Электрическая активность головного мозга у кардиохирургических больных, оперированных в условиях углубленной гипотермической защиты

Проблема изучения электрических процессов в головном мозге больных, перенесших кардиохирургическое вмешательство в условиях искусственной гипотермии и остановку сердца в условиях низких температур, имеет серьезное клиническое и научное значение.

По данным разных клиник, количество неврологических осложнений, развивающихся в послеоперационном периоде, колеблется от 5 до 60% всех оперируемых на открытом сердце. При этом выбор метода анестезии не дает полной гарантии отсутствия осложнений, и причины последних в ряде случаев остаются нераспознанными.

Современные зарубежные данные [16,17] свидетельствуют, что у 2/3 больных, оперированных в условиях искусственного кровообращения (ИК), гипо- или нормотермии, развиваются нейропсихологические осложнения. При этом высказывается мысль, что разброс в частоте таких осложнений в основном зависит от тщательности исследования различными авторами [2, 5, 11, 14].

Частота изменения электрической активности мозга по результатам, приводимым Д.А.Гинз-бург (1969), Rosomoff (1964), колеблется в пределах 15-30%. В половине случаев клинико-психологические и нейрофизиологические нарушения между собой коррелируют. •

По данным клиники НИИПК, за последние 10 лет количество неврологических осложнений колебалось от 1,0 до 5,1% при использовании углубленной гипотермической защиты (УГЗ) (26-25°С) и до 10% после использования ИК в сочетании с гипотермической защитой до 27°С. В наших прежних исследованиях частота неврологических осложнений в зависимости от контингента больных колебалась следующим образом: у больных врожденными пороками сердца (ВПС)— от 2 до 5.1% и у больных приобретенными пороками сердца (ППС) —до 20%. При этом было показано, что важнейшим фактором, определяющим развитие неврологических осложнений, являлась неэффективная гемодинамика [5, 6, 8, 11, 12].

В ряде работ [5, 11, 14] было выявлено более 10 «типов» изменений ЭЭГ в процессе охлаждения организма, которые существенно различаются между собой даже при одинаковых уровнях глубины гипотермии. Л.А.Сумбатов [14] подчеркивает, что при постепенном развитии гипотермии ни на одном этапе не должно иметь место в ЭЭГ только 0-или Д-активности, так же как и одной а- или р-ак-тивности. Данные ЭЭГ должны отражать более или менее «смешанную» активность, и гипотермическое угнетение активности должно выражаться в постепенном и равномерном убывании количества волн и уменьшении их амплитуды по всем диапа- зонам, если нет тяжелых повреждений головного мозга. Все выше сказанное, по нашим результатам, близко соотносится и с изменениями на ЭЭГ в послеоперационном периоде [5].

В эти же годы было показано, что при относительно невысоком проценте осложнений нарушения электрогенеза головного мозга в послеоперационном периоде отмечались в среднем у 15% больных. Эти изменения тесно коррелируют с транзиторны-ми отклонениями в сфере высших психических функций преимущественно в раннем послеоперационном периоде. Малая специфичность этих изменений не позволяет с уверенностью говорить, какая из причин более вероятна—компоненты общей анестезии, низкая температура, длительность окклюзии или изменения общей и церебральной гемодинамики после коррекции порока сердца.

Изучение изменений электроэнцефалографии (ЭЭГ) и изменений тонких механизмов мозгового электрогенеза, особенно в условиях функциональных нагрузок, позволяют конкретно судить об интегративных мозговых механизмах в условиях низких температур и временной остановки кровообращения. Сравнительные исследования ЭЭГ в до-и послеоперационном периоде, в первую очередь особенности мозговой ритмики и ее восстановления — один из методических подходов в решении вышеизложенных проблем.

Исследования на эту тему носят разрозненный и слабо систематизированный характер, а трактовка полученных результатов не всегда достаточно глубока. Поэтому представляется важным сделать сравнительное описание ЭЭГ в до- и послеоперационном периодах у кардиохирургических больных. Оценка зрелости корковых и стволовых структур методом ЭЭГ является ценным дополнительным критерием клинической и нейрофизиологической характеристики оперированных пациентов, особенно в детском возрасте.

Возрастные особенности ЭЭГ у больных с ВПС изучены слабо. Выявление степени соответствия возрасту уровня зрелости электрической активности и оценка состояния регуляторных мозговых систем являются важными, так как у детей с ВПС отклонения в неврологическом статусе встречаются более чем в 25%. Это обусловлено нарушениями общей гемодинамики, а также ее перестройкой в послеоперационном периоде. В таких условиях нарушения ЭЭГ закономерны и требуют своего изучения.

Объективная оценка функционального состояния головного мозга может служить диагностическим критерием сохранности центральной нервной системы (ЦНС) от гипоксического повреждения в условиях остановки сердечной деятельности при низких температурах. Такая оценка необходима, в том числе, для объективизации и графического документирования изменения электрогенеза головного мозга в послеоперационном периоде.

В связи с вышеизложенным мы поставили цель—исследовать методом ЭЭГ особенности функционального состояния головного мозга, в том числе регуляторных стволовых структур в динамике у детей, страдающих ВПС бледного типа в до- и послеоперационном периодах, перенесших коррекцию порока в условиях УТЗ (2б-25°С).

Материал и методы

Запись ЭЭГ осуществлялась монополярно с референтным ушным электродом и биполярно в состоянии спокойного бодрствования с закрытыми глазами с применением дополнительных проб; локализация электродов осуществлялась по международной системе «10-20».

Исследования проводились до операции, на 7-8-й день после операции, на 14—15-й день, а у некоторых пациентов и на 20-21-й день. Визуальный анализ проводился методом выделения структурных единиц ЭЭГ, характеризующих функциональное состояние мозга в целом и его отдельных систем, а также устанавливались количественные критерии амплитудно-частотных измерений и пространственно-временной организации электрических колебаний мозга при сопоставлении их на этапах исследования. Учитывались возрастные особенности ЭЭГ у детей в исследуемой группе.

На первом этапе (до операции) сделана попытка не только описать мозговую электрическую активность, но и сформировать ЭЭГ-синдром относительной функциональной зрелости головного мозга [7]. Основным критерием для такого разделения является характеристика a-ритма в покое, его регулярность, степень организации, отклонение этих параметров.

Вторым важнейшим критерием является оценка функционального состояния регуляторных стволовых структур. К факту вовлечения стволовых структур (без дифференциации уровня) мы отнесли билатерально-синхронную активность, которая регистрировалась уже в фоне либо появлялась при функциональных нагрузках. У детей определялись наиболее значительно измененные интегральные характеристики электрической активности при отсутствии грубого неврологического дефицита.

Было обследовано 10 детей в возрасте 8-13 лет, оперированных по поводу дефекта межжелудочковой перегородки в условиях УТЗ; продолжительность выключения сердца из кровообращения составила от 24 до 40 мин. У одного ребенка врожденный порок сердца сочетался с эпилепсией с редкими генерализованными приступами.

Результаты

По данным дооперационной ЭЭГ были выявлены три основных варианта ЭЭГ-паттернов. У семи больных электрическая активность расценивалась как легко нарушенная (первый вариант).

$И^#*^М               Рц ^^^Аф^М^Л^^^

o2 ^^^^

y^^^^                p3 \/м?ьММ^

W^^^^             °2 ^^

Рис. 1. Динамика ЭЭГ у больной Т. (13 лет, ДМЖП) до и после коррекции порока

В рассматриваемых кривых доминировал регулярный, правильно сформированный a-ритм в возрастном частотном диапазоне 8-12 Гц, с амплитудой от 70 до 120 pV. Диффузно регистрировалась медленноволновая активность низкого индекса при невысоком амплитудном уровне—не более 25 pV. Островолновая активность зарегистрирована в небольшом количестве диффузно. Этот вариант соответствует норме или ЭЭГ с легкими общемозговыми нарушениями.

Локальные нарушения в виде очагов патологической активности и межполушарной асимметрии (МПА) у этой группы больных отсутствовали (рис. 1).

Выделенный нами второй вариант ЭЭГ-изме-нений присутствовал у двух больных и характеризовался более интенсивной медленноволновой и островолновой активностью. Присутствовали элементы полиритмии (табл.1, рис. 2).

Больные, имевшие в дооперационном периоде первый и второй варианты ЭЭГ-паттерна, в основном однотипно реагировали на функциональную нагрузку с гипервентиляцией, что выражалось в умеренной интенсификации медленноволнового частотного диапазона (преимущественно за счет 0-и А-спектра); незначительно нарастала островол новая активность; патологические феномены в виде очага патологической активности, судорожной готовности на высоте гипервентиляционного теста спровоцированы не были. Второй вариант соответствует умеренным изменениям ЭЭГ.

Признаки дисфункции срединных регуляторных систем не были зарегистрированы в фоне и после гипервентиляции в рассматриваемых группах (табл. 2).

Только у одной больной на дооперационном этапе (в анамнезе эпилепсия) электрическая активность расценивалась как значительно нарушенная с высоким индексом медленных частот (от 3 до 5 Гц), высоким индексом нечетко локализованной эпиподобной активности со значительной интенсификацией в ходе гипервентиляционной нагрузочной пробы. До операции у этого ребенка на ЭЭГ регистрировалась судорожная готовность. При повторном исследовании на 7-10 сутки после операции электрическая активность, отнесенная нами к первому варианту, претерпела умеренные изменения. Общемозговые нарушения усугубились до степени умеренных (исходно они классифицировались как легкие); снизилась исходная частота (a-ритма в пределах диапазона 8-9 Гц); умеренно усилилась полиритмия с нарастанием индекса мед-

ПАТПЛПГИП КППЙЛЛГВАШСЫИЯ и илплилиилч^ил */*.**

Рис. 2. Динамика ЭЭГ у больной Г. (9 лет, ДМЖП) до и после коррекции порока

Таблица 1

Сравнительная характеристика вариантов электрической активности мозга в до- и послеоперационном периоде

Оценка электрической активности

Варианты ЭЭГ Первый            Второй           Третий до опера-     после до опера-     после    до опера-    после ции     операции    ции     операции     ции     операции

В пределах вариации нормы

Легкие общемозговые нарушения              6          51

Умеренные нарушения         212

Значительные нарушения                                            11

ленных частот преимущественно ©-диапазона.

У одного ребенка отмечено появление билатерально-синхронных разрядов, свидетельствующих о преходящей дисфункции в работе регуляторных систем мозгового ствола.

На этапе исследования 14-15 суток после операции произошло полное восстановление фоновой ритмики у больных, имеющих первый вариант ЭЭГ-паттерна.

При исходном втором варианте ЭЭГ-измене-ния наблюдались преимущественно за счет нарастания изменений доминирующего a-ритма, сопутствующие нарушения ритмики («острые волны», полиморфные комплексы, асинхронная полиритмия и др.) подверглись минимальной динамике. Вместе с тем на высоте гипервентиляционного теста наблюдалась более интенсивная, по сравнению с фоном, низкочастотная активность и более высо кая амплитуда доминирующего а-ритма.

У больной, страдающей эпилепсией, на этом этапе исследования зарегистрированы нарушения эпилептического характера и судорожная готовность без значительного повышения степени ее выраженности.

Обсужоение

Проблема динамического наблюдения за характером изменений мозговой электрической активности в до- и послеоперационном периодах у больных, оперированных по поводу ВПС, имеет историю более 40 лет. Это не удивительно, так как ЭЭГ-динамика объективизирует состояние нейродинамических процессов в головном мозге, а также выявляет наличие патологической активности.

АНЕСТЕЗИОЛОГИЯ И ГИПОТЕРМИЧЕСКАЯ ЗАШИТА

Таблица 2

ЭЭГ-признаки, характеризующие дисфункцию стволовых структур _____________________ в до- и послеоперационном периоде ______________________ ~                          Варианты ЭЭГ

Оценка -----------------------Е------------------------------------ электрической         Первый             Второй           Третий активности д0 опера- после до опера- после до опера- после ции операции ции операции ции операции

Отсутствие билатеральносинхронных разрядов

Группы волн и диапазонов           25

Группы колебаний

Разряды полиморфной структуры                           11

Пароксизмальная активность диапазона

Пароксизмальная активность эпилептиформного генеза                                              11

Данные разных авторов противоречивы. Ранние результаты [3, 11, 14, 18] фиксировали выраженные изменения электрогенеза по органическому типу, возникавшие после операции в условиях поверхностной гипотермической защиты (30-28°С), и фактически подтверждали почти неизбежно возникающие при повторных методах защиты изменения в мозговых структурах. В частности, абсолютный процент измененного электрогенеза оказался незначительным, а грубые органические изменения электрической активности выявлены только у пациентов с отягощенным дооперацион-ным анамнезом. Вероятно, температурный режим 26-25°С на основном этапе операции не только защищает мозг от органических изменений, но и в значительной степени сохраняет интактными ней-родинамические свойства нервной ткани. На это указывают сохранение кортико-стволовых взаимоотношений, а также достаточная чувствительность и адекватность ответа мозговых структур при функциональных нагрузках.

Мы не склонны ожидать идеальный мозговой электрогенез у детей с ВПС. Это видно из представленных до- и послеоперационных результатов. Гораздо важнее, что абсолютные различия показате лей в до- и послеоперационных периодах оказываются умеренно выраженными по: 1) частотно-амплитудным характеристикам; 2) структурной организации ЭЭГ-паттерна.

До настоящего времени остаются неясными три момента: 1) индивидуальные различия мозгового электрогенеза в зависимости от длительности окклюзии; 2) межполушарные и корково-подкорковые взаимоотношения; 3) сроки и закономерности восстановления мозгового электрогенеза в отдаленном послеоперационном периоде.

Выводы

• 1.    Углубленная гипотермическая защита (26— 25°С) оказывает мощное церебро-протекторное действие во время хирургических коррекций врожденных пороков сердца.

• 2.    Визуальный и амплитудно-частотный анализ электроэнцефалограммы показывает, что существенных нарушений в мозговом электрогенезе не происходит и сохраняется достаточно стабильная структура паттерна, а также существенно не нарушаются нейродинамические параметры системы регуляции мозговой ритмики.