Способ диагностики компенсаторных возможностей мозга у больных постинсультными парезами

 

Изобретение относится к медицине, а именно к неврологии. Регистрируют электроэнцефалограмму на фоне формирования условного рефлекса многократным сочетанием световых и звуковых стимулов, при этом шестое и двенадцатое сочетания замещают изолированным действием световой стимуляции. Определяют коэффициент корреляции альфа-колебаний корковых зон мозга. При уменьшении интегративного коэффициента корреляции при световой стимуляции, замещающей шестое и двенадцатое сочетания, при выявлении различий коэффициентов корреляции височных и затылочных зон правого и левого полушарий при световой стимуляции, замещающей двенадцатое сочетание, и при низких значениях интегративного коэффициента корреляции после многократной стимуляции диагностируют высокие компенсаторные возможности мозга. Способ позволяет повысить качество объективной оценки компенсаторных способностей головного мозга.

Изобретение относится к медицине и может быть использовано в неврологии.

Известен способ оценки функционального состояния центральной нервной системы человека, заключающийся в регистрации электроэнцефалограммы при воздействии на испытуемого световыми и звуковыми раздражителями (патент РФ 97100298/14, кл. 6 А 61 В 5/16, 1997. Андрущакевич А.А. Способ оценки функционального состояния центральной нервной системы человека и устройство для его осуществления "Энцефалотест"). При этом испытуемому предлагают в максимально короткое время установить совпадение частот светового и звукового раздражителей при затрате времени на выполнение задания не более 30 секунд.

Недостатками указанного способа оценки функционального состояния центральной нервной системы являются трудность проведения исследования у больных с выраженным неврологическим дефектом (постинсультными парезами) и однократность предъявления сенсорных стимулов, не позволяющая проследить системные перестройки нейродинамики.

Наиболее близким решением является способ контроля эффективности восстановительного лечения постинсультных больных, включающий проведение электроэнцефалографии на разных этапах лечения и сопоставление результатов клинического и электроэнцефалографического исследования (Белов А.Н., Трошин В. М. Использование электроэнцефалографии для контроля эффективности восстановительного лечения постинсультных больных //Казан. мед. журнал. - 1987. - Т. 68. - 35. - С. 385-386).

Недостатком указанного способа является отсутствие возможности оценки способности мозга к формированию условно-рефлекторных связей и выявления прогностических критериев эффективности восстановления функций у больных постинсультными парезами.

Задачей изобретения является повышение качества объективной оценки компенсаторных способностей головного мозга у больных постинсультными парезами по динамике формирования условно-рефлекторных перестроек биоэлектрической активности мозга в процессе одного исследования.

Поставленная задача достигается следующим образом. Больным, перенесшим мозговой инсульт, до начала лечения во время регистрации электроэнцефалограммы формируют условный рефлекс на световой раздражитель путем многократного сочетания световой и звуковой стимуляции, а также определяют коэффициенты вариативности и уровень скоррелированности корковых зон по частоте альфа-колебаний.

В настоящем исследовании у 107 больных постинсультными парезами в течение одного сеанса проводилось сочетание светового раздражителя - вспышек света частотой 10 Гц и продолжительностью 10 секунд со звуковым воздействием частотой 1000 Гц, силой 3 дб и длительностью 5 секунд (Резонансные ЭЭГ-реакции при ритмической фотостимуляции и изменения функционального состояния /А. И.Федотчев, А.Т.Бондарь, А.А.Маевский, Л.П.Якутова //Журн. высш. нервной деятельности. - 1996. - Т. 46, 3. - С. 447-455; Федотчев А.И. Анализ резонансных ЭЭГ-реакций при оценке эффективности сенсорных воздействий //Физиология человека. - 1997. - Т. 23, 4. - C. 17-123).

Фотостимуляция предшествовала на 5 секунд фоностимуляции и сопутствовала ей в течение 5 секунд. Сочетание раздражителей через 5-секундные интервалы многократно (12 раз) повторялись.

Для оценки скорости выработки условного рефлекса на световой сигнал шестое и двенадцатое сочетания были заменены на изолированное действие светового стимула. Электроэнцефалография проводилась по стандартной методике в фоновом состоянии в течение 30 секунд, запись продолжалась во время действия светового и звукового раздражителей, при предъявлении первого сочетания раздражителей, при изолированном действии света, заменяющем шестое и двенадцатое сочетания. После каждого сеанса фото- и фоностимуляции регистрировалась электроэнцефалограмма в течение 30 секунд. При этом определяли количество альфа-колебаний за каждую секунду в восьми стандартных отведениях (лобных, теменных, височных, затылочных правого и левого полушарий: F_d, C_d, Т_d, О_d, F_s, C_s, T_s, O_s).

Известно, что альфа-ритм является наиболее отзывчивым на сенсорную стимуляцию и хорошо отражает функциональное состояние корковых зон (Шестова И.А. и соавт. Динамика доминирующей частоты альфа-ритма при восприятии и воспроизведении интервалов времени //Журн. высш. нервной деятельности им. И.П. Павлова. - 1996. - Т. 46, 2. - С. 253-259). Для объективной оценки системных нарушений нейродинамики определяли показатели, отражающие взаимоотношение и взаимодействие компонентов сложной системы в процессе формирования церебрального гомеостазиса.

Чтобы охарактеризовать функциональное состояние мозга определяли количество альфа-колебаний по каждому отведению за каждую секунду. Исследование проводилось в исходном состоянии, на фоне фото- и фоностимуляции и последующем 30-секундном отрезке электроэнцефалограммы.

В соответствии с теорией П.К.Анохина (1971) условный рефлекс замыкается на полимодальных нейронах мозга, причем при формировании временной связи эффект генерализации сменяется уменьшением числа нейронов, участвующих в реализации условного рефлекса. Корреляция связей различных структур мозга является выражением системного состояния, включающего различные структуры мозга в единую систему (Завьялов А. В. Соотношение функций организма /Эксперим. и клинико-физиологические аспекты. - М.: Медицина, 1930. - 159 с. ), поэтому в работе вычислялись коэффициенты корреляции между секундными флуктуациями в количестве альфа-колебаний по каждой из зон в секунду. Для оценки способности мозга удерживать функционирование на среднем уровне определялись коэффициенты вариации частоты альфа-колебаний.

Анализ данных показателей (частоты альфа-колебаний, коэффициентов вариативности и многосторонней корреляции) осуществлялся до лечения, а также после лечения у больных с выраженным, умеренным улучшением и без улучшения сенсомоторных функций.

Обнаружена следующая закономерность: чем выше интегральный (суммарный) показатель уровня скоррелированности исследуемых зон, тем ниже эффективность лечения. Высокий уровень скоррелированности указывает на избыточную генерализацию реакции мозга на предъявление условного сигнала, что свидетельствует о "неэкономной" работе механизмов межсистемной интеграции. Исследования в динамике проведены для поиска критериев, позволяющих прогнозировать исход восстановительного лечения.

Способ оценки компенсаторных возможностей головного мозга осуществляется следующим образом. Больным, перенесшим мозговой инсульт, проводят клиническое и электроэнцефалографическое исследование до и после курса восстановительного лечения с применением фармакокоррекции, массажа, электростимуляции мышц, лечебной гимнастики. Электроэнцефалограмму записывают монополярно по общепринятой методике в исходном состоянии в течение 30 секунд, на фоне световой, звуковой стимуляции, первом сочетании фото- и фоностимулов, фотостимуляции, заменяющей шестое и двенадцатое сочетания, а также в течение 30 секунд после каждого воздействия. Вычисляют количество альфа-колебаний в секунду по каждому отведению, коэффициенты вариации, коэффициенты взаимной и многосторонней корреляции частотных флуктуаций в количестве альфа-волн, интегральный коэффициент корреляции для каждой из исследуемых зон.

Полученные данные сравнивали с результатами исследования электроэнцефалограмм 20 здоровых испытуемых. Проведен сравнительный анализ полученных данных до и после лечения больных, условно разделенных на три группы: со значительным улучшением после лечения, умеренным улучшением и без улучшения.

В результате исследования установлены следующие факты. В исходном состоянии у больных во всех отведениях наблюдалось урежение альфа-ритма и увеличение его вариативности в сравнении со здоровыми испытуемыми. Обращает на себя внимание еще одна закономерность: в 75% случаев межполушарные различия вариабельности альфа-ритма у больных были значительно больше, чем у здоровых.

Средние значения показателей вариабельности альфа-активности у больных колебались от 14,81,2% до 8,21,0%, а у здоровых испытуемых - от 10,80,5% до 7,01,2%. Следовательно, способность мозга стабилизировать уровень функционального состояния различных зон полушарий у больных с постинсультными парезами заметно ослаблена. Возрастание вариативности альфа-ритмики и ослабление уровня скоррелированности зон у больных указывает на ухудшение работы гомеостатического механизма, поддерживающего средний уровень функционального состояния каждой зоны и полушарий головного мозга в целом. О том, что корреляция альфа-активности у больных слабее, чем у здоровых, свидетельствует такой факт: значение коэффициентов парной корреляции больше 0,4 у здоровых встречались заметно чаще (в 35,70,1%), чем у больных (25,00,1%, Р<0,01). Средние значения частоты альфа-колебаний, коэффициентов вариабельности, коэффициентов корреляции в исходном состоянии были приняты за 100%.

У здоровых испытуемых при первом предъявлении светового стимула среднее количество альфа-колебаний в секунду несколько снижалось (на 8,40,3%, Р<0,01), незначительно уменьшались значения коэффициентов вариации (в среднем на 7,20,1%, Р<0,01) и значительно возрастал уровень скоррелированности исследуемых зон друг с другом, особенно правой и левой височной зон (на 159%).

У больных постинсультными парезами наблюдалось резкое (на 39,00,5%, Р<0,01) урежение альфа активности особенно в четырех зонах C_s, T_s, T_d и O_s и более выраженное увеличение коэффициента вариации (на 31,06,9%, Р<0,01). Возрастала многосторонняя скоррелированность изучаемых зон мозга, особенно F_d, C_d и О_d, при этом интегральный показатель скоррелированности зон превышал таковой в фоновом состоянии на 170%.

Анализ показателей скоррелированности корковых зон по частотным характеристикам альфа-ритмики при первых шести сочетаниях светового и звукового раздражителей показал, что уровень скоррелированности корковых зон остается высоким у здоровых испытуемых и больных (160 и 170%). В этом проявляется стадия генерализации формирующейся условно-рефлекторной реакции на световой стимул.

После одиннадцати сочетаний фото- и фоностимуляции у здоровых испытуемых интегральный показатель скоррелированности зон уменьшался на 19% в сравнении с фоновым состоянием и равнялся 140% (Р<0,05), что отражает процесс концентрации условно-рефлекторной реакции и ее минимизации.

У больных постинсультными парезами интегральный показатель скоррелированности зон после одиннадцати сочетаний раздражителей оставался на прежних высоких цифрах, что свидетельствует об избыточном процессе генерализации, препятствующем концентрации условного рефлекса.

Для оценки компенсаторных возможностей мозга электроэнцефалографические показатели сопоставляли с тяжестью пареза до и после лечения. Степень выраженности пареза оценивалась по 5-балльной шкале, где 0 баллов соответствует плегии, а 5 баллов - норме. Подгруппу больных со значительным улучшением составили больные с увеличением балльной оценки на 3-4 балла после лечения. Умеренное улучшение характеризовалось увеличением балльной оценки на 1-2 балла. В подгруппе больных без положительной динамики изменения балльной оценки не происходило.

Изучение показателей частоты альфа-колебаний, коэффициентов вариации и корреляции до и после лечения выявило следующие закономерности. У больных со значительным улучшением отмечались небольшие колебания частоты альфа-ритма (с 5 до 8%, Р<0,05), а у больных двух остальных подгрупп колебания в частоте альфа-волн составляли 10-22% (Р<0,01). Значит, у больных с худшими результатами терапии гомеостатические механизмы не обеспечивают должной стабильности функционального состояния мозга.

Значения коэффициентов корреляции у больных со значительным и умеренным улучшением колебались в небольших пределах 21-65% (Р<0,04), в то время как у больных без улучшения показатели коэффициентов корреляции варьировали более значительно (95-107%, Р<0,02).

8,5%), чем у больных других подгрупп (50,37,5%, Р<0,01). У больных с умеренным и значительным улучшением коэффициенты корреляции по своему абсолютному значению невысоки и лишь на 25,93,2% превосходят значения коэффициентов при первом сочетании светового и звукового стимулов. У больных без положительной динамики все коэффициенты имеют высокие значения и на 41,25,5% (Р<0,03) превосходят значения при первом сочетании.

У больных со значительным и умеренным улучшением значения коэффициентов коррелляции при световой стимуляции, заменяющей двенадцатое сочетание, значительно уменьшались (на 26,5+7,2%, Р<0,05). В подгруппе больных без улучшения коэффициенты корреляции уменьшались лишь на 16,02,3% (различия достоверны, Р<0,02). Этот факт свидетельствует о своевременном формировании стадии концентрации условно-рефлекторной реакции мозга на применение условного стимула (света) у больных первых двух подгрупп. Таким образом, сдвиги в уровнях скоррелированности изучаемых зон в наибольшей степени связаны с показателями функционального состояния и эффективности лечения.

У больных с наилучшими результатами лечения (с высокими компенсаторными возможностями мозга) скоррелированность электрической активности корковых зон при формировании условного рефлекса значительно уменьшается при многократной световой и звуковой стимуляции. У больных с худшими результатами лечения (с низкими компенсаторными способностями мозга) уровень скоррелированности корковых зон по частоте альфа-колебаний при формировании временной связи остается высоким после многократной сочетанной сенсорной стимуляции.

Отмечается еще одна закономерность: если значения коэффициентов корреляции правых теменной и затылочной зон при фотостимуляции (вместо двенадцатого сочетания) больше, чем левых, в сравнении с фоновым исследованием и меньше, чем левых, в сравнении с первым сочетанием на 15 или 60%, то прогноз восстановления сенсомоторных функций у больных высокий. Если уровень скоррелированности теменной и затылочной зон правого полушария при световой стимуляции, заменяющей двенадцатое сочетание, отличается от показателя левого полушария на 30%, то положительной динамики в результате лечения не отмечается. С возрастанием интегрального коэффициента корреляции и его варьирования, избыточностью сдвигов в уровнях скоррелированности зон при формировании условного рефлекса в процессе одного исследования увеличивается выраженность неврологического дефицита и ухудшаются результаты лечения.

Таким образом, данный способ позволяет объективно оценить компенсаторные возможности головного мозга у больных постинсультными парезами, количественно охарактеризовать показатели, влияющие на исход восстановительного лечения. Способ также позволяет в процессе одного исследования электроэнцефалограммы до начала лечения оценить прогностические возможности и внести коррективы в план восстановительного лечения для достижения максимального эффекта, что указывает на его простоту и доступность. Расчет интегрального коэффициента корреляции между секундными колебаниями в частоте альфа-волн по каждой из зон является количественным показателем, отражающим готовность мозга к формированию условно-рефлекторных связей, компенсации нарушенных функций у больных после перенесенного мозгового инсульта.

Формула изобретения

Способ диагностики компенсаторных возможностей мозга у больных с постинсультными парезами, включающий регистрацию электроэнцефалограммы (ЭЭГ) в условиях предъявления светового и звукового раздражителей и определение частоты альфаколебаний, отличающийся тем, что ЭЭГ регистрируют на фоне формирования условного рефлекса многократным сочетанием световых и звуковых стимулов, при этом шестое и двенадцатое сочетания заменяют изолированным действием световой стимуляции, определяют коэффициент корреляции альфаколебаний корковых зон мозга и при уменьшении интегративного коэффициента корреляции при световой стимуляции, замещающей шестое и двенадцатое сочетания, при выявлении различий коэффициентов корреляции височных и затылочных зон правого и левого полушарий при световой стимуляции, замещающей двенадцатое сочетание, и при низких значениях интегративного коэффициента корреляции после многократной стимуляции диагностируют высокие компенсаторные возможности мозга.

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Дата прекращения действия патента: 25.01.2003

Номер и год публикации бюллетеня: 15-2004

Извещение опубликовано: 27.05.2004