Алгоритм прогнозирования исхода полушарного ишемического инсульта по данным транскраниальной допплерографии

Тихомирова О.В., Сорокоумов В.А., Машкова Н.П., Скоромец Т.А.

Елизаветинская городская больница, кафедра неврологии и нейрохирургии СПбГМУ им.акад. И.П. Павлова, г. Санкт-Петербург

 

Прогнозирование исхода заболевания, развития осложнений и рецидивов имеет принципиальное значение для определения оптимальных сроков и тактики лечения больных. Транскраниальная допплерография (ТКДГ) является адекватным неинвазивным методом, позволяющим давать краткосрочный и долгосрочный прогноз при цереброваскулярных заболеваниях. Общепринятый алгоритм диагностики включает анализ отдельных допплерографических показателей – линейной скорости кровотока (ЛСК), индекса пульсатильности (ПИ), коэффициентов цереброваскулярной реактивности и т.д. с проведением дискриминантного анализа, позволяющего определить критические значения этих показателей для выделения групп с благоприятным и неблагоприятным прогнозом. В ряде работ показана возможность прогнозирования функционального исхода полушарного ишемического инсульта по значению ЛСК в средней мозговой артерии (СМА) в первые часы заболевания [6, 11, 14]. Доказано, что снижение цереброваскулярной реактивности значительно повышает риск развития повторных острых церебральных ишемий у пациентов с гемодинамически значимым поражением внутренней cонной артерии (ВСА) [2, 7, 10, 13] и влияет на функциональный исход инсульта [5]. Выявлено, что значения ЛСК, ПИ и коэффициентов реактивности являются значимыми для прогнозирования гиперемических осложнений после удаления артериовенозных мальформаций (АВМ) [3]. Таким образом, доказана возможность использования ТКДГ для прогнозирования степени восстановления неврологического дефицита, развития осложнений и рецидивов при различных цереброваскулярных заболеваниях. В перечисленнных выше работах проводилась оценка прогностической значимости абсолютных значений отдельных допплерографических параметров для всей группы пациентов в целом. Такой подход, с нашей точки зрения, адекватен только для заболеваний, характеризующихся одним патогенетическим механизмом и соответствующим ему одним типом нарушения церебральной гемодинамики. Например, допплерографическая диагностика АВМ основана на регистрации паттерна шунта, при этом чем больше объем АВМ, тем выше ЛСК, ниже значения периферического сопротивления и цереброваскулярной реактивности. Однако большинство цереброваскулярных заболеваний являются гетерогенными как по патогенезу, так и по гемодинамической картине. В этих случаях одно и то же абсолютное значение допплерографического параметра может иметь разное прогностическое значение в зависимости от типа церебральной гемодинамики.

Целью нашей работы явилось определение алгоритма, позволяющего использовать ТКДГ при прогнозировании исхода полушарного ишемического инсульта, представляющего собой пример гетерогенного цереброваскулярного заболевания.

МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ

Допплерографическое обследование выполнено 447 пациентам в остром периоде полушарного ишемического инсульта (ИИ) (первые 5 суток) на аппарате Биомед-П, НПФ “БИОСС”. Определяли значения ЛСК, ПИ, и коэффициент асимметрии ЛСК в СМА (КА), спектральные характеристики, признаки активизации коллатерального кровотока. Ауторегуляцию мозгового кровообращения оценивали по результатам компрессионного теста [8] с определением коэффициента овершута (КО) [4]. На основании комплексного анализа была произведена классификация всех допплерограмм на гемодинамические типы. Верификацию очага ишемии с уточнением размеров и локализации зоны инфаркта проводили по результатам компьютерной томографии, выполненной на аппарате “Somaton AR.C” фирмы “SIEMENS” (для 370 пациентов). Оценку функционального состояния к 21 дню госпитализации определяли по индексу Бартеля (для 247 пациентов).

Статистическая обработка результатов проводилась с использованием пакета программ “Origin” и “SPSS”. Применяли методы статистического описания переменных, корреляционного, регрессионного и дискриминантного анализа. Достоверность различий переменных в выборках оценивали по Т-критерию Стьюдента (достоверным считали отличие при p<0.05). Конечной целью регрессионного и дискриминантного анализов считали получение значимых, достоверных моделей прогнозирования процессов.

РЕЗУЛЬТАТЫ

У 122 из 447 пациентов (27%) в СМА регистрировался симметричный магистральный тип кровотока. Показатели ЛСК, ПИ, КО были в пределах нормы, КА не превышал 15%, отсутствовали признаки нарушения спектральных характеристик потока и активизации коллатерального кровообращения. У большинства пациентов этой группы (85%) наблюдались лакунарные или малые корковые инфаркты.

В 8% случаев (36 из 447) был выявлен асимметричный магистральный кровоток по СМА со снижением ЛСК на стороне инсульта. Колебания КА составили 15 - 50% при соответствии всех остальных показателей кровотока критериям нормы. В этой группе также преобладали лакунарные и малые корковые инфаркты.

В 62 из 447 случаев (14%) имели место допплерографические признаки окклюзии интракраниальных артерий: в 59 случаях окклюзия СМА (М1 или М2 сегменты) и в 3 случаях окклюзия интракраниального отдела ВСА. Основным допплерографическим критерием окклюзии СМА считали отсутствие или выраженное снижение ЛСК в СМА при одновременном увеличении ЛСК в ипсилатеральной передней мозговой артерии (ПМА). Характерным было снижение или отсутствие вазодилататорного резерва в бассейне СМА на стороне инсульта. При регистрации допплерографических признаков сохраняющейся окклюзии интракраниальных артерий в 97% случаев верифицированы обширные инфаркты (тотальный, корково-подкорковый и стриато-капсулярный).

В 8 % случаев (37 из 447) выявлены признаки гиперперфузии с увеличением ЛСК и снижением показателей периферического сопротивления и цереброваскулярной реактивности в бассейне СМА на стороне инсульта. Гиперперфузия в бассейне СМА наблюдалась преимущественно при обширных инфарктах (тотальный, корково-подкорковый и стриато-капсулярный инфаркты выявлены в 87%).

Наличие гемодинамически значимого поражения экстракраниального отдела ВСА с регистрацией в СМА остаточного потока зарегистрировано у 66 из 447 пациентов.

У 68 из 447 (15%) пациентов выявлены допплерографические признаки стеноза СМА.

Затрудненная перфузия с преимущественным снижением диастолической скорости кровотока и повышением показателей периферического сопротивления выявлена у 55 из 447 (12%). Сочетание затрудненной перфузии с изменениями ЛСК синхронно с актом дыхания и клиническими проявлениями отека головного мозга имело место у 12 пациентов с обширными инфарктами. Причиной затруднения перфузии в этих случаях можно считать повышение внутричерепного давления (ВЧД). У остальных 43 пациентов снижение ЛСК и повышение ПИ не сопровождалось признаками отека головного мозга и в 92% случаев сочеталось с лакунарными и малыми корковыми инфарктами. Такой вариант затрудненной перфузии может быть следствием периферической вазоконстрикции и артериолосклероза.

Ангиоспазм СМА был выявлен только у одного пациента с обширным кардиоэмболическим инфарктом и вторичным субарахноидально-паренхиматозным кровоизлиянием.

Наличие симметричного и асимметричного магистрального типа потока и признаков затрудненной перфузии на фоне периферической вазоконстрикции и артериолосклероза наблюдалось преимущественно у пациентов с малыми корковыми и лакунарными инсультами с нетяжелым течением и хорошим восстановлением неврологических функций.

Признаки сохраняющейся окклюзии интракраниальных артерий, гиперперфузии или затрудненной перфузии на фоне повышенного ВЧД в 94% случаев наблюдались у пациентов с обширными инфарктами (тотальным, корково-подкорковым и стриато-капсулярным), тяжелым течением и высоким риском летального исхода. Эти варианты изменения церебральной гемодинамики достоверно преобладали у пациентов с повышенным риском кардиоэмболии и отсутствием гемодинамически значимых стенозов, что свидетельствует в пользу кардиоэмболической природы инсульта в этих случаях. Синдром гиперперфузии наблюдался в случаях эмболической окклюзии с ранней спонтанной реканализацией и прогностически был более благоприятным, чем сохраняющаяся окклюзия.

При наличии остаточного потока в СМА и признаков стенозирующего поражения интракраниальных артерий наиболее вероятной причиной инсульта можно считать атеросклеротическое поражение крупных артерий с развитием инсульта по гемодинамическому механизму или вследствие артерио-артериальной эмболии. У пациентов с изолированными стенозами интракраниальных ветвей ВСА преобладали небольшие по размерам инфаркты с нетяжелым течением и хорошим восстановлением. При гемодинамически значимом поражении экстракраниального отдела ВСА преобладали средние по размерам инфаркты с более тяжелым течением заболевания.

С целью определения наиболее информативных допплерографических критериев прогноза был проведен корреляционный анализ между отдельными допплерографическими показателями церебральной гемодинамики (ЛСК, ПИ, КО), допплерографическим паттерном и исходом заболевания. Перед проведением корреляционного анализа для допплерографических паттернов были определены ранги, исходя из значений индекса Бартеля к 21 дню заболевания (табл.1).

Таблица 1. Функциональный исход инсульта к 21 дню заболевания в зависимости от типа церебральной гемодинамики в остром периоде.

Тип церебральной гемодинамики

Индекс Бартеля

Ранг

Симметричный магистральный кровоток

18.2± 1.0

1

Затрудненная перфузия на фоне периферической вазоконстрикции и артериолосклероза

18.0± 0.9

2

Асимметричный магистральный кровоток

17.2± 1.5

3

Интракраниальный стеноз

17.0± 0.6

4

Гиперперфузия

15.0± 1.5

5

Остаточный поток

12.0± 1.3

6

Интракраниальная окклюзия

6.6± 1.1

7

Затрудненная перфузия при повышении внутричерепного давления

3.5± 1.1

8

По исходу заболевания выделяли 4 группы: 1 - с сохранением минимального неврологического дефицита к 21 дню заболевания (индекс Бартеля 16- 20 баллов); 2 - с сохранением умеренного неврологического дефицита (индекс Бартеля 11- 15 баллов); 3 – с сохранением грубого неврологического дефицита (индекс Бартеля до 10 баллов); 4 – с летальным исходом в течение первого месяца заболевания.

Результаты корреляционного анализа показали, что наибольшее значение для прогноза заболевания имеет допплерографический паттерн (r=0.73) (Рис.1) Коэффициенты корреляции отдельных допплерографических параметров с исходом заболевания были меньше: 0.58 для КО (Рис.2), 0.50 для ЛСК (Рис.3), 0.37 – для ПИ. Таким образом, комплексная оценка допплерограмм с определением типа церебральной гемодинамики обладала большей прогностической значимостью, чем отдельные параметры кровотока.

Прогнозирование благоприятного (сохранение легкого и умеренного неврологического дефицита) и неблагоприятного (сохранение грубого неврологического дефицита и летальный исход) исхода по результатам дискриминантного анализа показало, что среди отдельных допплерографических показателей наибольшей прогностической значимостью обладал КО, позволяющий при значениях меньше 1.21 прогнозировать неблагоприятный исход заболевания в 76% случаев. Точность прогноза по данным ЛСК и ПИ была ниже (табл.2). Наивысшая точность прогноза была получена при определении исхода заболевания на основании допплерографического паттерна (табл.3).

Таблица 2 . Допплерографические показатели в группах с благоприятным (1) и неблагоприятным (2) исходом инсульта. Критические значения допплерографических показателей при прогнозировании неблагоприятного исхода.

Группы пациентов

ЛСК (см/с)

ПИ

КО

1 (n= 180 )

60± 22

0.9± 0.22

1.3± 0.17

2 (n= 67)

41± 26

1.05± 0.49

1.1± 0.11

Критический уровень

<50

>0.98

<1.21

Точность

66%

62%

76%

P

р<0.01

p<0.05

p<0.001

Таблица 3. Вероятность благоприятного исхода у больных с ишемическим инсультом в каротидном бассейне при различных допплерографических паттернах

Допплерографический паттерн

Вероятность благоприятного исхода %

1.

Симметричный магистральный кровоток (n=66)

88

2.

Затрудненная перфузия на фоне периферической вазоконстрикции и артериолосклероза (n=20)

90

3.

Асимметричный магистральный кровоток (n=23)

91

4.

Стеноз СМА (n=36)

94

5.

Гиперперфузия (n=20)

80

6.

Остаточный поток в СМА (n=33)

63

7.

Окклюзия СМА (М1 и М2 сегменты) (n=39)

31

8.

Затрудненная перфузия на фоне повышения ВЧД (n=10)

0

Однако вероятность правильного прогнозирования исхода заболевания при различных паттернах не одинакова. Как видно из таблицы 3, отнесение допплерограммы к одному из первых 5 типов позволяет предположить благоприятный исход с высокой степенью вероятности. При наличии затрудненной перфузии на фоне отека у всех больных наблюдается неблагоприятный исход. Однако имеются две группы (с остаточным потоком и признаками интракраниальной окклюзии), где точность прогноза, основанная только на паттерне, остается низкой. В каждой из этих групп был проведен дискриминантный анализ с целью получения критических значений для наиболее значимых допплерографических параметров (табл.4 и 5).

Таблица 4. Допплерографические показатели в СМА у пациентов с признаками проксимальной и дистальной окклюзии СМА в группах с благоприятным (1) и неблагоприятным (2) исходом инсульта. Критические значения допплерографических показателей при прогнозировании неблагоприятного исхода инсульта

Группы пациентов

ЛСК в СМА, см/c ПИ KO
1 (n= 12) 41± 16 0.96± 0,2 1.17± 0.05
2 (n=27) 29± 12 1.1± 0,4 1.03± 0.1
Критический уровень <35   <1.1
Точность 60%   89%
P <0.05 >0.05 <0.001

Таблица 5. Допплерографические показатели в СМА у пациентов с остаточным потоком в СМА в группах с благоприятным (1) и неблагоприятным (2) исходом инсульта. Критические значения допплерографических показателей при прогнозировании неблагоприятного исхода инсульта

Группы пациентов ЛСК в СМА, см/с ПИ KO
1 (n=21) 46± 12.6 0.65± 0.13 1.1± 0.13
2 (n=12) 45.6± 14.9 0.5± 0.1 1.06± 0.09
Критический уровень   <0.55  
Точность   70%  
P P>0.05 P<0.05 P>0.05

Как видно из табл.4, в группе пациентов с признаками проксимальной и дистальной окклюзии СМА критериями неблагоприятного прогноза являются снижение ЛСК ниже 35 см/с и снижение КО ниже 1.1, при этом наибольшей диагностической ценностью обладает коэффициент овершута. Значение ПИ не имело в этой группе дифференциально-диагностической значимости.

У пациентов с остаточным потоком значения ЛСК и КО в остром периоде ИИ не имели значимого влияния на прогноз. Критерием неблагоприятного прогноза у этих больных можно считать значения ПИ ниже 0.55.

Полученные результаты позволяют предложить алгоритм прогнозирования исхода полушарного ишемического инсульта, включающий комплексную оценку допплерограмм с определением типа церебральной гемодинамики на первом этапе и определение критических значений отдельных допплерографических параметров в пределах паттерна на втором этапе в случаях, когда точность прогнозирования, основанная только на определении типа церебральной гемодинамики недостаточна (Рис.4). Точность прогнозирования исхода ИИ по предложенному алгоритму составила 87%, и была выше, чем при использовании любого из отдельных допплерографических параметров (Рис.5).

ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ

Результаты проведенных сопоставлений доказали высокую информативность допплерографических критериев для определения исхода заболевания. К такому же выводу уже не раз приходили исследователи, изучавшие изменения церебральной гемодинамики в острейшем периоде полушарного ишемического инсульта с помощью допплерографии [1, 6, 9, 11, 12, 14-17]. Основным критерием прогноза при полушарном ишемическом инсульте считали снижение ЛСК в СМА ниже определенного предела. Значения критической ЛСК, приводимые в разных работах, варьируют в широких пределах. Классификации, построенные на анализе учета только ЛСК, выделяли подгруппы со стенотическим потоком, нормальным потоком, асимметрией со снижением ЛСК на стороне инсульта и отсутствием кровотока в СМА. Наибольшее число пациентов по этой классификации попадало в разряд асимметричного потока, который во всех исследованиях являлся критерием неблагоприятного прогноза, так же как и отсутствие кровотока в СМА [9, 12, 15].

Наше исследование показало, что прогностическая ценность отдельных допплерографических параметров и их критические значения зависят от паттерна. Асимметрия кровотока со снижением ЛСК на стороне инсульта может быть следствием проксимально расположенного стеноза и дистально расположенной окклюзии. Кроме того, существует большое количество неуточненных асимметрий, при которых поток сохраняет черты магистрального. Прогностическое значение каждой из этих групп имеет существенные различия, а объединение их в одну категорию с попыткой определения единой для всех критической ЛСК неблагоприятного прогноза значительно снижает прогностические возможности допплерографии.

Используемая в нашем исследовании классификация допплерограмм, учитывающая комплекс критериев, является достаточно простой. В то же время, она значительно повышает диагностические и прогностические возможности допплерографии. Одновременное использование комплекса характеристик, итогом которого является определение допплерографического паттерна, имеет значительно более высокую прогностическую значимость, чем любой из параметров в отдельности. Полученные корреляции между выделенными типами церебральной гемодинамики, результатами томографического обследования и этиологическими причинами инсульта позволили дать патогенетическую характеристику каждого из выделенных паттернов. Определение критических значений для наиболее значимых допплерографических параметров может значительно повысить точность диагностики. Однако значимость отдельных допплерографических параметров и их критические значения зависят от паттерна. Например, выраженное нарушение ауторегуляции мозгового кровотока (снижение КО) явилось решающим для определения прогноза в группе с интракраниальной окклюзией, в то же время у пациентов с остаточным потоком этот показатель не играл существенной роли.

Результаты нашего исследования свидетельствуют в пользу необходимости определения наиболее важных для прогноза допплерографических характеристик кровотока и их критических величин только на втором этапе диагностики, после проведения классификации допплерограмм на типы. Такое, уточняющее, использование критических значений ЛСК, ПИ и КО в пределах паттерна существенно отличается от попыток определить единые критические значения этих параметров для всего континиуума данных. Предложенный подход может быть использован для прогнозирования исхода различных цереброваскулярных заболеваний.

fig1.gif (4129 bytes)

Рис.1. Зависимость исхода инсульта от типа церебральной гемодинамики.

По оси Х: ранги (см. табл.1)

По оси Y: 1 – сохранение минимального неврологического дефицита к 21 дню заболевания (индекс Бартеля 16-20 баллов); 2 – сохранение умеренного неврологического дефицита (индекс Бартеля 11-15); 3 – сохранение грубого неврологического дефицита (индекс Бартеля до 10 баллов); 4 – летальный исход в течение первого месяца заболевания.

fig2.gif (4135 bytes)

Рис.2. Зависимость исхода полушарного ишемического инсульта от состояния ауторегуляции мозгового кровотока в остром периоде инсульта.

По оси Х: - значения коэффициента оврешута;

По оси Y то же, что и на Рис.1.

Рисунок 3

Рис. 3. Зависимость исхода полушарного ишемического инсульта от значений средней линейной скорости кровотока в СМА в остром периоде.

По оси Х: - значения средней ЛСК в СМА на стороне инсульта

По оси Y: 1 – сохранение минимального неврологического дефицита к 21 дню заболевания (индекс Бартеля 16-20 баллов); 2 – сохранение умеренного неврологического дефицита (индекс Бартеля 11-15); 3 – сохранение грубого неврологического дефицита (индекс Бартеля до 10 баллов); 4 – летальный исход в течение первого месяца заболевания.

fig4.gif (10174 bytes)

Рис. 4. Алгоритм прогнозирования исхода полушарного ишемического инсульта по данным транскраниальной допплерографии

fig5.gif (6462 bytes)

Рис.5. Сравнительная характеристика прогностической ценности отдельных допплерографических параметров и алгоритмизированного подхода

 

Список литературы

  1. Александров А.В., Марочник С., Пулличино П.М. с соавт. Клиническая ценность транскраниальной допплерографии и фотон-эмиссионной томографии при острой ишемии мозга // Intern. sympos. on transcranial Doppler and intraoperative monitoring: Sci.rep. - St. Petersburg,1995. - P.9.
  2. Бархатов Д.Ю., Джибладзе Д.Н., Никитин Ю.М. Функциональная оценка церебральной гемодинамики методом транскраниальной допплерографии с использованием нитроглицеринового теста при закупорке внутренней сонной артерии // Журн. невропатол. и психиатр. – 1998. – Т.98, вып.1. – С.31- 33.
  3. Гайдар Б.В., Парфенов В.Е., Свистов Д.В. с соавт. Определение тактики хирургического лечения артериовенозных мальформаций головного мозга на основании данных минимальноинвазивного диагностического комплекса // Матер. У междунар. симпозиума: Повреждения мозга (минимальноинвазивные способы диагностики и лечения). – С.-Петербург, 1999. – С. 311-320.
  4. Свистов Д.В. Периоперационная транскраниальная допплерография при артериовенозных мальформациях головного мозга: Автореф. дис. … канд. мед. наук. – СПб. – 1993.
  5. Хилько В.А., Шулев Ю.А., Иванова Н.Е., Бикмуллин В.Н. Диагностика и лечение хронической цереброваскулярной недостаточности при атеросклеротическом стенозе или окклюзии сонной артерии. //В сб.:Сосудистая патология нервной системы. – СПб. – 1998. – С. 50-52.
  6. Blaster T., Krueger S., Kross R. et al. Time dependent relevance of transcranial colour-coded duplex sonography in acute stroke // Cerebrovasc. Dis. – 2000. – Vol. 10, suppl. 2. – P.69.
  7. Cullinane M., Markus H. Severely impaired cerebrovascular reactivity predicts stroke risk in carotid stenosis and occlusion: a prospective study //Cerebrovasc. Dis. – 2000. – Vol. 10, suppl. 2. – P.7.
  8. Giller C.A. A bedside test for cerebral autoregulation using transcranial Doppler ultrasound // Acta Neurochir. – 1991. – Vol.108, Fasc.1-2. – P. 7-14.
  9. Goertler M., Kross R., Baeumer M. et al., Diagnostic impact and prognostic relevance of early contrast-enhanced transcranial color-coded duplex sonography in acute stroke // Stroke. – 1998. – Vol.29, № 5. – P. 955-962
  10. Gur A.Y., Bova I., Bornstein N.M. Is impaired cerebral vasomotor reactivity a predictive factor of stroke in asymptomatic patients // Stroke. – 1996. – Vol.27, №12. – P.2188-2190.
  11. Halsey J.H. Prognosis of acute hemiplegia estimated by transcranial Doppler ultrasonography // Stroke. – 1988. – Vol.19. – P.648-649.
  12. Kushner M.J., Zanette E.M., Bastianello S. et al. Transcranial Doppler in acute hemispheric brain infarction // Neurology. – 1991. – Vol.41, № 1. – P. 109-113.
  13. Markus H., Harrison S. Estimation of cerebrovascular reactivity using transcranial Doppler, including the use of breath-holding as the vasodilatatory stimulus // Stroke. – 1992. – Vol.23. – P. 668-673.
  14. Ni X.S., Horner S., Fazekas F., Niederkorn K. Serial transcranial Doppler sonography in ischemic strokes in middle cerebral artery territory // J. Neuroimaging. – 1994. – Vol.4, № 4. – P.232-236.
  15. Toni D., Fiorelli M., Zanette E.M. et al. Early spontaneus improvement and deterioration of ischemic stroke patients. A serial study with transcranial Doppler ultrasonography // Stroke. – 1998. – Vol.29, № 6. – P. 1144-1148.
  16. Viola S., Antonacci R., D’Annunzio S. et al. Three-dimensional transcranial Doppler in acute ischemic stroke in the territory of the middle cerebral artery: clinical and CT correlation // Ital. J. Neurol. Sci. – 1991. – Vol.12, № 6. – P.545-555.
  17. Viola S., Tenaglia M.G., De Leonardis E. et al. Acute hemispheric stroke: correlation between three-dimensional transcranial Doppler, MR-angiography, CT and clinical findings // Ital. J. Neurol. Sci. – 1993. – Vol.14, № 3. – P. 225-232.