Исследование адаптационных возможностей кровотока перитуморальной зоны опухолей головного мозга
На правах рукописи
Березина Виктория Владимировна Исследование адаптационных возможностей кровотока перитуморальной зоны опухолей головного мозга 03.00.13 – физиология
Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук
Нижний Новгород – 2008
Работа выполнена в федеральном государственном учреждении «Нижегородский научно-исследовательский институт травматологии и ортопедии Федерального агентства по высокотехнологичной медицин ской помощи» на базе отделения нейротравмы и позвоночно спинномозговой патологии (МЛПУ «Городская клиническая больница № 39).
Научный консультант:
доктор медицинских наук, профессор Кравец Леонид Яковлевич
Официальные оппоненты:
доктор биологических наук Мухина Ирина Васильевна доктор медицинских наук Щербаков Виталий Иванович
Ведущая организация: Российский научно-исследовательский институт нейрохирургии им. профессора А.Л. Поленова
Защита состоится «25» сентября 2008 года в 15 часов на заседании дис сертационного совета Д 212.166.15 при Нижегородском государствен ном университете им. Н.И. Лобачевского (603950, Нижний Новгород, пр. Гагарина, 23).
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Нижегородского го сударственного университета им. Н.И. Лобачевского.
Автореферат разослан «15» августа 2008 г.
Ученый секретарь диссертационного совета к.б.н., доцент Корягин А.С.
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность темы. Опухоли головного мозга занимают пятое место среди опухолей других локализаций и являются одной из наибо лее серьезных проблем современной онкологии. Это объясняется пора жением жизненно важных центров регуляции функций организма, замк нутостью черепной коробки, вследствие чего быстро нарастает дислока ционный синдром, труднодоступностью новообразования для хирурги ческого удаления (Ярцев В.В., 1967;
Astrup J. et al., 1981;
Угрюмов В.М.
с соавт., 1984).
Успех лечения опухолей головного мозга во многом зависит от ра дикальности оперативного вмешательства, установления истинных гра ниц патологического процесса и, в то же время, от максимально воз можного сохранения нервной ткани, окружающей новообразование, предупреждения вторичного послеоперационного отека мозга (Moska lenko Y. et al., 1980;
Lassen N.A. et al., 1987;
King W.A., Black K.L., 1991).
Одним из основных факторов, определяющим клиническую симптома тологию опухоли головного мозга, ее динамику и прогноз, является на личие перитуморальной зоны (Угрюмов В.М. с соавт., 1984;
Declerk Y.A. et al., 1994) – потенциально сохранной мозговой ткани вокруг па тологического очага, где «нейроны больны, но еще не умерли» (“penumbra zone”) (Lassen N.A., Astrup J., 1987).
Перитуморальная зона опухоли головного мозга является «буфе ром» между патологически измененной и здоровой нервной тканью. От того, насколько глубоки в ней изменения, носят ли они обратимый или необратимый характер зависит не только способность к послеопераци онному восстановлению самой этой области, но и развитие вторичного отека и ишемии, а также и то, в каком объеме следующей за ней здоро вой ткани придется противостоять агрессии опухоли (Lassen N.A., As trup J., 1987;
King W.A., Blak K.L, 1991). Поэтому, определение функ циональной сохранности перитуморальной зоны – приоритетная задача нейрохирургии и нейрофизиологии.
Нервная ткань не имеет собственных энергетических ресурсов и полностью зависит от адекватного кровоснабжения (Москаленко Ю.Е., Фрайман В., 1980), поэтому ее функциональное состояние может быть оценено на основе сохранности регуляции локального кровотока.
В известных нам отечественных и зарубежных работах по локаль ной церебральной гемоциркуляции в клинике и эксперименте отражено статическое состояние микроциркуляции и вязко-упругих свойств во круг патологического очага (Кравец Л.Я., 1998), нарушения ауторегуля ции при сосудистых поражениях головного мозга (Семенютин В.Б., 1999, 2003), реакции крупных венозных синусов на функциональные нагрузки с гипервентиляцией, компрессионным тестом, ортостатической пробой (Шахнович А.Р, Шахнович В.А., 2000), изучены варианты ре перфузионной адаптации (Мухина И.В., 2003). Оценена реактивность микроциркуляции коры головного мозга на различные фармакологиче ские и физические (нагревание, охлаждение, электростимуляция) тест нагрузки в эксперименте на животных (Мчедлишвили Г.И., 1989;
Алек сандрин В.В., 2001;
Щербаков В.И., 2002).
Несмотря на это, варианты нарушений регуляции локального кро вотока в перитуморальной зоне опухоли, а также их зависимость от гис тологической структуры и локализации новообразования остались не изучены. Отсутствует единая, простая и удобная для операционного применения методика функционального тестирования, адекватно, быст ро, неинвазивно отражающая регуляторный резерв локального кровото ка коры головного мозга. Не разработан универсальный критерий для прогноза динамики перитуморальной зоны опухоли, сопоставимый с тяжестью состояния больного в ближайшем послеоперационном перио де.
Практически отсутствует информация о венозной циркуляции пе ритуморальной зоны. Известны работы по изучению кровотока в пря мом синусе и его реакции на ортостатическую нагрузку с помощью транскраниальной доплерографии (Shаhnovich A.R., 1996;
Шахнович В.А., Галушкина А.А., 1999) и оценке полушарного венозного кровотока по одновременному измерению давления в центральной вене сетчатки глаза и скорости кровотока в прямом синусе (Музлаев Г.Г. с соавт., 2002), но венозная сеть коры больших полушарий остались вне поля зрения ученых, в то время как венозный застой и венозная гиперемия способствующим задержке воды в ткани и развитию отека (Auer L.M., Johansson B., 1980;
Мчедлишвили Г.И., 1989;
Kuznetsov P.F., 1997), в особенности при постишемической адаптации (Большаков О.П., Нау менко А.И., 1998;
Мухина И.В., 2004).
Цель работы: исследование нарушений локального кровотока пе ритуморальной зоны при опухолях головного мозга человека.
Задачи исследования:
1. Разработать методику оценки реактивности сосудов коры го ловного мозга в ходе оперативного вмешательства с помощью микро васкулярной доплерографии и тепловидения.
2. Оценить реакцию локального кровотока перитуморальной зоны на декомпрессию (вскрытие твердой мозговой оболочки), сопоставить с реактивностью магистральных артерий.
3. На основе функционального теста классифицировать типы из менений локальной ауторегуляции, соотнести их с вариантом гистоло гической структуры и локализацией опухоли.
4. Установить роль венозной сосудистой сети в процессе адапта ции локального кровотока перитуморальной зоны опухоли головного мозга.
5. Выявить наиболее информативный показатель функционально го состояния перитуморальной зоны опухоли головного мозга, сопоста вимый с вариантами послеоперационной динамики.
Новизна исследования. В работе впервые дифференцированы ва рианты изменений локальной сосудистой реактивности вокруг опухоли.
Впервые для этой цели использован модифицированный холодовой тест с орошением коры головного мозга физиологическим раствором опре деленной температуры. Впервые исследованы варианты венозной дина мики на этапах оперативного вмешательства путем контактного лоциро вания мелких конвекситальных вен вокруг опухоли. Впервые рассчитан «критерий устойчивости» микроциркуляторного русла вокруг объемно го образования, учитывающий динамику венозного кровотока и сопос тавимый с течением ближайшего послеоперационного периода.
Получен патент на изобретение «Способ оценки реактивности со судов коры перитуморальной зоны супратенториальных опухолей» (Кравец Л.Я., Воловик М.Г., Колесов С.Н., Березина В.В., Шелудяков А.Ю.) №2269287 от 10.02.2006. Приоритет от 06.07.04 г. (№ 2004120642) Научно-практическая значимость темы. Дифференцированы адаптационные и патологические изменения локального кровотока в перитуморальной зоне опухоли головного мозга. Получены новые дан ные о роли венозной микроциркуляции в процессе адаптации кровотока к росту объемного образования, декомпрессии мозга, постишемической реперфузии. Применение метода микроваскулярной доплерографии и тепловидения для оценки регуляторных возможностей локального кро вотока и расчета коэффициента устойчивости перитуморальной зоны в нейрохирургии эффективно в плане прогноза геморрагических ослож нений при вскрытии твердой мозговой оболочки, уточнения границ па тологического процесса, коррекции хирургической тактики в плане ра дикальности оперативного вмешательства и времени установки ретрак торов, для прогноза восстановления перитуморальной зоны после опе рации.
Положения, выносимые на защиту:
1. Методика оценки реактивности локального кровотока с помо щью доплерографии и тепловидения в процессе оперативного вмеша тельства позволяет дифференцировать патологические изменения цир куляции от адаптационно-приспособительных.
2. Венозный отдел микроциркуляторного русла имеет адаптаци онный резерв, превышение которого ведет к значительному снижению «устойчивости» перитуморальной зоны опухоли головного мозга.
3. Критерий устойчивости перитуморальной зоны опухоли, учи тывающий венозную динамику адекватен для оценки степени пораже ния и возможности восстановления данной зоны коры головного мозга.
Апробация работы. Фрагменты диссертационного исследования были доложены на конференции молодых ученых «Поленовские чте ния» (Санкт-Петербург, 1998);
II Съезде нейрохирургов России (Н.Новгород, 1998);
межобластных конференциях Нижегородского ней рохирургического центра (Вологда, 1999;
Кострома, 2000;
Н.Новгород, 2003).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 22 печатные ра боты, из них 4 в изданиях, рекомендованных ВАК.
Внедрение в практику. Результаты настоящего исследования ис пользуются в работе нейрохирургических отделений МЛПУ «Городская клиническая больница №39» г. Н. Новгорода, проведено ознакомление специалистов вновь разработанным методикам на межобластных кон ференциях нейрохирургов в г. Костроме (2000 г), г. Сыктывкаре ( г.), г. Йошкар-Оле (2007 г.).
Объем и структура диссертации: диссертация изложена на страницах машинописного текста, состоит из введения, обзора литера туры, главы материалов и методов исследования, двух глав собственных исследований, главы обсуждения результатов, заключения, выводов.
Список литературы включает 108 отечественных и 111 зарубежных ис точников. Работа содержит 18 таблиц, 41 рисунок.
СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
Общая характеристика материала Работа основана на анализе данных о состоянии мозгового крово тока у 120 больных, оперированных по поводу опухолей головного моз га в Нижегородском нейрохирургическом центре в период 1999-2007 гг.
Из них мужчин – 46 (38,3%), женщин – 74 (61,7%). Средний возраст со ставил 44,111,3 лет.
Основными критериями распределения больных на группы был ва риант гистологической структуры и локализация опухоли, степень вы раженности признаков внутричерепной гипертензии (ВЧГ) (табл.1).
Таблица Распределение больных в зависимости от гистологической структу ры и локализации опухоли, степени выраженности признаков ВЧГ Подлежащие коре не глубже 1,5 см Не выходящие на кору Умеренно выражен Выходящие на кору Нет признаков ВЧГ Грубо выраженные ные признаки ВЧГ головного мозга признаки ВЧГ Всего Глиомы 7 17 20 29 12 3 Менингиомы 9 18 10 37 Аденомы гипофиза 5 3 2 10 Метастазы рака 1 3 3 1 Продолженный рост 4 14 7 19 5 1 Всего 25 53 42 88 18 14 При анализе результатов учитывалось также состояние больного после операции (табл.2).
Таблица 2.
Распределение больных в зависимости от течения ближай шего послеоперационного периода Гистологическая структура Группа Группа Группа Всего опухоли 1* 2 Менингиомы 35 3 1 (в том числе 2 – прод. рост) Глиальные опухоли 1-2 ст. 15 3 (в том числе – 23 – зл.
прод. рост 3-4 ст. 24 18 7 зл.
Аденомы гипофиза 9 1 Метастазы рака 2 1 1 Всего: 85 26 9 * группа 1 – положительная послеоперационная динамика, группа 2 – длительный нестабильный послеоперационный период (осложненное течение), группа 3 – умерло после операции.
Методика исследования В качестве методов диагностики патологического процесса и изу чения послеоперационной динамики использовались компьютерная (или магнитно-резонансная) томография, осмотры окулиста, неврологиче ский осмотр, до- и послеоперационная транскраниальная доплерография (ТКДГ).
Для оценки кровотока в ходе оперативного вмешательства исполь зовались доплерографические методики и нейротепловидение (ТВ).
Всем больным исследование выполнялось по строго определенной схеме: 1) транскраниальная доплерография средних мозговых артерий (СМА) на этапах вводного наркоза с одновременным контролем АД.
Оценка реакции магистральных артерий на гипервентиляцию;
2) после удаления костного лоскута (через интактную ТМО) и после вскрытия ТМО снималась тепловизионная картина и проводилась микроваскуляр ная доплерография (МВДГ) артерий и вен в перитуморальной зоне опу холи;
3) реакцию на функциональную нагрузку оценивали методами МВДГ в 2 точках перитуморальной зоны сразу после орошения охлаж денным физиологическим раствором, через 1 и через 2 мин. Тепловизи онная картина снималась в режиме 2-х минутного мониторинга (снимки через каждые 20 с).
Транскраниальная доплерография выполнялась отечественной ультразвуковой диагностической системой “Doplex-2500“ фирмы “Astel Electrontech“ (г. Рыбинск) датчиками 2 и 4 МГц. Использовалась обще принятая методика (Aaslid R. et al., 1989) для зондирования СМА через височное “окно“ и общих сонных артерий на шее.
За норму брались показатели средней линейной скорости кровотока (срЛСК) в СМА 62 10 см/с;
индекса периферического сопротивления (PI) 0,83 0,015. Затруднение перфузии диагностировалось при сниже нии срЛСК в СМА менее 40 см/с и одновременном повышении PI более 1,0;
паттерн гиперперфузии (гиперемии мозга) – повышение срЛСК в СМА более 60 см/с и снижением PI менее 0,70. Коэффициент реактив ности на гипервентиляцию в норме Кр- от 0,40 до 0,59 (Гайдар Б.В. с соавт., 1998).
Методика микроваскулярной доплерографии использовалась для определения скорости кровотока в корковых артериях и венах ультра звуковыми датчиками аппарата Doplex-2500, работающими на частоте и 16 МГц. Диаметр исследуемых сосудов 0,2-1,0 мм. Глубина санации составляет 0,75-30 мм. За норму принималась средняя скорость крово тока в артериях интактных областей коры равная 13,02,34 см/с, PIарт = 0,700,09.
Тепловизионные исследования производились с помощью порта тивного термографического сканера Thermovision 470 фирмы «Agema» (Швеция). Информация обрабатывается на компьютере типа IBM-PC с помощью специального пакета программ IRWIN- 5.21, который позво ляет измерять температуру в отдельных, произвольно выбранных точках и областях, строить гистограммы и термопрофили, измерять простран ственные характеристики температурных полей, отражать динамические показатели в серии зарегистрированных термопаттернов. Температурная чувствительность прибора составляет 0,1С, пространственное разреше ние 1 мм, регистрация производится в реальном масштабе времени.
Оценка реактивности сосудов коры головного мозга проводилась с помощью: 1) холодовой функциональной пробы, которая представляет собой однократное орошение коры физиологическим раствором, охлаж денным до температуры 180С. Рассчитывался коэффициент реактивно сти (для 1 и 2 минут) Кх=срЛСК2/срЛСК1, где срЛСК1 – средняя ско рость кровотока до пробы, срЛСК2 – средняя скорость кровотока через (или 2) минуты от начала пробы. Тепловизионным методом оценивалась скорость восстановления исходных температур (0/с) Кт=(Т2-Т1)/t, где Т2 средняя температура в конце пробы, Т 1- средняя температура в начале пробы, t- время между первым и последним измерением.
2) по реакции на вскрытие ТМО, которая может быть условно при равнена к тесту с постокклюзионной реперфузией (Кондратьев А.Н., 2002;
Кротовский Г.С. с соавт., 2003) оценивалась величина прироста кровотока по сравнению с исходным и время, в течение которого реак тивная гиперемия исчезала. Рассчитывался коэффициент усиления кро вотока (овершута) (Семенютин В.Б., 1995) Ко=V2/V1, где V2 – срЛСК через 30 с после вскрытия ТМО, V1- срЛСК измеренная через ТМО.
3) реактивность магистральных артерий оценивалась по тесту с ги первентиляцией с помощью аппарата ИВЛ. Коэффициент реактивности рассчитывался по формуле Кр-=1-V1/V0, где V0 – исходная срЛСК, V1 – срЛСК после гипервентиляции.
Математическая и статистическая обработка полученных циф ровых данных, производилась с помощью персонального компьютера, пакета программ Microsoft Office (Excel, Word, Power Point, Access) и Statistica 6.0. Оценка достоверности различия средних производилась с помощью параметрического t-критерия Стьюдента (Гублер Е.В., 1978).
В качестве критерия взаимосвязи анализируемых признаков использо ван непараметрический ранговый коэффициент корреляции Спирмена (r) (Зайцев Г.Н., 1991).
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ Оценка реактивности локального артериального кровотока перитуморальной зоны опухоли головного мозга В условиях сохраняющейся компрессии установлены следующие состояния локального артериального кровотока вокруг опухоли:
– в 65,8% случаев отмечалась ишемия перитуморальной зоны, среднее значение скорости кровотока составило 5,0493,01 см/с. В этой группе преобладали инкапсулированные и оболочечные опухоли, ока зывающие преимущественно механическое воздействие на окружаю щую ткань;
– в 23,4% случаев регистрировалась гиперемия перитуморальной зоны. Средняя скорость кровотока составила 16,83,56 см/с. Наиболь ший удельный вес здесь имели глиальные опухоли 3-4 степени злокаче ственности с инфильтративным ростом;
– в остальных 10,8% случаев отмечался мозаичный кровоток, когда есть сочетание участков со сниженной и повышенной перфузией (с гра диентами от 4 до 13 см/с). Средняя скорость кровотока составила 9,72,19 см/с. По удельному весу в группе преобладали глиомы.
Данные доплерографии подтверждаются параллельными теплови зионными исследованиями: ишемии перитуморальной зоне соответст вовал плавный или пикообразный термопаттерн, характеризующиеся снижением теплового излучения коры вокруг опухоли. Зарегистрирован у 67,5% больных. Гиперемии перитуморальной зоны соответствовал реверсивный термопаттерн, характеризующийся повышением интен сивности свечения коры вокруг опухоли. Зарегистрирован у 25,8% больных. Мозаичная термокартина отмечена у остальных 6,7% больных.
Получены достоверные различия (р0,05) в структуре локального кровотока коры в зависимости от характера патологического процесса: в перитуморальной зоне опухолей, прорастающих кору, кровоток ниже, чем при субкортикальных новообразованиях.
Минимальные абсолютные значения скорости кровотока регистри ровались при конвекситальных менингиомах (до 3,0 см/с) в «зоне об крадывания» идущей на расстоянии 1,5-2 см, за окружающими опухоль питающими сосудами.
Максимальные абсолютные значения скорости кровотока регист рировались на коре в проекции глиобластом – до 30 см/с.
В группе с продолженным ростом опухоли кровоток перитумо ральной зоны имел значительные градиенты, но в целом снижен (боль ше при продолженном росте менингиом) и составил в среднем 8,774, см/с.
Исходное состояние локального кровотока перитуморальной зоны коррелирует с магистральным церебральным кровотоком только в слу чае остро выраженной «затрудненной перфузии» – кровоток коры го ловного мозга снижен как в перитуморальной зоне, так и в интактных областях – в 19 случаях. При полушарной гиперемии и в группе с нор моперфузией различие вариантов локального кровотока не достоверно (р0,05), с незначительным преобладанием в каждой группе ишемии перитуморальной зоны.
Предварительная оценка сохранности локальной регуляции была проведена на этапе вскрытия ТМО, когда в ответ на резкое изменение внутричерепного давления отмечалось явление реперфузионной гипе ремии. По рассчитанному нами коэффициенту усиления кровотока (К 0) больные были разделены на 3 группы:
– значение К0 до 1,1 когда на вскрытия ТМО изменения были не значительны наблюдалось в 15,0% случаев. Снижение кровотока веро ятнее всего было связано с сочетанием факторов: усилением венозного оттока более чем на 300% и недостаточностью магистрального притока крови (патологический спазм более крупных сосудов), когда происходит дополнительная ишимизация коры. В 62,5% случаев это были глиальные опухоли (глиобластомы). В этой группе зарегистрировано 3 случая ( больных с продолженным ростом глиобластомы и 1 – с гигантской па расагиттальной менингиомой) резкого нарастания отека (вспучивания) мозга. Данный феномен можно связать с наиболее грубым влиянием опухоли на мозг: нарушением регуляции магистральных артерий, ише мией полушария в целом;
– превышение К0 значений 3,0 мы расценивали как вазомоторный паралич и декомпенсированное состояние кровотока перитуморальной зоны. Такие значения зарегистрированы в 14,2% случаях. Из них 2 слу чая сопровождались геморрагическими осложнениями во время опера ции;
– большинство значений К0 находились в диапазоне 1,1-2,9, что оценивалось как сохранность регуляции и компенсированное состояние кровотока перитуморальной зоны –70,8% больных. Значительная «ши рина» диапазона К0 связана с тем, что в одном случае кровоток восста навливается после реактивной гиперемии до исходного уровня, в другом – до значений, сравнимых с интактной корой. И тот и другой случай был расценен как нормальная артериальная регуляция, способная как ском пенсировать, так и восстановить кровоток перитуморальной зоны.
Выявлена средняя корреляция r=0,57 (р=0,014102) между магист ральной регуляцией и локальной реакцией на декомпрессию: при со хранности реактивности магистральных артерий (Кр-=0,42-0,50) «мягче» реакция локального кровотока на вскрытие ТМО (К0 2,5). При сниже нии дилататорного резерва значительно увеличивается процент крити ческих реакций локального кровотока (19,3% по сравнению с 9,9% в группе с нормальной реактивностью магистральных артерий).
ТВ исследование во всех случаях фиксировало повышение темпе ратуры коры на 1,5-20С в перитуморальной зоне и у 107 больных термо грамма через 1 минуту после вскрытия ТМО соответствовала данным МВДГ. На данном этапе наиболее важна тепловизионная динамика у остальных 13 больных, когда резко возрастает или появляется мозаич ность температурных значений в перитуморальной зоне, что свидетель ствует о перераспределении локального кровотока между микрозонами.
При проведении функциональной холодовой пробы дифференци ровано 4 варианта артериальной динамики:
1. Срыв ауторегуляции характеризовался снижением кровотока и не восстановление его до исходного уровня, либо инвертированной ре акцией – максимальной дилатацией сосудов, приводящей к увеличению кровотока от исходного уровня более чем на 20%. Наблюдалось нами у 21 (17,5%) больного преимущественно при глиальных опухолях III-IV степени злокачественности и их продолженном росте (76,1% от группы).
Коэффициент реактивности был ниже 0,80.
По ТВ-данным регистрируется продолжительное по времени сни жение температуры исследуемого участка коры. Скорость восстановле ния температуры была ниже 1,20С/мин и к концу 2 минуты исходного значения не достигала. Зарегистрировано у 20% больных (преимущест венно с продолженным ростом опухоли). В 2 случаях (гигантская пара сагиттальная менингиома и метастаз рака молочной железы) через 2 мин кора оставалась «разогретой» выше исходного уровня на 1,9 0С и 2,30С соответственно.
2. Субкомпенсированное состояние расценивалось нами, когда снижение кровотока наблюдалось более 30 сек с последующим нараста нием, но не восстановлением исходного уровня к концу 2 минуты. Яв ление наблюдалось в 10 (8,4%) случаях. Какого-либо преобладания того или иного гистологического варианта опухоли в группе не отмечалось.
Коэффициент реактивности составил от 0,80 до 0,95. По тепловидению регистрировалось повышение мозаичности свечения коры, нарастание температурных градиентов, исходная температура не восстанавливалась к концу 2 минуты.
3. Компенсированное состояние характеризовалось адекватной констрикторной реакцией и далее кровоток постоянно стабильно вос станавливался, к концу 2 минуты достигал или был незначительно ниже исходного уровня. Явление наблюдалось у 28 (23,3%) больных в основ ном при менингиомах и продолженном росте опухолей с длительным периодом ремиссии, а также глиомах I-II ст. злокачественности. Коэф фициент реактивности находился в диапазоне 0,95-0,99.
По тепловидению исходные температуры восстанавливались ко минуте измерений. Скорость восстановления температуры до 1,50С/мин.
4. У остальных 61 больного (51%) зарегистрирована нормальная реакция сосудов на пробу в виде активного восстановления кровотока в пределах 1 мин. Наиболее характерно для кровотока коры в проекции аденом гипофиза (80% общего числа аденом) и перитуморальной зоне менингиом (56,7% от общего числа менингиом). Коэффициент реактив ности составил 0,99-1,15.
Тепловизионная динамика также выражалась в восстановлении температуры до исходного уровня к концу 1 минуты. Скорость восста новления была равна или более 2,20С/мин.
В среднем прирост кровотока от момента охлаждения до конца минуты составил 22,9311,3% (диапазон от отрицательных значений – 3,1% до 67,7%). Табл.3.
Таблица Распределение больных по степени сохранности локальной сосудистой реактивности в гистологических группах Норма Компенса- Субком- Срыв ре Всего больных ция пенсация гуляции Коэффициент реак- менее 0, 0,99-1,15 0,95-0,98 0,81-0, тивности (Кр) или 1, Средняя скорость 2,2 и бо восстановления Менее 1, 1,6-2,1 1,1-1, лее температуры, С/с Методы исследова МВДГ МВДГ МВДГ МВДГ ния ТВ ТВ ТВ ТВ Глиальные опухоли 20 21 9 13 3 2 12 8 Менингиомы 20 16 10 16 3 1 4 4 Аденомы 8 7 1 2 1 1 гипофиза Продолженный 10 11 8 6 3 2 4 6 рост опухоли Метастазы рака 3 2 1 1 1 Всего 61 57 28 38 10 6 21 19 % от общего числа 50,8 48,0 23,3 32,0 8,4 5,0 17,5 15, больных Получена достоверная разница (р0,05) реактивности в гистологи ческих группах: кора в проекции аденом гипофиза преимущественно находятся в состоянии нормальной регуляции, менингиом – в компенси рованном состоянии, глиом и метастазов рака – в нормальном (астроци томы, выходящие на кору или подлежащие ей не более чем на 1,5 см в глубину) или декомпенсированном состоянии (глиобластомы). В группе продолженного роста достоверных преобладаний того или иного «клас са реактивности» не отмечалось.
Локализация опухоли по отношению к коре связана с вариантом реактивности слабой корреляционной зависимостью r=0, (р=0,430104): глубинные опухоли менее влияют на регуляцию кровотока в корковых сосудах. Среди опухолей, подлежащих коре до 1,5 см про цент суб- и декомпенсированного состояния незначительно ниже (6,7%) по сравнению с выходящими на кору опухолями (7,5%), в группе про растающих кору опухолей разница в классах реактивности не достовер на (р0,05).
Оценка динамики локального венозного кровотока вокруг опухоли головного мозга Венозный кровоток перитуморальной зоны опухоли до вскрытия ТМО максимально снижен (на 70-85% по сравнению с конвекситальной веной коры по краю операционного доступа), имеет ламинарное течение и не передает пульсации. Скорость кровотока по венозным сосудам за регистрирована в диапазоне от 1,56 см/с до 7,22 см/с (в среднем 3,681,31 см/с). Ее средние абсолютные значения составили: при менин гиомах 4,11 см/с, при метастазах рака 3,12 см/с, при аденомах гипофиза 5,3 см/с, при глиальных опухолях 3,29 см/с. Наиболее низкий ламинар ный поток регистрируется в венах перифокальной зоны и проекции гли областом – 2,9 см/с. Разница в гистологических группах достоверна (р0,05).
На этапе вскрытия твердой мозговой оболочки скорость кровотока в конвекситальных венах резко возрастает в среднем на 210,372,0% от исходного. СрЛСК составила 11,173,85 см/с.
Время адаптации “неустойчивого” венозного кровотока колеблется от 30 с до 2 мин в зависимости от степени диффузного отека, увеличи вающего жесткость всех систем мозга.
На этапе стабилизации гемодинамических параметров после вскрытия ТМО возможны 2 варианта венозной динамики:
- положительная зарегистрирована нами в 66,7% случаев. Расцени валась как оптимизация венозного оттока, увеличение скорости по от ношению к исходному уровню, сохранение стабильной пульсации вен.
Средняя скорость кровотока устанавливалась на уровне 4,761,22 см/с.
- отрицательная характеризовалась снижением амплитуды допле рограммы, прекращением пульсации, уменьшением эластичности ве нозного резервуара за счт прогрессирования вторичного вазогенного отка мозга. Зарегистрирована нами в 33,3% случаев.
Венозная динамика имеет среднюю корреляцию r=0, (р=0,022307) с течением ближайшего послеоперационного периода: при нормализации венозного оттока у 83,7% (67) больных отмечается поло жительная послеоперационная динамика. Осложненный п/о период за регистрирован у 13,7% больных (11). Умерло 3 больных.
При отрицательной венозной динамике затяжной или осложненный послеоперационный период отмечался в 15 (37,5%) случаев. У (45,0%) больных п/о период был гладким. Умерло 6 больных.
Также и по артериальной реактивности: у больных с отрицательной венозной динамикой повышается процент суб- и декомпенсированного состояния локальной регуляции (14,8% по сравнению с 7,2% в группе с нормализацией венозного оттока).
Получена достоверная разница ответа на реактивную гиперемию при декомпрессии в группах по венозному оттоку (p0,05):
1) у большинства – 59 случаев (50,8%) нормализация венозного от тока совпадала с нормализацией артериального. У 21 больного (17,5%) на фоне нормализации венозного оттока отмечалось снижение артери ального кровотока, что можно расценить как нарушение реактивности артерий (преимущественно в случаях глиом – 57,1% от группы).
2) на фоне венозной дисфункции (40 больных – 33,3%) нормальная регуляция артерий наблюдалась только у 10 больных (8,3%), преимуще ственно с менингиомами, в остальных случаях отмечались:
- нарушения артериальной регуляции (19 человек (15,8%), вплоть до геморрагии (2 случая));
- либо срыв ауторегуляции и снижение артериального кровотока пропорционально нарастающему отеку, усугубление ишемии перитумо ральной зоны – у 11 больных (9,1%).
Расчет коэффициента устойчивости Нами предложен интегральный показатель – коэффициент устой чивости, учитывающий оба изученных фактора – артериальную регуля цию и венозный отток, который имеет наибольшую ранговую корреля цию r=0,81 (р=0,0026) с течением ближайшего послеоперационного пе риода. Его формула выглядит следующим образом:
Куст = Карт реакт/Квен, где Карт реакт = ЛСКпосле пробы/ЛСКисх, Квен=ЛСКисх/ЛСКстаб Диапазон выше 1,2 (в нашем исследовании до 3,0) регистрирован у 39,2% больных и свидетельствует об устойчивости системы (функцио нальной надежности). Сюда вошли больные, у которых регистрирована нормальная регуляция при любом варианте венозной динамики или компенсированное состояние регуляции на фоне положительной веноз ной динамики. Это показатель активной адаптации перитуморальной зоны с сохранением регуляторных механизмов.
При коэффициенте ниже 1,2 (37,5% больных) перитуморальная зо на опухоли не устойчива. В эту группу входят больные с компенсиро ванной артериальной регуляцией при отрицательной венозной динамике и больные с субкомпенсированным состоянием артериальной реактив ности при нормализации венозного оттока. Это показатель уязвимости перитуморальной зоны, достижения функционального предела регуля торных механизмов. Увеличивается вероятность послеоперационного отека или ишемии.
Значения менее 0,75 (23,3% больных) – прогностически неблаго приятный вариант, когда вероятность восстановления этого участка ко ры сомнительно. Эту группу составляют больные со срывом регуляции при любом варианте венозной динамики и больные с субкомпенсиро ванной реакцией на пробу при отрицательной венозной динамике.
Итак, с применением разработанного способа оценки микрососуди стой реактивности установлено, что адаптационные возможности ло кального кровотока вокруг церебральных опухолей в 49% случаев огра ничены. В наибольшей степени изменения локальной реактивности за висят от гистологического варианта опухоли (вернее, от условного вре мени роста) и локализации новообразования по отношению к коре, в меньшей степени – от уровня ВЧГ и состояния магистральной регуля ции. Субкомпенсация является границей «обратимости» адаптационных процессов, в ряде случаев в этой группе при нарушении венозного отто ка наступали необратимые структурные изменения перитуморальной зоны.
Вариант венозной динамики является решающим фактором, опре деляющим устойчивость перитуморальной зоны в группах с компенси рованной и субкомпенсированной регуляцией артериального кровотока.
Затруднение венозного оттока резко ограничивает компенсацию и адап тационные возможности системы локальной регуляции. Венозный сосуд имеет резерв адаптации, реализующийся при декомпрессии мозга. Он зависит от адекватности артериальной регуляции, жесткости окружаю щих тканей (степени отека), венозного оттока полушария в целом.
Сильной корреляционной зависимостью он связан с тяжестью состояния больного до операции и в ближайшем послеоперационном периоде.
Устойчивость перитуморальной зоны определяется сочетанием факторов: венозным оттоком и сохранностью регуляции, в том числе магистральной. А влияние гистологического варианта и локализации опухоли менее выражено.
Установлены значения скорости локального артериального крово тока, за пределами которых наступает срыв регуляции: более 18 см/с и менее 4 см/с.
Использованные методики тепловидения и доплерографии под твердили свою эффективность в диагностике состояния перитумораль ной зоны опухоли головного мозга в процессе оперативного вмешатель ства.
ВЫВОДЫ 1. Дифференцировано четыре степени адаптационных изменений локального кровотока вокруг новообразования: норма, компенсация, субкомпенсация и срыв регуляции. Локальная реактивность сохранена у 51% больных, преимущественно при оболочечных опухолях головного мозга и аденомах гипофиза. Компенсация (23,3% больных) отмечена преимущественно при глиальных опухолях 1-2 степени злокачественно сти и их продолженном росте. Субкомпенсация зарегистрирована у 8,4% больных. Исчерпание регуляторных возможностей отмечено у 17,5% больных с глиальными опухолями III-IV степени злокачественности и их продолженным ростом.
2. Изменения реактивности локального кровотока перитумораль ной зоны опухоли зависят от темпа роста (гистологического варианта) опухоли r=0,5 (р=0,0296) и локализации ее по отношению к коре r=0, (р=0,0138), в меньшей степени от уровня магистрального кровотока r=0,20 (р=0,410) и выраженности признаков внутричерепной гипертен зии r=0,14 (р=0,441).
3. Способность регуляторных механизмов нивелировать реактив ную гиперемию при декомпрессии отражена в разработанном нами ко эффициенте усиления кровотока (Ко). Значения менее 1,1 соответствуют сужению границ регуляции;
более 3,0 – декомпенсированному состоя нию локального кровотока (вазомоторный паралич);
в диапазоне 1,1-2, – сохранности регуляции и компенсированному состоянию локального кровотока. Более всего Ко коррелирует с магистральной регуляцией r= 0,67 (р=0,0122).
4. Вариант венозной динамики является решающим фактором, оп ределяющим устойчивость перитуморальной зоны в группах с компен сированной и субкомпенсированной регуляцией артериального кровото ка. Дифференцирована положительная (зарегистрирована у 66,7% боль ных) и отрицательная (зарегистрирована у 33,3% больных) венозная динамика.
5. Разработан интегральный показатель функционального состоя ния перитуморальной зоны опухоли, отражающий степень сохранности артериальной регуляции и состояние венозного оттока – коэффициент устойчивости (Куст). При значениях более 1,2 система локального крово тока перитуморальной зоны активно адаптируется к изменениям, менее 1,2 система становиться неустойчивой к возмущениям, ниже 0,75 иссле дуемый участок коры не восстанавливает свои функции.
6. Разработан способ оценки реактивности локального кровотока перитуморальной зоны супратенториальных опухолей с помощью мик роваскулярной доплерографии и тепловидения. Доказана его эффектив ность для определения нарушений регуляции кровотока.
СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ 1. *Березина В.В., Кравец Л.Я., Воловик М.Г., Шелудяков А.Ю.
Использование холодовой пробы для интраоперационной оценки реак тивности микрососудов перитуморальной зоны супратенториальных опухолей //Вестник Нижегородского государственного университета им. Н.И. Лобачевского. – Нижний Новгород. – 2008. – Вып. №3.- с.61 2. *Березина В.В., Кравец Л.Я., Воловик М.Г., Шелудяков А.Ю.
Реакция локального кровотока перитуморальной зоны супратенториаль ных опухолей на частичную декомпрессию мозга (вскрытие твердой мозговой оболочки) //Физиология человека. – М. – 2008.- №4.- с.45- 3. *Березина В.В., Шелудяков А.Ю. Динамика венозного крово тока перитуморальной зоны супратенториальных опухолей в процессе оперативного вмешательства //Региональное кровообращение и микро циркуляция. – М. – 2008.- №3. – с.25- 4. *Березина В.В., Шелудяков А.Ю. Расчет «коэффициента ус тойчивости» перитуморальной зоны супратенториальных опухолей //Тихоокеанский медицинский журнал. – Владивосток.- 2008.- №3.- с.31 5. Березина В.В., Зубов А.А., Кравец Л.Я. Динамика мозговой макроциркуляции при ушибах головного мозга на фоне субарахнои дального кровоизлияния //Материалы Всероссийской конф. мол. нейро хирургов «Поленовские чтения» 16-17 марта 2001. – СПб. – 2001. – с.106-108.
6. Березина В.В., Шелудяков А.Ю., Кравец Л.Я. Методология изучения церебрального венозного кровотока при нейрохирургических вмешательствах //Материалы Всероссийской конф. молодых ученых «Поленовские чтения». – СПб. – 1998. – с. 7. Березина В.В., Шелудяков А.Ю., Кравец Л.Я. Расчет «коэф фициента устойчивости» перитуморальной зоны супратенториальных опухолей //Материалы Всероссийской конф. «Поленовские чтения». – СПб. – 2008. – с. 113-114.
8. Воловик М.Г., Колесов С.Н., Кравец Л.Я., Шелудяков А.Ю., Березина В.В. Интраоперационная оценка регуляторных возможностей микроциркуляторного русла перитуморальной зоны супратенториаль ных опухолей с помощью тепловидения //Материалы VII Международ ной конференции «Прикладная оптика-2006». – СПб. – 2006. – с.92-96.
9. Грибков А.В., Беляков В.А., Кравец Л.Я., Березина В.В., Ше лудяков А.Ю. Необходимы ли мышечные релаксанты для интубации трахеи у больных с травматическим сдавлением головного мозга?
//Материалы VI международного симпозиума «Современные мини мальноинвазивные технологии». – СПб. – 2001. – с. 10. Грибков А.В., Кравец Л.Я., Березина В.В., Шелудяков А.Ю.
Мышечные релаксанты для интубации трахеи у больных с объемными поражениями головного мозга //Материалы VI международного симпо зиума «Современные минимальноинвазивные технологии». – СПб. – 2001. – с. 11. Федоров А.Н., Фраерман А.П., Березина В.В. Транскрани альная доплерография при травматических внутричерепных гематомах малого объема //Материалы VI международного симпозиума «Совре менные минимальноинвазивные технологии». – СПб. – 2001. – с. 12. Федоров А.Н., Фраерман А.П., Шелудяков А.Ю., Березина В.В. Транскраниальная доплерография при травматических внутриче репных гематомах малого объема //Материалы VI международного симпозиума «Современные минимальноинвазивные технологии». – СПб. – 2001. – с. 13. Шелудяков А.Ю., Березина В.В. Моделирование венозного кровотока коры в процессе устранения травматического сдавления го ловного мозга //Материалы III Съезда нейрохирургов России 4-8 июня 2002. – СПб. – 2002. – с. 14. Шелудяков А.Ю., Березина В.В. Моделирование венозного кровотока коры в процессе устранения травматического сдавления го ловного мозга //Материалы III Съезда нейрохирургов России 4-8 июня 2002. – СПб. – 2002. – с. 15. Грибков А.В., Бритов Д.Н., Березина В.В., Шелудяков А.Ю., Самохвалов Е.Ю. Пропофол-Липуро 1% – компонент тотальной внут ривенной анестезии на головном мозге /Методические рекомендации. – Нижний Новгород. – 2005. – 15 с.
16. Березина В.В., Шелудяков А.Ю. Особенности динамических реакций микроциркуляции перифокальной зоны супратенториальных опухолей в ответ на декомпрессию (вскрытие ТМО) //Сборник тезисов конф. ННХЦ «Актуальные проблемы нейрохирургии». – Йошкар-Ола. – 2007. – с. 17. Березина В.В., Шелудяков А.Ю. Особенности микроцирку ляции коры при объемных образованиях головного мозга //Сборник тезисов конф. ННХЦ «Актуальные проблемы нейрохирургии». – Йош кар-Ола. – 2007. – с. 18. Зубов А.А., Шелудяков А.Ю., Березина В.В. Травматическое субарахноидальное кровоизлияние //Сборник тезисов конф. ННХЦ «Травмы и заболевания нервной системы». – Кострома. – 2000. – с. 19. Федоров А.Н., Березина В.В. К вопросу диагностики и лече ния травматических внутричерепных гематом малого объема //Сборник тезисов конф. ННХЦ. – Кинешма. – 2001. – с. 20. Шелудяков А.Ю., Березина В.В., Зубов А.А. Опыт примене ния транскраниальной доплерогроафии при черепно-мозговой травме //Сборник тезисов конф. ННХЦ «Травмы и заболевания нервной систе мы». – Кострома. – 2000. – с. 21. Шелудяков А.Ю., Березина В.В. Мозговой кровоток в про цессе декомпрессии мозга //Сборник тезисов конф. ННХЦ «Травмы и заболевания нервной системы».- Сыктывкар.- 2004. – с. 107.
22. Шелудяков А.Ю., Березина В.В. Интраоперационная веноз ная доплерография //Сборник тезисов конф. ННХЦ «Актуальные про блемы нейрохирургии». – Вологда. – 1999. – с.61- * издания, рекомендованные ВАК СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ PI – индекс периферического сопротивления АД – артериальное давление ВЧГ – внутричерепная гипертензия КТ – компьютерная томография ЛСК – линейная скорость кровотока МВДГ – микроваскулярная доплерография МРТ – магнитно-резонансная томография СМА – средняя мозговая артерия срЛСК – средняя линейная скорость кровотока ТВ – тепловидение ТКДГ – транскраниальная доплерография ТМО – твердая мозговая оболочка