Ммп 9 ишемический инсульт автореферат диссертации

Автореферат и диссертация по медицине (14.01.11) на тему: Ишемический инсульт

Автореферат диссертации по медицине на тему Ишемический инсульт

КРЕМНЕВА ЕЛЕНА ИГОРЕВНА

ИШЕМИЧЕСКИЙ ИНСУЛЬТ: ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ РЕОРГАНИЗАЦИЯ СЕНСОМОТОРНЫХ СИСТЕМ ПРИ ИМИТАЦИИ ЛОКОМОЦИИ

Специальность 14.01.11 – нервные болезни

14.01.13- лучевая диагностика, лучевая терапия

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном учреждении «Научный центр неврологии» Российской академии медицинских наук.

доктор медицинских наук, профессор Черникова Людмила Александровна; кандидат медицинских наук Коновалов Родион Николаевич;

Кадыков Альберт Серафимович, доктор медицинских наук, профессор, Федеральное государственное бюджетное учреждение «Научный центр неврологии») Российской академии медицинских наук, заведующий 3-м неврологическим отделением; Пронин Игорь Николаевич, член-корреспондент РАМН, доктор медицинских наук, профессор, Федеральное государственное бюджетное учреждение «Научно исследовательский институт нейрохирургии им. академика H.H. Бурденко» Российски” академии медицинских наук, отделение нейрорентгенологии, главный научный сотрудник.

Ведущая организация: Государственное учреждение Московский областной научно-исследовательский клинический институт им. М.Ф. Владимирского.

совета Д 001.006.01 при ФГБУ «НЦН» РАМН по адресу: 125367, г. Москва, Волоколамское шоссе, 80.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБУ «НЦН» РАМН.

2012 года в /¿часов на заседании диссертационного

Ученый секретарь диссертационного совета,

кандидат медицинских наук Гнедовская Елена Владимировна

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. За последние несколько лет были достигнуты значительные успехи в профилактике и лечении ишемического инсульта. Тем не менее, острое нарушение мозгового кровообращения остается ведущей причиной нетрудоспособности во всем мире: по данным ВОЗ, ежегодно регистрируется 100-300 случаев инсультов на 100 000 населения [Кадыков A.C. и соавт., 2008]. Поэтому одной из первостепенных задач в данной области является выявление механизмов восстановления нарушенных функций после перенесенного инсульта.

К одной из таких функций относится возможность активного перемещения в пространстве – ходьба Известно, что у человека супрасгашалышй контроль играет важнейшую роль в контролировании локомоторных процессов [Батуев A.C., 1984; Cummings J.L., 1993; Шмидт Р. и соавт., 2005]. Знание механизмов супраспипального контроля ходьбы как в норме, так и при повреждении головного мозга позволит управлять нейропластическим потенциалом мозга и осуществлять регуляцию активности значимых центров, способствуя функциональному восстановлению при их повреждении с последующим восстановлением утраченных функций и улучшением качества жизни пациентов с поражением нервной системы.

На протяжении вот уже более 20 лет такие методики нейровизуализации, как функциональная магнитно-резонансная томография (фМРТ) и диффузионно-тензорная МРТ, стоят во главе in-vivo исследований, направленных на понимание нейроналышх субстратов восстановления после перепесенного ОНМК.

ФМРТ основана на феномене BOLD (blood oxygen level с1ереш1еп1)-эффекта, являющегося следствием увеличения соотношения окси- и дезоксигемоглобипа в дренирующих вепах участков нейрональной активности [Toga A.W., Mazziolta J.C., 2002]. Приоритетным направлением в данпой области является разработка методик надежпого воспроизведения локомоторпых процессов при наличии двигательного дефицита во время проведения фМРТ исследования с последующим их использованием для определения характерных паттерпов активации коры у различных групп пациентов, а также исследование характера изменений этих паттернов у отдельных лиц на протяжении всего периода реабилитации. Кроме того, в этом свете определенный интерес имеет изучение целостности проводящих путей ЦНС при помощи диффузионно-тензорной МРТ

(отражающей степень направленности диффузии молекул воды в измеряемом объеме) в совокупности с данными фМРТ для оценки функциональной реорганизации сенсомоторной системы в зависимости от степени поражения проводящих путей.

Исходя из вышеизложенного, была поставлена цель исследования: выявить особенности функциональной реорганизации супраспинальных сенсомоторных систем, ответственных за локомоцию, у больных с ишемическим инсультом в различные периоды заболевания.

1. Разработать фМРТ парадигму для сенсомоторных систем, отражающую процесс локомоции.

2. Оценить особенности активации корковых зон головного мозга при проведении данной фМРТ парадигмы в норме.

3. Оценить зоны активации коры головного мозга и состояние проводящих путей посредством методик фМРТ и ДТ-МРТ у больных с различной локализацией ишемического инсульта в различные периоды заболевания.

4. Изучить влияние степени повреждения КСТ на формирование паттерна функциональной перестройки сенсомоторной коры у больных с инфарктами головного мозга различной локализации в различные периоды.

5. Определить прогностическое значение различных паттернов функциональной перестройки сенсомоторной коры и различного объема поражения КСТ для восстановления нарушенных двигательных функций у больных с перенесенным ОНМК.

Научпап новизна: впервые предложена оригинальная сепсомоторная парадигма, имитирующая процесс ходьбы в условиях магнитно-резонансного томографа в режиме реального времени, что позволило получить визуализациошше данные функциональной организации сенсомоторных систем, ответственных за. локомоцию как в норме, так и у больных с постинсультными гемипарезами.

Впервые изучены особенности реорганизации супраспинальных систем контроля локомоции в разные периоды инсульта и при разной локализации очага поражения, что позволило выявить механизмы восстановления навыка ходьбы в разные сроки инсульта.

Сопоставление объема активации супраспинальных систем контроля локомоции при фМРТ, объема поражения КСТ и первичной моторной коры со степенью нарушения способности к ходьбе позволили уточнить прогностическое значение каждого из них для восстановления навыка ходьбы в разные периоды инсульта.

Практическая значимость: использование предложенной сенсомоторной фМРТ-парадигмы имитации процесса ходьбы в условиях магнитно-резонансного томографа дает возможность изучения состояния систем супраспинального контроля локомоции и прогнозирования восстановления навыка ходьбы, что может явиться основой для разработки индивидуальной реабилитационной стратегии и определения длительности реабилитации у пациентов с перенесенным ОНМК.

Читайте также:  Речь после инсульта без логопеда

Основные положения, выносимые на защиту.

1. Разработанная фМРТ-парадигма позволяет оценить супрасгашальпую систему контроля локомоции как в норме, так и при патологических изменениях ЦНС.

2. Локализация инфаркта головного мозга влияет на формирование паттерна реорганизации супраспинальной системы контроля локомоции.

3. Особенности локализации и объема зон активации сенсомоторной системы, наблюдаемые при имитации локомоции, коррелируют со степенью мобильности при ходьбе у пациентов с перенесенным ОНМК.

4. Вторичное поражение проводящих путей (по данным ДТ-МРТ) оказывает влияние на особенности реорганизации сенсомоторной системы (по данным фМРТ) у пациентов с различной локализацией ишемического инсульта в разные периоды заболевания.

Апробация работы состоялась на совместном заседании научных сотрудников 1-го, 11-го, Ш-го, У-го, У1-го неврологических отделений, научно-консультативного, нейрохирургического отделений, отделения лучевой диагностики, отделения нейрореабилитации и физиотерапии, отделения нейрореанимащш и интенсивной терапии, лаборатории эпидемиологии и профилактики заболеваний нервной системы, научно-координационного отдела, лаборатории экспериментальной патологии нервной системы,

лаборатории гемореолопш и гемостаза, отдела исследований мозга ФГБУ «Научный ценггр неврологии» РАМН 12 марта 2012 г.

Материалы диссертации были представлены и обсуждены: ш VI Всемирном конгрессе по нейрореабилитации (Вена, 2010 г.), на IV Всероссийском Национальном конгрессе по лучевой диагностике и терапии «Радиология 2010» (Москва, 2010 г.), на 17-м Европейском конгрессе по физической и реабилитационной медицине (Венеция, 2010 г.), в рамках Научных и клинических конференций НЦН РАМН (Москва, 2010 г.), на Европейском конгрессе по радиологии – 2011 (Вена, 2011 г.), на Невском радиологическом форуме – 2011 (Санкт-Петербург, 2011), на конференции «Центральный Федеральным округ: инновационные компании – системе здравоохранения» (Дубна, 2011 г.), на 17-й ежегодной встрече Общества картирования головного мозга (Квебек, 2011 г.), на конференции «Актуалъпыс проблемы космической биологии и медицины» в рамках Космического форума 2011 (Москва, 2011 г.), на Конференции Молодых ученых НЦН РАМН (Москва, 2012 г.)

Публикации. По теме диссертации опубликовано 10 научных работ, из них – 3 в журналах, рекомендуемых ВАК. Получен патент на изобретение № 2428931 от 20.09.2011.

Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 136 страницах машинописного текста, включает 19 таблиц и 24 рисунка. Работа состоит из введения, обзора литературы, общей характеристики обследованных больных и методов исследования, главы, отражающей собственные результаты, обсуждения полученных результатов, выводов, практических рекомендаций, указателя литературы, насчитывающего 136 источников (в том числе 21 отечественных и 115 иностранных работ).

МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Общая характеристика обследованных лиц. Настоящее исследование проведено в ФГБУ «Научный центр неврологии» РАМН в период с 2009 по 2011 гг. Обследуемые были разделены на 2 группы: группа здоровых добровольцев и группа пациентов с цереброваскулярпой патологией.

1. Группа здоровых добровольцев. В нее вошли 19 человек без патологии со стороны ЦНС, ССС и других систем органов: 9 мужчин и 10 женщин, средний возраст составил 38[31,5;60] лет. Все обследуемые были правши.

2. Группа пациентов. Было обследовано 43 пациента с впервые выявленным инсультом по ишемическому типу (ИИ) в бассейне средней мозговой артерии с умеренным/выраженным гемипарезом. В группу вошло 30 мужчин и 13 женщин, средний возраст составил 54[4б;б0] лет. Инсульт в правом полушарии большого мозга отмечался у 23 больных, в левом полушарии большого мозга – у 20 больных. Нарушение поверхностной чувствительности стопы различной степени тяжести на стороне гемипареза отмечалось у 28 пациентов, нарушение мышечно-суставного чувства легкой степени – у 8 пациентов. Все пациенты были правши. В свою очередь, пациенты этой группы в зависимости от локализации зоны инфаркта были разделены на 2 подгруппы: с корково-подкорковой локализацией (КПК) – 23 человека – и с подкорковой локализацией (ПК) инфаркта – 20 человек. Внутри каждой подгруппы пациенты различались по периоду заболевания: острый (21 сутки), восстановительный (2-12 месяцев) и резидуальный (более 1 года). Группы были сопоставимы по полу и возрасту.

Методы. Для объективизации степени выраженности имеющегося неврологического дефицита нижних конечностей и оценки нарушения ходьбы в группе пациентов при поступлении нами применялись следующие шкалы:

1. Шкала Fugl-Meyer для оценки степени пареза в ноге, с диапазоном значений от 0 до 34 баллов (норма 34 балла).

2. Шкала Perry для оценки функциональной мобильности при ходьбе, с диапазоном значений от 0 до 5 баллов (норма 5 баллов).

Всем обследуемым проводилась МРТ головного мозга на магнитно-резонансном томографе Magnetom Avanto с величиной магнитной индукции 1,5 Тесла. МРТ-сканировапие включало в себя: стандартный режим Т2-взвешенных изображений для локализации зоны инфаркта и исключения другой патологии, исследование в режиме 3D-Т1 градиентное эхо для получения подробных анатомических данных, исследование в режиме бесконтрастной времяпролетной ангиографии 3D-TOF для оценки проходимости сосудов виллизиева круга, фМРТ для локализации локомоторной сенсомоторной сети головного мозга и ДТ МРТ для оценки повреждения проводящих путей ЦНС.

Читайте также:  Как пользоваться аппаратом диадэнс пкм для лечения последствий инсульта

1. По данным режима Т2-ВИ на рабочей станции Siemens Syngo проводилось измерение:

• объема инфаркта у каждого пациента путем выделения зоны интереса на каждом срезе с последующим сложением полученных размеров при помощи стандартного программного обеспечения. Затем с учетом толщины срезов и расстояния между ними вычислялся искомый параметр.

• площади поперечного сечения левой и правой ножек мозга. У каждого пациента выбирался аксиальный срез Т2-взвешенного изображения, на котором латеральная борозда наиболее заметно разделяла покрышку от ножки мозга. Границей правой и левой ножек мозга являлся перпендикуляр, который проводился к длинной оси ножки. Очерчивание границ ножек мозга проводилось вручную с последующим измерением площади поперечного сечения левой и правой ножек мозга.

2. В соответствии с первой задачей нашей работы была разработана фМРТ-парадигма для выявления, локализации и оценки сенсомоторных корковых представительств, вовлеченных в процессы локомоции, с использованием специального прибора – подошвенного имитатора опорной нагрузки при ходьбе. Работа аппарата осуществлялась по принципу создания пневмомеханического давления на соответствующие опорные зоны стопы с помощью пневмокамер, работающих в режимах реальных локомоций. Парадигма представлена блоковым дизайном, состоящим из чередующихся периодов покоя, когда пневмокамеры ортезов не работают, и периодов активации, когда происходит поочередное надувание пневмокамер в режиме медленной ходьбы (75 шаг/мин). За время одного сканирования происходило чередование 6 периодов покоя и активации. Предварительная постобработка проводилась при помощи программы SPM5 – Statistical parametric mapping (Welcome Trust Centre of Neuroimaging, London, UK) на базе MatLab 7.4 (2010a). В процессе постобработки данных фМРТ-исследования для интересующих зон активации в каждом полушарии рассчитывались следующие характеристики:

• объем зоны активации, в мм3;

• координаты центра зоны активации в стандартном стереотаксическом пространстве

• для двусторонних зон активации – коэффициент латерализации К, рассчитываемый

по формуле рассчитываемый по формуле [R-L/R+L] (где R – объем активации в правом полушарии, L-объем активации в левом полушарии). 3. Для обработки данных JIT-KÍPT на рабочей станции Syngo Siemens на сгенерированных картах измеряемого коэффициента диффузии – ИКД – и фракционной анизотропии – ФА – у каждого больного вручную было выделено 3 симметричные области интереса, соответствующие компактному расположению кортикоспинального тракта (КСТ): ]) передние две трети заднего бедра внутренней капсулы; 2) основание ножки мозга; 3) верхний уровень основания моста. В выделенных областях исследования были определены значения ИКД, отражающего ограничения движения молекул воды in vivo, и ФА, отражающей степень направленности диффузии внутри вокселя.

Статистическая обработка результатов проводилась на Intd-совместимом персональная компьютере с применением программ Microsoft Excel, а также пакета компьютерных прикладных программ SPSS 16.0. При этом применялись следующие непараметрические методы: анализ связи (корреляции) двух признаков (метод Спирмена); сопоставление двух и трех независимых групп по количественному признаку (соответственно с использованием U-критерия Манн-Уитни и метода Краскела-Уоллиса); сопоставление двух и трех зависимых групп по количественному признаку (соответственно с использованием метода Уилкоксона и Фридмена); описательная статистика. Данные представлены в виде медианы, 25% и 75% квартилей (Мс [25%; 75%]). Статистически значимыми считались результаты при р 0,05) (для координаты х для левого полушария брался модуль значений,

поскольку знак “-” для данной координаты отражает лишь ее расположение в левом полушарии), из чего следует, что зоны расположены симметрично.

Успешное использование фМРТ-иарадигмы в группе здоровых добровольцев позволило нам применить ее в группе пациентов с ишемическим инсультом.

Была проведена качественная и количественная оценка зон активации в подгруппах с различной локализацией зоны инфаркта в различные периоды заболевания.

Активация сенсомоторной коры в группе пациентов с корково-подкорковой локализацией ишемического инсульта

При количественной оценке особенностей зон активации первичных и вторичных зон сенсомоторной коры в группе с КПК локализацией ИИ в зависимости от срока заболевания (Рисунок 3) отмечалась дезорганизация сенсомоторной системы как в пораженном, так и в интактном полушарии с практическим отсутствием визуализации первичных и вторичных сенсомогорных зон в острый период. В ранний и поздний восстановительные периоды отмечалось появление вторичных и третичных сенсомоторных зон в интактном полушарии, несколько уменьшенных в объеме по сравнению с нормой. Также отчетливо выявляется активация первичиой сенсомоторной коры в описываемом полушарии, объем которой примерно в 2 раза снижен по сравнению с группой нормы. Активация в пораженном полушарии продолжала отсутствовать. В резцдуальную стадию отмечалось появление активации и в пораженном полушарии, а общий паттерн активации приблизился к таковому группы нормы.

При сопоставлении показателей способности больного к самостоятельной ходьбе по шкале Perry и объёма зоны активации при фМРТ (Рисунок 4), у больных с КПК локализацией ИИ выявлена обратная связь с объемом зоны активации SM1+SMA в пораженном полушарии (г -0,77, р 0,025) и тенденция к прямой связи с объемом этой зоны в интактном полушарии (i=0,6, р=0,10), что можно рассматривать как одно из подтверждений преобладания паттерна контрлатеральной реорганизации сенсомоторной системы у пациентов с KIIK локализацией.

Объем зоны SMI +SMA, мм’

Читайте также:  Уход за больными после микроинсульта

Объем зоны IPL. мм°

острый восст резидуальн

Рисунок 3. Активация сеясомоторной коры в группе с корково-подкорковой локализацией ишемического инсульта в различные сроки. ПП – пораженное полушарие, ИП – интакгное полушарие.

Рисунок 4. Графики корреляции между показателем способности к самостоятельной ходьбе (шкала Perry) н объемом зоны активации SM1+SMA в пораженном (А) и интактном (Б) полушариях у пациентов с корково-подкорковой локализацией ИИ.

Активация сенсомоторной коры в группе пациентов с подкорковой локализацией ишемического инсульта

В группе с ПК локализацией инфаркта при проведении фМРТ в острый период все сенсомоторные зоны интереса присутствовали, причем размеры зоны ЭКИ+БМЛ в обоих полушариях были сопоставимы с размерами аналогичной зоны в норме, тогда как активация вторичной сенсорной коры – зона 1РЬ – была уменьшена в объеме в обоих полушариях (Рисунок 5). В дальнейшем, в ранний и поздний восстановительный периоды, происходило увеличение зон активации: как первичной сенсомоторной коры (зона 8М1+8МА), так дополнительной зоны 1РЬ. Что касается резидуальиого периода, то полученные данные показывают, что паттерн активации сенсомоторной коры стал возвращаться к характерному для группы нормы, а именно: уменьшение зон активации в И1 глистном полушарии; хотя зона БМИ-вМЛ в пораженном полушарии оставалась значительно увеличенной по сравнению с нормой.

Увеличение объема активации зон в обоих полушариях в данной группе является характерным для субкортикальных инфарктов [Сао У. й а1., 1998; ОеНтегя С. е1 а. 1997]. Чрезмерная активация моторной коры на стороне поражения, отмечаемая при ПК локализации, может служить отражением обширного ее вовлечения при попытке выполнить задание, несмотря на повреждение КСТ. Следовательно, восстановление будет оптимальным, когда зона М1 не только сохранна структурно, что выявляется при подкорковых инфарктах по сравнению с корковыми, но и когда она не полностью разъединена. Что касается выраженного вовлечения зоны М1 в непораженном полушарии, существует мнение, что на ранних стадиях восстановления оно возникает вследствие вовлечения прямых (нсперскрсщивающихся) волокон КСТ с целью компенсировать повреждение КСТ на стороне поражения [Са1аиШ С. еГ а1., 2003].

Корреляционный анализ в группе с подкорковой локализацией инфаркта выявил тенденцию к прямой связи между показателем мобильности при ходьбе и объемом зоны активации 1РЬ в пораженном полушарии (г=0,47, р=0,12) (Рисунок 6). Полученные данные можно рассматривать как проявления более благоприятного паттерна ипсилатеральной реорганизации сенсомоторной коры у больных с подкорковой локализацией инсульта.

Рисунок 5. Активация сенсомоторной коры в группе с подкорковой локализацией ишемического инсульта в различные сроки. ПП – пораженное полушарие, ИП -интактное полушарие.

Рисунок 6. График корреляции между показателем способности к самостоятельной ходьбе (шкапа Perry) и объемом зоны активации IPL в пораженном полушарии у пациентов с подкорковой локализацией ИИ.

Сопоставление особенностей активации сенсомоториой коры между группами с различной локализацией ИИ в различные сроки заболевания

‘ При сопоставлении зон активации групп с КПК и ПК локализацией в остром периоде показано, что несмотря па отсутствие достоверных различий между степенью пареза ноги по шкале Fugl-Meyer и мобильности по шкале Perry между группами (Рисунки 7,8), паттерн активации разнился: в группе больных с КПК локализацией отмечалась дезинтеграция активации сенсомоториой системы, тогда как в группе больных с ПК локализацией активация всех зон интереса присутствовала, и паттерн активации приближался к таковому в норме. Такие разные варианты активации в двух группах пациентов в этот период могут быть связаны с различной степенью поражения вещества головного мозга: так, инфаркты КПК локализации в нашем исследовании значительно превосходили по размерам инфаркты ПК локализации и были связаны с патологическими изменениями в более крупных сосудах, соответственно, выраженность перифокального отека и нарушение гемодинамики как в ядре инфаркта, так и на отдалении превосходила таковую при небольших подкорковых ИИ с поражением небольших глубоких ветвей СМА. Эти факторы в совокупности с поражением коркового вещества и обуславливают дезинтеграцию сенсомоториой системы в группе КПК. Причем данная дезинтеграция выявляется не только в пораженном, но и в условно интактном полушарии, что может свидетельствовать о более глубоком нарушении гемодинамических процессов во всем веществе головного мозга в ответ на повреждение того или иного его участка.

При сопоставлении групп в сроки 2-12 месяцев степень пареза ноги по шкале Fugl-Meyer и степень мобильности по шкале Perry в группе с ПК локализацией инфаркта были достоверно лучше, чем в группе с КПК локализацией (Рисунки 7,8). При этом продолжали сохраняться различия в паттерне активации сенсомоториой сети, ответственной за супраспинальный контроль локомоции: в группе с КПК локализацией показано преобладание паттерна контрлатеральпой реорганизации, которая происходит в основном за счет усиления активации зон SM1+SMA и IPL в непораженном полушарии; в группе с ПК локализацией преобладал более прогностически благоприятный паттерн ипсилатеральной реорганизации, когда происходит прогрессивное увеличение объема активации зон SM1+SMA и IPL, причем для пораженного полушария это нарастание более выражено, чем для непораженного.

Источник

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Adblock
detector