CC BY
24
Ю.В. добрынина, В.В. Ковалев, В.и. Горбачев, С.и. Петров*, и.В. Хмельницкий**
изменения вегетативного тонуса при внутричерепном гипертензионном синдроме
Иркутский государственный институт усовершенствования врачей, 664049, Иркутск, Юбилейный микрорайон, 100, [email protected] * ГУЗ «Иркутская ордена «Знак Почета» областная клиническая больница», 664049, Иркутск, Юбилейный микрорайон, 100 ** Иркутский областной клинический консультативно-диагностического центр, 664047, Иркутск, ул. Байкальская, 109
УДК 616 ВАК 14.01.05
© Ю.В. Добрынина, В.В. Ковалев,
B.И. Горбачев,
C.И. Петров,
И.В. Хмельницкий, 2010
Внутричерепная гипертензия является основной причиной неблагоприятных исходов у пациентов с заболеваниями и травмами головного мозга. Подъем внутричерепного давления (ВЧД) приводит к снижению церебральной перфузии, затруднению венозного дренирования и нарастанию дислокационных явлений с расстройством витальных функций. Повышенный интерес представляет исследование патофизиологических нарушений, развивающихся в организме в ответ на повышение ВЧД. Доказано, что внутричерепная гипертензия приводит к нарушению нейрогуморальных регуля-торных процессов, вегетативных функций и срыву компенсаторных механизмов. Регуля-торную роль, ответственную за интеграцию сосудистых реакций при изменениях ВЧД, играют надсегментарные структуры вегетативной нервной системы (ВНС). Установлено, что вегетативные нарушения отражают уровень и степень вовлечения в патологический процесс стволовых структур головного мозга, состояние которых определяет тяжесть клинической картины и исход заболевания. По мере развития дислокационного синдрома при центральном транстен-ториальном вклинении заинтересованность диэнцефальной области клинически проявляется вегетативными нарушениями: тахип-ноэ, тахикардией, гипергидрозом, гипертермией. Не вызывает сомнения вегетативный генез классического синдрома Кушинга в виде артериальной гипертензии, бради-кардии и брадипноэ. По нашему мнению, у пациентов с внутричерепной гипертен-зией, сопровождающейся выраженной дисфункцией ВНС, наиболее целесообразна не
только качественная, но и количественная аппаратная оценка основных вегетативных нарушений с целью последующей их коррекции, проводимой в комплексе основных мероприятий интенсивной терапии. Крайне интересным представляется динамическое наблюдение за изменением вегетативного тонуса при синдроме внутричерепной гипертензии и процессе его коррекции, что по3воляет определить компенсаторные возможности организма и дальнейший прогноз.
Исследование было выполнено у 60 больных (32 женщины и 28 мужчин) в возрасте от 15 до 66 лет, отбор которых для анализа осуществляли по следующим критериям: наличие клинических признаков внутричерепной гипертензии, признаки аксиальной или поперечной дислокации по данным компьютерной томографии, установленный датчик внутричерепного давления. Сорок больных (66%) были прооперированы по поводу опухолей головного мозга различной локализации, 12 (20%) - по поводу открытой черепно-мозговой травмы, ушибов головного мозга тяжелой степени в сочетании с переломами основания черепа, а 8 (14%) - разрыва аневризмы интракраниальных сосудов с массивным субарахноидальным кровоизлиянием. Также обследовали 5 больных с диагностированной в соответствии с приказом МЗ и РАМН № 100/30 от 2.04.2001 г. смертью мозга. Проведение исследования санкционировано решением локального этического комитета Иркутского государственного института усовершенствования врачей и выполнено в соответствии с требованиями CONSORT (Consolidated Standards of
Reporting Trials). Исследование носило проспективный характер с последовательной клинической структурой.
Степень угнетения сознания оценивали по шкале ком Глазго, неврологический статус определяли по индексу очаговой симптоматики. Уровень ВЧД регистрировали с использованием систем «Hanni-Set», «Codman», «Тритон». Компьютерную томографию выполняли на компьютерном томографе «Siemens - ARC», магнитно-резонансную томографию - на аппарате «Magnetom -Open» с напряженностью магнитного поля 0,25 Тл.
Все больные в зависимости от уровня внутричерепного давления были разделены на две группы: первую группу составили 30 больных с уровнем ВЧД, не превышающим 20 мм рт. ст., т. е. находящимся на границе повышения от нормальных значений, и вторую группу - 30 больных с уровнем ВЧД выше 20 мм рт. ст. Третью группу составили 5 больных со смертью мозга.
В лечении всех больных использовали традиционный комплекс интенсивной терапии, включавший нормализацию газообмена, гемодинамики и водно-электролитного баланса с учетом доктрины профилактики вторичных ишемических повреждений головного мозга.
Вегетативный тонус оценивали при помощи вариационной кардиоинтервалометрии с использованием кардиомони-тора для записи сердечного ритма «HeartSense», состоящего из кардиоэлектродов, фиксируемых вокруг грудной клетки на эластичном ремне, и приемника радиосигналов, подключенного к компьютеру. Регистрация электрокардиограммы осуществлялась в 6 грудных отведениях. Информация о работе сердца передавалась по радиосвязи (433,92 МГц) с дальностью до 15 м. Для математической обработки сердечного ритма использовался программный комплекс «ORTO Science», позволяющий проводить не только однократное измерение, но и мони-торное слежение с последующим сохранением результатов измерения. Комплекс «ORTO Science» и «HeartSense» соответствует требованиям стандартов измерения, физиологической интерпретации и клинического использования показателей сердечного ритма, принятых Европейским обществом кардиологов и Северо-Американской ассоциацией электрофизиологии. Расчет данных и их представление производилось непрерывно-скользящим методом, что позволяло максимально эффективно использовать небольшой объем кардиоинтервалов.
Исследовалось восемь параметров статистического анализа: макс. - максимальный кардиоинтервал в выборке, мин. - минимальный кардиоинтервал в выборке, CV -коэффициент вариации RR-интервалов, Мо - мода (наиболее часто встречающийся RR-интервал), АМо - амплитуда моды (доля кардиоинтервалов, соответствующая значению моды), М (ц) - среднее значение RR-интервалов (математическое ожидание) ИН - индекс напряжения (отражает степень централизации управления сердечным
ритмом), ДХ - вариационный размах, ЧСС - частота сердечных сокращений и три показателя спектрального анализа при непрерывном вейвлет-преобразова-нии: ЬРпогт - нормализованная мощность в диапазоне низких частот и ИР - высоких частот, ЬР/ИР - отноше-
погт
ние низкочастотной к высокочастотной составляющей.
Полученные ряды данных после нормализации использовались в построении уравнения по типу линейной дискриминантной функции (ЛДФ) Р.
Этапы работы по созданию ЛДФ: определение параметров, участвующих в модели; оценка эффективности работы уравнения при использовании предлагаемой формулы; при этом, если она составляет менее 90 %, формула не может использоваться; определение ЛДФ:
Г -а0+а1хх1+а2хх2+... + акххк,
где Р - линейная дискриминантная функция, а0 - константа; а1, а2, ..., ак - коэффициенты для показателей, полученные путем дискриминантного анализа; х1 х2, ..., хк -значения признаков, которые перед проведением дискриминантного анализа стандартизировали; определение уровня ВЧД по максимальному значению из трех уравнений ЛДФ: уровень ВЧД до 20 мм рт. ст. (Р1), уровень ВЧД выше 20 мм рт. ст. (Р2) и смерть мозга (Р3).
Создание канонической дискриминантной функции (КЛДФ) осуществлялось по следующим этапам: точечное вычерчивание канонических оценок; расчет координат «центроидов» (среднее значение канонических оценок для каждого тонуса); КЛДФ определяет величины координат точек КХ и Ку Координаты точки рассчитываются по формулам:
Кх - Ь0 + Ьх х х^ + Ь2 х х2 +... + Ък х хк
Кг=Ь0+Ь1хх1+Ь2хх2+... + Ькххк,
где КХ - КЛДФ для оси Х; Ку - КЛДФ для оси У; Ь0 - константа; Ь1, Ь2, ..., Ьк - коэффициенты для показателей, полученные путем канонического линейного дискриминантного анализа; х1, х2, ..., хк - значения признаков, которые перед проведением дискриминантного анализа стандартизировали; по положению найденной точки на осях в плоскости координат Х и У оценивается удаленность от «центроидов» ВЧД до 20 мм рт. ст., ВЧД выше 20 мм рт. ст. и смерти мозга, а уровень ВЧД устанавливается по «центроиду», от которого получено наименьшее удаление.
Каждое новое значение, получаемое в результате беспрерывной кардиоинтервалометрии, позволяет увидеть картину изменения ВЧД. В результате были получены две модели оценки уровня ВЧД, дающие высокую степень объективности.
Статистический анализ результатов исследования проведен с использованием программы Statistica 6.0. Про-
верку нормальности распределения полученных данных проводили с использованием тестов Колмогорова-Смирнова. Определение значимости различий при нормальном распределении выполнялось с помощью критерия Стьюдента ДО, данные приводились как среднее арифметическое и стандартное отклонение (М±о). За уровень статистической значимости принят р<0,05.
Запись вариабельности ритма сердца (ВРС) выполнена у 65 человек при помощи трех общепринятых методов на 64,5 х 103 интервалах, записанных в течение 10 мин у каждого больного (табл. 1).
Для проведения дискриминантного анализа все данные были стандартизированы. Коэффициенты для показателей, используемых в расчетных формулах для определения типа вегетативного тонуса, полученные путем дискриминантного анализа, представлены в табл. 2.
Прогностические значения Р1 (ВЧД<20 мм рт. ст.), Р2 (ВЧД>20 мм рт. ст.) и Р3 (смерть мозга) определялись по формулам:
Р1 = -13,46 + 35,1 х х1 - 8,04 х х2 + 7,48 х х3;
F2 = -12,17 + 27,97 х x1 + 4,41 х x2 + 7,76 х x3 ; F3 = -50,57 - 74,29 х x, + 5,48 х x2 -17,75 х x3.
Установлено, что, если Р1 больше Р2 и Р3, прогнозируется высокая вероятность ВЧД<20 мм рт. ст., если Р2 больше Р1 и Р3 - ВЧД>20 мм рт. ст., если Р3 больше Р2 и Р1 вероятна смерть мозга. По данным дискриминантного анализа оценка эффективности работы уравнения при исполь-
зовании предлагаемой формулы для ВЧД<20 мм рт. ст., ВЧД>20 мм рт. ст. и смерти мозга составляет 100%.
Для решения задачи диагностики были применены две КЛДФ с суммарным вкладом в дисперсию 100%. КЛДФ определяет величины координат точек КХ и КУ Координаты точки рассчитываются по формулам:
Кх =Ь0+Ь1хх1+Ь2хх2+... + Ькххк Кг =Ь0 + Ь1хх1 +Ь2хх2 +... + Ьк ххк,
где КХ - КЛДФ для оси Х; Ку - КЛДФ для оси У; Ь0 - константа; Ь1, Ь2, ..., Ьк - коэффициенты для показателей, полученные путем канонического линейного дискриминантного анализа; х1, х2, хк - значения признаков, которые перед проведением дискриминантного анализа стандартизировали.
К1(КХ) = -1,96 х x1 + 0,26 х x2 - 1,46 х x3; К2(Ку) = -0,13 х x1 + 1,18 х x2+0,24 х x3.
При обобщении дисперсии всех показателей нами получены координаты центральных канонических переменных - центроидов. После расчета двух канонических линейных дискриминантных функций (КЛДФ) К1 и К2, ось абсцисс и ось ординат соответственно, становится наглядной динамика каждой новой точки относительно «центроидов». Определением «центроид» обозначена область густо расположенных в системе координат точек средних значений показателей вариационной кардиоинтервалометрии: ВЧД<20 мм рт. ст., ВЧД>20 мм рт. ст. и смерти мозга (рис. 1). Уровень ВЧД уста-
Таблица 1
Показатели ВРС в зависимости от уровня ВЧД (п = 64,5 х 103) р = 0,00 во всех случаях межгруппового сравнения
Таблица 2
Коэффициенты показателей, используемые в расчетных формулах Остальные переменные в расчет модели не вошли (р = 1,0)
Показатели ВЧД, мм рт. ст. (n = 30) <20 >20 Смерть мозга (n = 5)
Амо, % 36,28±16,7 51,45±20,25 37,73±7,71
М, у. е. 0,68±0,163 0,619±0,09 0,65±0,005
CV, у. е. 3,56±4,19 2,705±4,4 12,52±1,23
ЧСС, уд./мин 92,72±21,12 98,73±12,85 91,46±0,79
Мо, с 0,68±0,168 0,62±0,098 0,65±0,005
макс. 0,75±0,251 0,65±0,133 0,80±0,07
мин. 0,62±0,14 0,56±0,089 0,51 ±0,007
ДХ, с 0,12±0,196 0,089±0,16 0,29±0,06
ИН, у. е. 876±1274 2004±1748 102,2±25,7
HF , % norm ' 16,5±18,8 9,5±13,9 84,18±6,6
LF , % norm 83,49±18,78 90,49±13,9 15,81±6,6
LF/HF 17,4± 16,5 25,88±19,2 0,19±0,13
ВЧД, мм рт. ст.
Коэфф. Параметры Смерть мозга (F3)
<20 (F1) >20 (F2)
а1 (х1) |_Р 35,1 27,97 -74,29
а2 Ц) АМо -8,04 4,41 5,48
а3 (х3) макс. 7,48 7,76 -17,75
...а0................. константа -13,46 -12,17 -50,57
Рис. 1.
Расположение координат
«центроидов» средних значений показателей вариационной кардиоинтервалометрии при ВЧД<20 мм рт. ст., ВЧД>20 мм рт. ст. и смерти мозга.
Рис. 2.
График положения «центроидов» для трех диагностируемых групп и больных 1,2 по рассчитанным значениям К1 и К2:
1 - «центроид» средних значений показателей вариационной кардиоинтервалометрии при ВЧД<20 мм рт. ст.;
2 - «центроид» при ВЧД>20 мм рт. ст.;
3 - «центроид» при смерти мозга.
з
о
-6 -4 -2 0 2 4 6 8 10 12 К1
• ВЧД < 20 мм рг.ст. ВЧД > 20 мм рт.ст. Смерть мозга
2 ■
бо льной 1
больж эй 2 г
1
2 4 6 К1
8 10 12
навливают по «центроиду», к которому найденная точка наиболее близко расположена. Каждое новое значение, получаемое в результате беспрерывной кардиоинтервалометрии, позволяет зарегистрировать перемещение точки, т. е. картину изменения ВЧД.
Данный диагностический алгоритм позволяет осуществить диагностику уровня внутричерепного давления в процессе непрерывного мониторинга с высокой степенью достоверности, достигающей абсолютных значений (до 100%).
Клинический пример (рис. 2). После определения величины коэффициентов К1 и К2 (с использованием стандартизованных значений признаков) и занесения их в систему координат мы видим расположение больного 1 относительно «центроидов» трех диагностируемых групп. Оценив удаленность от «центроидов» при ВЧД<20 мм рт. ст., ВЧД>20 мм рт. ст. и смерти мозга, мы видим, что больной 1 наиболее близко расположен к «центроиду» при ВЧД>20 мм рт. ст.
После занесения в систему координат значений К1 и К2 для больного 2, оценив удаленность от «центроидов» трех диагностируемых групп, мы видим, что больной 2 наиболее близко расположен к «центроиду» при ВЧД<20 мм рт. ст.
Таким образом, на показанных клинических примерах можно отметить, что у больного 1 вероятнее всего уровень ВЧД>20 мм рт. ст., у больного 2 - ВЧД<20 мм рт. ст.
У всех больных отмечается избыточная централизация управления ритмом сердца со сниженной активностью автономного контура, что смещает вегетативный баланс в сторону преобладания активности симпатического отдела ВНС. У больных с уровнем ВЧД, не превышающим критического значения, отмечается умеренное преобладание тонуса симпатической нервной системы. Дальнейший рост ВЧД выше 20 мм рт. ст. сопровождается выраженным преобладанием симпатического отдела ВНС. У больных со смертью мозга активируется деятельность автономного контура регуляции сердечного ритма вследствие угнетения центрального контура и недостаточной централизации управления ритмом сердца, что приводит к сдвигу вегетативного баланса в сторону нормотонии.
Разработанная математическая модель позволяет прогнозировать уровень внутричерепного давления и нацеливает на возможность выявления новых перспектив для адекватной оценки и интерпретации показателей вариационной кардиоинтервалометрии, оптимизировать тактику интенсивной терапии внутричерепной гипертен-зии с учетом показателей вариабельности ритма сердца.
добрынина Юлия Владимировна - аспирант кафедры анестезиологии и реаниматологии Иркутского государственного института усовершенствования врачей.
Ковалев Вячеслав Васильевич - кандидат медицинских наук, ассистент кафедры анестезиологии и реаниматологии Иркутского государственного института усовершенствования врачей.
Горбачев Владимир ильич - доктор медицинских наук, профессор, заведющий кафедрой анестезиологии и реаниматологии Иркутского государственного института усовершенствования врачей.
Петров Сергей иннокентьевич - кандидат медицинских наук, заведующий отделением нейрохирургии Государственного учреждения здравоохранения «Иркутская ордена "Знак Почета" областная клиническая больница».
Хмельницкий игорь Викторович - кандидат медицинских наук, врач-анестезиолог-реаниматолог отделения анестезиологии и реанимации стационара краткосрочного пребывания Иркутского областного клинического консультативно-диагностического центра.
