CC BY
79
УДК 531/534: [57+61]
Российский Журнал
www.biomech.ru
НОВЫЙ БИОМЕХАНИЧЕСКИЙ МЕТОД НЕИНВАЗИВНОЙ ОЦЕНКИ ВНУТРИЧЕРЕПНОГО ДАВЛЕНИЯ: ВЕРИФИКАЦИЯ СПОСОБА И ЦИФРОВОГО АППАРАТА
А.П. Ефимов
Межрегиональный центр восстановительной медицины и реабилитации, Россия, 603087, Нижний Новгород, Казанское шоссе, 16/1, e-mail: antef@nm.ru
Аннотация. Представлены данные верификационных исследований нового способа оценки внутричерепного давления по Ефимову и цифрового прибора «Нейромиометр-01». Исследования проводились по трем направлениям:
1) сопоставление показателей аппарата «Нейромиометр-01» и промышленного анализатора спектра СК4 72/2 путем синхронной регистрации микродвижений головы двумя датчиками, поставленными соосно в центре лба; 2) определение информативности исследований больных неврологического профиля аппаратами «Нейромиометр-01» и «Микромоторика» в ходе восстановительного процесса; 3) сопоставление показателей параллельных замеров внутричерепного давления у больных нейрохирургического профиля (с последствиями черепно-мозговых травм) аппаратами «Собтап» (США) и «Нейромиометр-01». Доказаны: 1) линейная зависимость показателей «Нейромиометра-01» и анализатора спектра СК4 72/2 -метрологически обеспеченного измерительного прибора; 2) высокая корреляция показателей «Нейромиометра-01» и «Микромоторика» в ходе реабилитации неврологических больных; 3) соответствие показаний «Нейромиометра-01» и аппарата «Собтап» с выводом расчетного коэффициента перевода значений «Нейромиометра-01» в мм рт. ст., равного 0,71.
Ключевые слова: биомеханика микродвижений, внутричерепное давление (ВЧД), неинвазивные способы оценки ВЧД, микромоторная диагностика, цифровой прибор для экспресс-оценки ВЧД.
Введение
Измерение внутричерепного давления (ВЧД) у человека в норме и особенно при патологии является важной медико-биологической проблемой, поскольку уровнем ВЧД определяется степень кровоснабжения и васкуляризации (сосудистой обеспеченности) головного мозга, что, в конечном итоге, задает активность церебрального метаболизма (обмена веществ). Высокий уровень ВЧД у детей приводит к энцефалопатиям, задержке психического, интеллектуального, речевого и моторного развития, афазии (снижению или утрате способности говорить, писать, формулировать мысли вследствие нарушений в полушариях головного мозга), детскому церебральному параличу (ДЦП), эпилептическим синдромам, умственной отсталости (олигофрении) разной степени выраженности, ведет к инвалидизации детей в связи с нервно-психическими нарушениями [1, 3, 8].
Высокое ВЧД у взрослых приводит к головным болям, церебрастении (органическому поражению головного мозга), депрессии, снижению работоспособности, синдрому хронической усталости, гипертонической болезни, ишемическим и геморрагическим инсультам, инфарктам мозга, параличам и парезам © Ефимов А.П., 2011
Ефимов Анатолий Петрович, д.м.н., профессор, генеральный директор Межрегионального центра восстановительной медицины и реабилитации, Нижний Новгород
09806267
людей зрелого трудоспособного возраста, преждевременному выходу их на инвалидность [1, 3, 13]. Профилактика всех указанных грозных заболеваний у детей и взрослых зависит от ранней диагностики, текущего контроля значений ВЧД и применения эффективной терапии.
Самыми точными методами измерения ВЧД являются методы прямого инвазивного (с проникновением в ткани организма) измерения, применяемые в нейрохирургических клиниках транскраниально (через кости черепа) или на открытом мозге. Для этого в настоящее время используются сложные дорогостоящие аппараты марки «Codman» (США) и «Liquoguard» (Германия) с одноразовыми датчиками. Показатели этих приборов отражают ВЧД в мм рт. ст.
Прямым, но менее точным методом измерения ВЧД является манометрический метод измерения ликворного давления при люмбальной (поясничной) пункции между поясничными позвонками Ь4-Ь5. Данным методом определения ВЧД пользуются практически с момента открытия люмбальной пункции, т.е. с 1891 г.
Инвазивные методы регистрации ВЧД имеют ограниченное применение и абсолютно непригодны для профилактических мониторинговых целей в ходе оздоровительных мероприятий среди широких слоев населения, а также в лечебной и реабилитационной медицине. Поэтому в мире давно ведутся поиск и разработка неинвазивных методов оценки ВЧД для широкой практики. Наиболее распространенными среди них являются ультразвуковые методы исследования (УЗИ): нейросонография, эхоэнцефалография. Эти методы хорошо регистрируют границы полостей мозга, отражают выраженность гидроцефалии (чрезмерного скопления жидкости в полостях мозга) и позволяют косвенно - на основании увеличения объема полостей мозга - высказывать предположение о повышении ВЧД. Но они не отражают ранние стадии внутричерепной гипертензии (повышения давления ликвора), когда ещё нет сдвига границ полостей мозга, и абсолютно не информативны при микрокрании (микропатологии черепа), когда компрессия мозга нарастает вплоть до грубой ишемии (нарушения кровоснабжения) и аноксии (выраженной кислородной недостаточности), а гидроцефалии и изменения границ полостей мозга нет. Методы УЗИ также малоинформативны при опухолях и паразитарных поражениях головного мозга.
Прекрасные методы структурной диагностики головного мозга - магнитнорезонансная томография и компьютерная томография - также могут лишь косвенно отражать ВЧД через количество гидроцефальной жидкости и кист. ВЧД они отражают не более, чем УЗИ.
Используемый давно метод окулоскопической оценки состояния глазного дна по застойным явлениям в кровеносных сосудах отражает поздние осложнения внутричерепной гипертензии (ГГГ-ГУ ст.). Но оценить уровень ВЧД и его динамику метод не позволяет в силу чрезвычайной инертности и компенсаторных явлений в самом глазном яблоке и его автономной сосудистой системе.
В течение многих лет автором проводятся исследования биомеханики человеческого тела в условиях нормы и при патологии. Разработано приоритетное направление - биомеханика микродвижений, ставшая основой методики микромоторной диагностики. Современными исследованиями установлено, что деятельность нервномышечной системы сопровождается не только биоэлектрическими явлениями, но и механическими колебаниями биомембран и сократительных элементов мышечных волокон - микродвижениями, которые регистрируются приборами в диапазоне частот от 0,2 до 200 Гц. Тремор, наблюдаемый визуально, охватывает диапазон от 0,2 до 20 Гц, частоты выше 20 Гц нашему зрению не доступны (рис. 1).
Рис. 1. Биомеханика микродвижений человека
Понятие «тремор» охватывает только 10% низкочастотных микродвижений. 90% микродвижений явились весьма информативными для оценки функционального и патологического состояния органов движения. Как показали дальнейшие исследования, это поистине «целина» информативных частот и, по-видимому, новый канал для наблюдения за состоянием живого организма. Причиной возникновения микродвижений и микроколебаний являются не только центральные импульсы головного и спинного мозга, но и местные рефлекторные влияния. Все они резко усиливаются при функциональных нарушениях и патологических процессах в организме на основе законов биорезонанса, что высоко коррелирует с характером физиологических и патологических процессов.
Регистрация микродвижений (рис. 2, 3) возможна и производится с помощью специального высокочувствительного датчика ускорения - медико-технического пьезоакселерометра в течение 5-30 с. Процедура неинвазивна, безболезненна, безвредна и может многократно повторяться, так как в ней используется механический датчик. Точки локализации датчиков определяются задачами исследований. Специальная компьютерная программа позволяет анализировать сигнал, поступающий из вибродиагностического блока. Методики данной программы защищены 8 патентами и отражены в 5 методических рекомендациях Министерства здравоохранения СССР и РФ [5, 6, 7, 9, 11, 14, 15, 16, 18].
Развитие технологии микромоторной диагностики в последние годы позволило разработать способ неинвазивной микромоторной оценки ВЧД [16, 18] в положении человека сидя (патент № 2329760) и лежа (патент № 2372838) [18], а также изготовлен портативный цифровой аппарат «Нейромиометр-01» для реализации этого способа (рис. 4).
Все разработки велись с использованием и под контролем метрологических промышленных анализаторов спектра СК4 72/2 (Нижний Новгород), позволяющих контролировать амплитуду, частоту и энергию микроколебаний исследуемой части тела. Совпадение показателей предлагаемого прибора с показателями анализатора спектра СК4 72/2 являлось критерием адекватности, эффективности и точности нового прибора, а оригинальность его заключается в избирательном выделении информативного для ВЧД диапазона. В норме амплитудно-частотный спектр микродвижений имеет структуру [17], указанную на рис. 5.
Вся площадь под кривой амплитудно-частотного спектра, отражающего интенсивность микродвижений (тремора), равна его интегралу (интегральный тремор) и составляет общую энергию (£общ) микродвижений амплитудно-частотного спектра.
Рис. 2. Определение внутричерепного давления неинвазивным способом по Ефимову при обследовании пациента в положении сидя: 1 - датчик,
2 - аналого-цифровой преобразователь, 3 - компьютер
Рис. 3. Определение внутричерепного давления неинвазивным способом по Ефимову при положении больного лежа: 1 - кушетка, 2, 5 - эластичные ленты, 3 - датчик, 4 - опора
Еобщ = 100% = интегралу микродвижений
Рис. 5. Структура амплитудно-частотного спектра
Каждый частотный диапазон от n до m (Гц) занимает часть площади под кривой амплитудно-частотного спектра, выделяемой в виде энергии диапазона (Е диапазона). Относительная энергия спектра, определяемая как доля исследуемого диапазона в процентах к Еобщ, является основной цифровой характеристикой спектрометрии. Вся горизонтальная ось амплитудно-частотного спектра поделена на 14 информативных частот. Принцип выделения 14 диапазонов является know-how.
Концепция метода
В основу метода положена разрабатываемая автором в течение ряда лет концепция объективного детерминизма всего многообразия феноменов биомеханики микродвижений человеческого тела. Согласно этой концепции все проявления микродвижений, микроколебаний, микровибраций любой части тела имеют свою объективную причину в виде совокупности внутренних и внешних факторов, одномоментно и интегративно влияющих на характер микродвижения живых органов и тканей. Исследование микродвижений может нести информацию как о факторах, вызывающих микроколебания, так и о характере органов и тканей, испытывающих микродвижения и микровибрации. Роль центральных нервных импульсов в происхождении микротолчков, микроколебаний при ходьбе впервые описал
Н.А. Бернштейн, основатель биомеханики в СССР [4].
На основе этой концепции разработаны способы оценки болевой реакции [11], болевой мышечно-тонической реакции, синдрома вертебро-базилярной недостаточности [6] и др. Микроколебания, или биовибрации, тела бывают: активные, реактивные и пассивные. Активные - это сокращения мышечных волокон в ответ на поступление нервных импульсов любого уровня происхождения. Пассивные - наведенные колебания, повторяющие характер внешних источников с возможным искажением в силу масс-инерционных характеристик изучаемого органа. При длительном воздействии они могут вызывать вибрационную болезнь.
К реактивным биовибрациям относятся колебания пассивных твердых и мягких тканей в ответ на воздействие извне или изнутри, например, хруст в суставе при мышечном движении, колебания грудной клетки в ответ на сердцебиение, вибрации стопы при ходьбе.
Неинвазивное измерение внутримозгового тканевого давления основано на селективной регистрации реактивных вибраций черепа (лобной кости) в ответ на пульсацию головного мозга и боковых желудочков мозга, заполненных ликвором (жидкостью). Определенная степень скопления ликвора в желудочках мозга приводит к повышению внутричерепного ликворного гидромеханического давления. В ответ на это повышается внутримозговое тканевое гистомеханическое давление. Их взаимосвязь рассмотрена в работах автора, опубликованных в 2008 г. в «Российском журнале биомеханики» [10] и в 2010 г. в журнале «Вестник Российской академии естественных наук» [2].
Предлагаемая методика основана на выделении в суммарном амплитудночастотном спектре головы спектральных составляющих, соответствующих пульсации желудочков мозга в единстве с пульсацией мозга. Частоты микродвижений головы соответствуют частотам пульсации лимбических центров и базальных ядер, составляющих анатомически верхние и нижние стенки желудочков мозга.
В ходе исследований найдена линейная зависимость гидромеханики и гистомеханического давления в процессе нарастания внутричерепной гипертензии. Разработан программно-аппаратный комплекс для селективной регистрации информативных для ВЧД частот.
Цель данной статьи - сообщение материалов по верификации показаний действующего макета портативного цифрового прибора «Нейромиометр-01» в ходе сопоставимых исследований с двумя уже известными приборами.
Материалы и метод
Всего в данных исследованиях приняли участие 775 человек - больных и здоровых, распределенных по следующим группам (табл. 1):
Группа 1. Практически здоровые люди (77 чел., 78 исследований) прошли параллельное обследование на аппарате «Нейромиометр-01» и анализаторе спектра СК4 72/2 при установленных соосно в центре лба датчиках обоих приборов и одновременной записи показаний.
Группа 2. Больные неврологического профиля - 196 чел. в момент поступления в центр на лечение с разными диагнозами. Всем было произведено одномоментное обследование на двух приборах по описанной для группы 1 методике.
Группа 3. Неврологические больные в процессе реабилитации представлены следующими подгруппами:
1) больные с эпилептическими синдромами (судорожные расстройства) - 120 чел.;
2) больные с детским церебральным параличом - 96 чел.;
3) больные с задержкой развития психических функций - 80 чел.;
4) больные с энурезом - 40 чел.;
5) больные с головной болью - 70 чел.
Динамика клинического состояния больных этих 5 подгрупп описана в журнале «Медицинская реабилитация» №1 (11), 2009 г. [17]. У всех больных отмечена положительная динамика состояния по итогам года семейной реабилитации, но наилучшие результаты наблюдались в группах больных с судорожными расстройствами, задержками развития, головной болью, энурезом (рис. 6).
Таблица 1
Распределение больных по группам
№ п/п Группа больных Количество человек Метод
1 Практически здоровые 77 Анализатор спектра СК4 72/2 + «Нейромиометр-01»
2 Больные неврологического профиля 196 Анализатор спектра СК4 72/2 + «Нейромиометр-01»
3 Динамика реабилитации неврологических больных подгрупп 1, 2, 3, 4, 5 группы 3 406 Прибор «Микромоторика» + «Нейромиометр-01»
4 Нейрохирургические больные с последствиями черепно-мозговых травм 96 Аппарат «Codman» (США) + «Нейромиометр-01»
2 ^ о ° и
5 *
й ^ £ я
К й К О
ч ю и
св
и
к
2
св
К
к
к
к
«
о
н
о
о
о
100
80
60
40
20
1 2 3 4 5
Этапы
—♦— Эписиндромы (синдромы эпилепсии)
— ■ — ДЦП (детский
церебральный паралич) ------Задержки развития
------Энурез
—*— Г оловная боль
Рис. 6. Динамика клинического состояния больных в процессе реабилитации
0
Группа 4. Нейрохирургические больные с последствиями черепно-мозговых травм различной степени тяжести - 96 человек. Определение ВЧД проводилось одномоментно параллельно с помощью аппарата «Codman» (США) и «Нейромиометра-01» в положении лежа дважды: до и после лечения (всего 192 измерения).
Методика определения ВЧД (см. рис. 2, 3) заключается в регистрации в течение 5-10 с сигналов механических колебаний головы пациента и преобразовании их в электрический сигнал датчиком, который располагают в центре лба пациента и фиксируют с помощью манжет велкро-липучек. При обследовании пациента в положении сидя (см. рис. 2):
- человек должен сидеть в расслабленной позе с обычным вертикальным положением головы, оперевшись спиной на спинку кресла для лучшей фиксации положения туловища;
- наклонить голову вперед и в течение 10 с оставаться в этой позе до команды обследующего «вернуться в исходное положение»;
- наклонить голову назад и оставаться в этой позе 10 с;
- повернуть голову вправо максимально и оставаться в этой позе в течение 10 с;
- повернуть голову влево до максимального положения и оставаться в этой позе 10 с.
Второй вариант методики (см. рис. 3) используется при положении больного лежа как единственно возможном по клиническому состоянию. Голову пациента, находящегося в положении лежа на боку, фиксируют свободно и вертикально закрепленной эластичной лентой. Датчик сигнала размещают в середине лба пациента.
В последующем анализируют выделенный в рабочем диапазоне частот участок спектра шириной 3 Гц (выбор участка в 3 Гц определен опытным путем). Производят расчет отношения энергетической составляющей регистрируемого в течение 5-10 с диапазона шириной в 3 Гц сигнала частот к полной энергии сигнала всего диапазона частот от 0,5 до 46 Гц. При значении полученного показателя выше 20% диагностируют повышенное внутричерепное давление - внутричерепную гипертензию.
Результаты
Как видно на графике (рис. 7), в группе 1 практически здоровых лиц отмечаются самые низкие значения ВЧД как по показаниям «Нейромиометра-01», так и по данным анализатора спектра СК4 72/2. На графическом поле они занимают одну третью часть суммарного количества данных - нижнюю слева по осям X и У. Следует отметить, что произошло наложение и совмещение части точек на графике.
Группа 2 больных неврологического профиля в момент обращения в центр, до лечения, четко отличается от группы практически здоровых лиц значительно более высокими значениями ВЧД по показаниям обоих приборов. Данная группа занимает, соответственно, две трети значений по осям X и У. Разброс конкретных показаний в указанных группах значителен, что отражает многообразие вариантов значений ВЧД в популяции, а также постепенность перехода нормы в патологию - внутричерепную гипертензию.
Для группы 3 полученные в ходе исследований данные можно представить в виде сводных таблиц и графиков. Ниже приведена динамика ВЧД, определенного с помощью прибора «Нейромиометр-01» (табл. 2, рис. 8), микромоторная активность лимбических центров (табл. 3, рис. 9), базальных ядер (табл. 4, рис. 10). Выбор данных отделов мозга определяется их анатомическим положением в стенках боковых желудочков, на которые непосредственно механически действует ликвор. Все показатели отражены в процентах от нормы. Обследование проводилось ежеквартально.
сч
сч
Г''
«
О
ей
Л
£
С
о
сЗ
Л
О
£
§
к
ей
«
К
К
ей
И
о
С
45
40
35
30
25
20
15
10
5
0
10
50
60
20 30 40
Показания «Нейромиометра-01», %
Рис. 7. График совмещения показаний «Нейромиометра-01» и анализатора спектра СК4 72/2
Таблица 2
Динамика показателей «Нейромиометра-01», % от нормы
№ группы Диагноз Этап
1 2 3 4 5
М ± т М ± т М ± т М ± т М ± т
1 Эписиндромы (синдромы эпилепсии) 396,4 ± 17,3 291,2 ± 15,2 200,4 ± 10,7 161,9 ± 7,4 140,4 ± 6,9
2 Детский церебральный паралич 354,3 ± 16,4 281,6 ± 14,3 184,6 ± 11,2 146,0 ± 8,2 116,5 ± 5,4
3 Задержки развития 271,4 ± 13,1 192,1 ± 11,6 146,3 ± 8,6 110,0 ± 7,1 98,5 ± 6,3
4 Энурез 247,5 ± 11,2 204,3 ± 10,1 160,5 ± 8,4 128,5 ± 7,1 116,3 ± 5,5
5 Г оловная боль 227,3 ± 10,3 175,8 ± 8,7 151,2 ± 7,1 130,4 ± 6,8 105,0 ± 6,7
ж <=х
<и
Ч Л <и
£ ° ей I
со ей
а
н
<и
2
о
к
ей «
О С ей «
К 2 о
ей Л К « К ^
ч к
—♦— Эписиндромы (синдромы эпилепсии)
— ■ — ДЦП (детский
церебральный паралич) ------Задержки развития
------Энурез
—*— Г оловная боль
Этапы
Рис. 8. Динамика показателей «Нейромиометра-01» в ходе реабилитации
Таблица 3
Динамика микромоторной лимбической активности, % от нормы
№ группы Диагноз Этап
1 2 3 4 5
М ± т М ± т М ± т М ± т М ± т
1 Эписиндромы (синдромы эпилепсии) 446,7 ± 17,5 355,2 ± 13,1 240,3 ± 12,1 194,2 ± 10,4 140,5 ± 8,1
2 Детский церебральный паралич 401,9 ± 16,4 354,3 ± 14,5 257,1 ± 11,4 207,4 ± 9,6 151,4 ± 8,6
3 Задержка развития 302,3 ± 15,2 254,1 ± 12,1 220,6 ± 8,4 156,4 ± 8,1 121,5 ± 7,4
4 Энурез 285,4 ± 12,0 231,2 ± 10,1 192,5 ± 11,1 160,0 ± 7,2 130,3 ± 6,6
5 Г оловная боль 297,7 ± 11,7 211,7 ± 9,8 176,4 ± 8,2 146,4 ± 6,5 123,3 ± 5,7
о *
2 к к &
Л о
о <и Н ¡Г
о к \!
2 ю о О '
2 ® св о и
и о а к и к н и
ей
ей
К
К
И
о
Л
н
к
—♦— Эписиндромы
(синдромы эпилепсии)
— ■ — ДЦП (детский
церебральный паралич)
------Задержки развития
------Энурез
—*— Г оловная боль
Этапы
Рис. 9. Динамика микромоторной активности лимбических центров в ходе реабилитации
Таблица 4
Динамика микромоторной базально-ядерной активности, % от нормы
№ группы Диагноз Этап
1 2 3 4 5
М ± т М ± т М ± т М ± т М ± т
1 Эписиндромы (синдромы эпилепсии) 294,5 ± 11,4 280,6 ± 11,2 170,6 ± 9,0 120,3 ± 6,0 105,0 ± 4,7
2 Детский церебральный паралич 303,4 ± 9,4 231,4 ± 9,4 165,4 ± 8,1 135,6 ± 6,7 125,7 ± 6,7
3 Задержки развития 246,3 ± 11,6 181,0 ± 8,6 135,5 ± 7,0 105,3 ± 5,5 95,4 ± 4,3
4 Энурез 220,5 ± 9,3 181,5 ± 8,7 142,4 ± 7,3 125,4 ± 6,2 115,3 ± 5,0
5 Г оловная боль 196,5 ± 8,4 165,0 ± 8,4 130,4 ± 6,0 110,3 ± 5,7 102,0 ± 5,3
1--------1--------1--------г
1 2 3 4 5
Этапы
*— Эписиндромы
(синдромы
эпилепсии)
■ - ДЦП (детский
церебральный
паралич)
----Задержки развития
■*— Энурез
-ж— Г оловная боль
Рис. 10. Динамика микромоторной активности базальных ядер в ходе реабилитации
ВЧД, мм рт. ст.
шкалы, %
Рис. 11. График совмещения показаний «Нейромиометра-01» и данных прямого
инвазивного измерения ВЧД
Как показывают данные табл. 2-4, все различия показателей в динамике в течение 9 месяцев достоверны. К концу лечения показатели стали близкими к норме (100%), поэтому числовая достоверность во многом нивелируется. Полученные данные однозначно свидетельствуют о том, что показатели «Нейромиометра-01», активность лимбических центров и базальных ядер по данным прибора «Микромоторика» высокоинформативны для отражения динамики восстановления патологически измененных структур головного мозга, глубоко коррелируют между собой (коэффициент корреляции составляет от 0,89 до 0,98). Показатели достоверно отражают клиническое состояние больных.
Наибольшую весомость в верификации показаний «Нейромиометр-01» априори имеет в сопоставлении с показателями прямого инвазивного измерения ВЧД, мм рт. ст. На основании параллельного замера ВЧД «Нейромиометром-01» и аппаратом «Codman» получены следующие данные (96 больных, 192 измерения) (рис. 11).
На графике показатели ВЧД укладываются в интервал от 10 до 40-45 мм рт. ст. Чем ближе к предельно высоким значениям ВЧД, тем больше разброс цифр, что объясняется терминальным состоянием больных. Характер скопления точек статистических данных позволяет построить аппроксимационную линию взаимосвязи показателей X- и 7-осей. Линия эта отражает прямо пропорциональную (линейную) зависимость. Линейная связь параметров X и 7 дает возможность произвести расчетные преобразования показателей «Нейромиометра-01», привести их в соответствие с мм рт. ст. Для исследованного макета прибора «Нейромиометра-01» найден коэффициент пересчёта, равный 0,71. Расчет ВЧД, мм рт. ст., производится по формуле: ВЧД = 0,71 N (N - показатель «Нейромиометра»).
Например, для значения ВЧД по «Нейромиометру-01», равного 26, ВЧД будет составлять (26 х 0,71) 16 мм рт. ст.
Обсуждение полученных результатов
Все приводимые цифровые материалы высокорепрезентативны и высоковалидны, обладают новизной в техническом и технологическом отношении. В теоретическом плане в работе обосновано дифференцированное использование двух понятий:
1. Внутричерепное жидкостное ликворное гидродинамическое давление внутри костного черепа как сосуда с мало изменяемым объемом. Прямой метод измерения жидкостного давления (манометрический) давно известен. Он до сих пор применяется в нейрохирургии с помощью аппаратов «Codman», «Liquoguard».
2. Внутримозговое тканевое межклеточное гистомеханическое давление внутри мозга как целостного органа со сжимаемой (как губка) структурой ткани с разной плотностью ядер, т.е. с разными гистомеханическими свойствами структур. Но всю физиологию и патологию мозга создают эти структуры, и оценивать их состояние гораздо важнее, чем измерять жидкостное давление в разных точках мозговых полостей.
Преимуществом разработанного биомеханического метода неинвазивной оценки внутримозговой гипертензии является интегративная оценка гистомеханического и гидромеханического внутричерепного давления в их единстве, взаимосвязи и взаимодействии.
Авторским является способ вычленения информативного сигнала от общей амплитудно-частотной спектрограммы головы. Сигнал этот объективно валиден, информативен, технологичен, экспрессивен, оцифрован, компьютеризован -высокосовременен технически. В его получении есть несколько know-how.
Биомеханика микродвижений - высокоинформативный раздел медикобиологической науки. Логическое ее развитие привело к появлению наномоторики, психобиомеханики и других новых направлений биомеханики.
Выводы
1. Показатели «Нейромиометра-01» высоко коррелируют с показателями промышленного метрологически обеспеченного измерительного прибора «Анализатор спектра СК4 72/2», настроенного на идентичные «Нейромиометру-01» параметры микродвижений при исследовании групп здоровых лиц и неврологических больных.
2. Показатели ВЧД, полученные «Нейромиометром-01», высоко коррелируют с микромоторной активностью лимбических центров и базальных ядер, определенных прибором «Микромоторика-2М 03» в процессе реабилитации неврологических больных.
3. Количественная оценка микродвижений головы в специальных диапазонах частот по способу, предложенному в данной работе, высокоинформативна для оценки динамики ВЧД у неврологических больных в ходе лечения и реабилитации.
4. Показания «Нейромиометра-01» имеют линейную связь с показателями прямого инвазивного измерения ВЧД у нейрохирургических больных на аппарате «Codman» (США).
5. Доказана возможность создания неинвазивного микромоторного экспресс-метода и цифрового прибора для высокоточного измерения ВЧД в мм рт. ст. с рекомендуемым названием «Гипертензиометр».
6. Наивысшие числовые значения ВЧД наблюдаются у детей при эпилептических синдромах, особенно в лимбических центрах. По мере достижения значений более 300% развиваются клинически манифестируемые судороги приобретенного негенетического происхождения, имеющие чаще всего очаги в лимбической системе.
7. Вторым по уровню значений ВЧД следует группа детей с детским церебральным параличом. Длительная нейроишемия базальных ядер головного мозга гипертензионного генеза ведет к постепенной их парализации, создавая спастический синдром детского церебрального паралича.
8. При задержке развития психических функций наблюдается умеренное повышение ВЧД, но длительное действие гипертензии приводит к задержке психического, речевого и моторного развития у детей.
9. ВЧД является ведущей причиной головной боли и головокружения у взрослых больных, что требует своевременного лечения в целях профилактики гипертонической болезни и часто наблюдаемых при этом ишемических и геморрагических инсультов.
10. Ведущей причиной энуреза является высокая внутричерепная гипертензия в стволе головного мозга (в зоне локализации выделительного центра). По мере устранения внутричерепной гипертензии в задней черепной ямке энурез излечивается необратимо.
Список литературы
1. Бернштейн Н.А. Проблема взаимоотношений координации и локализации // Архив биологических наук. - 1935. - Т. 38, № 1. - С. 1-34.
2. Болезни нервной системы: руководство для врачей: в 2 т. Т. 1. / под ред. Н.Н. Яхно, Д.Р. Штульмана. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Медицина, 2001. - С. 128-138.
3. Гусев Е.И., Бурд Г.С., Никифоров А.С. Неврологические симптомы, синдромы, симптомокомплексы и болезни. - М.: Медицина, 1999. - С. 726-730.
4. Ефимов А.П., Анишкина Н.М., Антонец В.А. Биомеханическая диагностика нарушений двигательной функции верхней конечности человека: метод. рекомендации МЗ СССР. - Горький, 1986. - 16 с.
5. Ефимов А.П. Биомеханика взаимоотношений внутричерепного давления и периферического артериального давления // Российский журнал биомеханики. - 2008. - Т. 12, № 1 (39). - С. 8-13.
6. Ефимов А.П., Буданова Т.Б., Анишкина Н.М., Антонец В.А., Докторов П.С., Краснощеков И.П. Способ выявления болевой реакции при поражениях конечностей: а.с. № 1344317, 11.03.1985 г.
7. Ефимов А.П., Буданова Т.Б., Иоффе Д.И., Шмонин А.А., Анишкина Н.М., Антонец В.А. Способ определения времени прекращения иммобилизации конечности при переломах: а.с. № 1397022, 14.07.1986 г.
8. Ефимов А.П., Буданова Т.Б., Шмонин А.А., Пономарева Е.А. Комплексная оценка двигательной функции кисти: метод. рекомендации МЗ РСФСР. - Горький, 1987. - 10 с.
9. Ефимов А.П., Пономарева Е.А. Способ диагностики синдрома вертебро-базилярной недостаточности у больных с остеохондрозом позвоночника: патент № 2123283, 15.07.1997 г.
10. Ефимов А.П. Прикладные аспекты биомеханики головного мозга и внутричерепного давления // Вестник РАЕН. - 2010. - Т. 10, № 1. - С. 81-86.
11. Ефимов А.П. Реабилитационная биомеханика переломов верхней конечности: монография. -Н. Новгород: Изд-во НГМА, 2010. - 348 с.
12. Ефимов А.П. Семейная реабилитация взрослых больных и инвалидов: пособие. - Н. Новгород: Изд-во Нижегородской гос. мед. акад., 2006. - С. 107-112.
13. Ефимов А.П. Семейная реабилитация детей с заболеваниями нервной системы: пособие для родителей. - Н. Новгород: Изд-во Нижегородской гос. мед. акад., 2005. - С. 103-106.
14. Ефимов А.П., Сингосина Т.Б., Анишкина Н.М., Антонец В.А., Серебрякова Н.Г., Краснощеков И.П., Докторов П.С., Пономарева Е.А. Способ выявления болевой реакции при поражениях конечности: метод. рекомендации МЗ РСФСР. - Горький, 1989. - 8 с.
15. Ефимов А.П. Способ определения внутричерепного давления: патент № 2329760, 19.06.2006 г.
16. Ефимов А.П. Способ определения внутричерепного давления по Ефимову А.П.: патент № 2372838, 22.04. 2008 г.
17. Ефимов А.П., Суббота В.В. Динамика результатов семейной реабилитации при заболеваниях нервной системы и органов движения // Медицинская реабилитация. - 2009. - № 1 (11). - С. 8-11.
18. Ефимов А.П. Устройство для оценки состояния нервно-мышечной системы человека: патент на полезную модель № 58022 от 03.08.2005 г.
NEW BIOMECHANICAL METHOD FOR THE NONINVASIVE ESTIMATION OF THE INTRACRANIAL PRESSURE: VERIFICATION OF THE METHOD AND THE DIGITAL DEVICE
A.P. Ephimov (Nizhni Novgorod, Russia)
Verifical researches data of a new method of the intracranial pressure estimation by Ephimov and digital device "Neuromiometer-01" are presented. Researches were carried out in three directions: 1) comparison of indications of device "Neuromiometer-01" and the industrial spectrum analyzer SK4 72/2 by synchronous registration of head micromovements with two sensors that have been coaxially situated in the centre of the forehead;
2) the informativity determination during of neurological patients investigatons at regeneration with device "Neuromiometer-01" and "Micromotorika" have been determined;
3) comparison of parallel intracranial pressure indicatations of neurosurgical patients (with consequences of craniocerebral traumas) with devices "Codman" (USA) and "Neuromiometer-01" has been carried out. As a result: 1) linearity of "Neuromiometer-01" and spectrum analyzer SK4 72/2 indications has been proved; 2) the high correlation of "Neuromiometer-01" and "Micromotorica" indicatations during neurologic patients rehabilitation has been demonstrated; 3) conformity of "Neuromiometer-01" and "Codman" device indications has been proved. The evaluated factor of 0.71 transforms the values from "Neuromiometer-01" in mm Hg.
Key words: micromovements biomechanics, intracranial pressure, noninvasive methods of intracranial pressure estimation, micromotor diagnostics, the digital device for express intracranial pressure estimation.
Получено 01 сентября 2011
