполнена через 2 дня после травмы. Атоническая кома (3 балла по GCS).

ККИГ №2 выполнена через 9 дней после травмы, за 7 часов до клинической смерти. Атоническая кома с признаками смерти головного мозга (2 балла по GCS). На УЗДГ сосудов головного мозга - признаки реверберирующего кровотока (фиг.6)

ККНГ №3

Мельников

Возраст 15 лет, пол муж.

Диагноз: Тяжелая ЧМТ, отек головного мозга

Обследован 02.11.2006

Имя файла данных С:\ККИГ для печати\ff56.asc

ЧСС HR=137 1/мин

Среднее значение Хср=436,3 мс

Дисперсия D=20,29 мс·2

Среднеквадратическое отклонение SDNN=4,5 мс

Коэффициент вариации CV=1,03%

Среднеквадратичная разностная характеристика RMSSD=7,35 мс

Разность между макс и мин знач MxDMn=0,033 с

Индекс напряжения SI=3787,88 с

Время серии Ts=1591,92 сек

Полная мощность ТР=21,37 мс²

Мощность ВЧ колебаний HF=16,19 мс²

Мощность НЧ колебаний LF=0,09 мс²

Мощность СНЧ колебаний VLF=0,05 мс²

Мощность УНЧ колебаний ULF=5,05 мс²

Отношение НЧ и ВЧ компонента ВСР LF/HF=0,01

HF%=75,75%

LF%=0,41%,

VLF%=0,23%

ULF%=23,61%

(см. фиг.7).

Изобретение относится к медицине, а именно к неотложной хирургии. Проводят пациенту 20-минутную и более длинной записи компьютерную кардиоинтервалографию. В последующем проводят обработку данных и анализ показателей стресс-индекса, долевого вклада в регуляцию активности собственного водителя сердечного ритма, спектральной мощности волн II порядка, долевого вклада в регуляцию сердечного ритма сосудодвигательного центра ствола головного мозга, спектральной мощности волн III порядка, долевого вклада в регуляцию сердечного ритма гипоталамического уровня и спектральной мощности волн IV порядка, долевого вклада в регуляцию сердечного ритма волн диапазона. При смерти головного мозга данные показатели составляют: стресс-индекс - 3790±100 условных единиц, долевой вклад в регуляцию активности собственного водителя сердечного ритма - 76±20% HF, спектральная мощность волн II порядка - 0,09±0,01 мс², долевой вклад в регуляцию сердечного ритма сосудодвигательного центра ствола головного мозга - 0,4±0,1% LF, спектральная мощность волн III порядка - 0,05±0,01 мс², долевой вклад в регуляцию сердечного ритма гипоталамического уровня - 0,23±0,01% VLF, спектральная мощность волн IV порядка - 5,1±1,0 мс², долевой вклад в регуляцию сердечного ритма волн диапазона ULF - 22±1,0%. Способ позволяет определить смерть головного мозга с помощью электрокардиографа. 7 ил., 1 табл.

Способ диагностики смерти головного мозга, включающий проведение 20-минутной и более длинной записи компьютерной кардиоинтервалографии пациента с последующей обработкой данных и анализа показателей стресс-индекса, долевого вклада в регуляцию активности собственного водителя сердечного ритма, спектральной мощности волн II порядка, долевого вклада в регуляцию сердечного ритма сосудодвигательного центра ствола головного мозга, спектральной мощности волн III порядка, долевого вклада в регуляцию сердечного ритма гипоталамического уровня и спектральной мощности волн IV порядка, долевого вклада в регуляцию сердечного ритма волн диапазона, которые при смерти головного мозга составляют:

стресс-индекс - 3790±100 условных единиц;

долевой вклад в регуляцию активности собственного водителя сердечного ритма - 76±20% HF;

спектральная мощность волн II порядка - 0,09±0,01 мс²;

долевой вклад в регуляцию сердечного ритма сосудодвигательного центра ствола головного мозга - 0,4±0,1% LF;

спектральная мощность волн III порядка - 0,05±0,01 мс²;

долевой вклад в регуляцию сердечного ритма гипоталамического уровня - 0,23±0,01% VLF;

спектральная мощность волн IV порядка - 5,1±1,0 мс²;

долевой вклад в регуляцию сердечного ритма волн диапазона ULF - 22±1,0%.