Способ визуализации артериальных сосудов головного мозга

Изобретение относится к медицине, а именно к патологической анатомии и судебной медицине, и может быть использовано для визуализации артериальных сосудов головного мозга. Способ включает отмывание водой кровяных сгустков из артериальных сосудов головного мозга с последующим введением комплексного раствора на цельном нефиксированном кадавере. В качестве комплексного раствора используют смесь люминофора, флюоресцирующего при ультрафиолетовом излучении с длиной волны 254, 365 или 366 нм, и смеси полипропиленгликолей [(С₃Н₆O)_nН₂O] (СAS: 25322-69-4) с молярной массой от 1000-2000 г/моль в соотношении (1-4):10 соответственно. При этом комплексный раствор сначала через внутренние сонные артерии вводят в крупные артерии каротидного бассейна и их ветви, а затем в крупные артерии вертебро-базилярного бассейна и их ветви, до полного заполнения этих артерий, а визуализацию осуществляют в затененном помещении при подсветке от ультрафиолетового источника света указанных длин волн. Использование изобретения позволяет сократить сроки проведения исследования, получить яркое контрастирование даже на фоне массивного кровоизлияния. 4 ил., 3 пр.

 

Изобретение относится к медицине, а именно к нормальной морфологии, топографической анатомии, патологической анатомии, судебной медицине и может быть использовано:

- в судебной медицине, в частности при судебно-медицинской экспертизе трупов в случаях базальных субарахноидальных кровоизлияний как травматического, так и нетравматического генеза для поиска аневризм, мальформаций и источника кровотечения;

- в патологической анатомии и нейрохирургии при исследовании трупов с патологией сосудов головного мозга (аневризмы, мальформаций и т.п.), в том числе, у умерших после операции;

- в нормальной морфологии и топографической анатомии для изучения анатомии сосудов.

Известен способ визуализации артериальных сосудов головного мозга (Jоhns on CP, Lyall MS (2012) Injection Methods in the Investigation of Traumatic Subarachnoid Hemorrhage: The American Journal of Forensic Medicine and Pathology 33:e9).

При проведении судебно-медицинского исследования трупа, в случаях базального субарахноидального кровоизлияния, применяли методику инъекции воды для улучшения визуализации спавшихся артерий и диагностики места разрыва. Исследование проводили «на месте», до извлечения головного мозга, удаляя из полости черепа только полушария головного мозга, предварительно перевязывали базилярную артерию. Воду вводили через одну из позвоночных артерий на шее, пережимая контралатеральную позвоночную артерию, при этом наблюдали заполнение позвоночных артерий водой и истечение ее из места разрыва.

Существенным недостатком этого метода является сложность визуализации, обусловленная прозрачностью воды, что на фоне массивного темно-красного базального субарахноидального кровоизлияния, делает поиск источника кровотечения недостаточно информативным. Кроме того, методика предусматривает исследование только позвоночных артерий и отходящих от нее мелких ветвей.

Известна методика визуализации артериальных сосудов головного мозга (Попов В.Л. Повреждения артерий основания головного мозга при черепно-мозговой травме (патоморфология, методы исследования и судебно-медицинская экспертиза). Диссертация на соискание ученой степени доктора медицинских наук, Военно-медицинская ордена Ленина Краснознаменная академия им С.А. Кирова, 1969, с. 125-126), при которой проводится контрастирование предварительно от препарированных артерий на извлеченном головном мозге, путем введения шприцом воды, слегка подкрашенной синькой, в культи сонных и позвоночных артерий, а затем наблюдают анатомо-топографические особенности, в том числе ее истечение из мест повреждений сосудистой стенки.

К недостаткам метода следует отнести свойство синьки окрашивать оболочки и ткань мозга, внутреннюю оболочку мозговых артерий, что затрудняет обязательное в таких случаях гистологическое исследование. Кроме того, на фоне темно-красного кровоизлияния светло-синий раствор не является контрастным, что сказывается на визуализации.

Известен способ визуализации артериальных сосудов головного мозга (Ikegaya H, Yajima D, Iwase H Vertebral Artery Ruptureina Sudden Death Case After Mild Trauma: The American Journal of Forensic Medicine and Pathology, 2008, 29:276-278,) в котором предложена техника визуализации артерий головного мозга и поиска источника кровотечения «на месте», при этом в качестве контрастного вещества использовали молоко, вводя его последовательно через внутренние сонные, а затем позвоночные артерии на шее при помощи введенных в них мочевых катетеров. Исследование проводили в три этапа, сначала вводили молоко через сонные артерии, визуализировали их интракраниальную часть и затем искали источник кровотечения в бассейне сонных артерий. На втором этапе вводили молоко в позвоночные артерии, визуализировали и затем искали источник кровотечения в вертебро-базилярном бассейне. На третьем этапе, после перевязки базилярной артерии, отсекали большие полушария и контрастировали только интракраниальную часть позвоночных артерий. Всего использовали 200-300 мл молока.

Общим недостатком всех приведенных способов инъекционных методов исследования (введение воды, водного раствора синьки, молока) является артефициальное оводнение вещества головного мозга вплоть до развития артефициального отека головного мозга, что искажает гистологическую картину. Чем больше используется водного раствора для контрастирования, тем больше артефициальное оводнение ткани мозга.

Наиболее близким к предлагаемому является способ, включающий топографо-анатомическое исследование, при проведении которого осуществляют отмывание водой кровяных сгустков из артериальных сосудов головного мозга с последующим введением комплексного раствора на цельном нефиксированном кадавере (Патент РФ №2621419, МПК G09B 23/28, публ. 2017). Способ осуществляют «на месте», предварительно катетеризируя внутренние сонные артерии и внутренние яремные вены с обеих сторон, которые сначала промывают водой в объеме 1000-3000, затем 3-5% соляным раствором в объеме 400-1000, после чего в них последовательно (сначала в артерии, затем в вены) вводят комплексный раствор (резина белая силиконовая, силиконовое масло, окрашивающий пигмент, раствор катализатора-отвердителя), который в них застывает.

Основным недостатком этого способа является узкий круг его применения, поскольку введенный раствор для контрастирования затвердевает, что лишает возможности его применения припоиске возможных мест разрыва стенки артерии; затвердевание контрастного вещества делает невозможным адекватное гистологическое исследование сосудов, что существенно ограничивает его область применения в судебно- медицинской экспертизе и патологической анатомии; используется сложный комплексный раствор, требующий последовательного разведения в строгих пропорциях и длительного времени затвердевания, что занимает несколько часов; большой объем воды для промывания сосудов от свертков крови, что создает высокий риск оводнения головного мозга несмотря на использование солевого раствора.

Задачей предлагаемого изобретения является устранение указанных недостатков, сокращение сроков проведения исследования и его упрощение, расширение области его применения, за счет получения яркого контрастирования даже на фоне массивного кровоизлияния.

Для решения поставленной задачи, при визуализации крупных артериальных сосудов головного мозга и их ветвей, включающей топографо-анатомическое исследование, при проведении которого осуществляют отмывание водой кровяных сгустков из артериальных сосудов головного мозга с последующим введением комплексного раствора на цельном нефиксированном кадавере, предложено в качестве комплексного раствора использовать смесь, включающую люминофор, флюоресцирующий при ультрафиолетовом излучении с длиной волны 254, 365 или 366 нм, и смесь полипропиленгликолей [(C3H60)nH20] (CAS: 25322-69-4) с молярной массой от 1000-2000 г/моль в соотношении (1-4): 10 соответственно. При этом комплексный раствор сначала через внутренние сонные артерии вводят в крупные артерии каротидного бассейна и их ветви, а затем в крупные артерии вертебро-базилярного бассейна и их ветви, до полного заполнения этих артерий, а визуализацию осуществляют в затененном помещении при подсветке от ультрафиолетового источника света указанных длин волн.

В предлагаемом способе используется небольшое количество воды, для промывания сосудов от кровяных сгустков, что снижает риск артефициального оводнения головного мозга; контрастирование осуществляют до извлечения головного мозга через катетеризированные внутренние сонные и позвоночные артерии на шее. Таким образом, предлагаемый способ является безопасным для его применения в практике, когда требуется не только макроскопическое исследование сосудов, но и последующее гистологическое исследование, поскольку масляная основа контраста позволяет минимизировать оводнение вещества головного мозга, не требуется длительного промывания сосудов с использованием большого количества воды и солевого раствора, текучий контраст на масляной основе не влияет на сосудистую стенку (не изменяет ее структуру и не прокрашивает ее), не окрашивает вещество мозга и его оболочки при растекании, легко удаляется орошением водой. Технический результат предлагаемого способа заключается в быстром, ярком и недорогостоящем методе визуализации артериальных сосудов основания головного мозга человека, который может использоваться в разных практических сферах: для топографо-анатомического исследования артерий головного мозга; в практике судебно-медицинской экспертизы и патологической анатомии для визуализации артерий головного мозга и их патологических изменений (фузиформных расширений, аневризм, пороков развития сосудов, другой патологии стенок сосудов), а также для поиска источника кровотечения при разрыве артерии в случае травмы или патологии ее стенки; в нейрохирургии и оперативной хирургии для контроля качества оперативного пособия, проверке состоятельности анастомозов в случае смерти пациента или при отработке новых методов операций на кадаврах.

На фиг. 1 представлено контрастирование сосудов каротидного бассейна. Видно отсутствие заполнения контрастом правой средней мозговой артерии и ее ветвей, стрелками обозначены: 1 - левая средняя мозговая артерия; 2 - левая внутренняя сонная артерия (интракраниальная часть); 3 - зрительный перекрест; 4 - кости основания черепа; 5 - правая внутренняя сонная артерия (интракраниальная часть); 6 - левая передняя мозговая артерия; 7 - правая передняя мозговая артерия; 8 - правая средняя мозговая артерия; 9 - полушария головного мозга (Пример 1).

На фиг. 2 представлено контрастирование сосудов вертебро-базилярного бассейна, стрелками обозначены: 10 - левая позвоночная артерия (интракраниальная часть); 11 - левая передняя нижняя мозжечковая артерия; 12 - артерии моста; 13 - правая позвоночная артерия (интракраниальная часть); 14 - правая передняя нижняя мозжечковая артерия; 15 -артерии моста; 16 -базилярная артерия; 17 - варолиев мост (Пример 1).

На фиг. 3 представлено контрастирование крупных артериальных сосудов головного мозга и их ветвей на извлеченном мозге, стрелками обозначены: 18 - правая задняя соединительная артерия; 19 - правая задняя мозговая артерия; 20 - правая верхняя мозжечковая артерия; 21 - левая задняя соединительная артерия; 22 - левая верхняя мозжечковая артерия (Пример 2).

На фиг. 4 представлено контрастирование артериальных сосудов головного мозга и их ветвей до извлечения головного мозга в условиях массивного базального субарахноидального кровоизлияния, стрелками обозначены: 23 -базальное субарахноидальное кровоизлияние (Пример 3).

Способ осуществляют следующим образом.

В положении трупа на спине производят воротниковый разрез, продлевая его границы до задней поверхности плечевых суставов, затем отсепаровывают кожу с жировой клетчаткой и обнажают передние и боковые поверхности шеи вплоть до нижнего края нижней челюсти.

Вычленяют грудину реберным ножом, рассекая грудино-ключичные промежутки, после чего пересекают мышцы под ключицей, для обнажения подключичных артерий, отводят ключицы кверху и кнаружи.

Выделяют внутренние сонные артерии с обеих сторон и позвоночные артерии с обеих сторон тотчас выше места их отхождения от подключичных артерий. В просветы выделенных артерий устанавливают пластиковые катетеры диаметром, соответствующим выделенному сосуду, длиной около 10-15 см, после чего над местом введения катетера перевязывают артерию для предотвращения его подвижности и обратного тока во время промывки и контрастирования;

Шприцем объемом 100 мл в каждый сосуд последовательно вводят проточную воду до тех пор, пока промывные воды не станут прозрачными, свободными от кровяных сгустков. Как правило, для полноценного отмывания артериальных сосудов и венозных сосудов от кровяных сгустков используют около 400-600 мл проточной воды, вводя примерно 200-300 мл в один сосуд. Промывку начинают с введения проточной воды в правую внутреннюю сонную артерию до появления чистых промывных вод из левой внутренней сонной артерии, затем также промывают левую внутреннюю сонную артерию до появления чистых промывных вод из правой внутренней сонной артерии. После этого проделывают аналогичную процедуру с позвоночными артериями. Во время промывки внутренних сонных артерий заглушки на катетерах в позвоночных артериях перекрывают, также перекрывают заглушки на внутренних сонных артериях, когда промывают позвоночные артерии.

Производят распил костей черепа максимально близко к основанию, после чего удаляют свод черепа, затем циркулярно рассекают и удаляют твердую мозговую оболочку (соответствующую проекции свода черепа), после этого пальцами руки отодвигают лобные доли от основания черепа до тех пор, пока не станут видны зрительные нервы и интракраниальные части внутренних сонных артерий.

В качестве комплексного раствора для контрастирования, вводят композицию представляющую собой смесь, в которую входит люминофор, флюоресцирующий при ультрафиолетовом излучении с длиной волны 254, 365 или 366 нм, и смесь полипропиленгликолей [(C3H6O)nH2O] (CAS: 25322-69-4) с молярной массой 1000-2000 г/моль, в соотношении (1-4):10 соответственно.

Раствор для контрастирования в объеме 20-30 мл для двух исследований набирают в шприц. Шприц необходимо фиксировать резьбовым коннектором с трубкой для предотвращения соскальзывания шприца во время нагнетания комплексного раствора.

Закрывают заглушки катетеров в позвоночных артериях. Комплексный раствор по предлагаемой способу шприцем объемом около 10-15 мл на один этап вводят во внутреннюю сонную артерию через предварительно установленный катетер, избегая попадания воздуха в сосуд, до момента появления заполнения им крупных артерий каротидного бассейна (внутричерепной части внутренних сонных артерий, передних и средних мозговых артерий и их ветвей), что контролируют визуально, используя для этого небольшой портативный фонарик с ультрафиолетовой лампой в условиях затемненного помещения.

После визуализации крупных артерий каротидного бассейна и их ветвей пересекают внутренние сонные артерии. Культи артерий не требуют закрытия зажимами, так как используемый контрастный раствор довольно вязкий и не вытекает из них, а при некотором загрязнении поверхности мягких мозговых оболочек - легко, без остатка смывается водой. Затем перерезают глазные нервы. После этого ножницами рассекают намет мозжечка с обеих сторон тотчас по заднему краю пирамид клиновидной кости, пересекают черепно-мозговые нервы и откидывают головной мозг кзади таким образом, что он располагается горизонтально, хорошо видна передняя поверхность ствола головного мозга с базальной и позвоночными артериями. При необходимости устанавливают подставку под конвекситальную поверхность больших полушарий для избегания излишнего натяжения артерий и ствола во время проведения контрастирования.

Перекрывают заглушки на внутренних сонных артериях. Для второго этапа раствор для контрастирования шприцем объемом 10-15 мл вводят в одну из позвоночных артерий на шее через предварительно установленный катетер, избегая попадания воздуха в сосуд, до момента заполнения им крупных артерий вертебро-базилярного бассейна (внутричерепных частей позвоночных артерий, базилярной артерии, задних мозговых артерий и их ветвей), что контролируют визуально, используя для этого небольшой портативный фонарик с ультрафиолетовой лампой в условиях затемненного помещения. Общий объем раствора для контрастирования, который вводят во внутреннюю сонную артерию, составляет 10-15 мл.

Нагнетание контрастирующего раствора в артериальные сосуды необходимо осуществлять плавно, без резких рывков под визуальным контролем без риска повреждения стенок артерий и предотвращения выхода комплексного раствора за пределы артериальных сосудов.

Пример 1.

Произведена судебно-медицинская экспертиза трупа К, 56 лет, внезапно скончавшейся дома.

По вышеописанному предлагаемому способу проведено контрастирование артериальных сосудов «на месте» без извлечения головного мозга. Использовано 25 мл комплексного раствора для контрастирования в соотношении компонентов: люминофор - смесь полипропиленгликолей [(C3H6O)nH2O] (СAS: 25322-69-4) в соотношении как 2:10 соответственно, а также ультрафиолетовый фонарь с лампой с длиной волны 365 нм.

Выявлен выраженный атеросклеротический процесс артериального круга большого мозга со стенозом правой средней мозговой артерии (фиг. 1, 2). На фиг. 1 видно, что обе сонные артерии (2, 5), отходящие от них передние мозговые артерии (6, 7), левая средняя мозговая артерия (1) и ее ветви заполнились контрастным веществом. Однако правая средняя мозговая артерия (8) заполнилась только в устье, ее ветви не заполнились контрастом вообще, что свидетельствует о ее стенозе (сужении) или тромбозе на этом уровне с полным перекрытием кровотока. На фиг. 2 показано контрастирование базилярной (17) и позвоночных (10, 13) артерий и отходящих от них ветвей (11, 12, 14), какой-либо их патологии не выявлено.

Заключение: стенозирующий атеросклероз правой средней мозговой артерии.

Для подтверждения заключения проведено судебно-медицинское исследование трупа, включающее макроскопическое исследование сосудов головного мозга, исследование вещества головного мозга на разрезах и гистологическое исследование по стандартной методике. Судебно-медицинский диагноз: ишемический инфаркт головного мозга в правой теменной и лобной долях. Стенозирующий атеросклероз правой средней мозговой артерии.

Пример 2.

Произведена судебно-медицинская экспертиза трупа А, 41 год, смерть которого наступила внезапно на глазах свидетелей сопровождаясь судорожным синдромом.

Контрастирование артериальных сосудов головного мозга произведено на извлеченном головном мозге. После извлечения головного мозга из полости черепа произведено контрастирование артерий головного мозга через культи позвоночных артерий и сонных артерий. Визуализированы анатомо-топографические особенности крупных артерий головного мозга и их ветвей (фиг. 3). Отмечено хорошее заполнение контрастным веществом позвоночных (10,13), базилярной (16), передних (6,7), средних (8), задних (18.21) артерий и их ветвей. Патологии, которая могла привести к внезапному судорожному синдрому не выявлено.

При проведении исследования использовано 20 мл раствора для контрастирования по предлагаемому способу, в соотношении компонентов 1:10 соответственно, а также ультрафиолетовый фонарь с лампой с длиной волны 254 нм.

Для подтверждения заключения проведено судебно-медицинское исследование трупа, включающее макроскопическое исследование сосудов головного мозга, исследование вещества головного мозга на разрезах, гистологическое исследование по стандартной методике, а также исследование органов груди и живота.

Судебно-медицинский диагноз: тромбофлебит глубоких вен нижних конечностей. Массивная тромбоэмболия легочных артерий, долевых и частично сегментарных легочных артерий обоих легких.

Пример 3.

Произведена судебно-медицинская экспертиза трупа П, 52 лет, обнаруженного в квартире с телесными повреждениями на голове.

При наружном исследовании выявлены множественные повреждения на голове и шее, в том числе кровоподтек в левой сосцевидной области (повреждение характерное, для травмы головы и шеи с базальным субарахноидальным кровоизлиянием). Начато секционное исследование головы, осторожно отводя большие полушария кзади осмотрена зона расположения артериального круга большого мозга, подтверждено предположение о наличии базального субарахноидального кровоизлияния. Произведено контрастирование артериальных сосудов головного мозга в условиях массивного базального субарахноидального кровоизлияния на месте, до извлечения головного мозга (фиг. 4). Контрастирование артерий каротидного бассейна показало отсутствие источника кровотечения в этой зоне. Выполнен второй этап - контрастирование артерий вертебро-базиллярного бассейна комплексным раствором, отмечено хорошее заполнение контрастом базилярной артерии (16), правой задне-мозговой артерии (19), что свидетельствует о хорошем заполнении артерий вертебро- базилярного бассейна, при этом экстравазации контраста и его скопления под мягкими мозговыми оболочками не выявлено.

Использовано 30 мл предлагаемого раствора для контрастирования, в соотношении 4: 10 соответственно, а также ультрафиолетовый фонарь с лампой с длиной волны 366 нм.

Далее произведено макроскопическое исследование сосудов головного мозга, исследование вещества головного мозга на разрезах и гистологическое исследование по стандартной методике, заключение об отсутствии источника кровотечения на уровне внутричерепных частей позвоночных и внутренних сонных артерий, артерий артериального круга большого мозга подтверждено. По стандартной методике выполнено исследование шейного отдела позвоночника и препарирование экстракраниальных частей позвоночных артерий со скусыванием поперечных отростков шейных позвонков, в которых они проходят. Обнаружено кровоизлияние и место разрыва позвоночной артерии правой позвоночной артерии на уровне между 2-м и 3-им шейными позвонками. Судебно-медицинский диагноз: Закрытая шейно-черепная травма: массивное базальное субарахноидальное кровоизлияние, разрыв правой позвоночной артерии на уровне между 2-м и 3-им шейными позвонками очаговые кровоизлияния в местах прикрепления трапециевидной мышцы к затылочной кости слева, в правой кивательной мышце, в задней шейно- затылочной мембране слева от средней линии.

Предложенный способ был реализован на 8 кадаверах. Во всех случаях использование предлагаемого способа позволило детально исследовать анатомо-топографические особенности артериальных сосудов головного мозга. В двух случаях контрастирование позволило диагностировать стенозирующий атеросклероз мозговых артерий с критическим снижением кровообращения в кровоснабжаемой части головного мозга, при этом исследовании использовали в качестве комплексного раствора ультрафиолетовую добавку BC-UVL на масляной основе для определения утечек хладагента в холодильных установках и системах кондиционирования воздуха (производство Италия), содержащую люминофор и смесь полипропиленгликолей [(C3H6O)nH2O] (CAS: 25322-69-4).

В одном из этих случаев стенозирующий атеросклероз средней мозговой артерии привел к развитию инфаркта головного мозга, который явился причиной смерти.

В одном случае контрастирование применялось в условиях массивного базального субарахноидального кровоизлияния, что позволило исключить расположение источника кровотечения внутри черепа (артерии каротидного и вертебро-базилярного бассейнов).

В 4 случаях были изучены анатомо-топографические особенности артерий.

Результаты проведенных исследований позволили с высокой точностью решать диагностические задачи для установления патологических изменений и подозрения на травму артерий головного мозга. Кроме того, технически простой способ, занимает небольшое количество времени, но позволяет с исключительной яркостью иллюстрировать патологические находки и анатомо-топографические особенности сосудов головного мозга, что несомненно повышает качество и точность проведения судебно-медицинской экспертизы, патологоанатомического исследования трупов с патологией сосудов головного мозга, в том числе с массивными базальными субарахноидальными кровоизлияниями.

Способ визуализации крупных артериальных сосудов головного мозга и их ветвей, включающий топографо-анатомическое исследование, при проведении которого осуществляют отмывание водой кровяных сгустков из артериальных сосудов головного мозга с последующим введением комплексного раствора на цельном нефиксированном кадавере, отличающийся тем, что в качестве комплексного раствора используют смесь люминофора, флюоресцирующего при ультрафиолетовом излучении с длиной волны 254, 365 или 366 нм, и смеси полипропиленгликолей [(С₃Н₆O)_nН₂O] (СAS: 25322-69-4) с молярной массой от 1000-2000 г/моль в соотношении (1-4):10 соответственно, при этом комплексный раствор сначала через внутренние сонные артерии вводят в крупные артерии каротидного бассейна и их ветви, а затем в крупные артерии вертебро-базилярного бассейна и их ветви, до полного заполнения этих артерий, а визуализацию осуществляют в затененном помещении при подсветке от ультрафиолетового источника света указанных длин волн.