Статьи Неврология и нейрохирургия
|
|
|
|
Смерть мозга (клинико-инструментальная диагностика)
В 1968 г. были опубликованы так называемые «Гарвардские критерии смерти человека на основании смерти мозга». В них впервые была постулирована возможность диагностики смерти на основании прекращения функций головного мозга. Впервые был применен термин «смерть мозга» (brain death).В настоящее время во всем мире «смерть мозга» определяется как полное и необратимое прекращение всех функций головного мозга, включая ствол, регистрируемое при работающем сердце и ИВЛ.
Подобные ситуации, к сожалению, нередки в нейрореанимационных отделениях, особенно у больных с тяжелой черепно-мозговой травмой или спонтанным кровоизлиянием в мозг. В таких случаях в нерастяжимую полость черепа поступает значительный дополнительный объем крови и развивается прогрессирующий отек-тампонада мозга. При этом внутричерепное давление возрастает настолько, что начинает превышать системное артериальное. В подобных наблюдениях регистрируется патогномоничная для «смерти мозга» модель так называемого прецеребрального реверберирующего кровотока. В 1981 г. это было показано в эксперименте на животных с моделированием прогредиентной внутричерепной гипертензии и при мониторинге гемо- и ликвороциркуляции с помощью эхоэлектрографии, ультразвуковой (УЗДГ) и транскраниальной (ТКД) допплерографии.
!!! кровь из сердца поступает в аорту, затем в общие сонные артерии, медленно доходит до бифуркаций, а затем, не в состоянии «пробиться» в мозг через внутренние сонные артерии, движется взад и вперед и/или частично сбрасывается в наружные сонные артерии
Таким образом, является общепризнанным факт, что если смерть человека как личности, а не как организма, безусловно, определяется гибелью мозга, то церебральная смерть абсолютно соответствует прекращению внутримозгового кровотока. Быстрая и точная регистрация прекращения мозговой перфузии необходима для прекращения уже бесполезных реанимационных мероприятий. Проблема «смерти мозга» становится значительно более важной, если обследуемый пациент рассматривается в качестве потенциального донора. В таком случае неизмеримо возрастает моральная и юридическая ответственность консилиума врачей, констатирующих остановку мозгового кровотока и, следовательно, «смерть мозга». Большинство исследователей проблемы уверены, что для абсолютной бесспорной диагностики «смерти мозга» недостаточно клинического исследования, так как ни один из клинических признаков не отражает со 100% точностью «смерть мозга». Поэтому особое значение имеет своевременное и точное инструментальное подтверждение «смерти мозга».
Показано, что полное прекращение поступления крови в полость черепа в течение 30 мин ведет к необратимому поражению нейронов, восстановление которых уже невозможно. Такая ситуация возникает в двух случаях:
•при резком повышении внутричерепного давления до уровня систолического артериального
•при остановке сердечной деятельности и проведении неадекватного непрямого массажа сердца в течение 30 минут
Для полного понимания развития «смерти мозга» в результате вторичного поражения в случае преходящей аноксии необходимо иметь представление о процессе формирования и поддержания внутричерепного давления и механизмах, определяющих фатальное повреждение тканей мозга в результате набухания и отека. Существует несколько физиологических систем, участвующих в поддержании равновесия объема внутричерепного содержимого. В настоящее время считается, что объем полости черепа определяется суммой следующих величин:
Vобщ=Vкровь+Vцсж+Vмозг+VH2O+Vx
•Vобщ - объем содержимого черепа в настоящий момент
•Vкровь - объем крови, находящейся во внутримозговых сосудах и венозных синусах
•Vцсж - объем цереброспинальной (спинномозговой) жидкости
•Vмозг - объем ткани мозга
•VH2O - объем свободной и связанной воды
•Vx - патологический дополнительный объем (опухоль, гематома и т.д.), в норме отсутствующий в полости черепа
В нормальном состоянии все эти компоненты, образующие объем содержимого черепа, находятся в постоянном динамическом равновесии и создают внутричерепное давление, равное 8-10 мм рт.ст. В такой закрытой костной структуре, как череп, левая часть формулы - величина практически постоянная, тогда как правые составляющие могут изменяться. Постоянные пульсирующие изменения внутричерепного давления, синхронные с пульсацией Vцсж и Vкровь, можно измерить либо инвазивным погружным методом, либо с помощью эхоэнцефалоскопии. Любое увеличение одного из параметров в правой половине формулы ведет неизбежно к уменьшению других. Из нормальных составляющих быстрее всего объем меняют VH2O и Vцсж, в меньшей степени Vкровь.
В развитии фатального повреждения мозга важную роль играет нарушение гематоэнцефалического барьера. Разрушение любого из его компонентов ведет к проникновению воды и различных веществ плазмы в ткани мозга, вызывая его отек. При этом изменения наступают очень быстро. Бессознательное состояние развивается уже через 10 с после прекращения поступления крови в мозг, а полное непоступление крови в полость черепа в течение 30 мин ведет к необратимому разрушению структурной целости основных отделов ЦНС.
Патологическая физиология тела с погибшим мозгом
Отсутствие нисходящих регулирующих влияний мозга на органы и ткани организма является тяжелейшей метаболической травмой, изменяющей функционирование всех систем. Для лучшего понимания процессов динамического развития «смерти мозга», неизбежно приводящих к асистолии, необходимо кратко остановиться на них.
Аутолиз секретирующих нейронов гипоталамуса и пережатие стебля гипофиза в результате вклинения промежуточного мозга ведут к поражению нейрогипофиза, что проявляется клиникой несахарного диабета. Такая картина чаще (до 95% случаев) развивается у больных с выраженным масс-эффектом и быстрой дислокацией, в то время как при диффузных аноксии-ишемических поражениях несахарный диабет развивается значительно реже.
Несахарный диабет проявляется:
•гипотонической полиурией (более 4 мл/кг в час)
•снижением относительной плотности мочи (менее 1,005)
•как следствие - дегидратация, гипомагнезиемия, гипокалиемия, гипофосфатурия и гипокальциемия
Неоднократно отмечалось, что у многих больных с констатированной «смертью мозга» гормональная функция передней доли гипофиза сохранена, что использовалось как аргумент против самой концепции «смерти мозга». В настоящий момент этот феномен объясняют особенностями кровоснабжения гипофиза. В процессе остановки мозгового кровотока в первую очередь он прекращается в полости, ограниченной твердой мозговой оболочкой. При этом резидуальный кровоток в экстрадуральных участках внутренней сонной артерии и отходящих от нее ветвях может сохраняться, что позволяет крови достигать аденогипофиза. Это подтверждено результатами как ангиографических, так и допплерографических исследований.
Массивный выброс катехоламинов в ответ на черепно-мозговую травму и другие повреждения головного мозга ведет к повреждению миокарда у 42% пациентов за счет вазоконстрикции и выброса в кровь большого количества гормонов надпочечников. Этими механизмами можно предположительно объяснить частое развитие острой гипотензии даже у пациентов молодого возраста. Однако, более вероятен механизм развития гипотензии ввиду отсутствия адренергического влияния на тонус периферических сосудов, а также потери чувствительности барорецепторов и инвариабельности сердечного ритма и артериального давления.
Таким образом, активация симпатико-адреналовой системы оказывает повреждающее воздействие на миокард и может вызывать отек легких, мало влияя при этом на другие органы. Гемодинамика нарушается вследствие утраты сосудистого тонуса и развития гиповолемии на фоне поражения гипоталамо-гипофизарной системы. Результатом продолжающихся необратимых изменений неизбежно является асистолия.
ДИАГНОСТИЧЕСКИЕ КРИТЕРИИ «СМЕРТИ МОЗГА»
Условно можно выделить два типа диагностических критериев (они находятся в тесной взаимосвязи и могут рассматриваться только вместе):
•клинические признаки
•интерпретация результатов использования параклинических методов
Клинические признаки «смерти мозга»
В России критерии «смерти мозга» диагностики регулируются законом «О трансплантации органов и тканей человека» . Приложение к нему - приказ Минздрава РФ №460, опубликованное в 2002 г., устанавливает жесткие перечень и последовательность действий врачей при диагностике «смерти мозга». Клиническая часть Российского протокола установления факта «смерти мозга», включая параметры проведения теста апноэтической оксигенации (ТАО), дословно повторяет рекомендации и Американской академии неврологии от 1995 г., и стран ЕЭС.
Таким образом, для установления диагноза «смерти мозга» в настоящее время необходим учет следующих клинических признаков:
•причина развития этого состояния должна быть точно известна
•должны быть исключены интоксикации, включая лекарственные, первичная гипотермия, гиповолемический шок, метаболические эндокринные комы, а также применение наркотизирующих средств и миорелаксантов
•во время клинического обследования больного ректальная температура должна быть стабильно выше 32°С, систолическое артериальное давление - не ниже 90 мм рт.ст.
Необходимо наличие следующего комплекса клинических признаков:
•полное и устойчивое отсутствие сознания (кома)
•атония всех мышц
•отсутствие реакции на сильные болевые раздражения в области тригеминальных точек и любых других рефлексов, замыкающихся выше шейного отдела спинного мозга
•отсутствие реакции зрачков на прямой яркий свет
•неподвижность глазных яблок
•отсутствие корнеальных, окулоцефалических, окуловестибулярных рефлексов (для оценки последних проводится двусторонняя калорическая проба, до ее проведения необходимо убедиться в отсутствии перфорации барабанных перепонок)
•отсутствие фарингеальных и трахеальных рефлексов (определяется путем движения эндотрахеальной трубки в трахее и верхних дыхательных путях, а также при продвижении катетера в бронхах для аспирации секрета)
•отсутствие самостоятельного дыхания (регистрация данного факта не допускается простым отключением от аппарата ИВЛ, так как развивающаяся при этом гипоксия оказывает вредное влияние на организм и прежде всего на мозг и сердце) - проводится тест апноэтической оксигенации (ТАО)
Показатель рСО2 60 мм рт.ст. как теоретический максимум, при котором раздражение дыхательного центра приводит к появлению дыхательных движений, был предложен в 1978 г. До сих пор не было предпринято широкого многоцентрового исследования данного вопроса. Однако теоретически слишком низкий уровень рСО2 (менее 30 мм рт.ст.) может быть недостаточным для активации дыхательного центра, тогда как слишком высокий (более 100 мм рт.ст.), напротив, угнетает активность мозга. Остается открытым вопрос о проведении ТАО у больных с хронической обструктивной болезнью легких. В норме у них рСО2 может превышать 50 мм рт.ст., адаптационные возможности устойчивости к гиперкапнии соответственно значительно выше, чем у больных без данной патологии. В большинстве стран законодательством до сих пор принятой верхней границей рСО2 является 60 мм рт.ст. Разъединительный тест проводится после получения результатов клинического обследования.
!!! Отключают аппарат ИВЛ и в эндотрахеальную или трахеостомическую трубку подают увлажненный 100% кислород со скоростью 6 л/мин - сразу после отключения от ИВЛ и далее каждые 10 мин, пока рСО2 не достигнет 60 мм рт.ст. Если при этих или более высоких его значениях спонтанные дыхательные движения не восстанавливаются, данные разъединительного теста свидетельствуют об отсутствии функций дыхательного центра ствола головного мозга. При появлении минимальных дыхательных движений ИВЛ немедленно возобновляется.
Интерпретация результатов теста апноэтической оксигенации может быть существенно затруднена у больных с травмой грудной клетки, ушибом и отеком легких. Имеется мнение, что само проведение теста апноэтической оксигенации может вызвать гибель потенциально жизнеспособных нейронов. По данным ряда авторов, осложнения теста апноэтической оксигенации развиваются более чем в 60% случаев - это острая артериальная гипотензия (12%), ацидоз (68%), гипоксемия (23%). Описаны также случаи развития пневмоторакса и пневмоперитонеума во время теста апноэтической оксигенации.
Но, с другой стороны, сторонники тест апноэтической оксигенации - единственный клинический способ проверить функционирование продолговатого мозга; при правильном проведении всех реанимационных мероприятий, предшествовавших тесту, он вполне безопасен и частота осложнений не превышает 15%.
В качестве основных витальных показателей для безопасности теста апноэтической оксигенации предлагаются:
•внутрисердечная температура 36,5°С и выше
•уровень систолического артериального давления 90 мм рт.ст. и выше
•положительный водный баланс более 6 ч
•рО2 200 мм рт.ст. и выше
•рСО2 40 мм рт.ст. и выше
Эти данные распространяются только на осложнения непосредственно во время теста.
Однозначного мнения врачебного сообщества о необходимости и безопасности проведения теста апноэтической оксигенации пока не сложилось. Частота осложнений, по разным данным, составляет 15-60%.
!!! в 1977 г. в Collaborative Study было показано, что наличие не только сухожильных рефлексов, но и сложных двигательных автоматизмов не исключает диагноза теста апноэтической оксигенации. Частота этого явления составляет 25-39%, а наиболее драматичен так называемый феномен Лазаря (Lazarus sign) - сгибание тела на 40-60°, имитирующее вставание
При ряде состояний клиника может имитировать «смерть мозга». К ним относятся выраженная гипотермия (температура сердца ниже 28°С), острые отравления, в том числе лекарственные, а также острые метаболические энцефалопатии, связанные с нарушением функционирования какого-либо органа. Наибольший интерес представляют лекарственные интоксикации, дифференциация с которыми постоянно проводится в условиях клинического установления диагноза «смерть мозга».
Таким образом, в диагностике клинических критериев «смерти мозга» существует множество проблем. Зачастую их трактовки недостаточно, чтобы со 100% точностью установить это состояние.
Параклинические методы, подтверждающие «смерть мозга»
Различные методы, подтверждающие «смерть мозга», получили признание во всем мире, необходимость их использования признается большинством исследователей и клиницистов.
Методы, подтверждающие «смерть мозга», можно разделить на три типа:
1.прямые методы, подтверждающие прекращение биологической активности нейронов - это электроэнцефалография, оценка мультимодальных вызванных потенциалов
2.косвенные методы, подтверждающие прекращение внутричерепного кровотока и ликворопульсации - это селективная каротидная ангиография, транскраниальная допплерография, эхоэнцефалопульсография, церебральная сцинтиграфия с пертехнеатом 99mTc, субтракционная интровенозная ангиография, магнитно-резонансная ангиография, спиральная КТ
3.косвенные методы оценки нарушения метаболизма погибшего мозга – это определение напряжения кислорода в луковице яремной вены, инфракрасная церебральная оксиметрия, телетермографию, поскольку температура разных участков тела отражает уровень метаболизма подлежащих органов и тканей
Методы подтверждения «смерть мозга» должны отвечать определенным требованиям:
•осуществимость исследования непосредственно у постели больного
•непродолжительность исследования
•безопасность исследования для обследуемого, для потенциального реципиента донорских органов, для медицинского персонала
•большие чувствительность, специфичность и защищенность от влияния внешних факторов методов исследования
•экономичность и возможность производства диагностической аппаратуры для проведения необходимого исследования (требования в российских условиях)
Методы, нашедшие широкое применение
Электроэнцефалография - первый методо, использованным для подтверждения диагноза «смерть мозга». Феномен биоэлектрического молчания мозга был однозначно расценен как признак гибели всех его нейронов. Проведено множество исследований с целью выяснения чувствительности и специфичности метода. Наиболее значимым явилось Collaborative study, а общий обзорный анализ, проведенный в 1990 г., показал, что и чувствительность, и специфичность метода находятся в пределах 90%. Такие относительно невысокие показатели объясняются низкой помехозащищенностью этого исследования, что особенно четко проявляется в условиях отделения интенсивной терапии, где больной буквально «опутан» измеряющей аппаратурой. Определенную в проспективных исследованиях специфичность электроэнцефалографии снижает феномен ее угнетения в ответ на интоксикацию и гипотермию. Несмотря на это, она остается одним из основных подтверждающих тестов и широко используется во многих странах, включая Россию. Нужно отметить также относительную стандартизованность метода. Но такие моменты, как низкая чувствительность к лекарственным интоксикациям и плохая помехозащищенность, вынуждают обращаться к дополнительному использованию более удобных и чувствительных методик.
Метод вызванных потенциалов заключается в регистрации и математической обработке электрических ответов мозга в ответ на экзогенные (зрительные, слуховые, чувствительные) и эндогенные (ожидания, принятия решения и т.д.) стимулы. В качестве подтверждающих диагноз «смерть мозга» используются соматосенсорные, акустические стволовые и зрительные вызванные потенциалы. Наиболее чувствительна и специфична методика акустических стволовых вызванных потенциалов, на втором месте стоят соматосенсорные вызванные потенциалы, а замыкают ряд зрительные. Ряд авторов для повышения информативности предлагают использовать комплекс названных вызванных потенциалов - мультимодальные вызванные потенциалы.
Метод гальванической вестибулярной стимуляции, который заключается в двустороннем раздражении области сосцевидного отростка постоянным током силой от 1 до 3 мА и длительностью до 30 секунд. Ток раздражает периферический отдел вестибулярного анализатора, вызывая нистагм, сходный по механизму развития с калорическим. Таким образом, этот метод может быть альтернативой проведению калорической пробы при травмах наружного слухового прохода.
Церебральная панангиография. Признаком прекращения мозгового кровотока полагали наличие так называемого «стоп-феномена» - остановки контрастного вещества на уровне бифуркации и незаполнения основной артерии. Понятно, что по этическим и техническим соображениям осуществление премортальному больному инвазивной да и просто небезопасной даже для «планового» пациента процедуры мало реально. Более того, наличие высокой внутричерепной гипертензии у пациентов с комой III-IV стадии может создавать механическое препятствие продвижению контрастного вещества. Это обстоятельство вынуждает ангиолога вводить красящее вещество под значительно большим, чем в обычных условиях, давлением. Так, если при плановой каротидной церебральной ангиографии 10 мл такого вещества вводится за 1,2 с, то при подозрении на «смерть мозга» то же его количество вливается за 0,4 с, т.е. под повышенным в 3 раза давлением. Если еще принять во внимание «спазмогенность» самого индикатора при его контакте с интимой сосудов церебрального русла, становятся ясными возможный повреждающий эффект и в связи с этим значительные трудности интерпретации ангиограмм: то ли это истинный «стоп-феномен» из-за прекращения внутричерепной перфузии, то ли функциональный спазм на уровне сифона или V3 сегмента? Для полной уверенности в безошибочности диагноза «смерть мозга» предлагается повторение исследования через 40 мин, что в условиях лучших клиник малореально, поскольку намного повышает опасность указанных осложнений. Существенным минусом данного исследования является также то, что по сути оно одномоментное - в течение всего нескольких секунд ангиолог получает информацию о прохождении или остановке контрастного вещества во внутримозговых сосудах. В то же время известно, насколько неоднозначен и изменчив кровоток у умирающего больного. Поэтому крайне желательно дискретное наблюдение, а еще лучше - мониторинг интрацеребральной перфузии. Описаны случаи ложноотрицательных результатов у пациентов после трепанации черепа.
Методы радионуклидной диагностики, в частности 99mTc-НМРАО сцинтиграфия или однофотонная эмиссионная КТ с этим же изотопом, используются во многих странах в качестве теста, подтверждающего диагноз «смерть мозга». Непоступление изотопа с током крови в полость черепа (феномен «пустого черепа») практически полностью коррелирует со «стоп-феноменом», наблюдаемым при церебральной ангиографии. Особо следует отметить патогномоничный для «смерти мозга» симптом «горячего носа» (hot nose sign), который возникает из-за сброса крови из системы внутренней сонной артерии в наружные ветви, питающие лицевую часть черепа. Для проведения сцинтиграфии обычно используется мобильная гамма-камера, что позволяет осуществлять ее у постели больного. К сожалению, в России даже в крупных медицинских учреждениях отсутствуют необходимое оборудование для приготовления радиоактивных изотопов и мобильные гамма-камеры, что в значительной мере тормозит научные и практические работы в данном направлении.
В настоящее время по видам допплеровского ультразвукового оборудования принято различать следующие исследования: УЗДГ - исследование поверхностных сосудов в продолженно-волновом режиме, ТКД (транскраниальная допплерография), дуплексное сканирование.
Транскраниальная допплерография наиболее применима из всех существующих вариантов допплеровского обследования. Ее чувствительность составляет от 91 до 99%, cпeцифичность - 100%. Обычно используется портативный прибор, позволяющий осуществлять не только запись показателей мозгового кровотока, но и его мониторинг.
Патогномоничными признаками прекращения внутричерепного кровотока, обнаруживаемыми при транскраниальной допплерографии являются:
•сочетание систолических пиков линейной скорости кровотока (не более 30 см/с) с диастолическим синусоидальным компонентом; систолические пики не более 20 см/с без диастолического компонента
•реверберирующий кровоток (сочетание примерно равновеликих пиков выше и ниже изоэлектрической линии, показывающих колебания небольшого количества крови в просвете сосуда вперед и назад без продвижения по кровеносному руслу)
•систолические пики менее 30 см/с, занимающие до 25% сердечного цикла, без диастолического компонента
•отсутствие допплеровского сигнала лоцируемого сосуда (изолированно данный признак не может рассматриваться как достоверный)
При использовании современных приборов височное окно практически всегда доступно, в противном случае возможен переход на трансорбитальную инсонацию.
Возможная ошибка оператора потенциально опасна для больного, обследуемого с целью диагностики «смерти мозга». Поэтому в случае отсутствия сигнала от лоцируемых внутричерепных сосудов принято обследовать внечерепные сегменты внутренней сонной и позвоночных артерий. Для этих сосудов признаком остановки кровотока в полости черепа будет феномен реверберации.
Обязательные требования к диагностике прекращения мозгового кровотока в случае «смерти мозга»(1995 г. И.Д. Стулин):
•для подтверждения прекращения мозгового кровотока УЗДГ и ТКД должны проводиться с двух сторон с интервалом минимум 30 мин
•наличие систолических пиков или реверберации хотя бы в одной из внутричерепных артерий
•диагноз, установленный при ТКД, должен быть подтвержден данными УЗДГ
•отсутствие сигнала от внутричерепных сосудов может считаться признаком «смерти мозга» при наличии характерных паттернов в экстракраниальных отделах внутренней сонной и позвоночных артериях
•нельзя использовать ТКД и УЗДГ для достоверной диагностики «смерти мозга» у пациентов с вентрикулярным дренажем и после обширной краниотомии
Таким образом, УЗДГ и ТКД являются практически идеальными в определении прекращения внутричерепного кровотока. Это быстро осуществимые, прикроватные, безопасные, высокоточные и хорошо изученные в плане чувствительности и специфичности методики.
Эхоэнцефалоскопия. Существенным в эхоэнцефалоскопии является регистрация эхопульсаций желудочковой системы, в первую очередь основной отражающей структуры М-эха - III желудочка. Прекращение эхопульсаций у больных со «смертью мозга» описано в 70-х годах прошлого столетия P. Leissner (1970), H. Arnold (1972), A. Walker (1974). При корреляционном анализе данного феномена и результатов электроэнцефалографии и церебральной ангиографии было показано, что отсутствие церебральных эхопульсаций является признаком прекращения мозгового кровотока и может служить критерием «смерти мозга».
Методы изучения мозгового метаболизма. Используются эти методы крайне редко. Лишь в одной работе сообщается о проведении непрямой калориметрии у больных со «смертью мозга» и в одной - о проведении диффузионно-перфузионной МРТ. Сложность проведения, низкая точность калориметрии и трудности транспортировки и ИВЛ для выполнения диффузионно-перфузионно взвешенных МРТ ограничивают применение этих методов.
Телетермография. Метод косвенной оценки метаболизма (мозга). Современные методы измерения излучения имеют точность порядка долей градуса и предполагают использование электронной визуализирующей аппаратуры. В исследованиях, проведенных под руководством И.Д. Стулина, была показана практическая ценность тепловизионного мониторинга в диагностике «смерти мозга». Впервые были описаны прогрессирующее относительное падение температуры глазницы (ниже 31°С) и феномен обратного термального орбитального градиента, характеризующийся относительным «похолоданием» области глазницы, васкуляризируемой из бассейна внутренней сонной артерии, по сравнению с нижней частью лица, получающей кровь из бассейна наружной сонной артерии. Эти данные соотносятся с данными УЗДГ, продемонстрировавшими наличие шунтирования крови в систему наружной сонной артерии при остановке мозгового кровотока.
Предпринимаются попытки совмещать разные диагностические тесты. Сочетанное использование прямых и косвенных методов, подтверждающих «смерть мозга», позволило аргументировать этот диагноз во всех ситуациях.