Способ диагностики электрофизиологической незрелости головного мозга новорожденных
Владельцы патента RU 2532883:
Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный педиатрический медицинский университет" Министерства здравоохранения Российской Федерации (ГБОУ ВПО СПбГПМУ Минздрава России) (RU)
Изобретение относится к области медицины, а именно к неонатологии и неврологии. В течение 300 секунд записи медленного сна на ЭЭГ выделяют транзиторные паттерны: фронтальные острые волны средней длительностью 0,13 секунд, спайк-острые волны средней длительностью 0,045 секунд, высокоамплитудные PTӨ-волны средней длительностью 0,1 секунды, паттерн STOP-волны средней длительностью 0,1 секунды. Рассчитывают индексы (К) для каждого паттерна в процентах, как отношение количества паттернов за 300 секунд умноженное на его среднюю длительность к длительности записи - 300 секундам. При величине К большинства определяемых паттернов меньше 1 диагностируют физиологическую норму; при К в интервале значений 1-2 диагностируют умеренную нейрофизиологическую незрелость; при К больше 2 - грубые нарушения электробиологической активности головного мозга. Способ позволяет оценить степень зрелости электробиологического созревания головного мозга новорожденных детей различного гестационного возраста, что достигается за счет определения и учета транзиторных возрастно-зависимых паттернов в ЭЭГ. 4 ил., 3 пр.
Изобретение относится к медицине, в частности к неврологии и неонатологии, и может применяться для диагностики электрофизиологической незрелости головного мозга новорожденных.
Известен способ диагностики электрофизиологической активности головного мозга новорожденных путем определения характеристики транзиторного паттерна электроэнцефалограммы (ЭЭГ) - медленных высоковольтажных волн пилообразной формы, локализованных в височных отведениях, регистрируемых в быструю стадию сна. Данным способом определяется длительность одного паттерна и частота его регистрации в одну минуту записи стадии быстрого сна [Pear P.L., La Fleur B.J., Reigle S.C., Rich A-S. et. al. // Saw tooth wave density analysis during REM sleep in normal volunteers. // Sleep Medicine 2002; V3, 153, p255-258].
Недостатком данного способа является его невысокая информативность, так как длительность периода быстрого сна у недоношенных детей зависит от гестационного возраста обследуемого пациента, количество транзиторных паттернов в стадию быстрого сна значительно меньше, чем в стадию медленного сна. Кроме того, определение только одного транзиторного паттерна не полностью отражает нейрофизиологическую незрелость мозга. Еще одним недостатком этого способа является то, что определяемый им паттерн редко встречается на ЭЭГ новорожденных.
Известен способ определения характеристики спонтанной общей активности головного мозга новорожденных путем анализа частоты и формы основных ритмов ЭЭГ в стадию медленного сна (альфа, бета, тета и дельта ритмов) [Tolonen М., PalvaJ. М., Andersson S., Vanhatalo S. // Development of the spontaneous activity transients and ongoing cortical activity in human preterm babies. // Neuroscience 2007;30;145(3):991-1006].
Недостатком данного способа является отсутствие определения тех транзиторных паттернов ЭЭГ новорожденных детей, которые отражают степень нейрофизиологической незрелости.
Ближайшим к заявляемому является способ определения характеристики транзиторного паттерна ЭЭГ - острых фронтальных волн, зарегистрированных во время стадии быстрого сна. Способ заключается в количественном подсчете только одного, но часто встречаемого у новорожденных паттерна (острых фронтальных волн) ЭЭГ за всю длительность быстрого сна [Ana Chrystina Crippa, Carlos Eduardo Sivado, Luciano de Paola, Rosana H.Scolaetal.// Analysis of Frontal Sharp Transients in 32 Neonatal Polysomnography in Healthy Fullterm Newborns.// Arq Neuropsiquiatr 2007;65(2-A):222-227].
Недостатком способа, выбранного в качестве прототипа, является то, что определение транзиторного паттерна проводится в стадию быстрого сна, длительность которого зависит от гестационного возраста новорожденного ребенка. Кроме того, известно, что количество транзиторных паттернов в стадию быстрого сна в норме меньше, чем в стадию медленного сна, поэтому вероятность регистрации транзиторных паттернов в стадию медленного сна выше, чем в быструю.
Другим недостатком прототипа является то, что определяются характеристики только отдельных паттернов ЭЭГ, что затрудняет определение нейрофизиологической зрелости и таким образом снижает диагностические возможности способа.
Задачей настоящего изобретения является расширение диагностических возможностей способа.
Технический результат изобретения достигается тем, что в способе диагностики электрофизиологической незрелости головного мозга новорожденных с помощью количественной характеристики транзиторных возрастно-зависимых паттернов, заключающемся в том, что производят подсчет транзиторного паттерна в период записи сна за определенный промежуток эпохи ЭЭГ, в течение 300 секунд записи медленного сна выделяют транзиторные паттерны: фронтальные острые волны средней длительностью 0,13 секунд, спайк-острые волны средней длительностью 0,045 секунд, высокоамплитудные PTΘ-волны средней длительностью 0,1 секунды, паттерн STOP-волны средней длительностью 0,1 секунды; определяют индексы (К) для каждого выделенного транзиторного паттерна ЭЭГ недоношенного ребенка по формуле:
где N - количество определяемого паттерна за 300 секунд;
Y - средняя длительность определяемого паттерна;
τ - длительность записи, равная 300 секундам,
и при величине К большинства определяемых транзиторных паттернов меньше 1 диагностируют физиологическую норму, при величине К большинства определяемых транзиторных паттернов в интервале значений 1-2 диагностируют умеренную нейрофизиологическую незрелость, а при величине К большинства определяемых транзиторных паттернов больше 2 диагностируют грубые нарушения электробиологической активности головного мозга.
Выбор временного промежутка для определения индексов транзиторных паттернов, равного 300 секундам, обусловлен относительно короткой длительностью стадии медленного сна у новорожденных детей (продолжительность в среднем составляет около 10 минут), быстрой сменой ее стадией быстрого сна, за которой наступает пробуждение пациента. Длительность записи ЭЭГ в 300 секунд достаточна для регистрации транзиторных паттернов и в полной мере отражает особенности электробиологической активности головного мозга пациента. Поэтому повышается эффективность диагностики.
Другим отличием заявляемого способа является измерение всех транзиторных паттернов ЭЭГ, что позволяет создать количественную характеристику каждого транзиторного паттерна ЭЭГ и оценить процентную долю данного паттерна записи ЭЭГ, что отражает степень нейрофизиологической незрелости головного мозга.
Способ осуществляется следующим образом. Проводится анализ всех транзиторных паттернов ЭЭГ.
Известна средняя длительность каждого определяемого паттерна записи ЭЭГ:
- средняя длительность фронтальных острых волн составляет 0.13 секунд;
- средняя длительность спайк-острых волн составляет 0.045 секунд;
- средняя длительность PTӨ-волн составляет 0,1 секунды;
- средняя длительность STOP-волн составляет 0,1секунды.
Знание средней длительности каждого транзиторного паттерна позволяет провести расчеты и определить процентную долю этого паттерна в записи ЭЭГ.
На фиг.1 представлен участок записи ЭЭГ новорожденного с регистрацией фронтальных острых волн.
На фиг.2 представлен участок записи ЭЭГ новорожденного с регистрацией паттерна STOP (в левых затылочных отведениях).
На фиг.3 представлен участок записи ЭЭГ новорожденного с регистрацией паттерна комплекса дельта-щетки, отчетливо определяемый в правых затылочных отведениях и с регистрацией множественных спорадических паттернов - спаек острых волн.
На фиг.4 представлен участок записи ЭЭГ новорожденного с регистрацией паттерна высокоамплитудных РТӨ в височных отведениях правого полушария.
Исследование осуществляют в период медленного сна новорожденного при соблюдении обязательных стандартных условий записи ЭЭГ, включающих: стандартную скорость разверстки 30 мм/сек; с чувствительностью каналов - 10 мкВ; длительность записи 60 минут; запись осуществлять без использования фильтров; возраст обследуемого недоношенного новорожденного скорректировать с возрастом доношенного новорожденного - 38-42 недели. Регистрация состояния сон, бодрствование осуществляется по двум критериям: видеоконтроль за быстрым движением глазных яблок и определение изменений ЭЭГ активности в виде медленных высокоамплитудных волн.
Для регистрации ЭЭГ у обследованных новорожденных следует использовать 13-электродную систему, чашечковые электроды, вмонтированные в пластиковую оправу. Используют международную систему размещения электродов в неонатальной модификации (10-20) с применением видеомониторинга пациента и применением моно- и биполярных отведений. Индексы транзиторных паттернов определяют во временной промежуток, равный 300 секундам записи ЭЭГ в стадию медленного сна.
Пример 1. Пациент Б. (история болезни №23740, д.р. 19.11.10) - недоношенная девочка, гестационный возраст 34 недели, поступила на отделение ОРИТ новорожденных СПб ГПМУ на 2-й день жизни.
Диагноз до проведения ЭЭГ исследования: гипоксическо-ишемическое поражение головного мозга первой степени, ранний восстановительный период, наружная заместительная гидроцефалия, дисмиелинизация, двигательные нарушения. В постконцептуальном возрасте 38 недель выполнена ЭЭГ с видеозаписью и осуществлением способа диагностики электрофизиологичекой незрелости головного мозга новорожденных с помощью количественной характеристики транзиторных возрастно-зависимых паттернов и определения их индекса во временной промежуток, равный 300 секундам записи ЭЭГ в стадию медленного сна.
Результаты ЭЭГ исследования:
Во время бодрствования регистрируется непрерывная активность, доминирует дельта-активность с частотой 2-3 Гц и амплитудой до 60 мкВ, тета-активность в виде групп волн с частотой 4-5 Гц и амплитудой до 55 мкВ.
Во время медленного сна регистрируется прерывистая кривая (tracealternant). Межвспышечные интервалы депрессии ритма составляют около 6 секунд. Межполушарная синхрония составляет 85%.
Индексы транзиторных паттернов составляют: фронтальных острых волн - 1,7%; РТӨ - 2%; STOP - 1,66%, спайк-волн - 0,48%.
Заключение по результатам ЭЭГ: изменения биоэлектрической активности головного мозга, умеренная нейрофизиологическая незрелость (учитывая, что значения индексов большинства транзиторных паттернов находились в диапазоне 1-2 значений).
Заключительный диагноз с применением результатов ЭЭГ: гипоксическо-ишемическое поражение головного мозга первой степени, ранний восстановительный период, наружная заместительная гидроцефалия, дисмиелинизация, умеренная нейрофизиологическая незрелость, двигательные нарушения, риск развития умеренной задержки психомоторного развития.
Пример 2. Пациент Л. (история болезни №1230, д.р.26.11.10) - недоношенный мальчик, гестационный возраст 28/29 недель, поступил на отделение ОРИТ новорожденных СПб ГПМУ на 3-й день жизни.
Диагноз до проведения ЭЭГ исследования: гипоксическо-ишемическое поражение головного мозга тяжелой степени, ранний восстановительный период, смешанная заместительная гидроцефалия, перивентрикулярная лейкомаляция (стадия кист), гипоплазия мозолистого тела, дисмиелинизация, двигательные нарушения (спастический тетрапарез), симптоматическая эпилепсия.
В постконцептуальном возрасте 40 недель выполнена ЭЭГ с видеозаписью и проведением анализа результатов ЭЭГ с осуществлением способа диагностики электрофизиологичекой незрелости головного мозга новорожденных с помощью количественной характеристики транзиторных возрастно-зависимых паттернов и определения их индекса во временной промежуток, равный 300 секундам записи ЭЭГ в стадию медленного сна.
Результаты ЭЭГ исследования:
Во время бодрствования регистрируется непрерывная активность, доминирует дельта-активность с частотой 3 Гц и амплитудой до 60 мкВ, тета-активность в виде групп волн с частотой 4-5 Гц и амплитудой до 40 мкВ, нерегулярная. Эпилептиформная активность не регистрируется.
Во время медленного сна регистрируется паттерн прерывистой кривой (tracealternant). Межвспышечные интервалы депрессии ритма составляют около 5 секунд. Межполушарная синхрония вспышек составляет 80%.
Индексы транзиторных паттернов составляют: фронтальных острых волн - 2,38%; РТΘ - 2,33%; STOP - 8,66%, спайк-волн - 1,23%.
Заключение по результатам ЭЭГ: грубые нарушения электробиологической активности головного мозга, выраженная нейрофизиологическая незрелость (индексы большинства транзиторных паттернов превышали значение 2).
Заключительный диагноз с использованием результатов ЭЭГ: гипоксическо-ишемическое поражение головного мозга тяжелой степени, ранний восстановительный период, смешанная заместительная гидроцефалия, перивентрикулярная лейкомаляция (стадия кист), гипоплазия мозолистого тела, дисмиелинизация, двигательные нарушения (спастический тетрапарез), симптоматическая эпилепсия, выраженная нейрофизиологическая незрелость, риск формирования грубой задержки психомоторного развития.
Пример 3. Пациент А. (история болезни №2739, д.р. 28.04.11) - недоношенная девочка, гестационный возраст 35 недель, поступила на отделение ОРИТ новорожденных СПб ГПМУ на 4-й день жизни.
Диагноз до проведения ЭЭГ исследования: постгипоксическое поражение головного мозга легкой степени, ранний восстановительный период, наружная гидроцефалия по заместительному типу, двигательные нарушения легкой степени тяжести. В постконцептуальном возрасте 38/39 недель выполнена ЭЭГ с видеозаписью и проведением анализа результатов ЭЭГ с осуществлением способа диагностики электрофизиологической незрелости головного мозга новорожденных с помощью количественной характеристики транзиторных возрастно-зависимых паттернов и определения их индекса во временной промежуток, равный 300 секундам записи ЭЭГ в стадию медленного сна.
Результаты ЭЭГ исследования:
Во время бодрствования регистрируется непрерывная активность, доминирует дельта-активность с частотой 3-4 Гц и амплитудой до 40 мкВ, тета-активность в виде групп волн с частотой 4-5 Гц и амплитудой до 40 мкВ, достаточно регулярная. Эпилептиформная активность не регистрируется.
Во время медленного сна регистрируется паттерн прерывистой кривой (trace alternant). Межвспышечные интервалы депрессии ритма составляют 3-5 секунд. Межполушарная синхрония вспышек составляет 80%.
Индексы транзиторных паттернов составляют: фронтальных острых волн - 1,03%; PTӨ - 1%; STOP - 0,66%, спайк-волн - 0,76%.
Заключение по результатам ЭЭГ: нейрофизиологическая зрелость соответствует возрастной норме (значения индексов большинства транзиторных паттернов в пределах единицы).
Заключительный диагноз с применением результатов ЭЭГ: постгипоксическое поражение головного мозга легкой степени, ранний восстановительный период, наружная гидроцефалия по заместительному типу, двигательные нарушения легкой степени тяжести, нейрофизиологическая зрелость соответствует постконцептуальному возрасту.
Предлагаемый способ позволяет осуществить универсальный подход к количественной оценке характеристик всех транзиторных паттернов ЭЭГ в стадию медленного сна, что дает возможность оценить степень зрелости электробиологического созревания головного мозга новорожденных детей различного гестационного возраста, оценить степень и уровень функциональных изменений центральной нервной системы, что, в свою очередь, дает возможность прогнозировать развитие вероятных неврологических осложнений, вызванных как незрелостью ребенка и связанных с незрелостью патологических состояний центральной нервной системы, так и внешних неблагоприятно воздействующих факторов.
Данный способ позволяет выявить возможные церебральные нарушения и разработать новые подходы в лечении патологии головного мозга у новорожденных различного гестационного возраста. Кроме того, заявляемый способ позволяет оценить адаптационные возможности головного мозга новорожденного ребенка при его повреждениях в условиях практической медицины.
Способ диагностики электрофизиологической незрелости головного мозга новорожденных с помощью количественной характеристики транзиторных возрастно-ависимых паттернов, заключающийся в том, что производят подсчет транзиторного паттерна в период записи сна за определенный промежуток эпохи ЭЭГ, отличающийся тем, что в течение 300 секунд записи медленного сна выделяют транзиторные паттерны: фронтальные острые волны средней длительностью 0,13 секунд, спайк-острые волны средней длительностью 0,045 секунд, высокоамплитудные PTӨ-волны средней длительностью 0,1 секунды, паттерн STOP волны средней длительностью 0,1 секунды; определяют индексы (К) для каждого выделенного транзиторного паттерна ЭЭГ недоношенного ребенка по формуле:
где
N - количество определяемого паттерна за 300 секунд;
Y - средняя длительность определяемого паттерна;
τ - длительность записи, равная 300 секундам,
и при величине К большинства определяемых транзиторных паттернов меньше 1 диагностируют физиологическую норму, при величине К большинства определяемых транзиторных паттернов в интервале значений 1-2 диагностируют умеренную нейрофизиологическую незрелость, а при величине К большинства определяемых транзиторных паттернов больше 2 диагностируют грубые нарушения электробиологической активности головного мозга.
