Автореферат и диссертация по медицине (14.00.16) на тему:Метаболические характеристики различных зон головного мозга у больных с последствиями ишемического инсульта

На правах рукописи

МКРТЧЯН НАРЕК СЕРГЕЕВИЧ

МЕТАБОЛИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ РАЗЛИЧНЫХ ЗОН ГОЛОВНОГО МОЗГА У БОЛЬНЫХ С ПОСЛЕДСТВИЯМИ ИШЕМИЧЕСКОГО ИНСУЛЬТА

14.00.16 - патологическая физиология 14.00.13 - нервные болезни

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

Москва - 2008

003445822

Работа выполнена на кафедре неврологии Федерального Государственного Учреждения Учебно-научный Медицинский Центр Управлении Делами Президента Российской Федерации (Москва)

Научный руководитель:

Доктор медицинских наук, профессор. В.И. Шмырев Официальные оппоненты:

доктор медицинских наук, профессор А.Г. Санадзе

доктор медицинских наук, профессор М.Ю. Мартынов

Ведущая учреждение: ГОУ ВПО Московская Медицинская Академия им. И.М Сеченова

Защита диссертации состоится 2008 года в

_часов на заседании Диссертационного Совета Д001.003 01

при ГУ Научно-исследовательском институте общей патологии и патофизиологии РАМН (125315, Москва, Балтийская ул , д. 8)

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института Автореферат разослан ¿ё^^ет-дн 2008г

Ученый секретарь диссертационного совета

Л Н Скуратовская

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы: Сосудистые заболевания мозга являются наиболее частой причиной смертности и инвалидизации населения во многих странах мира Ежегодно в РФ регистрируется более 400 тысяч случаев инсультов Первичный выход на инвалидность после инсульта составляет 3,2 на 10000 населения, а к труду возвращается не более 20% ранее работавших больных. Инвалиды вследствие цереброваскулярных заболеваний составляют 9,8% в структуре общего контингента инвалидов среди населения (Косичкин М.М и др., 2000; Виленский Б С., 2002, Гусев Е И., и др., 2003).

К настоящему времени большое число отечественных и зарубежных авторов уделяют внимание реабилитации постинсультных больных (Ильницкий А.Н, 2002, Крищюнас А И. и др , 2002; Кадыков А С., 2003, Шкловский В М , 2003; ТеаэеН е1 а1., 2004). Следует отметить, что при традиционном лечении, ориентированном на коррекцию неврологического и когнитивного дефицита, к труду возвращаются 20% больных, а после прохождения курсового восстановительного лечения в условиях специализированного реабилитационного учреждения этот показатель достигает 61% (Валунов О А. и др., 1990)

Необходимо подчеркнуть, что реабилитация больных инсультом связана с большими трудностями и не всегда достаточно эффективна. Это обусловлено, прежде всего, особенностями контингента (пожилой возраст, тяжесть сопутствующих соматических заболеваний, невысокие реабилитационные возможности, касающиеся основных видов жизнедеятельности), а также с недостаточной изученностью компенсаторных и саногенетических механизмов головного мозга после очагового поражения ишемического генеза

Особый интерес и важность представляет исследование патологических и саногенетических механизмов на метаболическом уровне у больных с перенесенным ишемическим инсультом, так как понимание этих механизмов играет важную роль в лечении больных страдающих этой патологией

Разработанный в течение нескольких десятилетий прошлого века метод позитронной эмиссионной томографии (ПЭТ) является уникальным по сравнению с известными нейровизуализационными методами Этот метод позволяет качественно и количественно исследовать головной мозг на метаболическом уровне. Особую актуальность имеет исследование метаболических и функциональных изменений постинсультного мозга Разработка и внедрение в клиническую практику метода ПЭТ открыла новые возможности в понимании этой патологии на метаболическом уровне (Ter-Avetisyan V. 1977, Yarovsky Pj, Ingvar DH, 1986, Sokoloff L 1992).

В России впервые исследования мозговых процессов методом ПЭТ проводились в Институте Мозга Человека под руководством академика РАН H П. Бехтеревой. За последние десятилетия сотрудниками института изучались изменений метаболизма мозга при разных патологических состояниях, результаты которых нашли свое отражение в комплексной терапии неврологических и нейрохирургических больных, в том числе и сосудистых мозговых катастроф (Медведев C.B., Рудас М.С. 1998). ПЭТ - новый и перспективный методом, который в будущем имеет большие предпосылки активного внедрения в клиническую практику и диагностику.

Цель работы: исследование функциональных и метаболических особенностей патологии и саногенеза больных с последствиями перенесенного ишемического инсульта в бассейне СМА, по данным ПЭТ, в отдаленных

зонах от постишемического очага, а так же в центральных зонах полушарий

Задачи исследования:

1 Изучить особенности функциональных и метаболических изменений в отдаленных от очага поражения зонах с помощью ПЭТ.

2. Исследовать характер и степень функциональных связей между непораженными регионами по данным ПЭТ.

3. Определить изменения функциональной межрегионарной полушарной асимметрии по данным ПЭТ

4. Оценить состояние когнитивных функций больных по психометрическим тестам

5. Изучить метаболические и функциональные изменения в контрлатеральных и ипсилатеральных от очага поражения зонах, по данным ПЭТ.

Научная новизна. Настоящая работа является первым в нашей стране, позволяющая выявить особенности функциональных и метаболических изменений отдаленных зон головного мозга у больных с последствиями ишемического инсульта (ИИ). Исследование посвящено выявлению качественно новых особенностей метаболических и функциональных изменений в отдаленных зонах поражения в бассейнах ПСМА и ЛСМА у больных с последствиями перенесенного ишемического инсульта.

Такое исследование имеет важное практическое значение для разработки методов выявления функциональных и метаболических изменений в отдаленных зонах от очага поражения при помощи ПЭТ

Предложен ЭВМ алгоритм выявления функциональных связей интересующих зон головного мозга в статическом

трехмерном изображении ПЭТ, который рекомендуется внедрить в программно-аппаратный комплекс ПЭТ.

Предложен подход к реабилитации больных в зависимости от характера выявленных изменений.

Теоретическая и практическая значимость работы:

полученные данные позволяют глубже понять механизмы саногенеза и патогенеза постишемических расстройств. Доказана необходимость исследования метаболических и функциональных изменений в отдаленных регионах от очага поражения головного мозга методом ПЭТ для оценки функциональных связей между отдаленными от очага зонами мозга методом ПЭТ. Также предложена возможность использования и внедрения в аппаратное средство ПЭТ алгоритма получения из статической ПЭТ картины динамические функциональные и метаболические характеристики основных функциональных зон головного мозга. Указанны методы коррекции тактики

реабилитационных мероприятий больных в зависимости от качественных и количественных изменений в отдаленных от очага зонах

Положения выносимые на защиту:

1. У больных с отдаленными последствиями ишемического инсульта (ИИ) выявляются качественно новые функциональные связи между отдаленными непораженными зонами головного мозга.

2. Изменения метаболической активности у больных с последствиями ИИ в указанных непораженных зонах в сравнении с пациентами хронической цереброваскулярной недостаточностью (ДЭ)

3. Выявлены функциональные метаболические связи между разными зонами мозга у пациентов без очагового поражения.

Апробация работы, состоялась 03.03 2008 на кафедре неврологии в ФГУ «УНМЦ» УД Президента РФ Основные результаты работы доложены на научно-практической конференции «Новые методы диагностики и лечения неврологических больных», Москва, 23-25 марта 2008

Публикации по теме диссертации опубликовано 6 работ.

Структура и объем диссертации: материалы диссертации изложены на 143 страницах машинописного текста, проиллюстрирована 27 рисунками и 9 таблицами. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, 5 глав, посвященных результатам собственных исследований и их обсуждению, выводов, практических рекомендаций. Библиографический список содержит 265 источников, из них 123 отечественных, 142 иностранных

Весь материал, представленный в диссертации, получен, обработан и проанализирован лично автором.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Клиническая характеристика больных и методы исследования.

Материалом для данного исследования послужили результаты статического наблюдения за группой из 44 больных с перенесенным ишемическим инсультом в бассейнах ЛСМА или ПСМА, давность которого составила более 6-12 месяцев. Указанные больные были отобраны из 57 пациентов, перенесших ишемический инсульт в 2003-2006 гг. и находящихся под наблюдением в ведомственных неврологических отделениях, функционирующим на базе КБ №1 и на кафедре неврологии ФГУ "УНМЦ" УД Президента РФ под руководством заведующего кафедрой неврологии, дм.н., Лауреат Премии Правительства РФ, профессора В.И Шмырева.

Среди обследованных пациентов - 23 мужчин и 22 женщин в возрасте от 57 до 79 лет (средний возраст составил 65±8,35 лет). Контрольную группу составили 16 больных, не перенесших очаговой патологии головного мозга, но с. явлениями дисциркуляторной энцефалопатии (ДЭ) в разной степени выраженности. Состояние больных оценивали на момент проведения ПЭТ исследования.

Больные были включены в исследование по следующим критериям

• возраст больных от 50 до 80 лет

• последствия острого ИИ в бассейне JICMA или ПСМА, давностью до 3 лет

• кистозно-рубцовые изменения, после перенесенного ИИ с локализацией в центральных частях полушарий подтвержденные при помощи данных нейровизуализационного исследования (КТ или МРТ)

Клинико-неврологическое исследование проводилось по общепринятой методике, систематизированной на кафедре неврологии ФГУ "УНМЦ" УД Президента РФ. У всех больных характер инсульта, размеры очага ишемии и его локализация были верифицированы при помощи методов нейровизуализации (КТ, МРТ). При клинико-неврологическом обследовании оценивались состояния когнитивных функций по шкале (MMSE) и неврологический статус по шкале (NIH)

ПЭТ исследование проводили на аппарате Ecat Exact 7 фирмы Siemens.

Для исследования энергетической активности головного мозга нами был выбран радиофармпрепарат 18FDG. Перед нами были поставлены следующие задачи:

• визуально оценить целостность активности головного мозга

• оценить степень энергетической активности разных функциональных зон мозга

• оценить метаболическую гомогенность в разных функциональных зонах мозга

• оценить межполушарную метаболическую асимметрию в разных функциональных зонах мозга

• оценить корреляции активности между разными функциональными зонами головного мозга. Надо отметить, что функциональные зоны головного мозга были помечены близко к описанию локализации анализаторов, описанных в работе А Р. Лурия.

Техника проведения ПЭТ исследования

Во время исследования все больные находились в бодрствующем состоянии Для снижения гиперактивности зрительной, слухоречевой и двигательной коры, пациента изолировали от звуковых и зрительных раздражителей, а также ограничивали двигательную активность. Исследование длилось от 30 до 45 мин.

Полученные результаты переносились в общую базу данных программы Microsoft Access, далее по определенным критериям формировали группы Полученные данные обрабатывались статистически с применением программного пакета SPSS 11.0 и Excel.

При статистическом анализе учитывались следующие параметры

• Уровень метаболической активности глюкозы1 для анализа использовали среднее значение, стандартное отклонение и асимметрию вариационного ряда Поскольку метод ПЭТ очень чувствителен к индивидуальным отклонениям показателей метаболической активности глюкозы, то в наших статистических методах использование абсолютной величины среднего значения было бы недостоверным. Для этого нами был использован параметр асимметрии (As), с помощью которого и оценивали «густоту» распределений показателей вариационного ряда Все

изменения в головном мозгу, описанные в нашем исследовании, мы характеризуем как тенденцию к изменению в какую-то сторону, а не абсолютное константное изменение.

• Для оценки «гомогенности» метаболизма использовали значение эксцесс (Ех), при помощи которого определяли степень разнородности варьируемых показателей

• При корреляционном анализе исследовали взаимосвязь изменений средних значений срезов каждого уровня между собой.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Данные, полученные при анализе энергетической активности исследованных функциональных зон головного мозга больных без очагового поражения показали, что функциональная организация мозга имеет довольно определенные закономерности У этой группы больных, при определенных состояниях во время обследования выявлено, что максимальной активностью обладают зоны, отнесенные к зрительной коре, к его первичным и вторичным зонам и конвекситальная височная кора левого полушария, которые ответственны за речечувствительную функцию Интересен тот факт, что больные были изолированы от звуковых и зрительных раздражений и, несмотря на это, в вышеописанных зонах была регистрирована высокая активность. Вероятно, сказанное свидетельствует об участии этих зон в процессах «внутреннего» мышления. Наименьшей активностью обладали структуры височной доли, особенно ее медиальные зоны

Данные, выявленные при исследовании межрегионарной асимметрии метаболической активности глюкозы у исследуемых больных, противоречат общепринятым нормам межрегионарной асимметрии,

которую принято считать до 10%. По нашим данным, значение «нормы» в первую очередь зависит от функционального состояния соответствующих гомонимных зон. При этом самая максимальная межрегионарная асимметрия выявлена в зрительной коре и в конвекситально-височных зонах. Как было выше описано, эти зоны обладают наиболее высокой активностью.

Довольно интересные данные получены при анализе функциональной взаимосвязи исследованных зон (Рис 1:).

АР1. АРЛ _____ Связь тестно

положительн ая

(0,7<г<1.0). _ _ _ Связь менее тестно положительн ая

(0,5<г<0,7). Связь тестно отрицательн ая (-0,7>г>-1.0).

Рис 1: симметричные связи между контрлатеральными одноименными зонами головного мозга Примечание: данная схема отражает графическую локализацию исследованных функциональных зон Примечание: использованная

аббревиатура одинакова для всех схем.

Связь менее тестноотриц ательная (-0,5>г>-0,7).

Примечание: АРЬ(Я) - правая и левая апикальная фронтальная кора, РМЦЯ) - правая и левая медиальная фронтальная кора, РЬЬ(Я) - правая и левая конвекситальная фронтальная кора, СНЦЯ)

- правая и левая головка хвостатого ядра, СВЬ(Я) - правое и левое тело хвостатого ядра, РА8Ь(Я) - правые и левые части скорлупы и бледного шара, ТАЬЦК) - правые и левые части таламуса. ТМЦЯ)

- правые и левые части медиальной височной коры, ТАЬ(Я) -правые и левые части апикальной височной коры, ТЬЦЯ) - правые и левые части конвекситальной височной коры,

РМЦЯ) - правая и левая теменная медиальная кора, РЬЦЯ) - правая и левая конвекситальная теменная кора, ОЬЦЯ) - правая и левая затылочная конвекситальная кора, ОМЦЯ) - правая и левая медиальная затылочная кора, СегЦЛ) - правая и левая кора полушарий мозжечка, V - червь мозжечка.

межструктурные связи у больных без очагового поражения

АР1 ага

Рис 3: Положительные межструктурные связи у больных без очагового поражения

На рисунке (рис. 1) показано, что некоторые регионы связываются с симметричными контрлатеральными зонами положительно-кореляционными связями, а в других зонах, связь выявить не удалось. В первую очередь это регионы, описанные Лурия, как неспецифические структуры мозга (таламус, головка хвостатого ядра, скорлупа и бледный шар),

медиальные зоны коры всех долек (височной, лобной, теменной и затылочной коры), которым присущи черты эволюционно старой коры, конвекситальная кора зрительной и теменной доли, полушария мозжечка, а также апикальная кора лобной доли. Это указывает на то, что симметричная корреляция активности более выражена в эволюционно старых структурах, нежели в новых, которым присуще понятие «функциональная латерализация». Очевидно, подобная симметричная положительная корреляция связана с отсутствием функциональной латерализации и большой функциональной нагрузкой, которая выявлена в задних отделах мозга, и связана с системой чувствительности. С другой стороны, нам не удалось выявить какой либо связи между степенью активности в исследованных регионах и степенью корреляции с симметричными аналогичными зонами. Противоречивые данные получены при сравнении медиальных отделов затылочных и височных зон, в одних выявлена более высокая активность, в других - меньшая. Это наводит на мысль, что корреляционный анализ отражает именно явление функциональной связи гомолатеральных структур.

Обращает на себя внимание и тот факт, что значения высокой активности выявлены в локализации тех анализаторных систем, активность которых связана с функционированием дистанторецепторов, таких как зрительная и слухоречевая, нежели тех чувствительных зон, активность которых связана с контакторецепторами. Напомним, что во время исследования, больные были изолированы от звуковых и световых раздражителей. Повышенная активность и высокая взаимосвязанность в этих зонах необходимо в первую очередь отнести к участию последних в процессах так называемой «внутренней» психической активности, процессов представления и мышления, для которого необходимо обязательное присутствие функционального звена обеспечивающего воссоздание образов имеющих символьное значение

Анализируя данные, в общих чертах, можно сказать, что двигательная активность в норме регулируется более сознательно, чем чувствительная сфера Невысокие показатели активности и зеркальные корреляции в зонах ответственных за произвольное движение объясняется тем, что больные во время исследования находились в лежачем состоянии и не выполняли произвольные движения.

В этой группе больных не удалось выявить и отрицательные корреляционные связи между симметричными регионами. Следует отметить, что межполушарные зеркальные корреляции являются либо положительными по своему характеру, либо они вообще отсутствуют.

Интересны также данные о межструктурной корреляции (Рис 2,3). Так большинство зон, которые относятся к неспецифическим структурам мозга, между собой связаны тесно- и менее тесноположительными корреляционными связями и по их общим признакам соответствуют определению организованной системы Так, нами описаны двусторонние тесные корреляции между: медиальной височной корой и дольками таламуса, медиальной теменной корой - скорлупой и бледным шаром, медиальной фронтальной корой и зрительной корой. Все эти вышеописанные связи являются двусторонними и перекрестными. Единственной отрицательной связью в указанных неспецифических структурах мозга является связь между головкой хвостатого ядра и таламусом, которая также является двусторонней и перекрестной.

В противоположность вышесказанному отрицательные корреляционные связи выявлены в эволюционно молодой, функционально латерализированной коре - в конвекситальных отделах лобных и височных долей с хвостами хвостатых ядер (Рис 3). На наш взгляд, это свидетельствует о тормозной активности эволюционно новой коры на неспецифические структуры мозга и вероятно она осуществляется при участии хвостатых ядер

При анализе метаболической активности контрлатеральных зон, по отношению к ишемическому очагу, получены интересные результаты. При ишемическом поражении левого полушария (ЛП) функциональные контрлатеральные зоны наиболее активно реагируют на повреждение чем соответствующие зоны при поражении правого полушария (ПП). В частности, мы наблюдали тенденцию к повышению активности в большинстве регионов ПП при поражении центральных зон ЛП. Это на наш взгляд говорит о большой пластичности правого полушария.

Самым наглядным примером контрлатерального диашиза является изменение метаболизма в контрлатеральном полушарии мозжечка. Заметим, что волокна связывающие кору больших полушарий и кору мозжечка, по всей вероятности, по их происхождению являются проекционными Степень изменений в мозжечке аналогично степени денервации органов мишеней, в данном случаи спинальных структур. Это объясняет аналогию между степенью снижения контрлатерального мозжечкового метаболизма и глубиной клинических проводниковых расстройств, а также его прогностическую роль в лечении. Нами было выявлено, степень контралатерального мозжечкового диашиза был почти в два раза выраженнее при инсультах ЛП, нежели ПП.

Другим, важным аспектом является то, что при поражении и ПП и ЛП в ипсилатеральных отдаленных зонах от очага, часто наблюдается тенденция к снижению метаболической активности. При этом пропорциональное соотношение уровня метаболической активности выявленной у контрольной группы сохраняется и в данном случае Это в первую очередь касается доминирующей роли по уровню активности зрительной коры, а исключением является конвекситальная височная кора ЛП, которая как бы является «ранимой» и значительно ниже по сравнению с контрольной группой как при поражении ПП, так и при поражении ЛП.

Интересной особенностью, выявленной при анализе всех параметров ишемизированной зоны является то, что

значение межрегионарной асимметрии зависит не только от степени снижения метаболической активности, но и от степени повышения активности в его контралатеральных регионах. В нашем случае межрегионарная асимметрия почти в два раза выше при очагах поражения в ЛП, чем при поражении ПП.

Наиболее информативные данные получены из корреляционного анализа между исследованными функциональными зонами мозга.

Рис 4: симметричные связи между контрлатеральными одноименными зонами головного мозга у больных с поражением в бассейне ЛСМА

Рис 5: симметричные связи между контрлатеральными одноименными зонами головного мозга у больных с поражением в бассейне ЛСМА

Ранее описанные черты положительной корреляции между одноименными зонами у больных контрольной группы сохраняются так же при очаговых поражениях, как в ЛП, так и в ПП. Однако при поражении ЛП выявлены изменения существующей тесной положительной корреляции между конвекситальными зонами коры затылочных и теменных долей в сторону менее тесной отрицательной корреляции. А при поражении ПП вышеуказанные связи, по сравнению с

контрольной группой, не отличались. Заметим, что описанные зоны являются представителями эволюционно молодой коры, которой присущи черты функциональной латерализации.

Вторым важным моментом является то, что и при поражении ПИ и при поражении ЛП между конвекситальными зонами коры височных и лобных долей устанавливается корреляционная связь положительного характера, которая отсутствовала у больных контрольной группы. Указанные зоны по происхождению также являются представителями эволюционно молодой коры.

Интересно то, что и при первом и втором случае появляются качественно новые связи между ипсилатеральными и контрлатеральными функциональными зонами мозга (Рис 6-12).

Рис 6: Отрицательно корреляционные связи между не одноименными контрлатеральными регионами головного мозга при поражении в БПСМА

Рис 7: Положительно корреляционные связи между не одноименными контрлатеральными регионами головного мозга при поражении в БЛСМА

Рис 8: Отрицательно корреляционные связи между не одноименными

контралатеральными регионами головного мозга при поражении в БЛСМА

Рис 9: Положительно корреляционные связи между не одноименными ипсилатеральными регионами головного мозга при поражении в БЛСМА

Рис 10: Положительные корреляционные связи между не

Рис 11: Отрицательные корреляционные связи между

одноименными ипсилатеральными не одноименными

регионами головного мозга при поражении в БПСМА

ипсилатеральными регионами головного мозга при поражении в БПСМА

корреляционные связи между не одноименными ипсилатеральными регионами головного мозга при поражении в БЛСМА

Рис 13: Отрицательные корреляционные связи между не одноименными ипсилатеральными регионами головного мозга при поражении в БЛСМА

Новообразованные связи имеют довольно сложную организацию и на основании полученных данных трудно отнести их к конкретной категории, организации или выявить общие черты. Учитывая тот факт, что эти связи могут только описывать функциональное взаимодействие между анализаторными системами больных находящихся в состоянии покоя и изолированных от внешних раздражителей при проведении исследования. Не исключается, что при иных состояниях, например при выполнении каких то двигательных и когнитивных действии мы бы получили совершенно другую картину корреляционного анализа. Однако из полученных данных можно выдвинуть некоторые общие закономерности:

• При поражении ЛП возрастает масса положительных корреляций между ипсилатеральными и контралатеральными функциональными зонами мозга, а при поражении ПП -отрицательных.

• Выявлена масса отрицательных связей конвекситальной коры лобной, теменной и височной доли ПП

с функциональными зонами контрлатерального полушария. Также можно подчеркнуть и появление массы положительных корреляционных связей между ипсилатеральными структурами обеих полушарий при поражении ЛП.

• Увеличение положительных связей конвекситальной коры обеих полушарий с червем мозжечка при поражении ЛП.

• Появление тесно-отрицательной и двусторонне перекрестной связи между медиальными отделами лобных долей с дольками таламуса и полушариями мозжечка При поражении ЛП подобная связь выявлена только между медиальной корой левой лобной доли и червем мозжечка.

Исследованные особенности изменений

функционального и метаболического состояния мозга у больных с постинсультными последствиями показывает необходимость дифференцированной реабилитационной терапии, как высших мозговых функции, так и проводниковых расстройств у больных с постишемическими последствиями в БПСМА и БЛСМА. Контрлатеральное полушарие является одним из «субстратов», который может компенсировать постишемический неврологический дефект у этих больных, однако его функциональность коренным образом различается при поражении в БЛСМА от поражения в БПСМА. Как показано в работе, ПП реагирует на поражение в БЛСМА повышением его энергетической активности, образованием множества корреляционных положительных связей с контрлатральными непораженными зонами и по всей вероятности играет роль в компенсации некоторых неврологических дефектов. При поражении же в БПСМА, в его контрлатеральных зонах повышение энергетической активности практически не наблюдалось, а между пораженными и непораженными зонами было выявлено преобладание отрицательных корреляционных связей.

Вышесказанное свидетельствует о большой пластичности правого полушария и более функциональной специализированное™ левого полушария.

Говоря о компенсации функции, на наш взгляд, нужно обязательно выделить 2 вида повреждения, которые специфичны именно для нервной системы при состоянии очагового поражения Первый отмечен между функциональными звеньями головного мозга, который осуществляется коммисуральными и ассоциативными связями, а второй - между центральным представительством и органом мишенью, в котором имеются функционально-проекционные связи. При сравнении функционально-метаболических расстройств, выявленных корреляционным анализом, и изменением степени активности в мозжечке (&опк>-, рапеЮ-, 1ешрогосегеЬе11апз), как представителем структуры несущие связь проекционного характера и корковыми зонами полушарий становится понятным, что функционально-метаболическая картина дистального аппарата проекционных связей страдает в большей степени Подобные яркие изменения метаболизма мы наблюдали и в медиальных отделах ипсилатеральной очагу поражения височной доли, в частности его медиальных отделах. Однако, при отсутствии достоверных данных преимущественно проекционного характера связей указанных зон, невозможно отнести его к поражению присущий в системах связанных проекционными волокнами.

Подводя итоги и основываясь на собственных исследованиях, можно сказать, что после острого очагового поражения головного мозга и вследствие их проводниковых расстройств, в глобальном понятии этого слова, в функционировании мозга возникает ряд изменений, имеющих организованный характер и, вероятно, они направлены на восстановление функций. Ишемический инсульт специфичен тем, что при этом возникает острое поражение проводящих путей, приводящих к денервации и деаферентации как «органов мишеней», так и функционально связанных

центральных зон мозга. Образование качественно новых связей между ними и изменение энергетическо-фукнциональной активности свидетельствует о переходе мозга в иное функциональное состояние и это является саногенетическим механизмом, направленным на сохранение и компенсацию утраченных функции путем содействия, посредничества других функциональных зон головного мозга.

ВЫВОДЫ

1. Как последствие очагового поражения ишемического характера в отдаленных от очага зонах головного мозга возникает ряд функционально-метаболических изменений, которые свидетельствуют о качественно новой системе взаимосвязанного функционирования анализаторных систем головного мозга.

2. Функциональная и метаболическая организация мозга, а также межполушарная метаболическая асимметрия имеет довольно определенные закономерности, как у больных без очагового поражения, так и в отдаленных периодах после очагового поражения центральных зон

3. Функциональные и метаболические характеристики эволюционно молодых и старых областей мозга (преимущественно коры мозга) различаются друг от друга и имеют свои особенности реагирования на поражения центральных зон.

4. Функционально-метаболические расстройства наиболее выражено проявляются в системе проекционных связей, чем в комисуральных и ассоциативных.

5. При очаговом поражении центральных зон между непораженными зонами развиваются новые функциональные связи, которые вероятно являются саногенетическим механизмом в ответ на денервацию и деафферентацию межрегиональных связей. Характер и

количество этих связей различаются у постинсультных больных в БПСМА и БЛСМА

6. Контрлатеральное полушарие и отдаленные от ишемической зоны структуры мозга претерпевают видимые и функционально значимые изменения, которые следует учитывать при проведении курса реабилитационной терапии у больных с последствиями полушарного ишемического инсульта.

7. Терапевтический подход реабилитации больных должен быть дифференцированным и индивидуальным по отношению к больным с последствиями перенесенного ишемического инсульта, учитывая характерные различия функциональных связей в правом и левом полушарии.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Шмырев В.И, Миронов Н.В, Мкртчян Н.С., Зайцева А.Ю. Диагностика сосудистой энцефалопатии методом ПЭТ.//Всероссийский Съезд Общества неврологов. Ярославль, 2006. - С. 87-89

2. Шмырев ВИ, Миронов HB., Мкртчян Н.С., Зайцева А.Ю. Функциональная и метаболическая асимметрия мозга и его исследование методом ПЭТ.//Кремлевская медицина. - 2006.-№1.-С 9-12

3. Шмырев В И., Миронов Н.В., Мкртчян Н.С., Зайцева А.Ю. Энергетический обмен мозга и его исследование методом ПЭТ.//Кремлевская медицина. . - 2006. - №1 -С. 7-9.

-244. Шмырев В И, Миронов Н В., Мкртчян Н.С, Язвенко А.А. ПЭТ диагностика обьем-ых обр гол мозга менингго-сосудистого ряда (менингиом) //Кремлевская медицина. - 2006. - № 1 - С. 17-18.

5. Шмырев В.И, Миронов Н.В., Мкртчян Н.С., Перипелицина Ю.М. Диагностика и лечение когнитивных расстройств при дисциркуляторной энцефалопатии. //Ж. Кремлевская медицина. - 2006. -№.1-С. 15-17.

6. Шмырев В И, Архипов C.JI, Мкртчян Н.С., Миронов Н.В. Оценка эффективности терапии когнитивных расстройств методом ПЭТ. //Актуальные вопросы клинической транспортной медицины Научные труды сотрудников ЦКБ №1 ОАО «РЖД».М - 2008. - Т.16 -12-18.

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

СМА - средняя мозговая артерия

ПЭТ - позитронная эмиссионная томография

ДЭ - дисциркуляторная энцефалопатия

ЛСМА - левая средняя мозговая артерия

ПСМА - правая средняя мозговая артерия

БПСМА - бассейн правой средней мозговой артерии

БЛСМА - бассейн левой средней мозговой артерии

ПП - правое полушарие

ЛП - левое полушарие

ИИ - ишемический инсульт

КТ - компьютерная томография

МРТ - магнитно-резонансная томография

ЧМН - черепно-мозговые нервы

ММА - межрегионарная метаболическая асимметрия

БЛАГОДАРНОСТИ

Хочу выразить глубокую благодарность моим учителям Шмыреву Владимир Ивановичу, Миронову Николай Владимировичу и Решетняку Виталию Кузьмичу. Начальнику отдела кадров ФГУ «УНМЦ» УД Президента РФ Егоровой Наталье Михайловне.

Директору Института Мозга Человека РАН Медведеву Святослав Всеволодовичу, сотрудникам отделения лаборатории позитронной эмиссионной томографии, а также Рудас Марине Сатуровне за переданный опыт и знания. Коллективу кафедры неврологии ФГУ «УНМЦ» УД Президента РФ и отделения радиоизотопной диагностики КБ №1 МЦ УД Президента РФ.

METABOLIC CHARACTERIZATION IN DIFFERENT BRAIN REGIONS IN PATIENT WITH SEQUELAE OF ISCHEMIC STROKE

A purpose of the study is functional and metabolic changes detection in regions distant from the post-ischemic focus according to the PET data. The results observed and conclude by the rummaging PET data of the 44 patients with ischemic stroke with using multilevel region activity calculation and functional relation detection algorithm. As a result of focal ischemic injury the number functional-metabolic changes take place in regions distant from the ischemic focus Also the number of new functional connections are appear between non damaged areas which are probably appearance of adaptive mechanism in response to denervation and deafferentation caused by stroke. Functional metabolic disorders are more pronounced in a system of projection connections than with commissural and associative connections. Functional and metabolic characteristics and response to injury of evolutionally young and old brain regions differ.

Подписано в печать 21 08 2008 г Печать трафаретная

Заказ № 646 Тираж 80 экз

Типография «11-й ФОРМАТ» ИНН 7726330900 115230, Москва, Варшавское ш, 36 (499) 788-78-56 \vrnv/ аиШгсГега! ги

Актуальность темы. Сосудистые поражения мозга являются наиболее частой причиной смертности и инвалидизации населения во многих странах мира. Ежегодно в РФ регистрируется более 400 тысяч случаев инсультов. Первичный выход на инвалидность после инсульта составляет 3,2 на 10 ООО населения, а к труду возвращается не более 20% ранее работающих. Инвалиды вследствие цереброваскулярных заболеваний составляют 9,8% в структуре общего контингента инвалидов среди населения (Косичкин М.М. и др., 2000; Виленский Б.С. и др., 2002; Гусев Е.И. и др., 2003).

К настоящему времени большое число отечественных и зарубежных авторов уделяют внимание реабилитации постинсультных больных (Ильницкий А.Н., 2002; Крищюнас А.И. 2002; Кадыков А.С., 2003; Шкловский В.М. 2003; Teasell et al., 2004). Следует отметить, что при традиционном лечении, ориентированном на коррекцию неврологического и когнитивного дефицита, к труду возвращалось 20% больных, после прохождения курсового восстановительног'о лечения в условиях специализированного реабилитационного учреждения этот показатель достигал 61% (Валунов О.А. и др., 1990).

Необходимо подчеркнуть, что реабилитация больных инсультом связана с большими трудностями и не всегда достаточно эффективна. Это обусловлено, прежде всего, особенностями контингента (пожилой возраст, тяжесть сопутствующих соматических заболеваний, невысокие реабилитационные возможности, касающиеся основных видов жизнедеятельности), а также с недостаточной изученностью компенсаторных и саногенетических механизмов головного мозга после очагового поражения ишемического генеза.

Цель исследования.

Исследование функциональных и метаболических особенностей патологии при постишемическом очаговом поражении центральных зон полушарий, а также выявление механизмов компенсации утраченных функций и проявления саногенетических механизмов у больных с последствиями перенесенного ишемического инсульта в бассейне СМА по данным ПЭТ.

Задачи исследования:

1. Изучить особенности функциональных и метаболических изменений в отдаленных зонах от очага поражения по данным ПЭТ.

2. Оценить характер и степень функциональных связей между непораженными регионами по данным ПЭТ.

3. Оценить изменения функциональной межрегионарной полушарной асимметрии по данным ПЭТ.

4. Оценить состояние когнитивных функций больных по психометрическим тестам и сопоставить с данными ПЭТ.

5. Изучить метаболические и функциональные изменения в контрлатеральных и ипсилатеральных от очага поражения зонах по данным ПЭТ.

Научная новизна.

Выявлены особенности функциональных и метаболических изменений отдаленных зон головного мозга у больных с последствиями ишемического инсульта в отдаленном периоде. Установлены качественно новые особенности и признаки метаболических, функциональных изменений в отдаленных от очага поражения зонах у больных с последствиями перенесенного ишемического инсульта в бассейнах ПСМА и JICMA в сравнении.

Обоснована и разработана методика выявления функциональных и метаболических изменений в отдаленных зонах от очага поражения при ПЭТ исследовании. Предложен подход к реабилитации больных в зависимости от характера выявленных изменений.

Теоретическая и практическая значимость

Доказана необходимость:

1) исследования метаболических и функциональных изменений в отдаленных регионах от очага поражения головного мозга методом ПЭТ в сочетании с психометрическими тестами,

2) . оценки функциональных связей между отдаленными от очага зонами методом ПЭТ

3) коррекции тактики реабилитационных мероприятий больных в зависимости от качественных и количественных изменений в отдаленных от очага зонах

Основные положения, выносимые на защиту

У больных после ишемического инсульта в отдаленном периоде по сравнению с пациентами с хронической дисциркуляторной энцефалопатией (ДЭ) выявлены качественно новые функциональные связи между отдаленными непораженными зонами головного мозга и метаболические изменения в указанных зонах.

Внедрение в практику

Результаты проведенной работы были внедрены в клиническую практику неврологического отделения клинической больницы №1, ЦКБ и в учебный процесс кафедры неврологии.

выводы

1 В последствии очагового поражения ишемического характера в отдаленных от очага зонах головного мозга возникает ряд функционально-метаболических изменений, которые свидетельствуют о качественно новой системе взаимосвязанного функционирования анализаторных систем головного мозга.

2 Функциональная и метаболическая организация мозга, а также межполушарная метаболическая асимметрия имеет довольно определенные закономерности, как у больных без очагового поражения, так и в отдаленных периодах после очагового поражения центральных зон.

3 Функциональные и метаболические характеристики эволюционно молодых и старых областей мозга (преимущественно коры мозга) различаются друг от друга и имеют свои особенности реагирования на поражения центральных зон.

4 Функционально-метаболические расстройства наиболее выражено проявляются в системе проекционных связей, чем в коммисуральных и ассоциативных.

5 При очаговом поражении центральных зон между непораженными зонами развиваются новые функциональные связи, которые вероятно являются саногенетическим механизмом в ответ на денервацию и деафферентацию межрегиональных связей. Характер и количество этих связей различаются у постинсультных больных в БПСМА и БЛСМА.

6 Контролатеральное полушарие и отдаленные от ишемической зоны структуры мозга претерпевают видимые и функционально значимые изменения, которые следует учитывать при проведении курса реабилитационной терапии у больных с последствиями полушарного ишемического инсульта.

7 Терапевтический подход реабилитации больных должен быть дифференцированным и индивидуальным по отношению к больным с последствиями перенесенного ишемического инсульта, учитывая характерные различия функциональных связей в правом и левом полушарии.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Данные, полученные при анализе энергетической активности исследованных функциональных зон больных, без очагового поражения показали, что функциональная организация мозга имеет определенные закономерности. У этой группы больных выявлено, что максимальной активностью обладают зоны зрительной коры, его первичные и вторичные зоны и конвекситальная височная кора левого полушария, которые ответственны за речечувствительную функцию. Интерес представляет тот факт, что больные были изолированы от звуковых и зрительных раздражений, но, несмотря на это регистрировалась высокая активность. Вероятно, сказанное свидетельствует об участии этих зон в процессах «внутреннего» мышления. Наименьшей активностью обладали структуры височной доли, особенно ее медиальные зоны.

Данные, выявленные при исследовании межрегионарной асимметрии, противоречат общепринятым радиологами «нормам» межрегионарной асимметрии, которую принято считать до 10%. По нашим данным, значение «нормы» в первую очередь зависит от функционального состояния соответствующих гомонимных зон, то есть максимальная межрегионарная асимметрия выявлена в зрительной коре и в конвекситально-височных зонах. Как было ранее описано, эти зоны обладают наиболее высокой активностью.

Интересные данные получены при анализе функциональной взаимосвязанности исследованных функциональных зон. Так выявлено, что некоторые регионы связываются с их симметричными контрлатеральными зонами положительно-кореляционными связями, а в других, каких либо связей не выявлено. В первую очередь это регионы, описанные Лурия как неспецифические структуры мозга (таламус, головка хвостатого ядра, скорлупа и бледный шар), медиальные зоны коры всех долек (медиальные зоны височной, лобной, теменной и затылочной коры), которым присущи черты строений эволюционно старой коры, конвекситальная кора зрительной и теменной доли, полушария мозжечка, а также апикальная кора лобной доли. Это указывает на то, что симметричная корреляция активности выражена в эволюционно старых структурах, нежели в новых, которым присуще понятие «функциональная латерализация». Очевидно, подобная симметричная положительная корреляция связана с одной стороны отсутствием функциональной латерализации с более функциональной нагрузкой, которая выявлена в задних отделах мозга и связана с системой чувствительности. С другой стороны нам не удалось выявить какого либо параллелизма между степенью активности в исследованных регионах и степенью корреляции, с симметричными аналогичными зонами. Противоречивые данные получены при сравнении медиальных отделов затылочных и височных зон: в одних выявлена более высокая активность, в других — меньшая. Это наводит на мысль, что корреляционный анализ может показывать именно явление функциональной связанности гомолатеральных структур и отражать его характер.

Обращает на себя внимание и тот факт, что значения высокой активности выявлены в локализации тех анализаторных систем, активность которых связана с функционированием дистанторецепторов, таких как зрительная и слухоречевая, нежели тех чувствительных зон, активность которых связана с контакторецепторами. Напомним, что во время исследования, мы исключили все звуковые и световые раздражения. Повышенная активность и высокая взаимосвязанность в этих зонах нужно в первую очередь отнести к участию их в процессах так называемой «внутренней» психической активности, процессов представления и мышления, для которого необходимо обязательное присутствие функционального звена, обеспечивающего воссоздание образов имеющих символьное значение.

Анализируя, можно сказать, что двигательная активность в норме более сознательно регулируемая, чем чувствительная сфера. Невысокие показатели активности и зеркальные корреляции в зонах ответственных за произвольные движения объясняется тем, что больные во время исследования находились в лежащем состоянии и не выполняли каких либо произвольных действии и движении.

У исследованных больных не удалось выявить отрицательные корреляционные связи между симметричными регионами. Следует заметить, что межполушарные зеркальные корреляции являются либо положительными по своему характеру либо они вовсе отсутствуют.

Интересны также данные о межструктурной корреляции. Так, большинство зон, относящихся к неспецифическим структурам мозга между собой связаны тесно и менее тесно положительными корреляционными связями и по общим признакам соответствуют определению организованной системы. Мы описали двусторонние тесные корреляции между медиальной височной корой — дольками таламуса, медиальной теменной корой — скорлупой и бледным шаром, медиальной фронтальной корой — зрительной корой. Все эти вышеописанные связи являются двусторонними и перекрестными. Единственной отрицательной связью в указанных неспецифических структурах мозга является связь - головка хвостатого ядра — таламус, которая также является двусторонней и перекрестной. И наоборот, отрицательные корреляционные связи выявлены в эволюционно молодой, функционально латерализированной коре — в конвекситальных отделах лобных и височных долей с хвостами хвостатых ядер. Это свидетельствует о тормозной активности эволюционно новой коры на неспецифические структуры мозга и что вероятнее осуществляется при участии хвостатых ядер.

При анализе метаболической активности контрлатеральных, по отношению к ишемическому очагу, функциональных зон получены интересные результаты. При ишемическом поражении ЛП функциональные контрлатеральные зоны наиболее активно реагируют на повреждение чем соответствующие зоны при поражении 1111. В частности мы наблюдали тенденцию к повышению активности в большинстве регионов ПП при поражении центральных зон ЛП, что говорит о большой пластичности правого полушария.

Самым наглядным примером контрлатерального диашиза является изменение метаболизма в контрлатеральном полушарии мозжечка. Заметим, что волокна связывающие кору полушарий и кору мозжечка, по всей видимости, по происхождению являются проекционными. Степень изменений в мозжечке аналогично степени денервации, органов мишеней, в данном случаи спинальных структур. Это объясняет аналогию между степенью снижения контрлатерального мозжечкового метаболизма и глубиной клинических проводниковых расстройств, а также его прогностическую роль в лечении. Интересные данные получены в наших исследованиях: так степень контрлатерального мозжечкового диашиза был почти в два раза выраженее при инсультах в ЛП, нежели при ПП.

Другим важным аспектом является то, что и при поражении ПП и ЛП в ипсилатеральных отдаленных зонах от очага почти всегда наблюдается тенденция к снижению метаболической активности. При этом пропорциональное соотношение уровня активности выявленной у контрольной группы сохраняется и здесь. Это в первую очередь касается доминирующей роли по уровню активности зрительной коры, а исключением является конвекситальная височная кора ЛП, которая как бы является «ранимой» и значительно ниже по сравнению с контрольной группой как при поражении ПП, так и при поражении ЛП.

Интересной особенностью, выявленной при анализе всех параметров ишемизированной зоны является то, что значение межрегионарной асимметрии зависит не только от степени снижения метаболической активности, но и от степени повышения активности в его контралатеральных регионах. В нашем случае межрегионарная асимметрия почти в два раза выше при очагах поражения в ЛП, чем при поражении ПП.

Наиболее информативные данные получены при корреляционном анализе между исследованными функциональными зонами мозга. Так, ранее описанные черты положительной корреляции между одноименными зонами у больных контрольной группы сохраняются и при очаговых поражениях, как в левом полушарии, так и в правом. Однако, выявлены изменения существующей тесной положительной корреляции между конвекситальными зонами коры затылочных и теменных долей при поражении ЛП в сторону менее тесной отрицательной корреляции. При поражении ПП вышеуказанные связи не отличались от контрольной группы. Заметим, что описанные зоны являются представителями эволюционно молодой коры, которым присущи черты функциональной латерализации.

Второй важной находкой является то, что и при поражении ПП и при поражении ЛП между конвекситальными зонами коры височных и лобных долей устанавливается корреляционная связь положительного характера, которая отсутствовала у больных контрольной группы. Опять таки, по происхождению указанные зоны являются представителями эволюционно молодой коры. Интересно то, что и при первом и втором случае появляются качественно новые связи между ипсилатеральными и контрлатеральными функциональными зонами мозга. Новообразованные связи имеют довольно сложную организацию и на основании полученных данных трудно отнести их к конкретной категории, организации или выявлении общих черт. Учитывая тот факт, что эти связи могут только описывать функциональное взаимодействие между анализаторными системами больных находящихся в состоянии покоя и изолированных от внешних раздражителей при проведении исследования. Не исключается, что при иных состояниях, например при выполнении каких то двигательных и когнитивных действии мы бы получили совершенно иную картину корреляционного анализа. Однако из полученных данных можно выдвинуть некоторые общие закономерности:

• При поражении ЛП возрастает масса положительных корреляций между ипсилатеральными и контралатеральными функциональными зонами мозга, а при поражении ПП - отрицательных.

• Выявлена масса отрицательных связей конвекситальной коры лобной, теменной и височной доли ПП с функциональными зонами контралатерального полушария. Также можно подчеркнуть и появление массы положительных корреляционных связей между ипсилатеральными структурами обеих полушарий при поражении ЛП.

• Увеличение положительных связей конвекситальной коры обеих полушарий с червем мозжечка при поражении ЛП.

• Появление тесно-отрицательной и двухсторонне перекрестной связи между медиальными отделами лобных долей с дольками таламуса и полушариями мозжечка. При поражении ЛП подобная связь выявлена только между медиальной корой левой лобной доли и червем мозжечка.

Исследованные особенности изменений функционального и метаболического состояния мозга у больных с постинсультными последствиями показывает необходимость дифференцированной реабилитационной терапии, как высших мозговых функции, так и проводниковых расстройств у больных с постишемическими последствиями в БПСМА и БЛСМА. Контралатеральное полушарие является одним из «субстратов», которое может компенсировать постишемический неврологический дефект у этих больных, однако его функциональность коренным образом различается при поражении в БЛСМА от поражения в БПСМА. Как показано в работе, ПП реагирует на поражение в БЛСМА повышением его энергетической активности, образованием множества корреляционных положительных связей с контрлатральными непораженными зонами и по всей вероятности играет роль в компенсации некоторых неврологических дефектов. При поражении же в БПСМА, в его контрлатеральных зонах повышение энергетической активности практически не наблюдалось, а между пораженными и непораженными зонами было выявлено преобладание отрицательных корреляционных связей.

Вышесказанное свидетельствует о большой пластичности правого полушария и более функциональной специализированное™ левого полушария.

Говоря о компенсации функции, на наш взгляд, нужно обязательно выделять 2 вида повреждения, которые специфичны именно для нервной системы при состоянии очагового поражения. Первый отмечен между функциональными звеньями головного мозга, который осуществляется коммисуральными и ассоциативными связями, а второй — между центральным представительством и органом мишенью, в котором имеются функционально-проекционные связи. При сравнении функционально-метаболических расстройств, выявленных корреляционным анализом, и изменением степени активности в мозжечке (fronto-, parieto-, temporocerebellaris), как представителем структуры несущие связь проекционного характера и корковыми зонами полушарий становится понятным, что функционально-метаболическая картина дистального аппарата проекционных связей страдает в большей степени. Подобные яркие изменения метаболизма мы наблюдали и в медиальных отделах ипсилатеральной очагу поражения височной доли, в частности его медиальных отделах. Однако, при отсутствии достоверных данных преимущественно проекционного характера связей указанных зон, невозможно отнести его к поражению присущий в системах связанных проекционными волокнами.

Подводя итоги и основываясь на собственных исследованиях, можно сказать, что после острого очагового поражения головного мозга и вследствие их проводниковых расстройств, в глобальном понятии этого слова, в функционировании мозга возникает ряд изменений, имеющий организованный характер и, вероятно, они направлены на восстановление функций. Ишемический инсульт специфичен тем, что при этом возникает острое поражение проводящих путей, приводящих к денервации и деаферентации как «органов мишеней», так и функционально связанных центральных зон мозга. Образование качественно новых связей между ними и изменение энергетическо-фукнциональной активности свидетельствует о переходе мозга в иное функциональное состояние и это вероятно является саногенетическим механизмом, направленным на сохранение и компенсацию утраченных функции путем содействия, посредничества других функциональных зон головного мозга.