Амплитудно-интегрированная электроэнцефалография в оценке функционального состояния центральной нервной системы у новорожденных различного гестационного возраста
2015
Амплитудно-интегрированная электроэнцефалография в оценке функционального состояния центральной нервной системы у новорожденных различного гестационного возраста
Версия: Клинические рекомендации РФ 2013-2017 (Россия)
Общая информация
Краткое описание
Клинические рекомендации под редакцией академика РАН Н.Н. Володина
Однако следствием выхаживания ранее некурабельных недоношенных с экстремальной и очень низкой массой тела явился рост детской неврологической заболеваемости, что представляет серьезную медико-социальную проблему [2]. По данным зарубежной литературы, дети с очень низкой массой тела при рождении составляют 1-2% от всех новорожденных, из них выживает 85-90%. В возрасте 8 лет у данных пациентов в 10-25% имеются значительные когнитивные расстройства, 50% нуждаются в дополнительной педагогической поддержке, 20% имели серьезные проблемы при обучении в школе [3]. Исследования последних лет демонстрируют ведущую роль перинатальных повреждений головного мозга в дальнейшей дезадаптации, а в ряде случаев, и инвалидизации детей [4]. Таким образом, в со- временных условиях проблема своевременной диагностики и прогнозирование исходов перинатальных постгипоксических поражений центральной нервной системы (ПП ЦНС) приобретает особое значение.
Нейровизуализирующие методы исследования позволяют диагностировать структурные повреждения головного мозга с первых дней жизни. Однако глубина структурного дефекта далеко не всегда коррелирует со степенью тяжести последующих неврологических отклонений [5,6]. Неспецифичность клинической симптоматики со стороны ЦНС в раннем неонатальном периоде не позволяет надежно оценить функциональное состояние ЦНС, особенно у пациентов отделений реанимации и интенсивной терапии (ОРИТ). Решением этой проблемы является включение нейрофизиологических методов диагностики в комплексное клинико-инструментальное обследование новорожденных пациентов.
Однако, несмотря на очевидные достоинства, многоканальный электроэнцефалографический мониторинг в отделениях реанимации и интенсивной терапии новорожденных используется недостаточно широко. Основной причиной этого является дефицит квалифицированных специалистов-нейрофизиологов, способных интерпретировать изменения биоэлектрической активности с учетом уровня бодрствования, медикаментозной терапии, гестационного возраста и возраста пациента от зачатия, и оборудования в специализированных отделениях. К тому же, необходимость проведения большого количества лечебных и диагностических манипуляций в условиях ОРИТ не всегда позволяет сохранять положение большого количества электродов на скальпе неизменным в течение часов и дней. (Рис.1)
Амплитудно-интегрированная электроэнцефалография (аЭЭГ), имея в своей основе ЭЭГ, подразумевает регистрацию БЭА новорожденного с использованием малого количества отведений. Возможность получения диагностической информации в ходе длительной регистрации «у постели больного», в том числе, в интенсивной терапии, неинвазивность метода, упрощенная система мониторинга, являются несомненными преимуществами. Результаты регистрации могут трактоваться неонатологом, прошедшим специальный тренинг без участия клинического нейрофизиолога.
Преобразование сигнала в мониторе церебральных функций включает его усиление, фильтрацию, сжатие амплитуды, выпрямление и запись на жесткий диск устройства (Рис.2). При регистрации аЭЭГ на скальповые электроды подается очень слабый переменный ток частотой 400 Гц. Это необходимо для мониторного измерения межэлектродного импеданса и контроля исправности передачи сигнала от электродов через буферный усилитель к последующим каскадам усиления. После усиления сигнал проходит фильтр с полосой пропускания от 2 до 15 Гц. Этот фильтр минимизирует артефакты от движений, потоотделения, миограммы, электрокардиограммы и возможных помех, создаваемых аппаратурой в условиях ОРИТ (искусственная вентиляция лёгких, инфузоматы и др.)
Верхняя и нижняя границы записи отражают вариабельность максимальных и минимальных амплитуд ЭЭГ-волн в динамике. Получается широкая полоса (тренд), нижний край которой соответствует сигналам с самой малой амплитудой, а верхний край - сигналам с максимальной амплитудой. Важно сохранять рекомендуемую межэлектродную дистанцию 75 мм, чтобы не изменять амплитуду записываемого сигнала.
Обычно используются стандартные гидрогелевые электроды, которые применимы даже для детей с ЭНМТ в течение первой недели жизни. Для доношенных пациентов предпочтительнее использовать игольчатые электроды, представленные тонкими субдермальными иглами (Рис.3).
Они незаменимы для фиксации в париетальной позиции, являющейся оптимальной для регистрации судорожной активности [10,11].
Классификация
Впервые у новорожденных метод аЭЭГ был применен в начале 80-х годов [10, 14, 15]. Результаты первых опубликованных работ по использованию церебрального мониторинга в неонатологии продемонстрировали прикладную направленность метода [10, 16]. Было установлено, что аЭЭГ в очень ранние сроки после рождения с высокой точностью позволяет прогнозировать последующий исход после перенесенной перинатальной асфиксии. Именно этот факт способствовал внедрению метода в интенсивную терапию новорожденных.
Последующие годы характеризовались поступательным совершенствованием новой методики. В 1990 году были опубликованы нормативные показатели максимальных и минимальных аЭЭГ-амплитуд в течение периодов сна и бодрствования для детей различного гестационного возраста. Авторы впервые указали, что наиболее объективным аЭЭГ критерием зрелости у здоровых новорожденных является минимальная амплитуда активности в состоянии спокойного сна [10, 14, 17, 18, 19, 20]. Было установлено, что наличие вариабельности минимальной амплитуды является основным признаком, отличающим прерывистый паттерн аЭЭГ от абсолютно патологического паттерна вспышки- подавления.
Классификация, созданная Л. Хеллстром-Вестас (L.Hellström- Westas) в 1995 г., объединила оценку величины амплитуды с оценкой фонового паттерна. Были определены следующие градации: «постоянный паттерн нормальной амплитуды» (сontinuous normal voltage – CNV) с min амплитудой (5)-7-10 мкВт и маx 10-25-(50) мкВт, «постоянный низкоамплитудный паттерн» (с ontinuous low voltage - CLV) - постоянная активность с амплитудой около или ниже 5 мкВт, «вспышка-подавление» (burst-suppression – BS непостоянная активность с отсутствием вариабельности минимальной амплитуды, вольтаж которой составляет 0-1 (2) мкВт, и вспышками с амплитудой ≥ 25 мкВт, «изолиния» (inactive, flat trace - FT) - отсутствие активности, «биоэлектрическое молчание», с амплитудой ≤ 5 мкВт [23]. В 1999 г. М.Тот (М.Тoet) введен дополнительный критерий – «прерывистый паттерн нормальной амплитуды» (discontinuous - DC), характерный для недоношенных (непостоянная активность с вариабельностью минимальной амплитуды, величина которой обычно ниже 5 мкВт, и максимальной амплитудой выше 10 мкВт) [24]. В 2003 г. паттерн «вспышка-подавление» в зависимости от количества вспышек (более или менее 100 вспышек за час) было предложено классифицировать как паттерн «вспышка- подавление +» и «вспышка-подавление -» [10, 25]. В 2006 г. отдельно выделены критерии оценки вариабельной цикличности сон-бодрствование (отсутствие, незрелая и зрелая) и критерии оценки судорожной активности (одиночные, повторяющиеся судороги и эпилептический статус). Универсальность классификации позволила использовать ее у новорожденных детей любого гестационного возраста [10, 26].
Рисунок 5. Классификация фоновых паттернов аЭЭГ Л.Хеллстром-Вестас (L.Hellström- Westas), 2006 г. (а – постоянный, б – прерывистый, в – постоянный низковольтажный, г – вспышка-подавление +, д – вспышка-подавление -, е – изолиния.)
Цикличность сон-бодрствование на аЭЭГ записи это плавная циклическая вариабельность, главным образом минимальной амплитуды (нижнего уровня записи). Более широкие участки записи соответствуют более прерывистой активности в течение спокойного сна (альтернирующий паттерн у доношенных), а узкая часть сопровождается более постоянной биоэлектрической активностью в течение бодрствования или активированного сна.
Отсутствие цикличности – нет синусоидальной вариабельности аЭЭГ паттерна (Рис.6а).
Зрелая цикличность: идентифицируются четкие синусоидальные изменения между прерывистым и более постоянным паттерном на аЭЭГ с продолжительностью цикла ≥ 20 мин (Рис.6в).
Рисунок 6. Классификация вариабельной цикличности сон-бодрствование Л.Хеллстром-Вестас (L.Hellström-Westas), 2006 г. (а - отсутствие цикличности, б – незрелая цикличность, в – зрелая цикличность; красными скобками выделены паттерны сна, черными – бодрствования.)
⨳ Одиночные судороги (Рис.7а.).
Рисунок 7. Классификация судорожной активности Л.Хеллстром-Вестас (L.Hellström-Westas), 2006 г.
Диагностика
СОВРЕМЕННЫЕ КРИТЕРИИ ОЦЕНКИ ДАННЫХ аЭЭГ
Суммируя изложенное выше, в настоящее время общепризнанными критериями оценки амплитудно-интегрированной электроэнцефалографии являются:
Циклическая вариабельность фонового паттерна аЭЭГ отражает изменения между периодами спокойного сна и активированного сна/бодрствования и может быть определена у детей в возрасте от зачатия 25–26 нед и более. В этот период только продолжительная регистрация аЭЭГ позволяет зафиксировать появление первых нерегулярных циклических изменений БЭА. Начиная с возраста 30–31 нед. от зачатия, фазы спокойного сна выглядят, как периоды увеличения ширины тренда аЭЭГ продолжительностью 20–30 мин., (Рис.6). У доношенных новорожденных при просмотре нативной ЭЭГ эти паттерны представлены альтернирующей БЭА.
Цикличность сон-бодрствование является одним из важнейших критериев оценки аЭЭГ. Время ее появления напрямую зависит от тяжести ПП ЦНС, хотя было замечено, что циклическая вариабельность со временем возникает у большинства детей (95%), и даже в 8% у тех, кто не выжил в неонатальном периоде. В исследовании Д. Осредкар (Osredkar D.) было показано, что время появления цикличности связано с оценкой по шкале Сарнат (Sarnat). У детей, имевших 1, 2 и 3 степень ПП ЦНС по шкале Сарнат, появление циклической вариабельности БЭА было зафиксировано в 7, 33 и 62ч. жизни соответственно [10, 30]. Ряд исследователей отмечает высокую прогностическую ценность раннего возникновения циклической вариабельности и нормальной амплитуды при записи аЭЭГ, как предиктора благоприятного неврологического исхода после тяжелого перинатального поражения ЦНС [30].
Попытки создания алгоритма, автоматически детектирующего судороги, предпринимаются регулярно [37, 38]. Однако учитывая высокую вариабельность сигнала, проблемой явилась невозможность создания системы автоматического определения судорог с требующейся точностью, т.е. с достаточной чувствительностью и специфичностью и малым количеством ложноположительных маркеров. Существующие в настоящее время алгоритмы детекции обладают крайне низкой чувствительностью - от 42,9 до 66,1%. А специфичность их составляет от 56 до 90,2%. [39].
Вопрос об оптимальном количестве и локализации электродов, необходимых для точной диагностики неонатальных судорог, в настоящий момент остается предметом дискуссий. Ряд авторов полагает, что использование монитора с ограниченным числом каналов (1 или 2) может привести к пропуску большинства эпизодов фокальной электрической судорожной активности [40]. Существуют исследования, опровергающие это положение, показывая, что эпизоды судорожной активности продолжительностью более 30 сек. фиксируются как при пятиканальной ЭЭГ так и при одноканальной записи (положение электродов Р3-Р4) [41]. Показано, что при неонатальных судорогах источники эпилептической активности в большинстве случаев локализуются в височных и центральных областях мозга [11]. Таким образом, при наличии фокальных приступов преимущество имеет париетальная фиксация электродов. В случае генерализованной эпилептической активности приступ регистрируется при любой позиции электродов. Большинство исследователей сходятся во мнении, что у детей с унилатеральными поражениями головного мозга наличие дополнительного канала регистрации позволяет получить более достоверную информацию о функциональном состоянии ЦНС пациента (Рис.9). Сравнение информативности метода аЭЭГ в диагностике эпилептической активности при одновременном проведении стандартной многоканальной ЭЭГ показало, что точность аЭЭГ без использования нативной ЭЭГ очень низка. Приступы продолжительностью 5-30 сек., не идентифицированные аЭЭГ, были выявлены лишь с помощью нативной ЭЭГ [10].
У глубоконедоношенных детей раннее прогнозирование исхода с использованием аЭЭГ\ЭЭГ значительно сложнее, чем у доношенных, перенесших асфиксию. Перинатальный исход зависит от степени недоношенности и спектра патологии перинатального периода, и не всегда определяется наличием первичного церебрального повреждения [46] Тем не менее, имеются данные об информативности данных аЭЭГ в первые дни жизни в прогнозе исхода у недоношенных пациентов с массивными кровоизлияниями. Показано, что максимальное количество вспышек за час на аЭЭГ в течение первых 48 часов жизни четко взаимосвязано с исходом у детей с пери- и интравентрикулярными кровоизлияниями (ПИВК) 3-4 степени [47].
В отличие от характеристик фонового аЭЭГ-паттерна регистрация судорожной активности не является однозначным предиктором исхода. В работе Р. Кланси (R.Clancy) было показано, что у пациентов с физиологическим паттерном аЭЭГ и ПП ЦНС легкой степени факт наличия судорог не влиял на последующий исход. Тогда как, эпилептическая активность у новорожденных в сочетании с ПП ЦНС средней степени тяжести и низкоамплитудной фоновой ЭЭГ имела статистически значимую взаимосвязь с худшим исходом [48, 49].
При использовании аЭЭГ было установлено, что в популяции детей различного гестационного возраста с ПИВК или ПВЛ в течение первых дней жизни распространены субклинические или атипичные судороги [47, 50, 51, 52, 57]. При этом количество судорожной активности, регистрирующейся на аЭЭГ у очень недоношенных детей с ПИВК 3-4 степени не имело значимой взаимосвязи с неврологическими исходами [47].
В целом, накопленный клинический опыт позволил оценить высокую диагностическую и прогностическую информативность метода. Вместе с тем, за годы использования церебрального мониторинга в неонатологии обозначилась проблема артефактов, затрудняющих интерпретацию данных, особенно у пациентов ОРИТ. Сообщалось даже о досрочном окончании научных исследований с использованием аЭЭГ по причине большого количества артефактов – более 60% продолжительности записи [58]. Источниками артефактов в записи аЭЭГ могут быть: мышечная и кардиореспираторная активность пациента, движения глаз, потоотделение, электрическая интерференция сигнала от медицинской аппаратуры, нарушения фиксации электродов, изменение межэлектродной дистанции и др. (Рис.10). Часто появление артефактов вызывают процедуры ухода. Нередко при манипуляциях с ребенком регистрируется резкое повышение амплитуды тренда, которое может быть ошибочно принято за период судорожной активности. Таким образом, для более точной интерпретации данных аЭЭГ при наличии неоднозначных изменений тренда необходимо визуальный контроль состояния ребенка и просмотр нативной ЭЭГ. Для облегчения интерпретации все процедуры с пациентом, а также введение препаратов, должны маркироваться на записи. На протяжении всей регистрации желательно сохранять значение импеданса электродов (мера качества контакта электрода с кожей пациента) менее 5 кОм [10].
В настоящее время область применения церебрального мониторинга в неонатологии продолжает активно расширяться. Имеются исследования функционального состояния ЦНС у пациентов с различной патологией, нарушающей течение постнатальной адаптации. Изучалась динамика данных аЭЭГ у детей с пневмотораксом, на фоне введения сурфактанта (Hellström- Westas, 1992г.), на фоне нарушения кислотно-основного состояния (КОС) (Eaton, 1994г.), изменения уровня углекислоты крови (Victor, 2005г.). Исследовалась БЭА новорожденных с гемодинамическими нарушениями (Greisen, 1988г.), на фоне изменений артериального давления (West C., 2006г.). Изучались изменения характеристик аЭЭГ у пациентов на фоне гемотрансфузии (Benders, 2000г.) В частности, было установлено, что на фоне проведения гемотрансфузии сопровождающейся увеличением сердечного выброса, по данным аЭЭГ регистрировалось увеличение МВИ, повышение прерывистости, относительное снижение дельта активности, снижение вариабельной цикличности. Перспективно использование амплитудно-интегрированной энцефалографии совместно с церебральной оксиметрией, особенно в кардиохирургии новорожденных (van Bel, 2011). В литературе имеются сведения о применении аЭЭГ у детей, получающих терапию с использованием экстракорпоральных методов оксигенации.
Общеклинической проблемой является необходимость проведения церебрального мониторинга у детей, получающих медикаментозную терапию. Одним из эффектов седативных и антиэпилептических препаратов является подавление фоновой БЭА, что может искажать истинную картину функционального состояния головного мозга. В случае, если фоновую активность расценивают как физиологическую, клиническая интерпретация данных аЭЭГ не вызывает трудностей. Однако, при несоответствии характеристик фонового паттерна аЭЭГ референтным нормам от зачатия для ребёнка исследуемого возраста за счет большей прерывистости и снижения амплитуды, клиницисты и нейрофизиологи должны дифференцировать влияния церебрального повреждения (гипоксия-ишемия), и эффекты применения препаратов.
В исследованиях, посвященных оценке влияния лекарств на неонатальную аЭЭГ, было показано, что большинство седативных и антиэпилептических препаратов подавляют фоновую БЭА, включая цикличность сон - бодрствование [10]. Степень депрессии фоновой активности зависит от типа препарата, дозы и времени, в течение которого его вводили. Изменения характеристик аЭЭГ под влиянием некоторых медикаментов также могут быть связаны с тяжестью основного заболевания. Так, у детей с тяжелыми гипоксически-ишемическими поражениями головного мозга реакция на медикаментозную терапию выражена в бóльшей степени (Рис. 11).
Доказанная диагностическая и прогностическая информативность метода при асфиксии у доношенных новорожденных стала основанием для включения аЭЭГ в обязательный протокол отбора пациентов для краниоцеребральной гипотермии.
Контролируемая гипотермия все шире используется у детей перенесших тяжелую асфиксию в родах. Суть методики заключается в создании гипотермического воздействия, позволяющего прервать вторую фазу гипоксически-ишемического повреждения и снизить количество погибших клеток в результате вторичного энергетического дефицита/апоптоза. Принципиальным моментом является время начала гипотермии в первые 6 часов после рождения, соответствующие «терапевтическому окну». Изучение экспериментальной модели асфиксии на животных показало, что начало охлаждения до 1,5 часов от момента воздействия гипоксии, снижает количество погибших нервных клеток на 70%, при старте гипотермии до 5,5 часов, количество погибших нервных клеток снижается на 50%, а при начале после 6 часов, оно не является статистически значимым [59].
В 2007 году опубликован Кохрейновский обзор (мета-анализ историй 638 доношенных новорожденных с умеренной/ тяжелой энцефалопатией и историей асфиксии в родах), который свидетельствовал о статистически значимом и клинически важном снижении летальности и тяжелой психоневрологической инвалидности в возрасте 18 месяцев жизни у детей, пролеченных гипотермией [60]. Сообщается об отсутствии летальности или тяжелой психоневрологической инвалидности у одного пациента из шести пролеченных [61]. Анализ результатов позволил рекомендовать применение терапевтической гипотермии в клинической неонатальной практике.
Как краниоцеребральная, так и общая гипотермии применяются у детей с ГВ 36 нед. и старше и массой тела при рождении более 1800 г. Показаниями к гипотермии является комплекс клинико-лабораторных и аЭЭГ-критериев.
По результатам многоцентровых рандомизированных исследований метод доказал свою безопасность и эффективность [21, 62, 63, 64]. Однако наблюдаемые побочные эффекты нельзя назвать незначимыми. За время лечения клиницистами отмечено удлинение периода полувыведения препаратов, увеличение протромбинового времени, тромбоцитопения, синусовая брадикардия, пролонгированная зависимость от вазопрессоров, удлинение интервала QT, увеличение потребности в кислороде [65].
Таким образом, использование потенциально опасных стратегий возможно лишь при условии всестороннего клинико-лабораторного контроля, исчерпывающего мониторинга жизненно важных функций, в том числе мониторинга функционального состояния ЦНС.
Суммируя накопленный опыт клинического использования амплитудно-интегрированной электроэнцефалографии, в настоящее время целесообразно и оправдано ее включение в протокол обследования новорожденных пациентов ОРИТ из группы высокого риска церебрального повреждения. Вместе с тем, необходимо подчеркнуть, что практическое применение этого чрезвычайно информативного метода диагностики потребует создания системы подготовки неонатологов по вопросам регистрации и анализа данных аЭЭГ, а также оснащения аппаратурой специализированных отделений. Важно также отметить, что метод имеет и ряд ограничений при интерпретации данных. Наличие межполушарной асимметрии и синхронности БЭА, а также характеристики так называемых «онтогенетических маркеров созревания», имеющих принципиальное клиническое и прогностическое значение, не могут быть выявлены аЭЭГ-мониторингом с малым количеством электродов.
Информация
Источники и литература
Информация
Абалова В.В.
Гребенников В.А.
Гребенникова О.В.
Заваденко А.Н.
Заваденко Н.Н.
Медведев М.И.
Рогаткин С.О.
ПРОТОКОЛ ПРОВЕДЕННОГО МОНИТОРИНГА а-ЭЭГ:
Прикреплённые файлы
Внимание!