СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВНУТРИЧЕРЕПНОГО ДАВЛЕНИЯ Российский патент 2008 года по МПК A61B5/04 

Изобретение относится к области медицины, а именно к способам оценки состояния головного мозга, и может быть использовано в клинической неврологической и нейрохирургической практике для неинвазивного определения внутричерепного давления.

Оценка уровня или величины внутричерепного давления (ВЧД) необходима для лечения заболеваний, связанных с гидроцефалией, кровоизлияниями, опухолями, отеками мозга при черепно-мозговых травмах и нейроинфекционных заболеваниях.

На настоящий момент в практике определения ВЧД в основном используются способы, которые требуют хирургического проникновения в полость черепа или позвоночный канал.

Очевидно, что инвазивные способы определения ВЧД могут сопровождаться различными осложнениями, связанными с возможностью повреждения функционально важных областей мозга и кровеносных сосудов и их инфицированием.

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

Из неинвазивных способов определения ВЧД известны следующие:

- отоакустические способы определения ВЧД, основанные на измерении величины смещения барабанной перепонки (патент РФ 2163090 С1, А61В 5/03);

- различные виды ультразвуковых методов определения ВЧД (патенты US 5388583, US 5411028, РФ 1058556, 1814871, 1708307, 1526649);

- расчетные методы с использованием замеров артериальных и венозных давлений и, в частности, давления в вене сетчатки глаза (патент РФ 2185091);

- способы, основанные на оценке измерений электромагнитного импеданса мозга (патенты US 4690149 и US 4819648);

- способ, основанный на обработке допплерографического исследования сосудов головного мозга у детей (патент РФ 2204946).

Все вышеперечисленные способы определения ВЧД основаны на обработке косвенных данных о состоянии головного мозга, так как оценивают состояние сосудов, особенности венозного и артериального кровотока и других характеристик различных органов и частей тела. Это, в свою очередь, как правило, связано с математической обработкой большого количества параметров и приводит к зависимости точности способов от интерпретации специалистов различных профессий.

В связи с вышеизложенным в неврологии по-прежнему актуальной остается разработка инструментов неинвазивного определения внутричерепного давления.

Наиболее близким техническим решением поставленной задачи является способ определения ВЧД, основанный на анализе физиологических сигналов в виде механических колебаний структур головного мозга, преобразованных в электрический сигнал (патент РФ 296559).

В данном способе физиологические сигналы в виде механических колебаний структур головного мозга представлены в виде пульсаций или колебаний его структур, в идее электрического сигнала, полученного с помощью фотоэлектрического преобразователя.

Преимуществом данного способа является то, что он обеспечивает оценку состояния непосредственно исследуемого органа.

Данный способ осуществляют с помощью специальных датчиков, устанавливаемых на голове пациента в области эпидурального пространства для обеспечения наиболее близкого контакта со структурой головного мозга.

Однако данный способ инвазивный, что позволяет его использование только в нейрохирургической практике.

Таким образом, способ имеет ограничения по его применению. По сравнению с известными неинвазивными способами предлагаемый способ обеспечивает повышение точности.

В соответствии с вышеизложенным технический результат настоящего изобретения заключается в обеспечении возможности применения способа в неврологической практике для динамического наблюдения за состоянием больного.

Это достигается тем, что согласно известному способу ВЧД определяют путем регистрации и анализа физиологических сигналов в виде механических колебаний структур головного мозга, преобразованных в электрический сигнал (например, с помощью компьютерного программно-аппаратного комплекса для диагностики состояния опорно-двигательной и нервной систем «Микромоторика» (Технический паспорт №01 и инструкция по эксплуатации. Н.Новгород. 2005 г.).

Существенным отличием от известного способа определения ВЧД является то, что физиологические сигналы регистрируют в области лобной кости в течение 5-10 секунд в каждом положении головы последовательно прямо, с наклоном вперед, назад и с поворотом вправо, влево;

выполняют спектральный анализ электрического сигнала в диапазоне частот от 0,5 до 46 Гц;

данные анализируют путем определения отношения энергетической составляющей сигнала в информативном участке спектра шириной 3 Гц к полной энергии сигнала всего диапазона частот за время наблюдения;

и при значении полученного показателя выше 20% диагностируют повышение ВЧД.

В основу настоящего способа положены факты, впервые установленные автором. А именно:

1. Характерные для ВЧД изменения сигналов микродвижений головы человека, которые наблюдаются в определенном участке спектра исследуемого частотного диапазона.

Выбор участка частотного диапазона шириной в 3 Гц в определенном месте всего спектра из диапазона от 0,5 Гц до 46 Гц был определен следующим образом.

В ходе изучения огромного количества результатов спектральных исследований, связанных с изучением микродвижений (тремора) отдельных частей тела и органов, профессор Ефимов А.П. установил наличие достоверных корреляций отдельных участков спектрального диапазона с определенными видами заболеваний («Тремометр». Номер публикации патента: 2102922, МПК: А61В 005/11).

2. В оценке связи внутричерепного давления с одногерцовыми фрагментами энергий составляющих спектра установлена наиболее выраженная корреляция трех рядом лежащих полосок, что и послужило причиной их выбора для определения внутричерепного давления.

3. Исследования поведения разных участков спектра, снимаемого с головы сигнала микродвижений, в процентном отношении к энергии общего сигнала в диапазоне от 0,5 до 46 Гц, и проинтегрированных за время наблюдения позволили обнаружить участок, наиболее интенсивно реагирующий на изменение внутричерепного давления - область лба.

4. Временной интервал 5-10 сек был установлен как необходимый и достаточный для получения достоверной информации.

НормаПовышенное ВЧДВЧД1 степень2 степень3 степень4 степеньдо 2020-2424-2828-33более 33

Более высокой точностью отличались результаты параллельных измерений ВЧД в положении сидя.

Точность диагностики в положении сидя составила 86%.

Анализ научно-технической и патентной документации показал, что предлагаемый способ диагностики ВЧД является новым, что соответствует признаку «новизна», а так как предлагаемое решение обеспечивает наличие свойств, не совпадающих со свойствами известный решений, то оно обладает «изобретательским уровнем».

Предлагаемый способ осуществляют следующим образом.

Проводят обследование больного на компьютерном программно-аппаратном комплексе для диагностики состояния опорно-двигательной и нервной систем «Микромоторика» (Технический паспорт №01 и инструкция по эксплуатации. Н.Новгород.2005 г.)

Для этого на лбу пациента с помощью манжет Велкро-липучек устанавливают датчик прибора. Обследование проводят при выполнении следующих тестовых приемов:

1. Сидеть в расслабленной позе с обычным, вертикальным положением головы, облокотившись спиной на спинку кресла для лучшей фиксации положения туловища.

2. Наклонить голову вперед и оставаться в этой позе 10 сек до команды обследующего «Вернуться в исходное положение».

3. Наклонить голову назад и оставаться в этой позе 10 сек до команды оператора.

4. Повернуть голову вправо максимально и оставаться в этой позе 10 сек до команды оператора.

5. Повернуть голову влево максимально и оставаться в этой позе 10 сек до команды оператора.

Выполняют спектральный анализ электрического сигнала в диапазоне частот от 0,5 до 46 Гц.

Из теории преобразований Фурье в выбранном диапазоне частот можно иметь тем большую точность расчетов составляющих, чем больше время наблюдения. Но, учитывая некоторую неустойчивость положения пациента при снятии сигнала (отдельные произвольные движения, напряжение и т.п. факторы), которые вносят существенно больший разброс параметров, достаточно выбрать это время порядка 5-10 сек. Очень часто маленьких детей заставить усидеть спокойно не удается в течение 10 сек.

В таких случаях оптимальным становится временной интервал регистрации сигналов в течение 5 сек. Поэтому для диагностики ВЧД у детей время записи сигнала - 5 сек необходимо, а для взрослых пациентов 10 сек достаточно и обеспечивает при этом более высокую точность диагностических исследований.

5. Существенным признаком является также положение тела пациента при проводимых исследованиях, так как от этого зависит точность диагностики.

Измерения в лежачем и сидячем положениях дали различные результаты.

Существенным также является регистрация сигналов микродвижений в лобной части головы при разных положениях головы, а именно: голова прямо, наклонена вниз, голова запрокинута назад, голова повернута вправо и влево. Кроме непосредственного измерения ВЧД при этом определяется причина нарушения ликворного оттока в виде нарушения просвета сосудов в шейном отделе позвоночника при различных положениях головы.

Верификация данного способа диагностики проводилась в клинике по измерению ликворного давления у пациентов путем пункции и с помощью манометра по высоте водяного столба (в пределах от 100 до 300 мм вод./ст.). Другими словами, оценивался перепад внутричерепного давления от нормы 10-15 м.рт.ст. до величин порядка 30 мм рт.ст. (у пациентов в коматозном состоянии.)

На базе Городской клинической больнице №39 г. Н.Новгорода проводились наблюдения за 23 «тяжелыми» пациентами (больные с инсультами или сложными черепно-мозговыми травмами), большая часть из которых находились в коматозном состоянии и требовали периодического прямого (инвазивного) измерения внутричерепного давления с помощью манометра с водяным столбом (путем пункции).

В эту группу вошли больные с внутричерепным давлением от 280 до 320 мм вод.ст. одновременно с инвазивным каждому из них измеряли ВЧД методом анализа спектра тремора с головы в лобной части.

Результаты измерений совпадали в 80% случаев.

Опытным путем ранее были установлены нормативы ВЧД для здоровых людей и значения для различных степеней нарушения внутричерепного давления в %.

Данные анализируют путем определения отношения энергетической составляющей сигнала в информативном участке спектра шириной 3 Гц к полной энергии сигнала всего диапазона частот за время наблюдения;

и при значении полученного показателя выше 20% диагностируют повышение ВЧД.

Примеры выполнения способа даны в виде выписок из историй болезни.

ПРИМЕР 1

Больная Ц.Т.В., 26 лет.

Обратилась в лабораторию «Медицинского центра реабилитации» 17.01.2006 г.с диагнозом: головные боли неясного генеза.

Больной себя считает 3 года. Предъявляет жалобы на тупые головные боли, усиливающиеся по ночам. Нарушился сон, стала быстро утомляться, не может долго сосредоточиться, стала терять внимательность и профессиональные способности.

Лечилась у невропатологов, как в местной поликлинике, так и в стационаре областной больницы. Эффект от лечения был кратковременный, поэтому обратилась в лабораторию для выяснения причин головной боли.

При поступлении в лабораторию проведено обследование больной на приборно-диагностическом комплексе «Микромоторика» (Технический паспорт и инструкция по эксплуатации. Н.Новгород. 2005 г.) Исследование проводилось при выполнении следующих тестовых приемов:

1. Сидеть в расслабленной позе с обычным, вертикальным положением головы, облокотившись спиной на спинку кресла для лучшей фиксации положения головы.

2. Наклонить голову вперед и оставаться в этой позе 10 сек до команды обследующего «Вернуться в исходное положение».

3. Наклонить голову назад и оставаться в этой позе более 10 сек до команды оператора.

4. Повернуть голову вправо максимально и оставаться в этой позе более 10 сек до команды оператора.

5. Повернуть голову влево до максимального и оставаться в этой позе более 10 сек до команды оператора.

Получены следующие цифровые данные:

Тесты12345Среднее значение от 5 измерений%322327291926,0

Таким образом, значение полученного показателя у больной Ц. составило 26%, что соответствует внутричерепной гипертензии 2-й степени.

Больной поставлен диагноз: Головные боли гипертензионного характера, внутричерепная гипертензия 2-й степени. После дообследования клиническими, рентгенологическими и томографическими методами сформулирован окончательный диагноз и назначен курс лечения на 3 месяца.

После завершения курса лечения 18.04.2006 г. достигнуто полное купирование головных болей и бессонницы. При этом показатели КПАК «Микромоторика» составили - 15%. Таким образом, внутричерепная гипертензия 2-й степени снизилась за один этап лечения до нормы. Больной даны рекомендации на дальнейшее лечение и профилактику повторного повышения внутричерепного давления.

ПРИМЕР 2

Пациент А. Возраст 4,5 года

Диагноз: Последствия натальной травмы головы и ШОП, микрокрания, ассимиляция C₁, подвывих в суставе Крювелье вперед, нестабильность С₂-С₅, компрессия позвоночных артерий и ликворных протоков, внутричерепная гипертензия IV степени, мозжечковая недостаточность II степени, астатический синдром II степени, спастический тетрапарез, ЗПРР.

Обследование с помощью компьютерного программно-аппаратного комплекса «Микромоторика» выявило у пациента повышение внутричерепного давления до 34%.

Повторное обследование пациента через 3 месяца после комплексной терапии выявило снижение внутричерепного давления до 18%.

ПРИМЕР 3

Пациент Б. Возраст 3,6 года.

Диагноз: Последствия менинго-энцефалита и натальной травмы ШОП, гидроцефалия, субарахноидальная киста, компрессия позвоночных артерий, ликворных протоков и нервных корешков, внутричерепная гипертензия, мозжечковая и стволовая недостаточность, астатический синдром, тетрапарез, эписиндром гипертензионного и нейроишемического генеза, ЗПР, перелом зубовидного отростка с отрывом верхушки, ассимиляция атланта.

При очередном обследовании с помощью компьютерного программно-аппаратного комплекса «Микромоторика» у пациента выявлено повышение внутричерепного давления до 26%. Пациент прошел 1-ый курс реабилитации.

После проведения ультрафонофореза лекарственного препарата Тизоль с йодом аппаратом «Ретон» на область мозжечка 15 процедур через день при повторном определении внутричерепного давления выявлено, что оно понизилось до нормальных показателей и составило 12%.

Изобретение относится к области медицины, а именно к способам оценки состояния головного мозга. В положении пациента сидя регистрируют микродвижения в лобной части головы последовательно в положении головы прямо, с наклоном вперед, назад, с поворотом вправо, влево. Регистрацию осуществляют в течение 5-10 секунд в каждом положении. Выполняют спектральный анализ электрического сигнала в диапазоне частот от 0,5 до 46 Гц. Рассчитывают отношение энергетической составляющей сигнала в участке спектра шириной 3 Гц к полной энергии сигнала всего диапазона частот за время наблюдения. При значении полученного показателя выше 20% диагностируют повышение внутричерепного давления. Способ расширяет арсенал средств для определения внутричерепного давления. 1 табл.

Способ определения внутричерепного давления (ВЧД), включающий регистрацию механических колебаний головы и преобразование их в электрические сигналы, отличающийся тем, что в положении пациента сидя регистрируют микродвижения в лобной части головы последовательно в положении головы прямо, с наклоном вперед, назад, с поворотом вправо, влево; регистрацию осуществляют в течение 5-10 с в каждом положении; выполняют спектральный анализ электрического сигнала в диапазоне частот от 0,5 до 46 Гц; рассчитывают отношение энергетической составляющей сигнала в участке спектра шириной 3 Гц к полной энергии сигнала всего диапазона частот за время наблюдения и при значении полученного показателя выше 20% диагностируют повышение ВЧД.