CC BY
23
http://dx.doi.org/10.26787/nydha-2226-7425-2018-20-5-41-45_
УДК 616.8-07
ВОЗМОЖНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ МЕТОДОВ ЛУЧЕВОЙ ДИАГНОСТИКИ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РЕАБИЛИТАЦИОННОГО ПОТЕНЦИАЛА У ПАЦИЕНТОВ С ПОВРЕЖДЕНИЕМ ГОЛОВНОГО МОЗГА С ИСХОДОМ В НИЗКИЙ УРОВЕНЬ СОЗНАНИЯ
Филимонова1'2 А.М., Пряников2 И.В., Проскурина3 Г.Б., Кондаков1'2 А.К., Мосин1'2 Д.Ю., Гречко2 А.В.,
Никитин1 А.Э., Знаменский1'2И.А.
1ФГБУЗ Центральная Клиническая Больница Российской академии наук, г. Москва, Российская Федерация 2ФГБНУ «Федеральный научно-клинический центр реаниматологии и реабилитологии», г. Москва, Российская Федерация 3ГБУЗ «Госпиталь для ветеранов войн №3», г. Москва, Российская Федерация
Аннотация. Предложен и описан радионуклидный метод определения реабилитационного потенциала у пациентов с повреждением головного мозга с исходом в низкий уровень сознания с помощью определения изменений перфузии головного мозга с применением функциональных проб с нейроактивационной или фармакологической стимуляцией. Обоснован и проведен контроль качества радиофармпрепарата 99тТс-ГМПАО методом экстракции растворителями и методом восходящей тонкослойной (бумажной) хроматографии, даны рекомендации по использованию. Определено, что при расчётной эффективности мечения РФП менее 70% исследование пациентов проводить не рекомендуется. Намечен план дальнейших исследований, в том числе и методами лучевой диагностики - КТ перфузии и функциональной МРТ.
Ключевые слова: лучевая диагностика, радионуклиды, перфузия головного мозга, нарушение уровня сознания, неврология, реанимация.
Введение. При различных заболеваниях и поражениях центральной нервной системы, таких как травматические, гипоксические, сосудистые, воспалительные, атрофические, опухолевые, радиационные и другие часто возникает выраженное нарушение уровня сознания, вплоть до смерти мозга. Пациенты, находящиеся в состоянии с нарушением уровня сознания, в том числе в состоянии с минимальным сознанием, постоянное вегетативное состояние, синдром «запертого человека», хроническую кому разных степеней, вплоть до смерти мозга нуждаются в реанимационных мероприятиях. После стабилизации состояния возникает необходимость в дальнейшем лечении, направленном на восстановления когнитивных функций больного и дальнейшем его социальной реабилитации.
Нарушения когнитивных функций могут возникать при повреждениях головного мозга различной этиологии, их разнообразие, выраженность и особенности зависят от тяжести, локализации и течения патологического процесса. Значимое влияние на правильный подбор лечебных и реабилитационных мероприятий оказывает чёткая верификация диагноза. При неправильном назначении лечения может про-
изойти значимое ухудшение состояния пациента, вплоть до летального исхода. При этом определение реабилитационного потенциала каждого пациента дает возможность оптимизировать затраты на реанимационные и восстановительные мероприятия.
Определение тактики лечебных мероприятий и прогноза течения заболевания у пациентов с низким уровнем сознания во многом опирается на результаты диагностических исследований, в том числе с использованием методов лучевой диагностики. К группе этих методов, условно называемых «функциональными» обычно относят некоторые режимы магнитно-резонансной томографии и методы молекулярной визуализации: однофотонную эмиссионную компьютерную томографию (ОФЭКТ) и позитронно-эмиссионную томографию (ПЭТ).
В настоящее время радионуклидные исследования ткани головного мозга проводятся как за рубежом, так и в российских клиниках, имеющих в своем составе отделения радионуклидной диагностики. По литературным данным, проводимые исследования направлены, в основном, на изучение изменения перфузии головного мозга пациентов с сосудистыми нарушениями мозгового кровообращения и дегенеративными
заболеваниями головного мозга [1]. Известные исследования перфузии головного мозга у пациентов с нарушением уровня сознания в основном проводились для диагностики смерти мозга [2].
Радионуклидные исследования головного мозга с функциональными пробами проводились на ограниченном контингенте, либо на здоровых добровольцах, либо у пациентов с сохранным уровнем сознания. При проведении таких исследований обычно используются радиофарпрепараты на основе гексаметилпропиле-наминоксима (ГМПАО, НМРАО) или этилцистеинат-димера (ЭЦД, ECD), которые имеют в своем составе метку радиоактивным изотопом 99мТс. Применение функциональных проб с нейроактивационной или фармакологической стимуляцией может изменить регионарную перфузию головного мозга в ответ на такую стимуляцию и количественно определить степень выраженности этого изменения, что позволяет оценить потенциал восстановления регионарной перфузии и составить план возможных лечебных и реабилитационных мероприятий, персонально подобранных для каждого пациента с учетом полученных результатов.
Цель исследования: определение реабилитационного потенциала у пациентов с низким уровнем сознания при повреждении головного мозга методами лучевой диагностики с использованием функциональных проб.
Материалы и методики.
1. Клиническая методика обследования пациентов. Нами предложен оригинальный способ дифференциальной диагностики и определения реабилитационного потенциала пациентов с неврологической патологией.
Особенностью предложенного нами способа является то, что оценку перфузии головного мозга (состояния мозгового кровотока) проводят путем внутривенного введения 99ттс-гексаметилпропиленаминоксима (99тТс-ГМПАО) в дозе 4,5-5,0 МБк на один килограмм массы тела пациента. После этого на ОФЭКТ определяют перфузию коры головного мозга в передних, средних, задних отделах лобных долей, теменных, височных, затылочных долях обоих полушарий головного мозга и в каждом из полушарий мозжечка. Расчет относительной корковой перфузии в зонах головного мозга производится, используя полушарие мозжечка с той же стороны, что и исследуемая зона головного мозга в качестве референтной зоны. Осуществляется нагрузочная проба (визуальная, вербальная, сенсорная, когнитивная или фармакологическая). При ее проведении внутривенно вводят дозу того же радиофармпрепарата из расчёта 9-10 МБк на килограмм массы тела пациента, после чего проводят ОФЭКТ и рассчитывают
относительную корковую перфузию в тех же зонах, что и при первичном этапе исследования. Полученные данные регионарной перфузии в состоянии покоя и на фоне нейроактивационной и/или фармакологической нагрузки сопоставляются. При отсутствии накопления радиофармпрепарата после его повторного введения, а также отсутствии ответа на внешние функциональные стимулы, устанавливают диагноз «смерть мозга».
В случае отсутствия ответа на функциональную пробу, т.е отсутствии изменения перфузии или изменении перфузии участков головного мозга менее чем на 10%, делается вывод о низком реабилитационном потенциале.
При увеличении в исследуемых зонах головного мозга относительной корковой перфузии более чем на 10%, мозговой кровоток в которых был до функциональной пробы снижен по сравнению с контрлатеральными или прилежащими зонами, делается вывод о наличии функциональных резервов исследуемой зоны головного мозга и как следствие, наличии высокого реабилитационного потенциала.
2. Контроль качества радиофармпрепаратов (РФП). При реализации метода исследователи столкнулись с необходимостью контроля качества РФП, а именно с необходимостью контроля качества эффективности мечения. Был проведен эксперимент с участием двух РФП: 1. отечественный, 2. импортный.
Исследуемыми методами контроля качества РФП приняты метод экстракции растворителями и метод восходящей тонкослойной (бумажной) хроматографии [3].
При использовании метода восходящей тонкослойной хроматографии, из флакона с готовым рабочим раствором радиофармпрепарата отбирали и наносили на полоску хроматографической бумаги, в центр стартовой линии 10 мкл препарата с использованием шприца или микропипетки. После чего немедленно погружали полоску хроматографической бумаги в хроматографическую камеру и проводили разделение радиофармпрепарата в течение 5 минут. После завершения разделения РФП немедленно помещали полоску хроматографической бумаги под детектор гамма-камеры и производили регистрацию изображения полоски с трёхкратным увеличением, в течение 5 минут в матрицу 128х128 пикселей, с последующим определением эффективности мечения как процентного соотношения активности радиофармпрепарата в проекции эффективно помеченного препарата ко всему счёту с полоски.
Результаты исследования.
1. Клиническое применение. Использование предложенного нами метода в клинической практике
позволяет достичь следующих технических и лечебных результатов:
• определение сохранности различных зон коры головного мозга;
• чёткая верификация диагноза;
• правильный подбор лечебных и реабилитационных мероприятий при выявленном ответе на внешнюю стимуляцию.
ft? ъ tr> гг< О
о (о © 6 © ®
Л Л йГА fp Г" (гл\ Гц
# \ % 1 жЩ % к ¡мЯ J t
Рис. 1. Норма
На рисунке 2 в проекции правой теменной доли головного мозга определяется выраженная зона снижения перфузии.
2. Результаты контроля качества радиофармпрепаратов (РФП). В ходе исследования контроля качества радиофармпрепаратов выявлено, что при применении метода экстракции растворителем эффективность мечения РФП импортного производства составила 74,6% (73,3; 67,5-80,1), а РФП отечественного - 66,4% (63,0; 58,6-76,2).
При применении метода хроматографии с количественной оценкой по данным радиометрии с колодезным счётчиком эффективность мечения РФП импортного производства составила 84,8% (83,9; 79,5-89,0), а РФП отечественного производства - 75,1% (73,7; 68,284,5), а при применении метода хроматографии с количественной оценкой по данным сцинтиграфии -эффективность мечения РФП импортного производства составила 81,4% (81,3; 75,1-88,1), а РФП отечественного производства - 69,4% (66,3; 59,9-83,4). При этом показано, что распределение значений эффективности мечения внутри выборок отлично от нормального. На рисунке 3 представлен пример типичной
В качестве иллюстрации состояния мозгового кровотока (перфузии головного мозга) с использованием радиофармпрепарата 99тТс-ГМПАО представлен пример обработки перфузионного ОФЭКТ-изображения головного мозга с препаратом 99тТс-ГМПАО с отсутствием нарушения перфузии (рисунок
1) и выявленной зоной снижения перфузии вследствие перенесенной сосудистой катастрофы (рисунок
2).
11 11 •1 [Ш №) iff) ®
/
/ / / / /
^ —N
V <
®
s ф) 4>
if ®
Рис. 2. Нарушение перфузии
сцинтиграммы хроматографической полоски, используемой для проведения процедуры контроля качества РФП.
При определении стабильности РФП in vitro было выявлено, что оба РФП деградируют со временем, со схожими скоростями распада. При этом, к 30-й минуте после приготовления эффективность мечения РФП импортного производства, определённая методом экстракции растворителем, составила 48,7% (48,0; 42,155,4), а РФП отечественного производства - 37,6% (35,6; 29,2-48,1).
При корреляционном анализе выявлено, что для каждого РФП и для каждой из точек 0 минут, 5 минут, 15 минут, 30 минут, 45 минут и 60 минут результаты определения эффективности мечения РФП коррелируют между собой, при этом корреляция имеет среднюю и высокую силу (коэффициент r2 колеблется в пределах 0,62-0,98), при этом все выявленные корреляции статистически значимы.
Радиофармпрепарат эксаметазим обладает невысокой временной стабильностью. Немедленно после разведения эффективность его мечения составляет 84,8% (для импортного РФП) и 75,1% (для отече-
ственного РФП). После приготовления рабочего раствора препарат достаточно быстро деградирует, достигая пороговой эффективности мечения (70%) через
17 минут (для импортного РФП) и через 11 минут (для отечественного РФП) после приготовления.
I * »
Б
Рис. 3. Сцинтиграмма хроматографической полоски с тремя треками, выполненной с целью контроля качества
РФП на основе 99мТс-эксаметазим
Примечание: Линия А (жёлтая) - линия старта, линия Б (белая) - линия отсечки, линия В (красная) - линия фронта растворителя. В качестве эффективности мечения РФП использовалось соотношение количества импульсов между зоной, расположенной над линией Б и суммарным числом импульсов.
При четком соблюдении технологии приготовления РФП: приготовление рабочего раствора РФП для проведения исследования из регулярно элюируемого генератора, не более чем через 24 часа после предыдущего промывания колонки, при этом полученный элюат использовался для приготовления РФП строго в течение часа.
Приготовление РФП, регламентированное инструкцией по применению, происходило следующим образом: пользуясь 5 мл шприцем, в закрытый флакон переносили 5 мл элюата, с объёмной активностью 1000-1500 МБк, отобранного из генератора 99т Мо / 99тТс. Перед извлечением иглы из флакона отбирали 5 мл газа из пространства над раствором, чтобы нормализовать давление во флаконе. Закрытый флакон встряхивался в течение 60 с до полного растворения леофилизата.
По результатам проведённой работы рекомендовано проводить контроль качества РФП перед каждым использованием согласно следующей методике. При расчётной эффективности мечения РФП менее 70% исследование проводить не рекомендуется.
Заключение. По результатам проведенных исследований в дальнейшем в отделениях радионуклидной диагностики ЦКБ РАН Федерального агентства научных организаций и ГВВ №3 Департамента здравоохранения города Москвы предполагается проведение ряда исследований с различными раздражителями (нейроактивационная нагрузка). К ним относятся визуальные (напр., «мерцающая шахматная доска»), аудиальные (напр. произнесение имени пациента, воспроизведение музыкальных произведений), сенсорные (напр., ответ на температурные или болевые
раздражения) методы, механотронных технологий (напр., пассивный подъем конечностей), а также транскраниальная магнитная стимуляция головного мозга. К фармакологической нагрузке относится внутривенное введение любого лекарственного вещества, влияющего на изменение мозгового кровотока или мозговой активности, например, ацетазоламида. Ожидается выявление увеличения перфузии в отдельных областях головного мозга, ассоциированных с соответствующими зонами воздействия.
Кроме того, в ФКНЦ реаниматологии и реабили-тологии предполагается продолжение исследований, в том числе проведение экспериментов по выявлению соответствия выявленных при радионуклидном исследовании изменений перфузии головного мозга и изменениями, выявленными в соответствующих группах пациентов при проведении КТ перфузии и функциональной МРТ.
Выводы:
1. При четком соблюдении рекомендаций и технологии приготовления РФП для исследования перфузии головного мозга возможно использование доступного РФП отечественного производства;
2. Предложенный метод исследования может представлять интерес для определения реабилитационного потенциала у пациентов с повреждением головного мозга с исходом в низкий уровень сознания;
3. Сопоставление результатов радионуклидного исследования перфузии головного мозга, КТ перфузии и функциональной МРТ позволит получить более полную картину реабилитационного потенциала пациентов с исходом в низкий уровень сознания.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
[1] Lucignani G., Frost J.J. Neurochemical Imaging with Emission Tomography: Clinical Applications // Diagnostic Nuclear Medicine. Berlin, Heidelberg: Springer Berlin Heidelberg, 2000. P. 7-35.
[2] Donohoe K.J. et al. SNM Practice Guideline for Brain
Death Scintigraphy 2.0. [3] Zolle I. Technetium-99m Radiopharmaceuticals Preparation and Quality Control in Nuclear Medicine. Berlin: Springer Berlin, 2006. P. 251-259
POSSIBILITIES OF USING METHODS OF RADIATION DIAGNOSIS FOR DETERMINING THE REHABILITATION POTENTIAL IN PATIENTS WITH BRAIN DAMAGE WITH THE OUTCOME OF A LOW LEVEL OF CONSCIOUSNESS
Filimonova12 A.M., Pryanikov21.V., Proskurina3 G.B., Kondakov12 A.K., Mosin12 D.Yu., Grechko2 А.V.,
Nikitin1 A.E., Znamenskiy121.4.
1Institution of Russian academy of science central clinical hospital, Moscow, Russian Federation 2Federal research and clinical center of intensive care medicine and rehabilitology, Moscow, Russian Federation 3Hospital of veterans of wars № 3, Moscow, Russian Federation
Annotation. Nuclear medicine method for determining the rehabilitation potential in patients with brain damage with an outcome to a low level of consciousness using the definition of changes in cerebral perfusion using functional probes with neuroactivation or pharmacological stimulation has been proposed and described. The quality control of the radiopharmaceutical 99mTc-GMAPO was grounded and tested by solvent extraction and ascending thin-layer chromatography. Recommendations for use were made are given. It was determined that the study ofpatients is not recommended for a calculated efficacy ofRFP labeling of less than 70%. Methods of radiation diagnosis for the study of the brain - CT perfusion and functional MRI in plan for further studies is outlined. Key words: radiation diagnostics, radionuclides, perfusion of the brain, violation of the level of consciousness, neurology, resuscitation.
