СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВНУТРИЧЕРЕПНОГО ДАВЛЕНИЯ ПО ЕФИМОВУ А.П. Российский патент 2009 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 определения уровня внутричерепного давления.

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

Поскольку многочисленными исследованиями установлено, что ВЧД повышается по двум причинам: в результате накопления ликвора внутри черепа и вследствие увеличения внутримозгового тканевого давления, известные способы определения ВЧД делятся на две группы:

- определение ликворного (гидромеханического) давления,

- определение внутримозгового тканевого (гистомеханического) давления.

На настоящий момент в практике определения ВЧД используют практически единственный способ, который позволяет количественно оценить уровень и величину ВЧД.

Это достигается путем измерения ликворного давления с помощью манометров прямого действия, что требует проникновения в полость черепа или позвоночный канал.

Очевидно, что, как и при любых инвазивных процедурах, способ может сопровождаться различными осложнениями, связанными с возможностью повреждения функционально важных областей мозга и кровеносных сосудов и их инфицированием.

Из неинвазивных способов определения ВЧД, кроме рентгенологических, электроэнцефалографических, ультразвуковых, известны следующие:

- отоакустические способы, основанные на измерении величины смещения барабанной перепонки (патент РФ 2163090 С1, A61B 5/03);

- 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 (патент РФ 2204946).

Однако все вышеперечисленные способы определения ВЧД не позволяют объективно и количественно измерить ВЧД, так как оценивают состояние сосудов, особенности венозного и артериального кровотока и другие характеристики различных органов и частей тела, т.е. основаны на обработке косвенных данных о состоянии головного мозга.

Данные способы, как правило, связаны с математической обработкой большого количества параметров, и их точность зависит от интерпретации различных специалистов.

Кроме того, использование данных способов не только не позволяет объективно оценить степень тяжести состояния больного, которая зависит от уровня повышения ВЧД, но и зачастую ограничено его состоянием.

Например, при нахождении больного в коматозном состоянии диагностические процедуры затруднены, а время для оценки жизненно важных параметров ограничено.

В связи с вышеизложенным в неврологии по-прежнему актуальной остается разработка способов неинвазивного определения внутричерепного давления, позволяющих количественно измерить уровень его повышения.

Особенно актуальной является разработка способов определения ВЧД путем объективного измерения внутримозгового тканевого (гистомеханического) давления.

Решение данной проблемы представлено в доступных источниках информации способом определения ВЧД, основанным на определении внутримозгового тканевого давления путем анализа физиологических сигналов в виде механических колебаний структур головного мозга, преобразованных в электрический сигнал (патент РФ 296559).

За прототип предлагаемого изобретения взят известный способ определения внутричерепного давления (ВЧД), в котором датчик, регистрирующий механические колебания головы пациента и преобразующий их в электрический сигнал, устанавливают в области лобной кости, осуществляют запись в течении 5-10 секунд, рассчитывают отношение энергетической составляющей диапазона частот спектра от 0,5 Гц до 46 Гц и при величине показателя рассчитанного отношения выше 20% диагностируют повышение ВЧД (RU 2006121729 от 10.01.2008).

В способе-прототипе физиологические сигналы в виде механических колебаний головы пациента представлены в виде пульсаций или колебаний его структур, в виде электрического сигнала, полученного с помощью пьезоакселерометрического преобразователя.

Преимуществом данного способа по сравнению с аналогами является повышение точности диагностики ВЧД за счет того, что он обеспечивает оценку состояния непосредственно исследуемого органа пациента в лежачем положении.

Задачей предлагаемого способа является повышение точности способа и расширение возможности его применения.

Это достигается тем, что в известном способе определения ВЧД, включающем регистрацию в течение 5-10 секунд механических колебаний головы пациента и преобразование их в электрический сигнал датчиком, который располагают в области лобной кости пациента, с последующим расчетом отношения энергетической составляющей диапазона частот 3 Гц к спектру частот от 0,5 Гц до 46 Гц и диагностики повышенного ВЧД при величине показателя рассчитанного отношения выше 20%.

При регистрации механических колебаний головы пациента голову пациента, находящегося в положении лежа на боку, фиксируют свободно вертикально закрепленной эластичной лентой, а датчик размещают в середине лобной части головы с ориентацией оси датчика перпендикулярно оси тела пациента.

Предлагаемый способ отвечает требованию новизны, так как в результате анализа доступной научно-технической и патентной информации способов неинвазивного количественного измерения ВЧД автором не выявлено.

Научно-технический уровень разработки подтверждается неочевидностью всех существенных признаков предлагаемого изобретения, которые являются необходимыми и достаточными для решения поставленной задачи.

Так как предлагаемое решение обеспечивает наличие свойств, не совпадающих со свойствами известный решений, то оно обладает «изобретательским уровнем».

Предлагаемый способ определения ВЧД по Ефимову А.П. основан на изучении огромного количества результатов спектральных исследований, связанных с изучением микродвижений (тремора) отдельных частей тела и органов, профессором и автором предлагаемого способа, который первым установил наличие достоверных корреляций отдельных участков спектрального диапазона с определенными видами микродвижений при различных заболеваниях.

В связи с этим внесение имени изобретателя в название способа представляется правомерным.

В предлагаемом способе регистрируют сигналы тремора головного мозга с помощью специального датчика, разработанного и запатентованного автором («Устройство для оценки состояния нервно-мышечной системы человека», патент РФ №58022), позволяющего регистрировать физиологические сигналы в виде тремора разных частей тела.

Использование известного датчика для решения новой задачи, а именно для определения внутритканевого давления головного мозга, потребовало проведения дополнительных экспериментальных и клинических исследований для отработки неизвестных ранее технических и физиологических параметров.

Необходимость определенного размещения датчика на голове пациента с учетом положения его головы и тела обусловлено тем, что, как было установлено, наличие посторонних предметов на оси прохождения физиологических сигналов в виде тремора вносит помехи и существенно гасит сигнал.

Так, наличие подушки под затылком лежащего на спине пациента вносит существенное искажение полученных результатов, оцененных при сопоставлении ВЧД измеренного у того же пациента с помощью манометра (при пункции позвоночного канала).

Этим же обусловлен прием фиксации головы пациента свободно и вертикально закрепленной эластичной лентой, поскольку боковое положение размещенной на демпфирующей подвеске головы позволяет датчику полноценно воспринимать свободные горизонтальные микродвижения.

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

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

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.

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

Работоспособность способа проверена и подтверждена и верифицирована по измерению ликворного давления у пациентов путем пункции и с помощью манометра по высоте водяного столба (в пределах от 110 до 330 мм вод.ст., что соответствует 10-30 мм рт.ст.)

На базе Городской клинической больницы №39 г. Н.Новгорода проводились наблюдения за пациентами (в том числе больные с инсультами или сложными черепно-мозговыми травмами, большая часть из которых находилась в коматозном состоянии и требовала периодического прямого инвазивного измерения внутричерепного давления с помощью манометра с водяным столбом путем пункции).

В эту группу вошли больные с внутричерепным давлением от 110 до 330 мм вод.ст., одновременно с инвазивным каждому из них измеряли ВЧД методом анализа спектра тремора с головы в лобной части.

Предлагаемым способом оценивался перепад внутричерепного давления от 10 мм рт.ст. до величин порядка 30 мм рт.ст. (у пациентов в коматозном состоянии).

Результаты измерений совпали в 85% случаев.

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

Принято за норму значения ВЧД до 20%, большие значения показаний прибора характеризуют повышенное ВЧД.

Предлагаемый способ осуществляют следующим образом.

Проводят обследование больного с помощью устройства для оценки состояния нервно-мышечной системы человека (Технический паспорт №01 и инструкция по эксплуатации. Н.Новгород. 2005г.).

Обследование проводят при выполнении следующих приемов:

- голову пациента, находящегося в положении лежа на боку, фиксируют свободно и вертикально закрепленной эластичной лентой в направлении головы прямо,

- датчик размещают в середине лобной части головы пациента,

- ось датчика ориентируют строго перпендикулярно оси тела пациента.

На чертеже проиллюстрирован способ укладки пациента и установки специального датчика для съема сигналов, где 1 - кушетка, 2 и 5 - эластичная лента, прикрепленная к опоре 4, с датчиком 3 на середине лобной части головы.

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 повышенное ВЧД (что соответствует повышению ликворного давления от 15 мм рт.ст. и выше).

Техническим результатом предлагаемого способа является обеспечение возможности объективного измерения внутримозгового тканевого (гистомеханического) давления неинвазивным путем.

Способ может широко использоваться не только в нейрохирургической, но и в неврологической практике.

Изобретение относится к области медицины, а именно к способам определения внутричерепного давления (ВЧД). Регистрируют механические колебания головы пациента в течение 5-10 секунд и преобразуют их в электрический сигнал датчиком, который расположен в области лобной кости пациента, с последующим расчетом отношения энергетической составляющей диапазона частот спектра 3 Гц к спектру частот от 0,5 до 46 Гц и диагностики повышенного ВЧД при величине показателя рассчитанного отношения выше 20%. При этом регистрацию механических колебаний осуществляют при нахождении пациента в положении лежа на боку со свободно фиксированной головой, вертикально закрепленной эластичной лентой. Датчик размещают в середине лобной части головы с ориентацией оси датчика перпендикулярно оси тела пациента. Способ расширяет арсенал средств для определения ВЧД. 1 ил.

Способ определения внутричерепного давления (ВЧД), включающий регистрацию в течение 5-10 с механических колебаний головы пациента и преобразование их в электрический сигнал датчиком, который расположен в области лобной кости пациента, с последующим расчетом отношения энергетической составляющей диапазона частот спектра 3 Гц к спектру частот от 0,5 до 46 Гц и диагностики повышенного ВЧД при величине показателя рассчитанного отношения выше 20%, отличающийся тем, что при регистрации механических колебаний голову пациента, находящегося в положении лежа на боку, фиксируют свободно вертикально закрепленной эластичной лентой, а датчик размещают в середине лобной части головы с ориентацией оси датчика перпендикулярно оси тела пациента.