Способ диагностики когнитивных нарушений сосудистого происхождения при хронической ишемии мозга

Изобретение относится к области медицины, а именно к неврологии, нейропсихологии и профессиональной патологии. Пациенту с клинически выявленным синдромом умеренных когнитивных расстройств проводят фоновую регистрацию ЭЭГ с открытыми (фон ОГ) и закрытыми глазами (фон ЗГ) и на фоне предъявления двух вербальных тестов - «Слова» и «Растения». Начало и окончание выполнения каждого фрагмента записи ЭЭГ и теста отмечают на записи. Затем проводят анализ спектральных характеристик выделенных участков. Значения мощности каждого ритма ЭЭГ каждого отведения подставляют в значения дискриминантных функций и вычисляют их значения. Если значения дискриминантных функций двух тестов и фрагментов ЭЭГ фон ОГ и фон ЗГ во всех четырех случаях попадают в интервалы F_{растения} от -2743,1 до -2676,6, F_слова от 261,2 до 316,6, F_{фон ОГ} от 73,7 до 156,3, F_{фон ЗГ} от 52,4 до 91,5 - диагностируют когнитивные расстройства сосудистого происхождения и пациента относят к группе лиц с хронической ишемией мозга, при невыполнении этих условий - диагностируют когнитивные расстройства иного происхождения. Способ позволяет повысить достоверность диагностики, что достигается за счет дифференциального исследования и оценки фрагментов ЭЭГ в двух функциональных состояниях и на фоне двух вербальных тестов. 3 ил., 1 табл., 4 пр.

 

Изобретение относится к области медицины, а именно к неврологии, нейропсихологии и профессиональной патологии, и может быть использовано для диагностики когнитивных расстройств сосудистого происхождения на ранних стадиях.

Хронические формы недостаточности мозгового кровообращения представляют собой одно из наиболее распространенных патологических состояний в неврологической практике среди пациентов пожилого возраста (Захаров, В.В. Когнитивные расстройства в пожилом и старческом возрасте. Метод. пособ. для врачей. / Захаров, В.В., Яхно Н.Н. - М., 2005. - 71 с.). Особое значение приобретают когнитивные расстройства, возникающие при хронической ишемии, которые можно называть сосудистыми когнитивными расстройствами (СКР) (по принятой в РФ терминологии - дисциркуляторная энцефалопатия).

При постановке этого диагноза и при установлении наличия когнитивных нарушений у пациентов врачам зачастую приходится прибегать к дифференциальной диагностике дисциркуляторной энцефалопатии и мнестических расстройств другой этиологии, используя дополнительные методы диагностики.

Однако до сих пор не разработаны единые подходы в дифференциальной диагностике когнитивных нарушений при хронической ишемии мозга, иных заболеваниях и нормальной интеллектуальной деятельности. Неправильная трактовка данных приводит к гипердиагностике данной патологии у пожилых.

Необходимость в разработке адекватных способов дифференциальной диагностики обусловлена тем, что когнитивные изменения вносят значительный вклад в клиническую картину заболевания и отягощают прогноз его развития.

Основным методом диагностики когнитивных нарушений, в том числе деменции, является клинический с изучением профиля высших мозговых функций, проведением неврологического осмотра, а также дополнительных методов исследования (биохимический анализ крови: липидограмма, коагулограмма; УЗДГ; МРТ).

В процессе нейропсихологического тестирования возможна дифференцировка сосудистого и дегенеративного процессов на основе топической диагностики когнитивного дефекта (Левин, О.С. Алгоритмы диагностики и лечения деменции. / О.С. Левин. - М.: «МЕДпресс-информ», 2011. - 190 с.).

ЭЭГ-диагностика до настоящего времени является дополнительным, неспецифическим, трудоемким методом. Однако при использовании спектрального анализа ритмов электроэнцефалограммы возможна трактовка результатов в пользу или против диагноза хроническая ишемия мозга.

Проведенное изучение патентной и научно-медицинской литературы позволило выявить следующие способы ЭЭГ-диагностики СКР.

Известен способ диагностики, описанный Вознесенской Т.Г., Медведевой А.В. (Патент №2414856 «Способ определения эффективности противодементной терапии болезни Альцгеймера», 27.03.2011 г.), отличающийся тем, что пациентам с 10 до 13 ч проводят тест на запоминание 12 слов и беглость речи, исследуют спектральную мощность ЭЭГ дельта- и тета-диапазонов до и после 20-минутной нагрузки на утомление тестом символьно-цифрового замещения и корректурной пробой Бурдона до и после 3-месячной терапии и при уменьшении спектральной мощности в лобных и центральных отведениях более чем на 14% и увеличении баллов на 2 и более в тестах на запоминание 12 слов и беглость речи после нагрузки на утомление, по сравнению с данными до терапии, делают вывод об ее эффективности.

К недостаткам данного способа можно отнести тот факт, что ЭЭГ-исследование проводится до и после когнитивной нагрузки, а не в процессе выполнения заданий, а также данный метод применим только для пациентов с болезнью Альцгеймера.

Известен способ с дополнительной оценкой спектральной мощности альфа-активности (Патент №2154979 «Способ диагностики степени психофизиологической дезадаптации у больных с начальными формами хронической цереброваскулярной патологии», 27.08.2000 г.) на основе регистрации биопотенциалов головного мозга в покое с последующим количественным анализом частотно-амплитудных характеристик электроэнцефалограммы, в частности, в диапазоне альфа-активности, отличающийся тем, что дополнительно оценивают спектральную мощность альфа-активности и при наличии хотя бы одного из следующих критериев, а именно значения абсолютной мощности альфа-активности менее 10 мкВ2, или значения абсолютной мощности альфа-активности более 80 мкВ2, и/или относительной мощности альфа-активности более 50%, диагностируют значительную степень психофизилогической дезадаптации.

К недостаткам данного способа можно отнести то, что проводится только анализ частотно-амплитудных характеристик фоновой ЭЭГ без предъявления когнитивных нагрузок.

Также известен следующий способ: у обследуемого определяют ряд параметров соматосенсорного и зрительного вызванных потенциалов мозга (латентные периоды N1, Р2, N2 соматосенсорного и N1, Р2, N2 зрительного вызванных потенциалов, а также межпиковый интервал Р1-Р2 зрительного вызванного потенциала в мс), а прогностические коэффициенты F₁, F₂ и F₃ рассчитывают по формулам

F₁=-152,91+1,44a ₁+1,1а ₂+0,2a ₃+0,2а ₄+0,42а ₅+1,33а ₆+0,09а ₇+0,13а ₈,

F₂=-189,9+1,93а ₁+1,17а ₂+0,28а ₃+0,22а ₄+0,45а ₅+1,29а ₆+0,14а ₇+0,16а ₈,

F₃=-252,66+2,35a ₁+1,36а ₂+0,42а ₃+0,2а ₄+0,51а ₅+1,52а ₆+0,08а ₇+0,17а ₈

соответственно, где a ₁ - возраст обследуемого; а ₂ - латентность N1 соматосенсорного вызванного потенциала; а ₃ - латентность Р2 соматосенсорного вызванного потенциала; a ₄ - латентность N2 соматосенсорного вызванного потенциала; a ₅ - латентность N1 зрительного вызванного потенциала; а ₆ - латентность Р2 зрительного вызванного потенциала; а ₇ - латентность N2 зрительного вызванного потенциала; а ₈ - межпиковый интервал Р1-Р2 зрительного вызванного потенциала, и при значении прогностических коэффициентов F₁~F₂ или F₁~F₃ прогнозируют развитие дисциркуляторной энцефалопатии у ангионеврологически здоровых лиц, а при значении F₂~F₃ прогнозируют развитие дисциркуляторной энцефалопатии второй стадии у больных дисциркуляторной энцефалопатией первой стадии (Патент №2163091 «Способ прогнозирования развития дисциркуляторной энцефалопатии», 20.02.2001 г.).

К недостаткам данного способа можно отнести использование характеристик соматосенсорного и зрительного вызванных потенциалов без учета когнитивных нагрузок для прогнозирования дальнейшего развития цереброваскулярных заболеваний.

Прототипом заявляемого изобретения нами выбран «Способ определения эффективности противодементной терапии болезни Альцгеймера», Патент №2414856, 27.03.2011 г.

Перечисленные методы не позволяют дифференцировать СКР от других, а также не учитывают вовлеченность определенных зон коры головного мозга в патологический процесс.

Задачей изобретения является повышение эффективности ранней диагностики когнитивных расстройств сосудистого происхождения с использованием объективных данных (данные ЭЭГ-диагностики), что позволит своевременно выбрать тактику лечения когнитивных расстройств при ишемии головного мозга и осуществить профилактику прогрессирования заболевания.

Данная задача решается путем проведения вербальных тестов и исследования спектральной мощности ЭЭГ: пациенту с клинически выявленным синдромом умеренных когнитивных расстройств проводят фоновую регистрацию ЭЭГ с открытыми и закрытыми глазами (по 3 минуты), затем предлагают два вербальных теста «Слова» (модификация теста «5 слов» B.Dubois, 2002) и «Растения» (Адденбрукская когнитивная шкала (ACE-R), Е. Mioshi, 2006, фрагмент субшкалы «Речевая активность») при открытых глазах и регистрируют ЭЭГ, начало и окончание выполнения каждого фрагмента и теста отмечается на записи маркерами «Фон ОГ», «Фон ЗГ», «Слова», «Растения» вручную, после этого проводят анализ спектральных характеристик участков, выделенных маркерами, полученные при спектральном анализе относительные значения мощности каждого ритма каждого отведения, взятые из таблицы в программе «Энцефалан», подставляют в значения дискриминантных функций соответственно и вычисляют значения этих функций, и если значения дискриминантных функций тестов «Растения», «Слова», фрагментов «Фон ОГ» и «Фон ЗГ» во всех четырех случаях попадают в интервалы F_{растения} от -2743,1 до -2676,6, F_слова от 261,2 до 316,6, F_{фон ОГ} от 73,7 до 156,3, F_{фон ЗГ} от 52,4 до 91,5 - диагностируют когнитивные расстройства сосудистого происхождения и пациента относят к группе лиц с хронической ишемией мозга, при невыполнении этих условий - диагностируют когнитивные расстройства иного происхождения.

Таким образом, диагноз хроническая ишемия мозга правомочен при попадании значений функций пациента в необходимый интервал для всех 4 заданий.

Технический результат заключается в том, что заявляемый способ позволяет оптимизировать терапию соответствующих больных и тем самым предупреждать прогрессирование их заболевания.

Установлено, что биоэлектрическая активность мозга является производной корковых процессов, в которых находит отражение когнитивная деятельность (Полунина, А.Г. Показатели электроэнцефалограммы при оценке когнитивных функций. / А.Г. Полунина // Журнал неврологии и психиатрии им. С.С. Корсакова. - 2012. - №7. - С. 74-82). Как возрастные изменения, так и когнитивное снижение различной степени выраженности, а также аффективные нарушения сопровождаются нарушением нейродинамики (скорость протекания основных психических процессов, их истощаемость при функциональных нагрузках). Поэтому диагностически значимы не собственно нарушения нейродинамики, а степень их выраженности и характер нарушений.

Выполнение тестов, используемых по заявляемому способу, вызывает активацию наиболее страдающих при хронической ишемии мозга интеллектуальных функций (внимание, память, речевая активность, мышление). Биоэлектрическая активность наиболее задействованных при этом зон мозга (лобные и височные отведения), а также соседних зон, обеспечивающих интегративную деятельность, является отражением когнитивных процессов, в том числе патологических.

При сравнительном анализе заявляемого решения с вышеуказанными методами выявлено отличие в сценарии предъявления когнитивных нагрузок в процессе записи ЭЭГ. Исходя из этого можно сделать вывод, что предлагаемый способ соответствует критерию «изобретательский уровень».

Авторами не выявлены способы использования спектрального и дискриминантного анализа ритмических характеристик ЭЭГ с когнитивной нагрузкой для диагностики интеллектуальных расстройств. Таким образом, предлагаемое техническое решение соответствует критерию изобретения «новизна».

Данный способ может быть использован врачами-неврологами, психиатрами, терапевтами, физиологами, нейропсихологами для дифференциальной диагностики когнитивных нарушений, что соответствует критерию «промышленная применимость».

Подробное описание способа

Электроэнцефалографическое исследование проводят при помощи электроэнцефалографической установки «Энцефалан-131-03» при постоянном времени 0,3 с и фильтре верхних частот 40 Гц при частоте дискретизации 125 Гц (производство ООО НПКФ «Медиком-МТД», г. Таганрог). Данный прибор серийного производится с 1998 года и имеет все регистрационные документы: сертификат об утверждении типа средств измерений RU. C. 39.026. A №5608 от 15.10.98; сертификат соответствия РОСС RU. ИМО2.B06321 №02754248 от 20.10.98; номер в Государственном реестре №17829-98; регистрационное удостоверение МЗ РФ №29/03030698/0442-00 от 23.06.2000). Обработку данных, получение спектральных данных осуществляют при помощи программы «Энцефалан», на основе которой работает данный прибор.

Пациенту с клинически выявленным синдромом умеренных когнитивных расстройств проводят фоновую регистрацию ЭЭГ с открытыми и закрытыми глазами (по 3 минуты), при этом испытуемый находится в расслабленном состоянии, сидя на стуле. Затем ему предлагают два теста при открытых глазах соответственно разработанному сценарию. Тест «Слова»: непосредственное и отсроченное воспроизведение 5 слов в 5 сериях при аудиальном предъявлении (повторение слов сразу после предъявления, затем 30 секунд пациент думает о словах и снова их повторяет по команде). Тест «Растения»: на речевую активность в отношении семантически опосредованных ассоциаций - пациент в течение 30 секунд называет максимальное количество растений. Каждое действие по ходу сценария отмечают вручную на записи ЭЭГ удобным для исследователя способом, например маркером.

После этого делят ЭЭГ на фрагменты «Фон открытые глаза», «Фон закрытые глаза», «Растения», «Слова (аудиальное представление)».

Затем при помощи программы «Энцефалан» проводят спектральный анализ каждого фрагмента. По умолчанию программа делит спектр на 6 диапазонов (дельта1, дельта2, тета, альфа, бета1, бета2), но необходимо вручную через настройки программы выбрать только 4 стандартных диапазона: дельта (0,5-4 Гц) - за счет объединения дельта1 и дельта2 в дельта, тета (4-8 Гц), альфа (8-13 Гц) и бета (13-50 Гц) - за счет объединения бета1 и бета2 в бета. Процесс настройки представлен на фиг. 1.

После настройки диапазонов переходят в меню «Обработка», программа сама строит спектры и осуществляет расчет всех спектральных характеристик по всем отведениям и ритмам, отображает их в графическом виде и в табличном.

На фиг. 2 изображена таблица абсолютных значений мощности (АЗМ), которая отображается первой по умолчанию при переходе в режим представления данных спектрального анализа в табличной форме. Нам необходимо перейти на закладку таблицы с относительными значениями мощности. Важное значение имеют относительные значения мощности (ОЗМ), так как они отражают представленность каждого ритма в общей структуре ЭЭГ (фиг. 3).

Эти данные относительных значений мощности используют для подстановки в следующие дискриминантные функции:

- для теста «Растения»

где

- для теста «Слова»

где

- для «Фон ОГ»

где

- функция для «Фон Закрытые глаза» (фон ЗГ)

где

В формулах указаны частотные диапазоны спектров в соответствующих отведениях.

Полученные значения сравнивают с контрольными интервалами значений дискриминантных функций, и если значения дискриминантных функций тестов «Растения», «Слова», фрагментов «Фон ОГ» и «Фон ЗГ» во всех четырех случаях попадают в интервалы F_{растения} от -2743,1 до -2676,6, F_слова от 261,2 до 316,6, F_{фон ОГ} от 73,7 до 156,3, F_{фон ЗГ} от 52,4 до 91,5 - диагностируют когнитивные расстройства сосудистого происхождения и пациента относят к группе лиц с хронической ишемией мозга, при невыполнении этих условий - диагностируют когнитивные расстройства иного происхождения.

Таким образом, для постановки диагноза хроническая ишемия мозга необходимо, чтобы результаты диагностических функций тестов «Растения», «Слова», фрагментов «Фон ОГ» и «Фон ЗГ» во всех четырех случаях относились к одной группе.

В таблице 1 представлены полученные опытным путем контрольные интервалы значений дискриминантных функций.

Клиническое использование предложенного способа иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1

Больная В-на, 74 года, находилась на стационарном лечении в неврологическом отделении клиники Ростовского государственного медицинского университета с 25.09.2013 г. по 05.10.2013 г. с синдромом когнитивно-мнестических расстройств, синдромом рассеянной микроочаговой симптоматики, выявленными на основании жалоб, данных анамнеза, объективного исследования. Указанный синдром требовал дифференцировки его происхождения. Пациенту проводилась регистрация ЭЭГ с предъявлением когнитивной нагрузки по вышеописанному способу. После проведения спектрального анализа ритмических характеристик ЭЭГ пациента и подстановки их в формулы были получены следующие значения: F_{растения}= -2677,3; F_cлова=312,6; F_{фон ОГ}=90,0; F_{фон ЗГ}=80,5. Сравнивая с данными таблицы 1, получаем, что по четырем факторам пациентка относится к группе больных с хронической ишемией мозга.

Пример 2

Больная Г-на, 58 лет, находилась на стационарном лечении в неврологическом отделении клиники Ростовского государственного медицинского университета с 17.06.2013 г. по 30.06.2013 г. с синдромом когнитивно-мнестических расстройств, синдромом рассеянной микроочаговой симптоматики, выявленными на основании жалоб, данных анамнеза, объективного исследования. С целью уточнения природы интеллектуального дефицита пациенту проводилась регистрация ЭЭГ с предъявлением когнитивной нагрузки по вышеописанному способу. После проведения спектрального анализа ритмических характеристик ЭЭГ пациента и подстановки их в формулы было получено: F_{растения}= -2740,1; F_слова=263,3, F_{фон ОГ}=80,0; F_{фон ЗГ}=53,5. Сравнивая с данными таблицы 1, получаем, что по всем четырем факторам пациентка относится к группе больных с хронической ишемией мозга.

Пример 3

Больная Е-ва, 74 года, находилась на стационарном лечении в неврологическом отделении клиники Ростовского государственного медицинского университета с 28.11.2013 г. по 12.12.2013 г. с синдромом умеренных когнитивных расстройств, выявленным на основании жалоб, данных анамнеза, объективного исследования. В целях дифференциальной диагностики пациенту проводилась регистрация ЭЭГ с предъявлением когнитивной нагрузки по вышеописанному способу. После проведения спектрального анализа ритмических характеристик ЭЭГ пациента и подстановки их в формулы были получены следующие значения: F_{растения}= -2680,4; F_слова=312,8; F_{фон ОГ}=151,2; F_{фон ЗГ}=90,3. При сравнении полученных результатов с таблицей 1 делается вывод, что пациентка относится к группе больных с хронической ишемией мозга.

Пример 4

Больной В-ин, 73 лет, находился на стационарном лечении в неврологическом отделении клиники Ростовского государственного медицинского университета с 18.01.2013 г. по 31.01.2013 г. с синдромом умеренных когнитивных расстройств, выявленным на основании жалоб, данных анамнеза, объективного исследования. Указанный синдром требовал дифференцировки его происхождения. Пациенту проводилась регистрация ЭЭГ с предъявлением когнитивной нагрузки по вышеописанному способу. После проведения спектрального анализа ритмических характеристик ЭЭГ пациента и подстановки их в формулы были получены следующие значения: F_{растения}=-2124,5; F_слова=403,7; F_{фон ОГ}=275,3; F_{фон ЗГ}=35,2. Сравнивая с данными таблицы 1, получаем, что больной В. относится к группе больных с другой патологией, что впоследствии было подтверждено - выставлен клинический диагноз болезнь Альцгеймера.

Способ апробирован на 38 больных-добровольцах в неврологическом отделении клиники РостГМУ, имеющих диагноз хроническая ишемия головного мозга с умеренными когнитивными расстройствами, здоровых испытуемых и больных с болезнью Альцгеймера.

Предлагаемый способ позволяет повысить точность дифференциальной диагностики сосудистых и других когнитивных расстройств на ранних стадиях и оптимизировать выбор тактики лечения при минимальном объеме параклинических методов исследований. Способ может быть использован врачами-неврологами, психиатрами, терапевтами, физиологами, нейропсихологами в клинической практике.

Способ диагностики когнитивных нарушений сосудистого происхождения при хронической ишемии мозга, включающий проведение вербальных тестов и исследование спектральной мощности ЭЭГ, отличающийся тем, что пациенту с клинически выявленным синдромом умеренных когнитивных расстройств проводят фоновую регистрацию ЭЭГ по 3 минуты с открытыми и закрытыми глазами, затем вербально предъявляют тесты: тест «Слова», включающий вербальное предъявление 5 слов, которые пациент повторяет сразу и через 30 секунд после их предъявления, и тест «Растения», включающий перечисление пациентом в течение 30 секунд максимального количества названий растений, при этом регистрируют ЭЭГ при открытых глазах, начало и окончание выполнения каждого фрагмента и теста отмечается на записи маркерами «Фон ОГ», «Фон ЗГ», «Слова», «Растения» вручную, после этого проводят анализ спектральных характеристик участков, выделенных маркерами, полученные при спектральном анализе относительные значения мощности каждого ритма каждого отведения, взятые из таблицы в программе «Энцефалан», подставляют в значения дискриминантных функций соответственно и вычисляют значения этих функций:
для теста «Растения»

где

для теста «Слова»

где

для фрагмента «Фон ОГ»

где

для фрагмента «Фон ЗГ»

где


и если значения дискриминантных функций тестов «Растения», «Слова», фрагментов «Фон ОГ» и «Фон ЗГ» во всех четырех случаях попадают в интервалы F_{растения} от -2743,1 до -2676,6, F_слова от 261,2 до 316,6, F_{фон ОГ} от 73,7 до 156,3, F_{фон ЗГ} от 52,4 до 91,5 - диагностируют когнитивные расстройства сосудистого происхождения и пациента относят к группе лиц с хронической ишемией мозга, при невыполнении этих условий - диагностируют когнитивные расстройства иного происхождения.