СПОСОБ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ДВИГАТЕЛЬНОЙ ФУНКЦИИ У БОЛЬНЫХ В ОСТРОМ ПЕРИОДЕ ИШЕМИЧЕСКОГО ИНСУЛЬТА В БАССЕЙНЕ АРТЕРИЙ КАРОТИДНОЙ СИСТЕМЫ Российский патент 2014 года по МПК A61B5/55 

Изобретение относится к области медицины, в частности к неврологии и методам нейровизуализации у больных в стадии острого инсульта и может быть использовано для прогнозирования восстановления двигательного потенциала с целью индивидуализации реабилитационных мероприятий.

Инсульт в настоящее время представляет собой глобальную проблему человечества, что обусловлено его значительной долей в структуре заболеваемости и смертности населения, высокими показателями временных трудовых потерь и первичной инвалидности во всем мире (Суслина З.А. Сосудистая патология головного мозга: итоги и перспективы // Анналы клинической и экспериментальной неврологии. - 2007, Т.1, №1, с.10-16). В связи с чем изучение механизмов развития очаговой ишемии мозга является приоритетным направлением ангионеврологии. МРТ исследования мозгового кровотока и метаболизма мозга, основанные на анализе диффузионно - и перфузионно-взвешенных изображений мозга, были сфокусированы на изучении острой стадии развития ишемического инсульта: от момента возникновения ишемии до дифференцировки вещества мозга на необратимо поврежденное и способное к восстановлению. События после случившегося ишемического инсульта (ИИ) могут развиваться по трем возможным сценариям: спонтанное восстановление функции; улучшение неврологического дефицита на фоне проводимой терапии; отсутствие улучшения или незначительное улучшение, не смотря на проводимую терапию (Белова А.Н., Прокопенко С.В. Нейрореабилитация. - М., 2010. - 1287 с.).

Прогноз наиболее возможного из исходов является важной и сложной задачей лечащего врача. Раннее определение реабилитационного потенциала часто субъективно и во многом зависит от опыта специалиста. Обоснование прогноза только клиническими данными некорректно. А вопрос о соотношении структурных изменений белого вещества с восстановлением двигательной функции пациентов, перенесших инсульт, изучен недостаточно. Вторичные дегенеративные или атрофические процессы развиваются у каждого больного, перенесшего ишемический инсульт. При применении метода диффузионно-тензорной МРТ (ДТ МРТ) возможна более детальная оценка микроструктурных изменений белого вещества. ДТ МРТ в отличие от диффузионно-взвешенной МРТ позволяет оценить не только скорость движения молекул воды, но также определить зависимость диффузионной способности молекул воды от ориентации направления (анизотропию) их движения. Метод ДТ МРТ в настоящее время вызывает повышенный интерес во всем мире как метод оценки состояния проводящих путей при целом ряде заболеваний центральной нервной системы, в частности при черепно-мозговой травме, объемных процессах головного и спинного мозга, а также у пациентов, перенесших инсульт. Однако клинических работ с применением метода ДТ МРТ в остром периоде ишемического инсульта пока еще очень мало в медицинской литературе.

Все это определяет актуальность поиска современных объективных и надежных методов раннего прогнозирования восстановления двигательной функции больных в остром периоде ишемического инсульта для коррекции проводимой терапии.

Одним из основных неблагоприятных прогностических факторов для восстановления двигательной функции на сегодня принято считать локализацию очага поражения в заднем бедре внутренней капсулы (ЗБВК) пирамидного тракта как основного двигательного пути, а также большие размеры очага с поражением основного двигательного пути. Поэтому важно определение значений фракционной анизотропии (FA) в корково-спинномозговых путях (КСП) для прогноза восстановления двигательной функции.

Цель исследования: на основе сопоставительного анализа клинических данных и результатов диффузионной тензорной МРТ (ДТ МРТ) оценить состояние кортикоспинального тракта (КСТ) в различные сроки ишемического инсульта с определением фракционной анизотропии, уточнить патогенетические факторы, определяющие течение и прогноз восстановления двигательной функции у пациентов в остром периоде ишемического инсульта для индивидуализации реабилитационных мероприятий.

Известна работа Puig J., Pedraza S., Blasco G., Prats A., Prados F., Boada L, Castellanos M. (Wallerian degeneration in the corticospinal tract evaluated by Diffusion Tensor Imaging correlates without or deficit 30 days after middle cerebral artery ischemic stroke // AJNR Am J Neuroradiol. - 2010. -Vol.31, №7. - P.1324-1330.) Обследовано 60 пациентов в остром периоде ишемического инсульта с односторонним инфарктом в бассейне средней мозговой артерии в первые 12 часов, на 3 и 30 дни после инсульта. Клиническая шкала: mNIHSS. Трижды всем пациентам проведено МРТ исследование на высокопольном MP-томографе (Intera,Philips, 1,5Т) с применением ДТ МРТ (для постпроцессинговой обработки использовано приложение (DTIWeb, версия 2.0). Измерения значений FA определяли только на уровне моста мозга, анализировали и соотношение rFA. Результаты: статистически значимые различия между FA интактной стороны и стороны инфаркта на уровне варолиева моста определялись только при исследовании на 30 день (р<0,001). Отношение rFA достоверно коррелировало со степенью двигательного дефицита также только на 30 день (Р<0,001, r=-0,793). В отличие от предлагаемого способа rFA оценивали только на уровне моста и на 30 день после инсульта.

В более ранней работе T.Maeda, К. Ishizaki and S. Yura.(Can diffusion tensor imaging predict the functional outcome of supratentorial stroke? // No To Shinkei. - 2005 - Vol.57, №1. - P.27-32.) было обследовано 28 пациентов с супратенториальным инфарктом. Измерение значений показателя FA проведено однократно через 2 недели после инсульта, с расчетом соотношения rFA (коэффициент отношения FA пораженного полушария к FA непораженного полушария). Уровень измерения - ножки мозга. МРТ исследования проведены на высокопольном MP-томографе (1,5Т). Оценка неврологического статуса проведена через 3 месяца после ишемического инсульта с применением шкалы mRS (модифицированная шкала Рэнкина). Было получено, что у пациентов с хорошим восстановлением двигательных функций на 2 неделе после инсульта определялось rFA>0,8. В отличие от предлагаемого способа авторы оценивали хорошее восстановление двигательных функций через 3 месяца после острого инсульта с применением одной шкалы mRS (модифицированная шкала Рэнкина), измеряли rFA однократно через 2 недели и на одном уровне. Мы оценивали степень восстановления в острый период инсульта на 21 день по трем общепринятым шкалам, наиболее полная из них - шкала инсульта Национального института здоровья [National institute health stroke scale - NIHSS], которая является наиболее объективной. Кроме того, в отличие от предлагаемого способа оценку прогностической ценности метода проводили на большей группе больных (47 пациентов) в динамике: на 7-8 сутки, 14-15 сутки, а оценку восстановительного потенциала - на 20-21 сутки после инсульта и было выявлено, что уже на 7-8 сутки определяются изменения корково-спинномозгового пути (КСП), которые окончательно подтверждаются на 14 день. Эта работа использована нами в качестве прототипа предлагаемого способа прогнозирования восстановления двигательной функции у больных в остром периоде ишемического инсульта в бассейне артерий каротидной системы.

Техническим результатом данного способа является боле раннее и точное прогнозирование реабилитационного потенциала больных, начиная с 14 дня ишемического инсульта с использованием ДТ МРТ, по данным которой уже в остром периоде ишемического инсульта можно прогнозировать отсутствие восстановления двигательных функций.

Технический результат достигается тем, что для прогнозирования восстановления двигательной функции у больных в остром периоде ишемического инсульта в бассейне артерий каротидной системы, осуществляют проведение в остром периоде инсульта МРТ головного мозга с определением в режиме ДТ МРТ фракционной анизотропии (FA) и коэффициента фракционной анизотропии (rFA) на основании ножек мозга КСП, при этом в остром периоде инсульта на 14-15 сутки больному проводят ДТ МРТ для оценки изменений проводящих путей КСП вне области инфаркта на уровне основания ножки мозга с определением значений FA на стороне инфаркта и интактной стороне в симметричных областях и вычислением коэффициент rFA по формуле: rFA=FAsd и / FAis, где FAsd - на стороне поражения; FAis - на интактной стороне, и при получении на 14 сутки показателя rFA в основании ножек мозга ниже 0,7 прогноз двигательного восстановления считают неблагоприятным.

Способ осуществляется следующим образом. Пациенту с острым инсультом в момент поступления проводят МРТ головного мозга на магнитно-резонансном томографе Magnetom Avanto с величиной магнитной индукции 1,5 Т, которое включает в себя: стандартный режим Т2-ВИ для локализации инфаркта и исключения другой патологии, исследование в режиме бесконтрастной времяпролетной ангиографии 3D-TOF для оценки состояния интракраниальных артерий и ДТ МРТ для оценки изменений проводящих путей КСП вне области инфаркта. В последующие сроки пациенту проводят ДТ МРТ на 14-15 сутки инсульта. Для обработки данных ДТ-МРТ на рабочей станции Syngo Siemens на сгенерированных картах фракционной анизотропии (ФА) выделяют в обоих полушариях симметричные области интереса, соответствующие расположению КСП на уровне основания ножки мозга, где определяют значения FA и rFA по формуле: rFA=Fasd / FAis, где FAsd -на стороне инфаркта, FAis - на интактной стороне. Если rFA в основании ножек мозга оказывался ниже 0,7 на 14 сутки, то прогноз двигательного восстановления считают неблагоприятным и корректируют восстановительную терапию.

Было обследовано 47 пациентов с ишемическим инсультом по ишемическому типу в бассейне артерий каротидной системы. В группу вошло 28 мужчин и 19 женщин, в возрасте от 23 до 82 лет (средний возраст 61 год). Группу здоровых добровольцев составили 20 человек без патологии со стороны ЦНС, ССС и других систем органов; из них 10 мужчин и 10 женщин, в возрасте от 18 до 68 лет (средний возраст - 42 года).

Всем обследуемым проводили МРТ головного мозга на магнитно-резонансном томографе Magnetom Avanto с величиной магнитной индукции 1,5 Т. МРТ- исследование и ДТ МРТ здоровым добровольцам проводили однократно. МРТ-сканирование при первом исследовании пациента включало в себя: стандартный режим Т2-ВИ для локализации инфаркта и исключения другой патологии, исследование в режиме бесконтрастной времяпролетной ангиографии 3D-TOF для оценки состояния интракраниальных артерий, и ДТ МРТ для оценки изменений состояния КСП. В последующие сроки всем пациентам проводили ДТ МРТ в динамике: на 7-8 сутки, 14-15 сутки, 20-21 сутки от начала инсульта. Для обработки данных ДТ-МРТ на рабочей станции Syngo Siemens на сгенерированных картах фракционной анизотропии (ФА) у каждого обследуемого выделяли в обоих полушариях симметричные области интереса, соответствующие расположению КСП на трех уровнях: 1) заднее бедро внутренней капсулы (ЗБВК); 2) основание ножки мозга (НМ); 3) мост мозга (М) (рис.1). В выделенных областях исследования были определены значения FA и rFA. Статистическую обработку результатов проводили на Intel-совместимом персональном компьютере с применением программ Microsoft Excel, а также пакета компьютерных прикладных программ SPSS 16.0. Статистически значимыми считались результаты при р<0.05. Анализ полученный данных показал, что статистически значимых различий между показателями FA в правом и левом полушариях у добровольцев группы контроля на соответствующих уровнях выявлено не было (р>0,р5), a rFA был в пределах единцы (табл.1).

Таблица 1 Распределение значений показателей FA и rFA в области КСТ для обоих полушарий у добровольцев группы контроля. Показатели FA rFA Зоны интереса Правое полушарие Левое полушарие   ЗБВК 0,634[0,618;0,655] 0,633[0,606;0,645] 1 НМ 0,686[0,673;0,714] 0,693 [0,659;0,703] 0,99 М 0,504[0,460;0,541] 0,507[0,467;0,554] 0,994

При сравнении показателей FA в трех зонах КСП интактного полушария у пациентов с инфарктами мозга при первом исследовании и у добровольцев группы контроля статистически значимых различий выявлено не было (р>0,05). Наименьшие значения FA были отмечены на уровне моста мозга, максимальные - на уровне основания ножек мозга и ЗБВК, причем на уровне основания ножек мозга определялись более высокие показатели; данная закономерность отмечалась при всех повторных исследованиях, что объясняется более компактным расположением волокон КСП на уровне ЗБВК и основания ножки мозга.

Для объективизации степени выраженности имеющихся клинических симптомов и оценки тяжести состояния больного применяли следующие международные шкалы: шкала инсульта Национального института здоровья [National institute health stroke scale - NIHSS] (при поступлении, на 7 и 21 сутки), индекс активности повседневной жизни по шкале Бартель [Modified Barthel Index (В1)](на 21 сутки), модифицированная шкала Рэнкина [Modified Rankin Scale, mRS](нa 21 сутки). Все пациенты по двигательному дефициту на 21 сутки инсульта по трем применяемым международным шкалам были разделены на 2 группы: пациенты с восстановлением двигательной функции (n=22) и пациенты с отсутствием восстановления двигательной функции (n=25). Для группы пациентов с отсутствием восстановления двигательных функций при сравнении значений rFA в области КСП между стороной поражения и интактной стороной при исследовании, начиная с 14-15-х суток различия показателей rFA в области ЗБВК и в области основания НМ были достоверны (р<0,05). При применении ROC анализа (статистический анализ определения порогового значения, чувствительности и специфичности метода) было получено, что rFA при ДТ МРТ для определения прогноза восстановления двигательной функции обладает высокой чувствительностью и специфичностью на 14-15 и 20-21 сутки заболевания на уровне ЗБВК и НМ, а на уровне М в те же сроки - более низкой, причем качество метода при этом является достоверным при исследовании на 14-15 сутки заболевания (р=0,034) и недостоверным на 20-21 сутки (р=0,367) (табл.2)

Таблица 2 Определение чувствительности и специфичности FA (Ha уровне ЗБВК, НМ и М) для прогнозирования функционального исхода заболевания на 14-15 сутки и 20-21 сутки Уровень Срок Чувствительность, % Специфичность, % p Качество метода ЗБВК 14-15 сутки 78,8 100 0,002 Очень хорошее 20-21 сутки 88,2 100 0,001 Отличное НМ 14-15 сутки 84,8 75 0,004 Очень хорошее 20-21 сутки 64,7 100 0,017 Очень хорошее М 14-15 сутки 57,6 87,5 0,034 Хорошее 20-21 сутки 88,2 50 0,367  

Таким образом, ДТ МРТ с определением rFA является высокоинформативным методом диагностики для определения прогноза восстановления двигательных функций у пациентов в остром периоде инсульта. Метод показывает высокое качество при определении rFA на уровне ЗБВК и НМ уже на 14 сутки заболевания. Для уровня моста мозга данный показатель недостоверен. Использование в практике измерений на уровне ЗБВК возможно лишь в случае отсутствия распространения инфаркта на данную область, при наличие инфаркта в области ЗБВК отек затрудняет интерпретацию полученных данных. Следовательно, у всех пациентов для определения прогноза восстановления наиболее оптимальным уровнем измерения FA, с последующим вычислением rFA является основание ножки мозга.

Пример:

Пациентка Г., 71 г. С острым ишемическим инсультом. Режим ДВ МРТ (b=1000), см. рис.2.

При МРТ исследовании в режиме ДВ МРТ определяется острый инфаркта в левом полушарии большого мозга, в области бассейна левой внутренней сонной артерии. Объем очага 35 см. Тяжесть состояния при поступлении: NIHSS 116.

На 21 сутки тяжесть неврологического дефицита: NIHSS 106, индекс Бартеля 556, оценка по шкале Рэнкина 36. Отмечается неудовлетворительное восстановление двигательных функций.

При проведении ДТ МРТ в первые 48 часов, 7, 14 и 21 сутки инсульта были определены показатели FA и rFA для стороны инфаркта и интактной стороны (см. табл.3).

Таблица 3   Значения показателя FA Уровни КСТ Первые 48 ч Сторона
поражения / здоровая сторона 7 сутки Сторона поражения/ здоровая сторона 14 сутки Сторона поражения/ здоровая сторона 21 сутки Сторона поражения/ здоровая сторона ЗБВК 0,644/0,713 0,466/0,680 0,434/0,685 0,425/0,690 rFA 0,9 0,68 0,63 0,62 НМ 0,615/0,628 0,415/0,701 0,354/0,695 0,327/0,670 rFA 0,98 0,59 0,5 0,49 М 0,519/0,524 0,471/0,535 0,452/0,512 0,417/0,521 rFA 0,99 0,88 0,88 0,8

Представленные показатели FA и rFA пациентки Г. существенно отличаются от группы контроля (табл.1) и дают нам основание сделать заключение о неблагоприятном прогнозе восстановления двигательных функций уже на 14 день, что было подтверждено при оценке ее состояния на 21 сутки по шкалам NIHSS 106, индексу Бартеля 556, оценке по шкале Рэнкина 36.

Изобретение относится к медицине, неврологии, методам нейровизуализации у больных в стадии острого инсульта в бассейне артерий каротидной системы, и может быть использовано для прогнозирования восстановления двигательного потенциала с целью индивидуализации реабилитационных мероприятий. В остром периоде инсульта - на 14-15 сутки - проводят МРТ головного мозга в режиме диффузионно-тензорной (ДТ) МРТ с определением фракционной анизотропии (FA) и коэффициента фракционной анизотропии (rFA), для оценки изменений состояния проводящих путей корково-спинномозгового пути вне области инфаркта, на уровне основания ножки мозга и заднего бедра внутренней капсулы. Определяют значения FA на стороне инфаркта и интактной стороне в симметричных областях и рассчитывают коэффициент rFA по формуле: rFA=FАsd/FAis, где FAsd - на стороне инфаркта, FАis - на интактной стороне. При rFA ниже 0,7 для уровней основания ножки мозга и заднего бедра внутренней капсулы прогноз двигательного восстановления считают неблагоприятным. Способ обеспечивает более раннее и точное прогнозирование реабилитационного потенциала больных, начиная с 14 дня ишемического инсульта, с использованием диффузионно-тензорной (ДТ) МРТ, по данным которой уже в остром периоде можно прогнозировать отсутствие восстановления двигательных функций. 2 ил., 1 пр., 3 табл.

Способ прогнозирования восстановления двигательной функции у больных в остром периоде ишемического инсульта в бассейне артерий каротидной системы, включающий проведение в остром периоде инсульта на 14-15 сутки магнитно-резонансной томографии (МРТ) головного мозга в режиме диффузионно-тензорной МРТ с определением фракционной анизотропии (FA) и коэффициента фракционной анизотропии (rFA) в ножках мозга корково-спинномозгового пути, отличающийся тем, что проведение диффузионно-тензорной МРТ осуществляют в бассейне артерий каротидной системы с определением значений фракционной анизотропии вне области инфаркта на уровне основания ножки мозга и заднего бедра внутренней капсулы в симметричных областях на стороне инфаркта (FAsd) и интактной стороне (FAis) и рассчитывают коэффициент rFA по формуле: rFA=FAsd/ FAis и при его значении на 14-15 сутки для уровней основания ножки мозга и заднего бедра внутренней капсулы ниже 0,7 прогноз двигательного восстановления считают неблагоприятным.