Оценка состояния моторной и сенсомоторной системы у больных в вегетативном состоянии

Гимранов Р.Ф., Мальцева Е.А.

Научно-исследовательский институт нейрохирургии им. Н.Н. Бурденко, РАМН

Введение

При тяжелом повреждении головного мозга с постоянным отсутствием сознания, но без признаков смерти мозга, больные пребывают в состоянии, называемом комой. Для этого состояния характерна неразбудимость больного, открывание глаз невозможно даже на сильные раздражения. Иногда же восстанавливается цикл сна и бодрствования, но, хотя больные периодически открывают глаза, они не осознают окружающую обстановку и не реагируют на обращенную к ним речь. В данном случае говорят о вегетативном статусе или об апаллическом синдроме. Термин "вегетативный статус" (ВС) представляется более предпочтительным, он был предложен B.Jennet и F.Plum в 1972 году [4]. По их мнению, этот термин в большей степени фиксирует внимание врачей на контрасте между грубым нарушением психических функций и сохранностью автономных и вегетативных функций. В этом состоянии утрачивается способность к познавательной деятельности, несмотря на относительную сохранность бодрствующего состояния.

Наиболее часто ВС развивается при острых поражениях мозга как травматического (автодорожная травма, огнестрельные ранения и др.), так и нетравматического генеза (глобальная ишемия мозга в результате остановки сердца, дыхания, асфиксии различного генеза; острые нарушения мозгового кровообращения; инфекции ЦНС; опухоли; эндогенные и экзогенные интоксикации). Данный синдром развивается приблизительно у 1-14% пациентов, находящихся в длительной травматической коме, и у 12% пациентов, находящихся в коме нетравматической этиологии [7], и связан с распространенным структурным повреждением коры, лимбических структур и базальных ядер при относительной сохранности ствола мозга.

Метод регистрации вызванных моторных потенциалов (ВМП) при транскраниальной магнитной стимуляции (ТМС) позволяет неинвазивно оценивать состояние моторной коры и пирамидных путей [1], а соматосенсорных вызванных потенциалов (ССВП) состояние сенсомоторной коры и путей [2].

Основная цель нашего исследования состояла в оценке состояния моторной и сенсомоторной системы (кора и проводящие пути) у больных в вегетативном состоянии.

Материал и методы

Исследование было проведено на 45 больных в вегетативном состоянии (средний возраст 29.6±14.2 лет). У 34 больных вегетативное состояние возникло в результате тяжелой черепно-мозговой травмы и у 11 в результате различных осложнений при опухолях головного мозга. Все больные находились на стационарном лечении в НИИ нейрохирургии им. Н. Н. Бурденко с 1997 по 2001 гг. Всем больным диагноз был установлен на основании клинических данных и результатов компьютерной (КТ) и магнитно-резонансной томографии (МРТ). В качестве контрольной группы проводили исследование у 24 здоровых испытуемых (средний возраст 25.7±11.6 лет).

Для регистрации ВМП использовали магнитный стимулятор фирмы Cadwell "MES-10" и нейроусреднитель фирмы Nicolet "Viking-IVP". Магнитный стимулятор позволяет индуцировать импульсное магнитное поле до 2.0 Тл. Электроды, расположенные на исследуемых мышцах, были соединены через коммутатор с нейроусреднителем. Магнитный стимулятор и нейроусреднитель имели между собой тригерную связь, позволяющую синхронизировать регистрацию ВМП с началом магнитного импульса.

Для возбуждения двигательной коры головного мозга исследуемых, катушку располагали над областью моторной коры правого или левого полушария, а для регистрации ВМП при стимуляции сегмента спинного мозга катушку располагали над остистым отростком данного сегмента. По разности латентности при ТМС над этими двумя точками определяли время центрального моторного проведения (ВЦМП).

После установления порога возбуждения (моторный порог) для расслабленных мышц, индукцию магнитного поля увеличивали на 15-20%, чтобы возбудить максимальное количество нервных элементов с целью получения наиболее высоких по амплитуде ответов. Значение моторного порога определяли в процентах от максимальной индукции магнитного стимулятора. Регистрирующие чашечковые электроды располагали над правой и левой мышцами abductor pollicis brevis, импеданс электродов был менее 5 кОм. При регистрации ВМП частотная полоса усилителя была 30-3000 Гц, эпоха анализа 150 мс. Проводили несколько регистраций ВМП и для анализа выбирали ответы с наименьшим латентным периодом, далее определяли его амплитуду и длительность. Схема регистрации ВМП и расположение электродов показана на рис.1.

При записи ССВП использовали фильтры 30-2000 Гц, выполняли 500 усреднений (две серии) при стимуляции поочередно правого и левого срединных нервов одиночными импульсами частотой 5.1-7.3/с, длительностью импульса 0.1 мс и силой тока 10-15 мА, анализировали эпоху 50 мс. Регистрирующие электроды располагали на точке Эрба, на уровне 7 шейного позвонка, на скальпе на 2 см кзади от С3 и С4 (по международной схеме 10-20), референтный электрод на лбу, электрический импеданс был менее 5 кОм. Для регистрации и анализа ССВП применяли аппарат фирмы Nicolet "Viking -IVP". У ССВП проводили анализ амплитуды и латентности компонента Р23 и центрального времени проведения (ЦВП) - разности латентности между компонентами N13 и N19.

Полученные данные подвергались статистической обработке с использованием программы Statistica (t-критерий Стьюдента). Если значение р было меньше 0.05, то это считалось значимым показателем.

Результаты

В контрольной группе были определены амплитудно-временные характеристики ВМП при ТМС (таблица 1).

Таблица 1

Среднестатистические амплитудно-временные значения ВМП (с m.abductor pollicis brevis) при ТМС у здоровых испытуемых

Стимуляция справа Стимуляция слева
ВМП амплитуда 2.2±0.8 мВ 2.2±0.7 мВ
ВМП латентность 22.7±2.5 мс 22.5±2.7 мс
ВЦМП 7.9±2.1 мс 7.8±2.2 мс

На рис.2 показаны ВМП при стимуляции коры и на уровне С7 шейного отдела позвоночника у здоровых испытуемых, а так же определение времени центрального моторного проведения (ВЦМП).

У обследованных больных в вегетативном состоянии отмечались изменения амплитудно-временных характеристик, формы и конфигурации ВМП с мышц кисти при ТМС правого или левого полушария. Наиболее часто встречаемые изменения, которые мы наблюдали были следующие:

  1. Полное отсутствие ВМП при ТМС (рис.3.1.), что свидетельствовало о грубом поражении моторной коры или пирамидного тракта.
  2. Снижение амплитуды, увеличение латентности, полифазная форма ВМП (рис.3.2.), свидетельствовало о поражении подкорковых структур головного мозга.
  3. Снижение амплитуды и увеличение латентности ВМП при ТМС как правого, так и левого полушария (рис.3.3.), что свидетельствовало о поражении на уровне ствола мозга.

Из 45 больных в вегетативном состоянии ВМП при ТМС правого и (или) левого полушария удалось получить у 39, у 6 больных ВМП не удалось получить при ТМС как правого, так и левого полушария. Среднестатистический уровень индукции магнитного поля, вызывающий ВМП при ТМС правого полушария у больных в вегетативном состоянии составил 91.2%, левого полушария составил 90.4% от максимальной индукции магнитного стимулятора.

На амплитудные характеристики ВМП при ТМС у больных в вегетативном состоянии влияло в большей степени поражение непосредственно коры, а так же, в меньшей степени, пирамидного тракта.

На временные характеристики ВМП при ТМС (латентность и центральное время проведения) влияло в большей степени поражение пирамидного тракта, а так же, в меньшей степени, непосредственно коры.

У больных в вегетативном состоянии отмечалось резкое снижение среднестатистических значений амплитуды ответов и увеличение латентности и ВЦМП (таблица 2) по сравнению с аналогичными значениями полученными у здоровых испытуемых. Эти изменения носили статистически достоверный характер.

Таблица 2

Среднестатистические амплитудно-временные значения ВМП при ТМС у больных в вегетативном состоянии

Стимуляция справа Стимуляция слева
ВМП амплитуда 0.2±0.1 мВ 0.3±0.2 мВ
ВМП латентность 29.5±2.8 мс 28.7±4.1 мс
ВЦМП 11.4±2.3 мс 10.9±3.5 мс

В контрольной группе были определены амплитудно-временные характеристики компонента ССВП и центральное время проведения (таблица 3). Из 45 больных в вегетативном состоянии корковые компоненты ССВП с правого и (или) левого полушария удалось получить у 33, а у 12 больных не удалось получить ответы ни с правого, ни с левого полушария. Амплитудно-временные характеристики ССВП были изменены. Отмечалось резкое снижение среднестатистических значений амплитуды Р23 ССВП как с правого, так и с левого полушария. При анализе временных характеристик ССВП отмечалось увеличение среднестатистических значений латентности корковых компонентов Р23, а так же ЦВП.

Таблица 3

Среднестатистические амплитудно-временные значения компонента Р23 ССВП у здоровых испытуемых

Стимуляция справа Стимуляция слева
Р23 латентность 22.8±1.7 мс 22.7±1.5 мс
Р23 амплитуда 2.6±1.8 мкВ 2.5±1.7 мкВ
ЦВП (N13-N19) 5.9±0.6 мс 5.9±2.1 мс

При сравнении среднестатистических амплитудно-временных значений ССВП у здоровых испытуемых и больных в вегетативном состоянии отмечались статистически достоверные различия - у больных снижена амплитуда и увеличена латентность компонента Р23, а так же увеличено ЦВП.

Изменения временных характеристик ССВП отражали изменения на уровне от ядер Голя-Бурдаха до коры, так как периферическая проводимость импульса не изменилась. В таблице 4 приведены среднестатистические амплитудно-временные значения ССВП у больных в вегетативном состоянии.

Таблица 4

Среднестатистические амплитудно-временные значения ССВП у больных в вегетативном состоянии

Стимуляция справа Стимуляция слева
Р23 латентность 27.6±1.7 мс 26.5±1.5 мс
Р23 амплитуда 0.6±1.8 мкВ 0.5±1.7 мкВ
ЦВП (N13-N19) 7.8±1.6 мс 7.7±2.1 мс

Обсуждение

Показано, что комплексная регистрация ВМП при ТМС и ССВП позволяет более полно оценить состояние моторной и сенсомоторной системы [9, 11], поэтому проведенная нами такое комплексное исследование у больных в вегетативном состоянии позволило выявить более тонкие нейрофизиологические механизмы генерации, обработки и проведения нервных импульсов.

Ранее показана возможность оценки функциональных перестроек в моторной коре при помощи анализа значений моторных порогов [6, 10] и ВМП при ТМС [3, 8]. В нашем исследовании увеличение моторных порогов и снижение амплитуды ВМП при ТМС у больных в вегетативном состоянии отражает изменение в большей степени моторной коры. Данные изменения могут носить как органический, так и функциональный характер.

Изменение амплитуды компонента Р23 ССВП указывает в большей степени на дисфункцию сенсомоторной коры, а увеличение латентности Р23 и ЦВП на изменения в проводящих путях [2]. У больных в вегетативном состоянии выявлены выраженные изменения как амплитудных, так и временных значений ССВП, что указывает на поражение сенсомоторной системы.

Наличие у исследованных больных изменений амплитудно-временных значений ВМП при ТМС и ССВП не только в пораженном полушарии и проводящих путях, но и в полушарии без органических поражений указывает на функциональных характер этих изменений, в основе которых по всей вероятности лежат как метаболические, так и процессы апаптоза [5].

Необходимо дальнейшее проведение в динамике исследований моторной и сенсомоторной системы у больных в вегетативном состоянии для более полного понимания характера пластических перестроек в ней.

ЛИТЕРАТУРА

  1. Гимранов Р.Ф. Магнитная стимуляция в диагностике поражений нервной системы в книге "Нейрофизиологические исследования в клинике" (под ред. Г.А.Щекутьева). - М., 2001. - C. 163-179.
  2. Гнездицкий В.В. Вызванные потенциалы мозга в клинической практике. - Таганрог: Издательство ТРТУ, 1997. - С. 252.
  3. Ingram D.A., Swash M. Central motor conduction is abnormal in motor neuron disease // J. Neurol. Psychiatr. - 1987. - Vol. 50. - P. 159-166.
  4. Jenett В., Plum F. Persistent vegetative state after brain damage. A syndrome in search of a Name // Lancet. - 1972. Vol. l. - P. 734-737.
  5. Ken- J.F., Gobe C.C., Winterford C.M., Harmon B.V. Anatomical methods in cell death // Methods Cell Biol. - 1995. Vol. 46. - P. 1-27.
  6. Matsunga К., Uozumi Т., Tsuji S., Murai Y. Age-dependent changes in physiological threshold asymmetries for the motor evoked potential and silent period following transcranial magnetic stimulation // EEG and clinical Neurophysiology. - 1998. Vol. l 09. - P. 502-507.
  7. Multi-Society Task Force on PVS. Medical aspects of the persistent vegetative state (first part) // N. Engl. J. Med. - 1994. Vol. 330. - P. l499-1508.
  8. Roricht S., Meyer B.U. Residual function in motor cortex contralateral to amputated hand // Neurology. - 2000. Vol. 54. - P. 984-987.
  9. Tang S.F., Ren Z.Y. Magnetic transcranial motor and somatosensory evoced potentials in cervical spondilitic myelopathy // Clin.Med J.[Engl]. - 1991. Vol. 104. - P. 409-415.
  10. Triggs W.J., Calvamo R., Macdonell R.A.L., Cros D., Chiapa K.H. Physiological motor asymmetry in human handedness evidence from transcranial magnetic stimulation // Brain Res. - 1994. Vol. 636. - P. 270-276.
  11. Ying Z., Schmid U.D., Schmid J., Hess C.W. Motor and somatosensory evoked potentials in coma: Analysis and relation in clinical status and outcome // J.Neurol., Neurosurg. and Psychiat. - 1992. Vol. 55. P. 40-474.