Способ повышения уровня сознания пациентов с длительными нарушениями сознания методом краниоцеребральной гипотермии

Изобретение относится к медицине, частности к нейрореанимации и может быть использовано при лечении пациентов, находящихся в разных стадиях сохранения сознания.

Уровень техники

В качестве средств и методов реабилитации пациентов в вегетативном состоянии (ВС) или малом (минимальном) сознании (МС) известны традиционные методы, такие как медикаментозное воздействие: Способ лечения больных с персистирующим ВС (RU 2219929), Способ лечения пациентов в ВС и состоянии МС (RU 2612264); магнитная стимуляция головного мозга (ГМ): Способ лечения больных в коме и ВС (RU 2197294) и др.

В мировой клинической практике впервые применены методы неинвазивной СВЧ-регистрации температуры ГМ и краниоцеребральной гипотермии (КЦГ) в целях выявления реабилитационного потенциала, а также для реабилитации пациентов, длительно находящихся в состоянии угнетения сознания (кома, ВС, состояние МС).

Раскрытие изобретения

Исследования показали, что для здоровых лиц характерно наличие умеренной температурной гетерогенности ГМ, у пациентов в остром периоде тяжелых повреждений ГМ температурная гетерогенность резко нарастает с формированием очаговой гипертермии (до 40°C и выше), а у пациентов в ВС распределение температуры в различных областях коры больших полушарий оказывается равномерным. Так ΔТ между относительно разогретыми и холодными областями мозга у пациентов в ВС не превышала 0,9-1,0°C, тогда как для здоровых лиц ΔT колеблется в пределах 1,2-1,5°C, достигая 2,5-4°C у пациентов в остром периоде фокальной ишемии. (Шевелев О.А. с соавторами. «Патогенетическая роль церебральной гипертермии при поражениях головного мозга», Клиническая медицина, Т. 95, №4, 2017, стр. 302-309.).

В ранее проведенных исследованиях было показано, что вариации температуры ГМ, измеренной в симметричных областях левого и правого полушарий у здоровых лиц (n=110) характеризуются наличием положительных связей средней силы (умеренный уровень термогетерогенности), в остром периоде поражения мозга (n=96) связи меняются от сильных положительных до слабых отрицательных (высокий уровень гетерогенности).

Выбор метода неинвазивной регистрации температуры ГМ на основе регистрации мощности ЭМИ тканей в СВЧ-диапазоне обусловлен тем, что температура тканей является фундаментальным и интегральным отражением уровня их метаболической активности, динамики течения возбудительных процессов, гемодинамической обеспеченности, а также тем, что результаты ранее выполненных исследований позволяют перспективно оценить возможности методики применительно к оценке уровня реабилитационного потенциала и динамики восстановления функций у пациентов в ВС.

Показано, что в коме и ВС температура коры больших полушарий равномерно распределена по всем областям коры, а при повышении уровня сознания температурная гетерогенность нарастает, что отражает уровень реабилитационного потенциала.

Разработанный авторами изобретения метод аппаратной терапевтической гипотермии при церебральной патологии, ориентированный на краниоцеребральное отведение теплоты, существенно отличается от известных способов и ранее использовавшихся методов общего и локального охлаждения. Ранее данная методика в варианте КЦГ у данной категории пациентов не использовалась.

Показано, что применение КЦГ в соответствии с разработанной авторами изобретения методикой обеспечивает нарастание температурной гетерогенности коры мозга и приводит к повышению уровня сознания.

Заявляемые параметры индукции селективной гипотермии ГМ обоснованы опытом применения КЦГ у пациентов в остром периоде инсультов и нейротравмы, учитывают необходимый и достаточный уровень понижения температуры коры больших полушарий для инициации формирования цитопротекторного фенотипа нейронов.

С учетом особенностей температурного баланса пациентов в ВС и МС в разрабатываемой методике учтены параметры краниоцеребрального охлаждения, не допускающие развития общей гипотермии, но достаточные для проявления нейропротективного потенциала (длительность охлаждения, интенсивность теплоотведения и т.п.).

На клинической базе НИИ Реабилитологии Федерального научно-клинического центра Реаниматологии и Реабилитологии в 2017-2018 г. были проведены исследования с применением заявляемой технологии. Были проведены исследования температурного баланса ГМ у пациентов в ВС (n=62) для которых были характерны очень сильные положительными связи (коэффициент корреляции выше 0,9), демонстрируя жесткость сформированных в ЦНС систем и полное отсутствие температурной гетерогенности. 16-ти пациентам в ВС были проведены курсы КЦГ длительностью 60-90 минут в условиях интенсивного отведения теплоты (температура кожи головы стабилизирована на уровне 5°C по всей поверхности) после чего охлаждающий шлем снимали без периода медленного согревания, как это принято в методике КЦГ в остром периоде патологии. Измеряли температуру коры мозга до КЦГ и в разные периоды после КЦГ. Процедура охлаждения вызывала понижение температуры коры ГМ на 3-5°C.Сеансы охлаждения проводили ежедневно. У 6 пациентов на разных этапах курсового применения КЦГ нарастала температурная гетерогенность ГМ (от 6-й до 22-й процедуры), что сопровождалось повышением уровня сознания, выходом в МС или ясное сознание. Таким образом, в пилотном исследовании показана перспективность применения СВЧ-радиотермометрии ГМ для оценки динамики реабилитации, а также управляемой КЦГ при проведении реабилитационных мероприятий у пациентов в ВС.

Аппаратное обеспечение методики включает управляемую обратную связь по данным мониторинга температуры кожи под шлемом и тимпанической температуры, что позволяет достаточно точно удерживать уровень отведения тепла в задаваемых пределах.

Существенно, что в пилотном исследовании применения метода КЦГ у пациентов в ВС и МС (всего 10 из 15 пациентов с различными по происхождению грубыми поражениями ГМ) было показано улучшение неврологического статуса, повышение уровня сознания и снижение летальности. В свою очередь, это демонстрирует перспективность применения селективной церебральной гипотермии у пациентов с длительным угнетением сознания.

Заявляемое изобретение направлено на решение задачи определения параметров краниоцеребрального охлаждения, не допускающих развития общей гипотермии и последующих осложнений, но достаточных для проявления нейропротективного потенциала (длительность охлаждения, интенсивность теплоотведения и т.п.), учитывающих особенности температурного баланса пациентов в ВС и МС.

Краткое описание чертежей

На Фиг. 1 представлены области проекции измерения температуры коры больших полушарий.

На Фиг. 2 показан график температурного баланса пациентки после первого сеансе КЦГ

На Фиг. 3 показан график температурного баланса пациентки после 22 сеанс КЦГ

Способ осуществляют следующим образом.

КЦГ - методика селективного охлаждения волосистой поверхности кожи головы с помощью специальных шлемов аппарата терапевтической гипотермии АТГ-01 (разрешен к клиническому применению регистрационное удостоверение - ФСР 2011/11788 от 29.08.2011 г.).

При проведении КЦГ первоначально осуществляют регистрацию температуры коры больших полушарий.

Метод неинвазивной регистрации температуры коры больших полушарий основан на регистрации мощности собственного электромагнитного излучения (ЭМИ) глубоких тканей ГМ в 18 точках, по 9 в каждом полушарии, соответствующих нейрофизиологической карте Клейста, отражающих наиболее частую локализацию ишемических инфарктов. На Фиг. 1 представлены области проекции измерения температуры коры больших полушарий.

Измерения проводят при помощи антенны-аппликатора аппарата РТМ-01- РЭС, (регистрационное удостоверение - ФСР 2007/01307 от 03.12.2007 г., разрешен к клиническому применению), которую устанавливают на волосистой поверхности кожи головы в области проекции указанных точек.

Контакт антенны с кожей должен быть плотным. Значения температуры определяют расчетным путем.

Определяют наличие наибольшей разницы (ΔТ°C) между относительно более теплыми и холодными областями.

Аппарат терапевтической гипотермии АТГ-01 обеспечивает поверхностное отведение тепла от волосистой части головы с помощью шлемов, содержащих каналы, по которым принудительно циркулирует хладоноситель с регулируемой температурой. В области плотного контакта шлема с поверхностью головы обеспечивается энергичное теплоотведение, позволяющее уже через 1 час добиться понижения температуры больших областей ГМ на 1-2,5°C. Увеличение длительности экспозиции до 2-х часов приводит к значительному снижению температуры мозга без изменений базальной температуры. Контроль температуры ГМ в указанных случаях осуществляют при помощи неинвазивной СВЧ-радиотермометрии.

После измерения температуры коры больших полушарий осуществляют коррекцию синдрома церебральной гипертермии путем КЦГ с использованием аппарата АТГ-01. Для проведения сеанса КЦГ на голову пациента надевают гипотермический (охлаждающий) шлем, в котором температура достигает+5°C, поверх которого надевают термоизолирующий шлем, позволяющий плотно фиксировать охлаждающий шлем. Проверяют качество контакта шлема с поверхностью головы, не допуская появления полостей под шлемом. Гипотермический шлем надевают охлажденным, в режиме включения циркуляции хладоносителя (пропиленгликоль).

Сеансы КЦГ проводят ежедневно. Длительность процедуры составляет 60-120 минут, поскольку для индукции гипотермии мозга необходимо снижение температуры мозга на 1,5-2°C на что требуется не менее 45 минут.

Фиксируют динамику изменения неврологического статуса путем определения уровня температурной гетерогенности.

Измерение температуры ГМ проводят до сеанса КЦГ, сразу после сеанса КЦГ и каждые 15 мин после сеанса КЦГ до возвращения исходной температуры коры ГМ.

Увеличение ΔT>1°C характеризует нарастание температурной гетерогенности мозга и повышение уровня реабилитационного потенциала. При увеличении значения ΔТ не менее чем на 1,2°C, а уровень сознания пациента из ВС выходит на уровень минимального, малого или ясного сознания, проводят дополнительно 3-5 ежедневных закрепляющих эффект сеансов КЦГ, после чего курс заканчивают.

Клинический пример

Пациентка Ф., 22 лет поступила в ФНКЦ РР 20.06. 2018 г из реанимационного отделения клинической больницы с диагнозом: «Последствия тяжелой сочетанной закрытой черепно-мозговой травмы (ЧМТ) от 25.05.2018: Ушиб ГМ тяжелой степени, с формированием мелкоточечных очагов 3-4 вида (1) полюсе правой височной доли, субкортикальных отделов правого полушария мозжечка, кровоизлияния (1 см³) в полости III желудочка без сдавления и дислокации ГМ». Помимо повреждений ГМ у пациентки диагностирована закрытая осложненная спинальная травма. Перелом поперечного отростка С5 и С7 позвонков справа. Посттравматический плечевой плексит справа. Переломы поперечных отростков L1-L2-L3 позвонков справа. Открытый двухсторонний перелом нижней челюсти в области угла справа и зубов 3.2-3.3 слева со смещением отломков. Закрытая травма грудной клетки. Переломы ребер 1, 7, 8 ребер справа и 6 ребра слева без выраженного смещения костных отломков. Ушиб обоих легких. Правосторонний умеренный гемоторакс (до 200-400 мл). Закрытый перелом с/3 правой ключицы со смещением отломков. Закрытый разрыв лонного сочленения, перелом левой седалищной кости без смещения отломков. Ушиб почек. Закрытый перелом шиловидного отростка левой локтевой кости. Закрытый перелом V пястной кости правой кисти без смещения отломков. Ушибленная ушитая (25.05.2018) рана правого коленного сустава. Гематома правой щеки. Анемия легкой степени. При первичном поступлении пациентке проведена трепанация черепа в левой височной области, а также наложение аппарата внешней фиксации костей таза. Также была выполнена иммобилизация отломков нижней челюсти.

К моменту поступления в ФНКЦ РР: уровень сознания - ВС. Пациентка находится в постели в пассивном положении в приданной позе. Глаза при осмотре открыты, взгляд не фиксирует, за осмотром не следит. Инструкции не выполняет. Реакция на боль - отсутствует. Собственная речь, артикуляция отсутствует. Дыхание - самостоятельное через трахеостомическую канюлю. Ригидности затылочных мышц не выявлено. Глазные щели D=S. Зрачки D<S, точечные, округлой формы. Прямая реакция зрачков на свет сохранена, содружественная реакция зрачков на свет сохранена. Окулоцефалический рефлекс сохранен, снижен. Корнеальный рефлекс живой. Лицо в покое асимметрично за счет отека правой щеки. Мышцы конечностей и туловища развиты правильно. Фасцикуляции и миокимии не определяются. Тетраплегия. Силу мышц оценить не предоставляется возможным из-за снижения уровня сознания. Р-с Бабинского отрицателен. Функции тазовых органов не контролирует.

Система органов дыхания: Дыхание самостоятельное, через трахеостомическую канюлю. Обе половины грудной клетки участвуют в акте дыхания равномерно. Перкуторный звук легочный. Аускультативно в легких: дыхание с жестким оттенком, хрипы не выслушиваются. ЧД 22 в мин. SpO₂ 99%.

Сердечно-сосудистая система: Тоны сердца приглушены, ритмичны. Шумы не выслушиваются. АД 140/83 мм рт.ст. ЧСС 88/мин. На ЭКМ: синусовый ритм. Пульс на лучевых артериях удовлетворительного наполнения, напряжения.

Пищеварительная система: Живот симметричный, увеличен в размере за счет ПЖК, при пальпации мягкий, безболезненный во всех отделах. Перистальтика активная. Селезенка не пальпируется. С-м Щеткина отрицательный. С-м Ортнера отрицательный.

После проведения комплекса диагностических лабораторных и инструментальных исследований, а также с использованием методов нейровизуализации установлен диагноз: последствия тяжелой сочетанной травмы, закрытой ЧМТ. Ушиб ГМ тяжелой степени с формированием мелкоточечных очагов в полюсе правой височной доли, субкортикальных отделов правого полушария мозжечка, кровоизлияния (1 см³) в полости 3 желудочка без сдавления и дислокации ГМ. Закрытая осложненная спинальная травма. Переломы поперечного отростка С5 и С7 позвонков справа. Посттравматический плечевой плексит справа. Переломы поперечных отростков L1-L2-L3 позвонков справа. ВС.

Интенсивную терапию проводили в соответствии с международными рекомендациями по ведению пациентов с тяжелой черепно-мозговой травмой.

Осуществляли СВЧ-термометрию головного мозга с термокартированием и КЦГ в соответствии с заявляемой методикой.

Методика СВЧ-термометрии головного мозга с термокартированием и КЦГ.

Методика проведения КЦГ заключалась в следующем: первоначально была измерена исходная температура коры больших полушарий. В этих целях антенна-аппликатор аппарата РТМ-01- РЭС была установлена на волосистой поверхности кожи головы в 9-ти областях измерения по каждому полушарию - левому и правому симметрично.

Было выявлено наличие наибольшей разницы (ΔТ°C) между относительно более теплыми и холодными областями в правом и в левом полушарии (СВЧ-термометрия с регистрацией собственного электромагнитного излучения (ЭМИ) тканей человека в микроволновом диапазоне (λ=3-60 см, частота 109-1010 Гц), антенной диаметром 3,2 см с глубиной локации 4-7 см сантиметров от поверхности кожи), которая составила 0,9°C.

Термокартирование головного мозга, выполненное при первом сеансе КЦГ выявило специфическую картину температуры мозга. До КЦГ температура мозга представляла практически прямую линию во всех точках его измерения. Результаты термокартирования ГМ, выполненные при первом сеансе КЦГ, представлены на Фиг. 2.

У данной пациентки температурная гомогенность была связана с выраженным отеком ГМ и повышением ВЧД на момент поступления. На ЭЭГ у пациентки доминировала диффузная медленная активность дельта- и тэта-диапазонов с низкой и средней амплитудой. Успешность терапии отека (КЦГ + медикаментозная) проявлялась в нарастании температурной гетерогенности и повышении ΔТ до 1,5°C между относительно холодными и разогретыми областями мозга, что сопровождалось повышением уровня сознания. Результаты термокартирования ГМ, выполненные при 22-м сеансе КЦГ, представлены на Фиг. 3.

Сеансы КЦГ начаты на вторые сутки после поступления. Проведено 25 сеансов КЦГ продолжительностью 60-120 мин. Контроль состояния пациентки при лечении с использованием метода КЦГ осуществляли с помощью мониторинга неврологический симптоматики, данных ЭЭГ, ВП, допплерографических исследований сосудов шеи, мозга и сердца; с помощью магнитно-резонансной томографии ГМ, а также клинико-лабораторных исследований (исследование нейроспецифичной энолазы, белка S-100, белков теплового/холодового шока (БТШ и БХШ).

На ЭЭГ у пациентки появился альфа-ритм, чередующийся с медленно волновой активностью, с присутствием реакции активации. Проведено всего 25 сеансов КЦГ. К 17-му сеансу уровень сознания пациентки повысился до минимального сознания минус. К 22-му сеансу уровень сознания повысился до ясного. С целью закрепления эффекта сеансов КЦГ дополнительно было проведено еще 3 сеанса. На 60-е сутки пациентка была переведена в отделение реабилитации.

Также по данным мозгового кровотока отмечали некоторое нарастание скоростных параметров кровотока по передним мозговым артериям, что также коррелировало с повышением уровня сознания больной, особенно к 22 сеансу КЦГ, когда пациентка вышла на ясное сознание.

Полученные результаты.

После проведения 1-го сеанса КЦГ отмечено снижение локальной температуры ГМ до 34°C в теменно-затылочной области, преимущественно в правом (наиболее пострадавшем) полушарии. Наибольшая разница температуры ΔТ полученная при первом измерении в правом полушарии составила 0,9°C. С 11-го сеанса КЦГ отмечено нарастание ΔТ, которая к 25-му сеансу достигла 1,5°C. При оценке сознания после 25 сеансов КЦГ его уровень соответствовал ясному с выраженными когнитивными и эмоционально-волевыми расстройствами (правильно ориентируется в окружающем при грубом снижении памяти, критики, способности к волевым усилиям и адекватным эмоциональным реакциям, быстро истощается). Шкала CRS-R 23 б. (4+5+6+3+2+3). Распознает объекты, стойко выполняет вербальные команды, использует объекты с его функциональным назначением, речь четкая, коммуникативность активная, бодрствует. На вопросы отвечает правильно. Выполняет инструкции правильно. Ориентирована в месте, собственной личности. Проявляет дифференцированные эмоциональные реакции в виде плача, улыбки. Ригидности затылочных мышц нет. Симптом Кернига отрицательный. Симптомы Брудзинского (верхний, средний, нижний) отрицательный

Глазные щели - D=S. Зрачки D<S. Фотореакции сохранены. Окулоцефалический рефлекс сохранен. Жевательная мускулатура развита удовлетворительно. Корнеальный рефлекс живой. Лицо в покое симметрично. Глоточный рефлекс сохранен. Гиперсаливации нет. Рефлексы орального автоматизма: Маринеску-Радовичи с двух сторон. Анализ температурной реакции показал выраженную температурную гетерогенность, особенно в левом, относительно менее пострадавшем полушарии.

Таким образом, у пациентки с диагнозом: «Последствия тяжелой сочетанной ЧМТ, ушиб ГМ тяжелой степени, с формированием мелкоточечных очагов в полюсе правой височной доли, субкортикальных отделов правого полушария мозжечка, кровоизлияния (1 см³) в полости III желудочка без сдавления и дислокации ГМ. Закрытая осложненная спинальная травма. Переломы поперечного отростка С5 и С7 позвонков справа. Посттравматический плечевой плексит справа. Переломы поперечных отростков L1-L2-L3 позвонков справа. ВС.» проведение интенсивной терапии в соответствии с международными рекомендациями по ведению пациентов с тяжелой черепно-мозговой травмой в сочетании с КЦГ привело к существенному улучшению состояния. У пациентки повысился уровень сознания до ясного. Произошел выход из ВС .Пациентка активно выполняет инструкции, вступает в речевой контакт, пытается артикулировать и вокализировать (оценка по шкале CRS-R возросла до 23б). Увеличилась мышечная сила в конечностях.