Способ неинвазивной посмертной диагностики отека головного мозга у умершего новорожденного Российский патент 2023 года по МПК A61B6/00 

Изобретение относится к медицине, а именно к патологической анатомии и судебной медицине, связано с разработкой неинвазивного способа определения отека головного мозга путем проведения посмертной магнитно-резонансной томографии (МРТ).

В случае летального исхода диагностику заболеваний и определение танатогенеза, в том числе и наличие отека головного мозга, проводят при патолого-анатомическом или судебно-медицинском вскрытии, носящих инвазивный характер. Традиционная морфологическая диагностика отека головного мозга основана на макроскопической характеристике внешнего вида и на разрезах головного мозга во время вскрытия и последующем микроскопическом исследовании гистологических препаратов образцов ткани головного мозга. Классическими макроскопическими патолого-анатомическими признаками отека головного мозга считаются уплощенность извилин и сглаженность борозд, а также наличие борозды вдавления ткани на базальной поверхности ствола и выпячивание миндалин мозжечка головного мозга [1]. К сожалению, такие изменения наблюдаются в основном при выраженных формах отека головного мозга, при этом констатация их носит субъективный характер и в большой мере зависит от профессионального опыта исследователя. В связи с особенностями строения ткани головного мозга у новорожденных, у умерших новорожденных подобные изменения развиваются иначе в связи с более мягкой, желеобразной, консистенцией ткани головного мозга, вследствие чего диагностика проводится преимущественно на основании микроскопического исследования гистологических препаратов.

Микроскопическими признаками отека головного мозга являются перицеллюлярные и периваскулярные участки просветления, снижение окрашивания и набухание миелина, а также губчатый вид ткани в целом [2]. В основе метода микроскопического исследования лежит изготовление гистологических препаратов, включающее длительную фиксацию образцов ткани в формалине, резку и трудно стандартизированную окраску препаратов. Так, макроскопическое исследование и взятие образцов ткани головного мозга погибших плодов и умерших новорожденных рекомендуется проводить лишь после предварительной 10-14-дневной его фиксации в формалине [3]. При этом микроскопическое исследование окрашенных препаратов также носит субъективный описательный характер. Более того, имеются сведения, что установленные при морфометрическом исследовании размеры периваскулярных участков просветления (перицеллюлярного отека) не имели значимых корреляций с основным макроскопическим признаком - выраженностью (глубиной) борозды вдавления на базальной поверхности мозга [4].

Известны способы диагностики отека головного мозга путем измерения оптического пропускания на фиксированной длине волны гистологических препаратов замороженных срезов ткани мозга [5], а также путем определения формы межэндотелиальных плотных соединений относительно стенки сосуда при электронно-микроскопическом исследовании образцов ткани мозга [6]. Недостатками данных способов является их инвазивный характер, то есть необходимость проведения вскрытия, а также выбора места взятия образца ткани во время вскрытия, наличие специального оборудования и большая сложность технического выполнения, особенно в случае электронно-микроскопического исследования.

Высоко эффективными и неинвазивными методами исследования головного мозга умерших пациентов могут служить посмертные лучевые (КТ и МРТ) исследования [7].

Достаточно четким способом диагностики отека головного мозга считается определение нормализованной массы головного мозга путем деления массы головного мозга на внутренний объем полости черепа, значения которой более 0,9332 свидетельствуют об отеке головного мозга [8]. При этом объем полости черепа определяют путем выполнения посмертной компьютерной томографии (КТ) и последующего анализа КТ томограмм при помощи специальных программ обработки изображений. Массу головного мозга определяют во время вскрытия после его извлечения из полости черепа. То есть в данном случае диагностика отека мозга носит инвазивный характер за счет обязательного выполнения вскрытия. При этом результаты диагностики в большой мере зависят от прижизненного уменьшения массы головного мозга, например, вследствие возрастных изменений или образования кист после инфаркта, кровоизлияния, что приводит к искажению рассчитанного значения нормализованной массы головного мозга и, следовательно, к неточности диагностики отека головного мозга. Кроме того, в проведенном исследовании авторы оценивали головной мозг людей только взрослого возраста (от 19 до 98 лет).

Считается, что посмертная МРТ является более эффективной по сравнению с КТ методом визуализации в отношении поражений головного мозга, в том числе умерших новорожденных [9].

Neumann с соавт.[10] на основании сравнительного анализа данных посмертной МРТ и результатов вскрытия выявили сильную линейную корреляцию между отеком диска зрительного нерва и отеком головного мозга. Отек зрительного нерва как показатель отека головного мозга авторы диагностировали путем проведения посмертной МРТ в Т2 режиме регистрации импульсных последовательностей и выявления на MP томограммах в аксиальной проекции признаков вдавления в толщу нервных стволов и наличия жидкости в окружности нервов, а также измерения диаметров обоих (правого и левого) дисков и нервов. Однако данное исследование было проведено на трупах женщин и мужчин, погибших от насильственных причин и вследствие болезней в возрасте от 0,2 года до 93 лет, а не новорожденных. По заявлению самих авторов, размеры зрительного нерва и его диска даже у взрослых лиц слишком малы для четкой их идентификации и последующего анализа, включая измерения. Кроме того, отек диска зрительного нерва может возникать не только при диффузном отеке головного мозга, но и вследствие повышения внутричерепного давления и попадания спинномозговой жидкости в оболочки зрительного нерва, а также при локальных поражениях зрительного нерва.

Возможности неинвазивной посмертной диагностики отека головного мозга были продемонстрированы и Bauer с соавт.[11]. На основании проведения посмертной диффузионно-взвешенной МРТ авторами были вычислены количественные параметры МРТ Т1, Т2, Т2*, фракционной анизотропии и коэффициента диффузии для коры головного мозга, белого вещества и глубокого серого вещества мозга 22 погибших пациентов, а также рассчитаны уравнения линейной регрессии изученных параметров по отношению к нормализованному весу головного мозга. Авторы установили высокие значимые корреляции значений нормализованной массы головного мозга с МРТ-показателями Т2 и фракционной анизотропией в коре мозга, что явилось основанием для вывода авторов о возможности использования данных показателей посмертной диффузионно-взвешенной МРТ для оценки отека головного мозга. Достоинствами метода является неинвазивность исследования и оператор независимый характер, однако для проведения диффузионно-взвешенной МРТ необходимо специальное оборудование. При этом вышеприведенное исследование проводилось на трупах взрослых пациентов, умерших в возрасте от 26 до 88 лет, а не умерших новорожденных.

Цель изобретения - разработка объективного неинвазивного способа посмертной диагностики отека головного мозга у умерших новорожденных.

Цель достигается тем, что проводят магнитно-резонансную томографию головного мозга умершего новорожденного, на полученных изображениях определяют интенсивность сигнала ткани в вышерасположенной и нижерасположенной области головного мозга относительно положения тела при хранении, по которым рассчитывают показатель отека ткани и соответственно выполняют диагностику прижизненного наличия отека головного мозга.

Способ осуществляют следующим образом. Проводят магнитно- резонансную томографию головного мозга умершего новорожденного в Т1 и Т2 стандартных режимах регистрации импульсных последовательностей в положении тела лежа на спине, на полученных Т1- и Т2-взвешенных изображениях в сагиттальной проекции определяют интенсивность сигнала ткани белого вещества лобной и затылочной доле головного мозга, на основании полученных данных рассчитывают показатель отека ткани по формуле:

(Т2в / Т1 в+Т2н / Т1н) х 50

где Т1в и Т2в - значения интенсивности МР сигнала лобной доли головного мозга на Т1- и Т2-взвешенных изображениях соответственно, Т1н и Т2н - значения интенсивности МР сигнала затылочной доли головного мозга на Т1- и Т2-взвешенных изображениях соответственно.

Если значение показателя отека ткани составляет 100 и более, то диагностируют наличие прижизненного отека головного мозга. При значении показателя отека ткани не более 100 - делают заключение об отсутствии отека головного мозга.

Пример 1.

Девочка Ш. родилась на сроке гестации 39 недель с массой тела 2402 г и длиной 48 см. По данным пренатального ультразвукового исследования диагностирована врожденная правосторонняя диафрагмальная грыжа. При рождении состояние ребенка расценено как тяжелое за счет проявлений дыхательной и сердечно-сосудистой недостаточности. При поступлении в отделение детской хирургии диагностирована врожденная правосторонняя диафрагмальная грыжа и налажена инфузия через двухпросветный пупочный катетер, начата инфузионная, кардиотоническая, гемостатическая, антибактериальная и седативная терапия. На 3-и сутки жизни, по достижении стабилизации показателей вентиляции, гемодинамики, диуреза и метаболического обмена, выполнена операция: торакоскопическая пластика правого купола диафрагмы синтетическим материалом Гор-Тэкс.В раннем послеоперационном периоде состояние ребенка стабильное. На 12-е сутки жизни отмечена отрицательная динамика состояния ребенка с развитием наджелудочковой пароксизмальной тахикардии и появлением признаков общего отечного синдрома. Проведена антиаритмическая терапия, начата тромболитическая, диуретическая терапия, искусственная вентиляция легких. Однако состояние ребенка постепенно ухудшалось и в возрасте 24 суток жизни наступила смерть.

После констатации смерти выполняют магнитно-резонансную томографию головного мозга умершей новорожденной в Т1- и Т2 стандартных режимах регистрации импульсных последовательностей в положении тела лежа на спине. На полученных изображениях в сагиттальной проекции определяют интенсивность МР сигнала ткани белого вещества в лобной (вышерасположенной) доле (Т1в=341, Т2в=678), и в затылочной (нижерасположенной) доле (Т1н=259, Т2н=540) области головного мозга. По формуле рассчитывают показатель отека ткани: (Т2в / Т1в+Т2н / Т1н) х 50=(678 / 341+540 / 259) х 50=203,7. Поскольку значение показателя отека ткани (203,7) более 100, то делают заключение о наличии отека головного мозга.

При патолого-анатомическом вскрытии тела умершего ребенка головной мозг массой 474 г, извилины уплощены, борозды сглажены, на разрезе ткань влажная блестящая. После двухнедельной фиксации образцов ткани головного мозга в формалине, заливки их в парафин, приготовления гистологических препаратов, окрашенных гематоксилином и эозином, и микроскопического изучения последних установлены признаки перицеллюлярного и периваскулярного отека ткани головного мозга.

Пример 2.

Девочка Е. родилась на сроке гестации 39 недель с массой тела 2846 г и длиной 49 см. По данным пренатального ультразвукового исследования диагностирована врожденная левосторонняя диафрагмальная грыжа. При рождении состояние ребенка тяжелое за счет проявлений дыхательной и сердечно-сосудистой недостаточности, сразу после рождения катетеризировна вена пуповины, интубирована и начата искусственная вентиляция легких. При поступлении в отделение детской хирургии диагностирована врожденная левосторонняя диафрагмальная грыжа и продолжена искусственная вентиляция легких, начата кардиотоническая, антибактериальная и миорелаксация. На 3-и сутки жизни отмечено резкое ухудшение состояние: прогрессивное снижение сатурации, артериальная гипотония, легочное кровотечение. Проведены трансфузии плазмы крови. Однако состояние ребенка ухудшалось, развились брадикардия, падение артериального давления, и в возрасте 4 суток 17 часов 30 минут жизни наступила смерть.

После констатации смерти выполняют магнитно-резонансную томографию головного мозга умершей новорожденной в Т1 и Т2 стандартных режимах регистрации импульсных последовательностей в сагиттальной проекции в положении тела лежа на спине. На полученных изображениях определяют интенсивность МР сигнала ткани белого вещества в лобной (вышерасположенной) доле (Т1в=669, Т2в=570), и в затылочной (нижерасположенной) доле (Т1н=577, Т2н=386) головного мозга. По формуле рассчитывают показатель отека ткани: (Т2в / Т1в+Т2н / Т1н) х 50=(570 / 669+386 / 577) х 50=76,1. Поскольку значение показателя отека ткани (98,6) менее 100, то делают заключение об отсутствии отека головного мозга.

При патолого-анатомическом вскрытии тела умершего ребенка головной мозг массой 393 г, извилины уплощены, на разрезе ткань влажная блестящая. После двухнедельной фиксации образцов ткани головного мозга в формалине, заливки их в парафин, приготовления гистологических препаратов, окрашенных гематоксилином и эозином, и микроскопического изучения последних установлены признаки аутолиза и посмертного перераспределения жидкости.

Предлагаемый способ посмертной диагностики отека головного мозга, отличаясь объективностью и высокой информативностью, позволяет существенно улучшить результаты постановки диагноза. Более того, данный способ позволяет посмертно определить отек головного мозга, способствуя выяснению конкретной причины смерти и обстоятельств ее развития в течение 1 часа, в то время как морфологическая диагностика, основанная на микроскопическом исследовании гистологических препаратов занимает 2-3 недели. Применение предлагаемого способа выполнения посмертной МРТ до проведения патологоанатомического вскрытия способствует также более четкому и полноценному изучению головного мозга, а также прицельному взятию образцов ткани для дополнительных, в частности, гистологических, исследований. Способ носит неинвазивный характер, что позволяет установить диагноз отека головного мозга даже в случаях отказа родственников от проведения патологоанатомического вскрытия.

Диагностические возможности предлагаемого способа были проверены при сопоставлении данных посмертной магнитно-резонансной томографии и результатов патологоанатомического вскрытия, включающего последующее микроскопическое исследование, тел 100 новорожденных, родившихся на сроках гестации 22-41 недель и умерших в возрасте от 2 часов до 28 суток. На основании проведенных сопоставлений установлено, что данный способ позволяет быстро и четко диагностировать посмертно отек головного мозга, облегчая и улучшая тем самым определение причины смерти новорожденного.

Источники информации

1. Калитеевский П.Ф. Макроскопическая дифференциальная диагностика патологических процессов. М.: Медицина, 1987

2. Гулевская Т.С., Моргунов В.А. Патологическая анатомия нарушений мозгового кровообращения при атеросклерозе и артериальной гипертонии. М.: ОАО «Издательство «Медицина», 2009.

3. Власюк В.В. Патология головного мозга у новорожденных и детей раннего возраста. М.: Логосфера, 2014.

4. Hausmann R, Vogel С, Seidl S, Betz P. Value of morphological parameters for grading of brain swelling. Int J Legal Med. 2006; 120(4): 219-225.

5. Ступак B.B., Гуськов Л.Н., Лисицин B.H., Рабинович С.С.Способ определения степени отека мозговой ткани. Патент №2012880

6. Балканов А.С., Черников В.П., Киселев A.M. Способ определения отека мозговой ткани при опухоли головного мозга. Патент на изобретение 2479842. Опубл. 2013, Бюл. №11

7. Туманова У.Н., Щеголев А.И. Роль и место танаторадиологических исследований при патологоанатомическом вскрытии плодов и новорожденных. Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. 2022; 173(6): 668-686.

8. Bauer М., Gerlach K., Scheurer Е., Lenz С, Analysis of different post mortem assessment methods for cerebral edema, Forensic Sci. Int. 2020; 308: 110164

9. Туманова У.Н., Серова H.C., Щеголев А.И. Применение посмертной МРТ для диагностики поражений головного мозга у плодов и новорожденных. REJR. 2017; 7(3): 8-22.

10. Neumann R., Abu-Isa J., Stamou S., Gascho D., Thali M.J., Ebert L.C., Flach P.M. Papilledema as a diagnostic sign of cerebral edema on postmortem magnetic resonance imaging. Am. J. Forensic Med. Pathol. 2016; 37(4): 264-269

11. Bauer M., Berger С., Gerlach K., Scheurer E., Lenz C. Post mortem evaluation of brain edema using quantitative MRI. Forensic Science International. 2022; 337: 111376.

Изобретение относится к медицине, а именно к патологической анатомии и судебной медицине, и может быть использовано для неинвазивной посмертной диагностики отека головного мозга у умершего новорожденного. Магнитно-резонансную томографию головного мозга умершего выполняют в положении тела лежа на спине при использовании Т1- и Т2-режимов регистрации импульсных последовательностей. Рассчитывают показатель отека ткани по формуле (Т2в/Т1в+Т2н/Т1н)×50, где Т1в и Т2в - значения интенсивности MP сигнала в лобной доле на Т1- и Т2-взвешенных изображениях соответственно, Т1н и Т2н - значения интенсивности MP сигнала в затылочной доле на Т1- и Т2-взвешенных изображениях соответственно. При значениях показателя отека больше 100 диагностируют прижизненный отек головного мозга. При значении показателя отека не более 100 делают заключение об отсутствии отека головного мозга. Способ обеспечивает быструю, объективную и неинвазивную посмертную диагностику отека головного мозга у умершего новорожденного за счет определения показателя отека ткани. 2 пр.

Способ неинвазивной посмертной диагностики отека головного мозга у умершего новорожденного путем проведения посмертной магнитно-резонансной томографии, отличающийся тем, что магнитно-резонансную томографию головного мозга умершего выполняют в положении тела лежа на спине при использовании Т1- и Т2-режимов регистрации импульсных последовательностей, рассчитывают показатель отека ткани по формуле (Т2в/Т1в+Т2н/Т1н)×50, где Т1в и Т2в - значения интенсивности MP сигнала в лобной доле на Т1- и Т2-взвешенных изображениях соответственно, Т1н и Т2н - значения интенсивности MP сигнала в затылочной доле на Т1- и Т2-взвешенных изображениях соответственно, и при значениях показателя отека больше 100 диагностируют прижизненный отек головного мозга, при значении показателя отека не более 100 делают заключение об отсутствии отека головного мозга.