CC BY
23
УДК 616-009
http://dx.doi.org/10.26787/nydha-2686-6838-2020-22-5-14-18
COGNITIVE FUNCTIONS IN PATIENTS AFTER ISCHEMIC CEREBRAL STROKE: DESIGN OF A PROSPECTIVE CLINICAL AND-MORPHOLOGICAL STUDY
Akhmadeeva L.R., Bulyakova G.A., Baikov D.E.
Bashkir State Medical University, Ufa, Russian Federation
КОГНИТИВНЫЕ ФУНКЦИЙ У ПАЦИЕНТОВ, ПЕРЕНЕСШИХ ИШЕМИЧЕСКИЙ ИНСУЛЬТ: ДИЗАЙН ПРОСПЕКТИВНОГО КЛИНИКО-МОРФОМЕТРИЧЕСКОГО ИССЛЕДОВАНИЯ
Ахмадеева Л.Р., Булякова Г.А., Байков Д.Э.
ФГБОУ ВО «Башкирский государственный медицинский университет», г.Уфа, Российская Федерация
Abstract. Preserved cognitive functions are important for the success of medical rehabilitation after ischemic stroke. Their prediction is a striking task of modern medicine. This paper includes discussion of the data from the literature about different levels of brain lesions that predispose for cognitive impairment and the design of our new clinical-and-radiological study for suggesting a predictive mathematical model for cognitive functions after ischemic stroke. We will perform a correlation analysis of neurological, psychological and morphological data for prognosis of the cognitive state after stroke. Planimetry of different brain structures using the data from CAT scan and MRI will be done in patients during their in-patient rehabilitation of the 2nd level. Neuropsychological investigation using A.R.Luria system, Frontal assessment battery, Mini-Mental State Examination, Mini-Cog, Hospital Anxiety and Depression Scale and Beck's hopelessness scale will be applied. Clinical neurological and psychological results will be assessed at the beginning and at the end of the patients' staying in the hospital, in 3 and in 6 months after the stroke. The designed prognostic mathematical model could become a good tool for improving the management and planning individual program for rehabilitation for each patient. It is needed in the modern paradigm of personification in medicine and could become a new approach for setting realistic goals and having better results in recovering the impaired functions after stroke.
Аннотация. Сохранные когнитивные функции являются важным условием успеха реабилитационных мероприятий у пациентов, перенесших церебральный ишемический инсульт. Поэтому важной задачей современной медицины является прогнозирование их состояния. Данная работа посвящена описанию литературных сведений о различных уровнях поражения головного мозга, которые приводят к нарушению когнитивного функционирования, и дизайна планируемого клинико-радиологического исследования для построения предиктивной модели состояния когнитивных функций у пациентов в восстановительном периоде ишемического инсульта. Мы проведем корреляционный анализ неврологических, психологических и морфологических данных для прогнозирования состояния когнитивных функций после инсульта. Планиметрия структур головного мозга по данным рентгеновских компьютерных и магнитно-резонансных томографических исследований будет проведена пациентам в течение курса стационарных реабилитационных мероприятий 2го этапа. Будет проведено нейропсихологическое обследование с использованием стандартного тестирования по системе А.Р.Лурия, батареи тестов для оценки лобной дисфункции, тестирование по краткой шкале оценки психического статуса MMSE, МИНИ-КОГ, «Госпитальной шкале тревоги и депрессии» HADS, «Шкале безнадежности Бека». Клинические нейропсихологи-ческие данные будут оценены в начале и в конце данного госпитального курса, а в динамике - через 3 и через 6 месяцев. Задуманная прогностическая математическая модель может стать удобным и надежным инструментом для оптимизации организации и планирования индивидуальной программы реабилитации каждому пациенту, что в сегодняшней парадигме персонифицированной медицины будет востребованным и поможет ставить реалистичные
J
Keywords: stroke, cognitive functions, prognosis, model, rehabilitation цели и добиться лучших успехов в восстановлении утраченных после инсульта функций. Ключевые слова: инсульт, когнитивные функции, прогнозирование, модель, реабилитация
REFERENCES [1]. Engelhardt E. Cerebral localization of higher functions: Memory-related anatomic structures // Dement Neuropsychol. 2020 Vol.14(1), P.75-79. [2]. Homskaya E.D. Neuropsychologia. Spb: Piter, 2005. 496 p. [3]. Baikov D.E., Gizatullin R.R., Shaimardanova K.R., Urazbakhtina Yu.O., Akhmadeeva L.R. Opredelenie razmerov struktur golovnogo mozga s ispolzovaniem voxelnoj morfometrii // Uralskij meditsinskij zhurnal, 2017, №9(152), P. 17-21. [4]. Baikov D.E., Bulyakova G.A., Gashkarimov V.R., Shafikov N.A., Batayev H.M., Akhmadeeva L.R. Kognitivnye narusheniya pri povrezhdeniyah razlich-nyh struktur golovnogo mozga // "Medical & pharmaceutical journal "Pulse", 2020. V. 22., N 1, P. 5-9. БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК [1]. Engelhardt E. Cerebral localization of higher functions: Memory-related anatomic structures // Dement Neuropsychol. 2020 Vol.14(1), P.75-79. [2]. Хомская Е.Д. Нейропсихология. СПб: Питер, 2005. 496 с. [3]. Байков Д.Э., Гизатуллин Р.Р., Шаймарданова К.Р., Уразбахтина Ю.О., Ахмадеева Л.Р. Определение размеров структур головного мозга с использованием воксельной морфометрии // Уральский медицинский журнал, 2017, №9(152), С. 17-21 [4]. Байков Д.Э., Булякова Г.А., Гашкаримов В.Р., Шафиков Н.А., Батаев Х.М., Ахмадеева Л.Р. Когнитивные нарушения при повреждениях различных структур головного мозга // "Медико-фармацевтический журнал "Пульс", 2020. Т. 22., N 1, С. 5-9.
Akhmadeeva L.R. - SPIN-ID: 1601-6079; ORCID ID: 0000-0002-1177-6424 Bulyakova G.A. - SPIN-ID: 1051-5312; ORCID ID: 0000-0003-4710-220X Baikov D.E. - SPIN-ID: 9169-1298; ORCID ID: 0000-0002-3210-6593
Author contributions. Akhmadeeva L.R. - research concept and design, editing text; Bulyakova G.A. - literature review, writing a text; Baikov D.E. - study design, editing text Conflict of Interest Statement. The authors declare no conflict of interest.
Ахмадеева Л.Р. - SPIN-код: 1601-6079; ORCID ID: 0000-0002-1177-6424 Булякова Г.А. - SPIN-код: 1051-5312; ORCID ID: 0000-0003-4710-220X Байков Д.Э. - SPIN-код: 9169-1298; ORCID ID: 0000-0002-3210-6593
Вклад авторов: Ахмадеева Л.Р. - концепция и дизайн исследования, редактирование текста; Булякова Г.А. -сбор и обработка материала, написание текста; Байков Д.Э. - концепция и дизайн исследования, редактирование текста, организация работы
Заявление о конфликте интересов: Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов
Введение. Диагностика и лечение когнитивных нарушений у пациентов вследствие острых нарушений мозгового кровообращения является актуальной проблемой клинической неврологии и реабилитации. Важность данной проблемы связана, прежде всего, со значительной распространенностью данной патологии-у более чем 50% пациентов, перенесших инсульт, развиваются когнитивные нарушения, и у 6-32% пациентов достигают степени деменции. Патогенез когнитивных, в том числе постинсультных, нарушений сложен и включает в себя как сосудистые механизмы, так и процессы нейродегенерации в церебральных, прежде всего корковых структурах.
Когнитивные нарушения у пациентов, перенесших инсульт, негативно влияют на продолжительность и качество жизни. Смертность в течение первого года после инсульта у пациентов с постинсультной деменцией достоверно выше, чем у пациентов без деменции. При этом отрицательное влияние постинсультной деменции является самостоятельным и не зависит от таких факторов, как сопутствующая соматическая патология или возраст. У пациентов с постинсультной деменцией также выше риск возникновения повторного инсульта, что связано со сложностью проведения вторичной профилактики у этой группы пациентов.
Medical & pharmaceutical journal "Pulse" | Медико-фармацевтический журнал "Пульс"
По некоторым источникам, восстановление нарушенных двигательных функций у пациентов с более выраженными когнитивными нарушениями протекает медленнее и результат менее эффективен. Все это требует усовершенствования методов прогнозирования когнитивных нарушений после инсультов для повышения эффективности и персонализации реабилитационных методов лечения.
Целью запланированного исследования является создание математической модели для прогнозирования динамики когнитивных нарушений у пациентов, перенесших ишемический инсульт, на основании клинико-нейровизуализа-ционных данных с использованием цифровой морфометрии «стратегических зон» головного мозга.
В качестве первого этапа изучены классическая и современная литература по нейроанатомии [1, 2] и сделано обобщение о том, за какие когнитивные функции отвечают отдельные участки головного мозга [3, 4]. Согласно системному принципу строения высших психических функций когнитивные нарушения возникают при поражении структур на нескольких уровнях головного мозга.
Первый уровень и наиболее обширный -кора полушарий головного мозга (включает в себя три основные анализаторные системы: зрительные, слуховые, кожно-кинестетические). Поражение затылочных и затылочно-теменных ее отделов связаны с нарушением модально-специфических зрительных и зрительно-пространственных факторов и проявляются в виде зрительных агнозий (предметной, симультанной, цветовой, лицевой, буквенной, оптико-пространственной), нарушения зрительной памяти, оптико-пространственного анализа и синтеза. Зрительно-пространственные нарушения могут проявляться и в двигательной сфере, в результате чего нарушается праксис позы, возникает пространственная (конструктивная) двигательная апраксия, нарушения речевых функций в виде оптико-мнестической афазии.
При поражении височно-теменно-заты-лочных отделов коры больших полушарий возникают нарушения более сложных интегративных («ассоциативных») факторов, связанных с работой третичных полей коры. У больных отмечаются трудности ориентации во внешнем пространстве (особенно в право-левых координатах), двигательно-пространственные нарушения
(конструктивные апраксии), речевые нарушения (так называемые «семантические афазии"), которые проявляются в непонимании логико-грамматических конструкций, первичной акалькулии, трудности решения наглядно-образных задач. При теменной коры развиваются гностические, мнестические, двигательные и речевые нарушения, связанные с распадом тактильных симультанных синтезов. Нижнетеменной синдром возникает при поражении постцентральных нижних и средних корковых областей. Он проявляется в виде нарушений возможности опознания предметов на ощупь (астереогноз, пальцевая агнозия или синдром Герштмана), тактильной алексии, афферентной моторной афазии, кинестетической апраксии. При верхнетеменном синдроме гностические присутсвуют в виде ложных соматических образов, нарушения «схемы тела» (соматоагно-зия), модально-специфических нарушений памяти и нарушений тактильной памяти. При поражении конвекситальной коры височной области развиваются слуховая агнозия, амузия, нарушение слухового внимания, при поражении коры ме-диобазальных отделов височной области мозга -нарушение модально-неспецифических факторов: регуляция уровня бодрствования мозга, эмоциональных состояний, участие в процессах памяти, сознания и др.
При повреждениях коры передних отделов больших полушарий выделяют синдромы поражения премоторных и префронтальных корковых зон: нарушение произвольных движений и действий, их плавности, автоматизированности, последовательности простых и сложных двигательных актов, двигательные персеверации, «кинетическая апраксия», симптомы «двигательного невнимания, эфферентная моторная афазия с грубыми нарушениями построения речи (афазия Брока), динамическая афазия. Синдромы поражения коры префронтальной области мозга связаны с нарушением «программирования и контроля» за сложными формами психической деятельности, нарушением высших регуляторных процессов. Они проявляются в виде нарушения поведения и изменения личности в целом, включая мотиваци-онную сферу. При поражении префронтальных медиобазальных отделов нарушаются состояние бодрствования, сознания и эмоциональных процессов: пациент неправильно ориентируется в месте, времени и в себе, нарушается целесообразность его поведения в виде неустойчивости программ, аспонтанности, а также появляются такие
личностные дефекты как неадекватная самооценка и некритичность.
Второй уровень, отвечающий за когнитивные функции, - это глубокие подкорковые структуры головного мозга. Проблема нейропси-хологических синдромов, связанных с их поражением, возникла в нейропсихологии сравнительно недавно, прежде всего в связи с успехами нейрохирургии в лечении подкорковых образований. При поражении ростральных отделов ствола мозга и части ретикулярной формации в ножках мозга развиваются три основные группы симптомов: нейродинамические нарушения или нарушения динамического аспекта всех высших психических функций: уменьшается их скорость, продуктивность, страдают эмоциональные процессы, кратковременная память при относительной сохранности долговременной (например, профессиональной) памяти и может изменятться состояние сознания, особенно при травматических поражениях, когда в первую очередь страдают срединные церебральные стволовые структуры.
При поражениях на уровне нижних отделов ствола мозга развиваются модально-неспецифические мнестические нарушения с первичными расстройствами кратковременной памяти и внимания. Поражение на уровне диэнцефальных отделов мозга (таламус, ядра таламуса, гипофиз ) приводит к более грубым нарушениям памяти и внимания, проявляющимся в разных видах психической деятельности. При массивных поражениях этих областей мозга, осложненных гипертензион-ными явлениями, возникают грубые изменения психики, сходные с «лобным» синдромом, включая выраженные нарушения эмоциональных состояний и личностных реакций. Локализация патологических очагов на уровне лимбической системы (парагиппокампальная извилина, гиппо-камп, зубчатая извилина, поясная извилина, миндалевидное тело) клинически характеризуется грубыми нарушениями кратковременной памяти на текущие события, протекающие при 2хсторон-нем поражении гиппокампальных структур в виде корсаковского синдрома. С поражением этого уровня неспецифической системы связаны также нарушения сознания, в том числе в виде спутанности или конфабуляций, и изменения эмоциональной сферы, качественные особенности которых пока изучены недостаточно. Билатеральные гиппокампальные повреждения приводят к грубым нарушениям памяти.
Третий уровень - это медиобазальные лобные и височные отделы коры, которые тесно связаны с неспецифическими образованиями ствола мозга и структурами лимбической системы и могут рассматриваться как корковые отделы неспецифической системы.
Четвертый уровень представлен срединными комиссурами мозга - мозолистым телом. При его поражении развивается синдром «расщепленного мозга». Он проявляется выраженными нарушения памяти, иногда спутанностью сознания, нарушениями координационных движений, речевыми симптомами, включая затруднения в назывании предметов, предъявляемых в левые половины полей зрения. При поражении глубинных подкорковых структур (хвостатое ядро, бледный шар, скорлупа и ограда) часты нарушения кратковременной слухоречевой или наглядно-образной памяти, другие нарушения (двигательные, пространственные, эмоциональные и др.) встречаются реже.
Вышеописанные собранные из литературы данные могут быть использованы для построения индивидуального прогноза для постинсультных пациентов и повышения эффективности реабилитационных мероприятий по восстановлению утраченных когнитивных функций в зависимости, что позволит персонифицировать подходы при планировании стратегий и тактики помощи пациентам с когнитивным дефицитом различной этиологии с учетом данных нейровизуализации.
Материалы и методы: Мы планируем провести клиническое обследование пациентов с установленным диагнозом острое нарушение мозгового кровообращения по ишемическому типу в раннем восстановительном периоде. Оно будет включать тщательный сбор жалоб, анамнеза заболевания и жизни, исследование соматического, неврологического статуса, проведение инструментальных методов исследования морфологии и функций различных церебральных структур -ультразвуковая допплерография сосудов шеи и головы, электрокардиография, стандартная цифровая морфометрия (магнитно-резонансная и/или компьютерная томография). Совместно с клиническим психологом планируется проведение комплексного нейропсихологического обследования с использованием утвержденных клиническими рекомендациями стандартного тестирования по системе А.Р.Лурия, батареи тестов для оценки лобной дисфункции FAB, краткую шкалу оценки психического статуса MMSE, шкалу Mini-Cog,
J
«Госпитальную шкалу тревоги и депрессии» HADS, «Шкалу безнадежности Бека». Совместно со специалистами рентген-лучевой диагностики нами был разработан алгоритм прицельной мор-фометрии "стратегических зон" головного мозга, отвечающих за когнитивные функции, включающий планиметрию коркового вещества конвекси-тальных и медиальных отделов головного мозга, диэнцефальных отделов (таламус, ядра таламуса, гипофиз), лимбической системы (парагиппокам-пальная извилина, гиппокамп, зубчатая извилина, поясная извилина, миндалевидное тело), срединных комиссур мозга (мозолистое тело), глубинных полушарных подкорковых структур (подкорковые ядра).
Исследование пациентов будет проводиться дважды в течение второго стационарного этапа в отделении медицинской реабилитации пациентов с заболеваниями центральной и периферической нервной системы ГБУЗ Республиканского клинического госпиталя ветеранов войн Республики Башкортостан (при поступлении и после окончании курса реабилитационного лечения), а также в динамике через 3 и 6 месяцев после острого ишемического инсульта. Критериями включения в исследование будут: наличие информированного согласия пациента на участие в исследовании, верифицированный диагноз «острое
нарушение мозгового кровообращения по ишеми-ческому типу (ранний восстановительный период, поздний восстановительный период), когнитивные нарушения, развившиеся или усугубившиеся на фоне острого нарушения мозгового кровообращения. Критерии невключения пациентов в исследование: беременность, когнитивный дефицит, обусловленный заболеваниями щитовидной железы, витаминной недостаточностью (В12, фолаты), травмами головного мозга, психическими, системными заболеваниями, рассеянным склерозом, инфекционными заболеваниями центральной нервной системы, опухолями, эпилепсией, интоксикациями, наличие выраженной афазии, препятствующей объективной клинической оценке состояния когнитивных функций.
Заключение: Планируется провести корреляционный анализ полученных результатов цифровой морфометрии "стратегических зон" головного мозга, отвечающих за когнитивные функции с клинико-неврологическими данными и их динамикой. На основании полученных данных мы разработаем математическую модель для прогнозирования динамики состояния когнитивных функций чтобы дополнить алгоритм построения индивидуальной реабилитационной программы для пациентов в раннем восстановительном периоде ишемического инсульта.
Ответственный за переписку: Ахмадеева Лейла Ринатовна, д.м.н., профессор кафедры неврологии ФГБОУВО «Башкирский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения Российской Федерации, г. Уфа,
Email: leila_ufa@mail.ru
Corresponding Author: Leila Akhmadeeva, PhD (Advanced Doctorate), professor of the department of neurology at Bashkir State medical university, Ufa, Russian Federation, Email: leila_ufa@mail.ru
