Клинико-инструментальное и морфологическое исследования недостаточности мозгового кровообращения при нестенозирующих поражениях артериальной системы головного мозга
На правах рукописи
МОРОЗОВ
Дмитрий Михайлович
КЛИНИКО-ИНСТРУМЕНТАЛЬНОЕ И МОРФОЛОГИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЯ НЕДОСТАТОЧНОСТИ МОЗГОВОГО КРОВООБРАЩЕНИЯ ПРИ НЕСТЕНОЗИРУЮЩИХ ПОРАЖЕНИЯХ АРТЕРИАЛЬНОЙ СИСТЕМЫ ГОЛОВНОГО МОЗГА
14.01.11 – нервные болезни,
14.03.02 – патологическая анатомия
АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание ученой степени
кандидата медицинских наук
САНКТ-ПЕТЕРБУРГ
2012
Работа выполнена в ФГВОУ ВПО «Военно-медицинская академия им. С.М. Кирова» МО РФ
Научные руководители
член-корреспондент РАМН,
доктор медицинских наук, профессор Одинак Мирослав Михайлович
доктор медицинских наук,
ст. научный сотрудник Гайкова Ольга Николаевна
Официальные оппоненты
доктор медицинских наук, профессор Лобзин Сергей Владимирович
доктор медицинских наук, профессор Ариэль Борис Михайлович
Ведущая организация
Санкт-Петербургский государственный медицинский университет имени академика И.П. Павлова.
Защита диссертации состоится « 23 » марта 2012 г. в 10 часов на заседании совета по защите докторских и кандидатских диссертаций Д 215.002.04 при ФГВОУ ВПО «Военно-медицинская академия им. С.М. Кирова» МО РФ по адресу: 194044 г. Санкт-Петербург, ул. Академика Лебедева, д. 6.
С диссертацией можно ознакомиться в фундаментальной библиотеке ФГВОУ ВПО «Военно-медицинская академия им. С.М. Кирова» МО РФ
Автореферат разослан « » февраля 2012 г.
Ученый секретарь совета
доктор медицинских наук, профессор
Шамрей Владислав Казимирович
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность темы
В настоящее время проблема исследования цереброваскулярных заболеваний является актуальной и социально значимой, ее подробное рассмотрение и научное обоснование приобретает большое значение во всем мире. Как в России, так и за рубежом наблюдаются высокие демографические показатели заболеваемости и смертности населения от инсульта [Гусев Е.И., Скворцова В.И., 2000; Верещагин Н.В., Суслина З.А., Пирадов М.А., 2003; Варакин Ю. Я.,2004; Федин А.И., 2004; Sarti, 2000].
Особое место по своей значимости среди сосудистых заболеваний головного мозга занимает дисциркуляторная энцефалопатия (ДЭ), развивающаяся в результате медленно прогрессирующей недостаточности кровоснабжения мозга [Одинак М.М., Сорокоумов В.А., 2000; Сорокоумов В.А. и др., 2000; Верещагин Н.В., Варакин Ю.Я., 2001; Яхно Н.Н. и др., 2001; Макаров А.Ю., Помников В.Г., 2006; Суслина З.А. и др., 2006].
Появление первых признаков сосудистой патологии в молодом возрасте, тяжесть течения и осложнений в дальнейшем предопределяют наибольшую значимость вопросам профилактики и ранней диагностики начальных проявлений недостаточности церебрального кровообращения [Акимов Г.А., 1983; Шпрах В.В., 1994; Комиссаренко А.А., 1995; Одинак М.М. и др., 1999; Котов СВ. и др., 2001; Суслина З.А. и др., 2006].
Прогрессирование ДЭ приводит не только к быстрому формированию неврологического дефицита, но и к снижению когнитивных функций, вплоть до деменции, что представляет собой одну из актуальных и сложных медико-социальных проблем в большинстве экономически развитых стран мира [Жулев Н.М. и др., 2002; Одинак М.М., Вознюк И.А., 2002; Яхно Н.Н.и др., 2005; Дамулин И.В., 2006].
Развитие клинических симптомов вследствие сосудистой мозговой недостаточности происходит на фоне постоянной, длительно существующей неполноценности кровоснабжения мозга (изменений в его сосудистой системе), а также действия дополнительных факторов уменьшающих приток крови к мозгу (снижение системного артериального давления и др.). [Одинак М.М, Гайкова О.Н., Вознюк И.А., 2007; Верещагин Н.В., Моргунов В.А., Гулевская Т.С., 2009; А.В.Фонякин, 2006; Uehara T., 1997]. Причиной этого может явиться срыв механизмов компенсации мозгового кровотока, поддерживаемого ауторегуляцией мозгового кровообращения.
В современных исследованиях кафедры нервных болезней Военно-медицинской академии раскрываются положения церебральной дегенеративно-дилатационной артериопатии (ЦДДА), объясняющие механизм инфарктов головного мозга гемодинамической природы при нестенозирующих поражениях его артериальной системы [Одинак М.М, Гайкова О.Н., Вознюк И.А., 2007]. В этой связи представляется актуальной попытка дальнейшего клинико-морфологического подтверждения основных положений концепции дегенеративно-дилатационной артериопатии.
Как справедливо отмечает ведущий патоморфолог НЦ неврологии РАМН профессор Т.С. Гулевская, «новейшие методы нейро- и ангиовизуализации дали возможность клиницисту уточнить диагноз и оценить эффективность лечения, однако нейроморфологическая верификация патологических процессов в мозге остается единственным путем к достоверности и надежности их интерпретации» [Гулевская Т.С. и др., 2010].
Цель исследования
Поиск клинико-инструментальных и морфологических признаков, подтверждающих формирование недостаточности мозгового кровообращения у лиц с нестенозирующим поражением артериальной системы головного мозга.
Задачи исследования:
- Разработать алгоритм морфометрического исследования артериальной системы головного мозга на секционном материале для выявления достоверных признаков дегенеративно-дилатационной артериопатии. Проанализировать частоту встречаемости и степень выраженности информативных морфометрических характеристик.
- Провести макроскопические, микроскопические и морфометрические исследования экстракраниальных, экстра- и интрацеребральных артерий, микроциркуляторного русла у пациентов с дисциркуляторной энцефалопатией, имевших признаки церебральной дегенеративно-дилатационной артериопатии.
- Методами ультразвукового дуплексного сканирования выявить характерные для дегенеративно-дилатационной артериопатии признаки у этих пациентов.
- С помощью ультразвуковой допплерографии определить характер наиболее типичных изменений качественных и количественных параметров мозгового кровотока у пациентов с дегенеративно-дилатационной артериопатией.
- Методами нейровизуализации, ультразвуковой диагностики, а также на основании клинического и нейропсихологического обследования оценить наличие признаков недостаточности мозгового кровообращения у пациентов с дисциркуляторной энцефалопатией, имеющих признаки дегенеративно-дилатационной артериопатии.
Научная новизна
Впервые в данной работе получена комплексная характеристика артерий головного мозга всех уровней. Проведено морфометрическое исследование толщины стенки, наружного и внутреннего диаметров сосудов артериального круга большого мозга, пиальных и внутримозговых артерий при ЦДДА с использованием прикладной компьютерной программы «ВидеоТест Мастер Морфология». Показана достоверность изменений и обоснованность выделения трех вариантов течения ЦДДА, а также отсутствие прямой зависимости этих показателей от возраста больных. Проведен комплексный клинический, ультразвуковой и нейротомографический анализ изменений цереброваскулярной системы у пациентов с дисциркуляторной энцефалопатией при нестенозирующих поражениях артериальных сосудов.
Выявлена и доказана гемодинамическая значимость дилатационного поражения магистральных артерий головы и мозга. Установлена достоверная связь недостаточности мозгового кровообращения с повреждением средней оболочки артериальных сосудов при церебральной дегенеративно-дилатационной артериопатии. Уточнена роль патологии мышечного слоя артерий мозга в сокращении диапазона вазомоторной реактивности и появлении перфузионной недостаточности при прогредиентных формах цереброваскулярной болезни.
Практическая значимость
Морфометрический анализ позволил описать закономерности морфогенеза и патогенеза поражения артериальной стенки, а также построить рациональную классификацию патоморфологических изменений артерий при церебральной дегенеративно-дилатационной артериопатии.
Морфометрия дала возможность максимально объективизировать способы изучения артерий. Полученные при комплексном клинико-морфологическом исследовании характеристики церебральной дегенеративно-дилатационной артериопатии могут быть использованы для изучения динамики качественных и количественных изменений стенки артерий в условиях функциональных и патологических сдвигов, для проведения дифференциальной диагностики и прогноза заболевания и, наконец, для коррекции лечебно-профилактических мероприятий и создания новых терапевтических стратегий.
Внедрение результатов исследования в практику.
Полученные результаты используются в лекциях, семинарах и практических занятиях с врачами, клиническими ординаторами, адъюнктами, аспирантами и курсантами кафедры нервных болезней и патологической анатомии Военно-медицинской академии.
Личный вклад автора в проведенные исследования состоит в определении цели и задач исследования, сборе и анализе данных отечественной и зарубежной литературы, проведении комплексного клинико-инструментального обследования пациентов, в обработке данных нейровизуализации (совместно с врачом-рентгенологом), ангиовизуализации (совместно с врачом функциональной диагностики), выполнении макроскопического, микроскопического, морфометрического исследований аутопсийного материала, в статистической обработке и анализе полученных результатов.
Основные положения, выносимые на защиту:
1.Дегенеративно-дилатационная артериопатия является системным нестенозирующим патологическим процессом, проявляющимся повреждением средней оболочки артерий, формирующих цереброваскулярное русло, на всех уровнях.
2.Дегенеративно-дилатационная артериопатия может служить морфологической и патогенетической основой для формирования синдрома недостаточности мозгового кровообращения.
3.Дегенеративно-дилатационная артериопатия имеет черты прогредиентного процесса, а степень ее выраженности связана с глубиной расстройства церебральной перфузии, морфологическими изменениями в веществе мозга и стадиями дисциркуляторной энцефалопатии.
Апробация диссертации
Основные результаты работы доложены на научно-практической конференции «Актуальные вопросы экспериментальной и клинической медицины – 2007» (СПбГМУ им. акад. И.П. Павлова, 2007); на II Международном молодежном медицинском конгрессе «Санкт-Петербургские научные чтения – 2007» (СПбГМУ им. акад. И.П. Павлова, 2007); на конгрессе с международным участием «Пароксизмальный мозг» (Санкт-Петербург, 2008); на Всероссийской научно-практической конференции «Поленовские чтения» (Санкт-Петербург, 2009); на Всероссийской научно-практической конференции «Сосудистые заболевания нервной системы» (Санкт-Петербург, 2011); на заседании ассоциации патологоанатомов Санкт-Петербурга и Ленинградской области (Санкт-Петербург, 2011), итоговых конференциях военно-научного общества курсантов и слушателей Военно-медицинской академии им. С.М. Кирова (Санкт-Петербург, 2006, 2007, 2010).
Публикации
По теме диссертации опубликовано 12 печатных работ, в том числе 3 статьи в рецензируемых журналах, рекомендованных ВАК РФ.
Объем и структура диссертации
Диссертация состоит из введения, обзора литературы, 3 глав, заключения, выводов и практических рекомендаций, списка литературы. Работа содержит 67 рисунков, 27 таблиц. Список литературы включает 179 источников (91 отечественных и 88 зарубежных). Текст диссертации изложен на 165 страницах.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
Комплексное патоморфологическое исследование головного мозга умерших с дисциркуляторной энцефалопатией при ЦДДА
и в группе сравнения
Морфологическое (светооптическое и электронно-микроскопическое) исследование препаратов головного мозга и артериальной системы умерших с дисциркуляторной энцефалопатией проводили в нейрогистологической лаборатории кафедры нервных болезней и НИЛ электронной микроскопии и гистохимии Военно-медицинской академии.
На секционном материале исследованы изменения головного мозга и артерий у 36 умерших из них 32 умерших (14 – мужчин, 18 – женщин) с дисциркуляторной энцефалопатией в возрасте от 42 до 100 лет (средний возраст – 68,5±14,2). Группу сравнения составили 4 человека, погибшие от несовместимой с жизнью травмы в возрасте от 24 до 27 лет (средний возраст 25,5±1,3), не имевшие в анамнезе неврологической и соматической патологии.
Исследованы следующие сосуды: общая сонная артерия, внутренняя сонная артерия (экстра- и интракраниальный отделы), позвоночная артерия, средняя мозговая артерия, передняя мозговая артерия, задняя мозговая артерия, основная артерия, пиальная артерия, внутримозговая артерия (короткая и длинная ветви).
Головной мозг и сосуды фиксировали в 10% нейтральном формалине. После фиксации в 9 случаях была проведена магнитно-резонансная томография (МРТ) головного мозга. Макроскопическое изучение препаратов головного мозга и сосудов сопровождалось фотосъемкой.
Световая микроскопия. Гистологические препараты, приготовленные по стандартной методике (Меркулов, 1961), окрашивали гематоксилином и эозином, фукселином и пикрофуксином, по методу Ниссля и Маллори, муцикармином и альциановым синим, оранжевым-красным-голубым; проведена ШИК-реакция. Для световой микроскопии использовался микроскоп «LEICA DM 4000 B» (Германия) с фотокамерой LEICA, при помощи которой делали снимки гистологических и полутонких срезов. Затем на этих снимках давали гистологическую характеристику артериям, и проводили морфометрические исследования сосудов головного мозга с использованием прикладной компьютерной программы «ВидеоТест Мастер Морфология».
Электронная микроскопия. Материал для электронно-микроскопического исследования аутопсий подготавливали по методике, которая была разработана в Военно-медицинской академии (Клочков Н.Д. и соавт., 2003). Полученные ультратонкие срезы контрастировали уранилацетатом и цитратом свинца по Рейнольдсу. Просмотр и фотосъемку ультратонких срезов с целью детального изучения структуры сосудов, нейронов, глиоцитов, нервных волокон серого и белого вещества головного мозга пациентов проводили с помощью электронных микроскопов Tesla (Чехия) и LEO-910 (Германия). Всего исследовано 300 электронограмм.
Методика морфометрического анализа артериальной системы головного мозга. Морфометрия проводилась на гистологических препаратах, окрашенных гематоксилином и эозином. При проведении морфометрических исследований сосудов головного мозга измеряли наружный и внутренний диаметры артерий в нескольких направлениях и вычисляли их средние величины, толщину стенки, определяли ее состав. Вычисляли процентное соотношение толщины средней оболочки сосуда и толщины интимы, а также диаметров сосудов к толщине их средней оболочки.
Методы статистической обработки результатов исследования. Для статистической обработке результатов исследования использовали методы описательной статистики, однофакторный дисперсионный анализ с помощью пакета прикладных программ Statistica for Windows 8.0 (StatSoft®, Inc., USA. http://www.statsoft.ru). Оценка различий дисперсий проведена при помощи критерия Фишера (F). Вероятность р<0,05 определялась как достаточная для вывода о существенности различия данных, полученных при исследовании.
Клинико–неврологическое, ангио - и нейровизуализационное обследование пациентов
В клинике нервных болезней Военно-медицинской академии на основании клинической оценки и данных анамнеза нами были отобраны пациенты с признаками недостаточности мозгового кровообращения различной степени выраженности (n=316), которые были подвергнуты инструментальному обследованию с помощью ультразвукового дуплексного сканирования. По результатам измерения диаметров артерий программными средствами на экране сканера была выделена группа пациентов с признаками дилатации одной или нескольких магистральных артерий головы – общей сонной, внутренней сонной и позвоночной. Для исключения ошибки, связанной с гипердиагностикой, главным критерием для отбора при 1 варианте ЦДДА считали превышение диаметра оцениваемой артерии не менее чем на 0,3 мм по отношению к максимальному значению возрастной нормы. Для верификации дилатационной артериопатии у пациентов со 2 и 3 вариантами дилатационной артериопатии использовали расчетный индекс, отражающий соотношение внутреннего диаметра к толщине комплекса интима-медиа (ИВИМ). Нормальные значения этого индекса для экстракраниальных артерий составляют 6,6 – 9,3 (в среднем 7,95±0,3; =1,35; М ± m, где М – среднее значение, m – ошибка среднего значения). Пациенты с признаками гемодинамически значимого стенотического поражения магистральных артерий головы были исключены из исследования.
Таким образом, было выявлено 98 пациентов с признаками дилатационной артериопатии, имеющих цереброваскулярную болезнь в виде дисциркуляторной энцефалопатии. Группа исследования была представлена 68 (69,4%) мужчинами и 30 (39,6%) женщинами в возрасте от 65 до 85 лет. По данным анамнеза и медицинской документации, все пациенты имели диагноз «дисциркуляторная энцефалопатия» различной стадии и томографические признаки поражения головного мозга диффузного или очагового характера, часть пациентов (n=34, 34,6%) перенесла значимое сосудистое событие – инсульт и/или инфаркт миокарда. Постановка диагноза ДЭ включала тщательный сбор жалоб и анамнеза, соматический и неврологический осмотр по стандартной методике, нейропсихологическое тестирование, лабораторную и инструментальную диагностику, обследование с использованием методов нейровизуализации (магнитно-резонансной томографии).
Среди причин развития хронической недостаточности кровоснабжения головного мозга у обследованных больных, по данным медицинской документации и анамнеза, основное место занимало сочетание распространенного атеросклероза с эссенциальной артериальной гипертензией (53,3%, n=53), реже имели место изолированный атеросклероз (27,8%, n=27) и эссенциальная артериальная гипертензия (6,7%, n=7), еще более редкими факторами являлись нейроциркуляторная дистония (5,4%, n=6) и сочетание артериальной гипотонии с атеросклерозом (4,4%, n=5).
Для оценки диаметра сонных артерий, сосудистой стенки (толщины комплекса интима-медиа) использовался метод дуплексного сканирования. Исследование производилось на аппарате ультразвуковом диагностическом EUB-7500 фирмы «Hitachi Medical Corporation» (Япония) с линейным датчиком 7,5 МГц. При анализе состояния сонных артерий в процессе исследования в В-режиме оценивались следующие параметры: проходимость сосуда, его геометрия (соответствие хода анатомической траектории); диаметр сосуда (внутрипросветный), состояние сосудистой стенки (целостность, толщина комплекса интима-медиа, эхогенность, степень дифференцировки на слои, форма поверхности, состояние просвета сосуда (наличие, протяженность, локализация внутрипросветных образований).
Величина внутрипросветного диаметра оценивалась как расстояние между внутренними поверхностями интимы по передней и задней стенке сосуда (относительно поверхности ультразвукового датчика). Количественная оценка толщины комплекса интима-медиа проводилась в артериях с магистральным ходом (общей сонной и внутренней сонной) по задней стенке (по отношению к поверхности ультразвукового датчика). Расчет толщины комплекса интима-медиа оценивали как расстояние между внутренней поверхностью интимы и наружной поверхностью медии.
Исследование мозгового кровотока методом допплерографии (по Aaslid, 1982) производилось на комплексе аппаратно-программного анализа сигналов кровотока допплеровский «СПЕКТРА-01СПб» фирмы ООО «Афалина» (Санкт-Петербург, Россия) датчиками 4, 8 МГц и 2 МГц, с использованием стробируемого объема 13-18 мм. Рассчитывались абсолютные показатели скорости кровотока в артериях разного диаметра, относительные расчетные коэффициенты и значения цереброваскулярной реактивности.
Для анализа МРТ - снимков использовали компьютерную программу «eFilm Workstantion 2.1.0», разработанную компанией «Merge healthcare». При помощи данной программы исследовали такие параметры, как: интенсивность сигнала, его однородность и четкость границ очагов на одном и том же срезе в Т1 и Т2 взвешенных изображений (ВИ) режимах.
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
Морфологические изменения головного мозга и его артериальной системы у умерших лиц с дисциркуляторной энцефалопатией при ЦДДА
Основные результаты морфологических и морфометрических исследований артериальной системы головного мозга на секционном материале при дилатационной артериопатии и в группе сравнения (относительной норме), позволили установить последовательность и характерные черты повреждения артерий мозга, а также получить характеристики толщины и структуры стенки сосудов, наружного и внутреннего диаметров, рассчитать коэффициент пораженности экстракраниальных, экстра- и интрацеребральных артерий. Эти сведения укрепили основные положения концепции дегенеративно-дилатационной патологии артериальной системы головного мозга, проявляющейся в трех патоморфологических вариантах.
При ЦДДА в начале процесса во всех сосудах происходит повреждение средней оболочки. В сосудах эластического типа оно проявляется дезорганизацией волокнистой соединительной ткани (ОСА, экстракраниальная часть ВСА), а в артериях мышечно-эластического и мышечного типов (интракраниальная часть ВСА, ПА, экстра- и интрацеребральные артерии) – повреждением гладкомышечных клеток, что при микроскопическом исследовании представлено пикнозом или набуханием их ядер; на месте повреждения лейомиоцитов в средней оболочке появляются обширные участки замещения поврежденных лейомиоцитов соединительной тканью.
При электронной микроскопии также обнаруживается рексис ядер гладкомышечных клеток, вакуолизация цитоплазмы. В результате снижается тонус сосудистой стенки, ВЭМ распрямляется (в норме волнообразно извитая, является маркером тонуса сосуда) и расширяется просвет артерии. Эти процессы характерны для всех вариантов артериопатии. В дальнейшем, в зависимости от структурных особенностей сосудистой стенки в патологических условиях, а также от компенсаторных возможностей соединительной ткани и ее реактивности развиваются три варианта церебральной дегенеративно-дилатационной артериопатии:
1. Собственно дилатационная артериопатия. В экстракраниальных артериях встречалась с частотой 4,7%, в пиальных артериях – 67,5%, в интрацеребральных артериях: среди коротких корково-медулярных ветвей – 77,7%, в длинных корково-медулярных ветвях – 83,3%. Сосуды имели неправильную форму, их внутренний диаметр в экстракраниальных артериях был увеличен в среднем в 2 – 2,5 раз, в экстра- и интрацеребральных артериях – в 2 – 10 раз. Средняя оболочка неравномерно истончена. Толщина средней оболочки в экстра- и интрацеребральных артериях уменьшена в 2 – 5 раз. ВЭМ на большем протяжении по окружности сосуда была выпрямлена, разволокнена, а в отдельных участках полностью отсутствовала.
2. Дилатационная артериопатия с компенсаторной циркулярной гиперплазией соединительной ткани интимы. В экстракраниальных артериях обнаруживалась в 20,1%, в пиальных артериях – 29,25%, в интрацеребральных артериях: среди коротких корково-медулярных ветвей – 22,2%, в длинных корково-медулярных ветвях – 10,7%. Этот вариант сопровождается относительно равномерной циркулярной гиперплазией соединительной ткани интимы. В отдельных случаях толщина циркулярной гиперплазии и толщина средней оболочки, были равны. Внутренний диаметр в экстракраниальных артериях увеличен в среднем в 1,5 – 2 раза, в экстра- и интрацеребральных артериях – в 1,5 – 4,5 раза. Толщина средней оболочки в экстра- и интрацеребральных артериях меньше в 1,4 - 2 раза.
3. Дилатационная артериопатия с образованием бляшки. В экстракраниальных артериях выявляется в 75,2%, в пиальных артериях – 6,25%, в интрацеребральных артериях: среди коротких корково-медулярных ветвей – 11,1%, в длинных корково-медулярных ветвях – 6,0%. При этом варианте выявляется очаговая гиперплазия соединительной ткани интимы (СТИ), которая располагается в участках с резко выраженной атрофией средней оболочки и на ранних этапах развития состоит только из хорошо сформированных коллагеновых и эластических волокон без дистрофических изменений. Можно предположить, что такое очаговое образование СТИ укрепляет поврежденную стенку артерии и носит компенсаторный характер. Это заключение следует из того, что в зоне гиперплазии СТИ внутренняя эластическая мембрана сохраняет извитость, а вне этих зон извитость отсутствует.
На поздних этапах в большинстве наблюдений (90,3%) в глубоких отделах очаговой гиперплазии выявляются дистрофические изменения СТИ в виде мукоидного и фибриноидного набухания с потерей структуры и отложением в межуточном веществе кислых или нейтральных мукополисахаридов (41,0%), что, вероятно, связано с недостаточностью кровоснабжения в этих зонах. В 35,9% в таких очагах на фоне дистрофии соединительной ткани найдены отложения кристаллов холестерина. Как правило, кристаллы холестерина и атероматозные массы располагались в отдаленных от просвета сосуда участках гиперплазии соединительной ткани интимы. В 13,4% в глубоких отделах средней оболочки, на фоне умеренно выраженной дистрофии наблюдали диффузную или очаговую «инкрустацию» солями кальция. Наряду с этим, в большинстве очагов гиперплазии отмечали очаговый ангиогенез с образованием сосудов капиллярного и синусоидного типов. Во всех случаях, несмотря на наличие бляшки, внутренний диаметр в экстракраниальных артериях увеличен в 1,5 - 2 раза, в интрацеребральных артериях превышение диаметра достигало 4,5 раз. Толщина средней оболочки в зоне очаговой гиперплазии СТИ экстра- и интрацеребральных артерий уменьшена в 2,8 – 4 раз.
На наш взгляд, наиболее неблагоприятным является I вариант, при котором было выявлено максимальное увеличение внутренних диаметров сосудов, обусловленное отсутствием компенсаторной гиперплазии интимы в ответ на истончение средней оболочки. При втором и третьем варианте развития ЦДДА компенсация проявлялась циркулярной и очаговой гиперплазией интимы.
В ходе исследования удалось выяснить, что наиболее поврежденными сосудистыми сегментами при ЦДДА явились СМА, ПМА и их ветви. При этом левая СМА повреждалась в большей степени, чем правая. По отношению к группе сравнения, различия внутренних диаметров всех исследованных артерий при ЦДДА были достоверными (р<0,05), но различия в увеличении диаметров данных сосудов между вторым и третьим вариантами дилатационной артериопатии не были достоверными (р>0,05). На наш взгляд, это означает, что корректная верификация дилатационной артериопатии на основании абсолютного значения параметра (превышения диаметра) возможна только для первого варианта патологии.
В целях достоверного выделения второго или третьего варианта дилатационной патологии были использованы прямые и косвенные морфометрические показатели, в том числе толщина средней оболочки сосуда. Для оценки степени поражения сосудистой стенки нами был введен коэффициент (К), который является обратным индексу Керногана, т.е. отношению толщины средней оболочки артерии к ее внутреннему диаметру, и представляет собой отношение внутреннего диаметра сосуда к толщине средней оболочки артерии. Указанный К - индекс значимо варьировал при различных вариантах артериопатии (рис. 1, 2, 3).
Рисунок 1. Разброс значений К экстрацеребральных артерий при трех вариантах ЦДДА и в группе сравнения (N), где К =D/h; D – внутренний диаметр сосуда; h-толщина медии.
Коэффициент К в экстра- и интрацеребральных сосудах в группе сравнения находился в пределах 5,3 – 6,2 и 0,9 – 1,0, соответственно. По отношению к группе сравнения, различия К всех исследованных артерий при ЦДДА достоверны (р<0,05). При первом варианте ЦДДА К составил 25,0 и более; при втором варианте находился в пределах 10,0 – 16,0 и 7,0 – 10,0, соответственно; при третьем варианте 17,0 – 21,0 и 12,0 – 23,0, соответственно.
Рисунок 2. Разброс значений К пиальных артерий при трех вариантах ЦДДА и в группе сравнения.
Рисунок 3. Разброс значений К пиальных и интрацеребральных артерий при трех вариантах ЦДДА и в группе сравнения.
Данные посмертной МРТ, а также макроскопическая оценка препаратов головного мозга показали, что у всех умерших с дилатационным вариантом артериопатии имелись очаги ишемического поражения, часто множественные, различной степени давности, представленные большими или малыми глубинными инфарктами с формированием кист и лакун. Кроме того, обнаруживались многочисленные криблюры и очаги периваскулярного энцефалолизиса.
Клинико–неврологическое и ангио- и нейровизуализационное обследование больных с дисциркуляторной энцефалопатией при ЦДДА
Клиническая оценка, ультразвуковое дуплексное сканирование и данные анамнеза позволили отобрать 98 пациентов, получавших лечение в клинике нервных болезней Военно-медицинской академии, с признаками недостаточности мозгового кровообращения различной степени выраженности при наличии дилатации одной или нескольких магистральных артерий головы – общей сонной, внутренней сонной и позвоночной.
С учетом результатов оценки секционного материала были выбраны следующие критерии для отбора пациентов с ангиодилатацией:
- при 1 варианте ЦДДА – превышение диаметра артерии не менее, чем на 0,3 мм по отношению к максимальному значению возрастной нормы;
- у пациентов со 2 и 3 вариантами дилатационной артериопатии расчетный индекс, отражающий соотношение внутреннего диаметра к толщине комплекса интима-медиа (ИВИМ), менее 6,0.
В результате проведения комплексной оценки и для повышения однородности выборок для статистического анализа больные были распределены по стадиям недостаточности мозгового кровообращения в подгруппы с дисциркуляторной энцефалопатией 1, 2 и 3 стадий (табл. 2).
Таблица 2
Распределение пациентов с дилатационной артериопатией по возрасту
и выраженности синдрома недостаточности мозгового кровообращения
| Стадия дисциркуляторной энцефалопатии | Всего | ||||
| Возраст | I | II | III | N | % |
| 65 – 70 | 18 | 7 | – | 25 | 25 |
| 71 – 76 | 2 | 27 | 6 | 35 | 35 |
| 77 – 85 | – | 10 | 28 | 38 | 40 |
| Всего (n / %) | 20/20 | 44/45 | 34/35 | 98/100 | 100 |
При нейропсихологическом тестировании расстройства когнитивных функций различной модальности (исполнительной функции, памяти, речи, внимания) были выявлены в 79,5% (n=78) наблюдений. Результаты нейропсихологического тестирования представлены в таблице 3.
Таблица 3
Распределение результатов нейро-психологического тестирования
у пациентов дилатационной артериопатией.
| Тест | Балл / результат | ||
| ДЭ I | ДЭ II | ДЭ III | |
| КШОПС | 28,2±0,5 | 25,7±1,0 | 20,7±1,2 |
| Методики Шульте | 47±1,7 секунд | 56,6±1,9 секунд | более 70,8±2,5 секунд |
| Тест «10 слов» | 8,4±0,5 слов | 5,6±1,4 слов | 2,8±1,3 слов |
| Объем отсроченного воспроизведения | 7,5±0,9 слов | 5,1±1,2 слов | 3,2±0,8 слов |
| Батарея лобных тестов | 16,8±0,9 | 13,7±1,1 | 9,9±1,4 |
| Символьно-цифровой тест | 38±2,5 | 26±3,1 | 18±2,9 |
Сонологические исследования прецеребральных и церебральных артериальных сегментов у больных с дисциркуляторной энцефалопатией подтвердили наличие прижизненных специфических изменений сосудистой стенки артерий при дилатационной артериопатии.
Системный характер артериопатии подтвержден частотой поражения артерий у пациентов выделенной группы. Наиболее часто встречалось множественное (более чем двух артериальных сегментов) поражение артерий, формирующих сосудистое русло головного мозга (> 84 %). Возрастание числа пациентов с дилатационной артериопатией связано с возрастом и выраженностью недостаточности мозгового кровообращения. Наибольшая частота встречаемости патологической дилатации артерий шеи наблюдалась у пациентов с дисциркуляторной энцефалопатией II - III стадии (n=44, 45%) и в возрасте старше 70 лет (n=73, 75%). Наиболее уязвимой была внутренняя сонная артерия. Кроме того, все пациенты имели томографические признаки поражения головного мозга диффузного или очагового характера, а часть пациентов (n=34, 34,6%) перенесла значимое сосудистое событие – инсульт и/или инфаркт миокарда.
На основании дуплексного сканирования удалось получить подтверждение данных аутопсийных исследований. По отношению к группе сравнения различия внутренних диаметров всех исследованных артерий при ЦДДА были достоверны (р<0,05). При оценке индекса ИВИМ в группе пациентов со 2 и 3 вариантом дилатационной артериопатии были получены значения – 2,2 – 5,5 (в среднем 3,1±0,5; =1,65), что является также достоверным (F = 36,3; р<0,05).
Общими качественными сонологическими признаками патологии артерий для всех пациентов с дилатационной артериопатией были:
- фрагментация и уплотнение внутренней эластической мембраны;
- частичное утолщение комплекса интима-медиа;
- диффузное снижение амплитуд, отражающих скорость потока, в одном или более бассейнах мозгового кровоснабжения (каротидных или вертебрально-базилярных);
- нарушение структуры потока и допплеровского спектра в виде многоволновости («разлохмаченности») и образования множества пиков;
- заполнение («зашумленность») спектрального окна из-за отсутствия четкого распределения спектральной мощности внутри сигнала, появление низкочастотных составляющих;
- изменение звуковых характеристик допплеровского сигнала.
Количественные параметры, полученные при ультразвуковом исследовании, послужили доказательством дилатационного поражения артерий цереброваскулярной системы, а также позволили рассчитать перфузионные параметры.
Сравнение параметров кровотока в прецеребральных и в интракраниальных артериях в норме и у больных с ДЭ при дилатационной артериопатии подтвердило достоверность (F = 120,0; р<0,05) диффузного или регионального снижения скорости кровотока в мозговых артериях, за счет потери эластико-тонических свойств артерий шеи и основания мозга. Ультразвуковым подтверждением недостаточности мозгового кровообращения стали расчетные данные сравнительной оценки параметров цереброваскулярной реактивности по результатам вентиляционных проб, которые достоверно (р<0,05) были снижены у больных с ДЭ в 2 – 2,4 раза по сравнению с возрастной нормой.
Цереброваскулярную недостаточность подтвердила сравнительная оценка расчетных параметров церебральной перфузии. У пациентов с дисциркуляторной энцефалопатией было отмечено достоверное (р<0,05) снижение церебрального перфузионного давления на 56 % при первом и 47 % при втором и третьем вариантах. Суммарно это привело к снижению индекса церебрального кровотока в 3 раза по отношению к норме (F = 487,1; р<0,05).
Нейровизуализационная картина прижизненных нейротомографических исследований подтверждала признаки церебральной атрофии в виде расширения желудочков мозга и субарахноидальных пространств, наличия множественных корковых или подкорковых постишемических очагов, в 12 % наблюдений носивших территориальный характер. Облигатными для лиц этой подгруппы были субкортикальный лейкоареоз, множественные, различной степени давности малые глубинные инфаркты, а также многочисленные криблюры и очаги периваскулярного энцефалолизиса. Все эти признаки на основании локализации и соответствия законам церебральной ангиоархитектоники были классифицированы нами как следствия недостаточности мозгового кровообращения (табл. 4).
Таблица 4
Характер изменения вещества головного мозга и ликворопроводящих путей
у больных с ДЭ при ЦДДА.
| Признак поражения по данным томографии (КТ/МРТ) | Всего | |
| N | % | |
| Расширение ликворосодержащих пространств, в том числе: | 88 | 90 |
| - смешанное | 69 | 71 |
| - субарахноидальных пространств | 10 | 10 |
| - желудочков мозга | 9 | 9 |
| Отсутствие расширения ликворосодержащих пространств (только у пациентов с I стадией ДЭ) | 10 | 10 |
| Субкортикальные инфаркты: | 81 | 82 |
| - стриакапсулярные | 43 | 44 |
| - в хвостатом ядре | 12 | 12 |
| - во внутренней краевой зоне | 33 | 34 |
| - в таламусе | 20 | 20 |
| - в белом веществе | 65 | 66 |
| - в мозжечке | 10 | 10 |
| - в стволе мозга | 22 | 22 |
| Лейкоареоз | 41 | 42 |
| Крупные (территориальные) корково-подкорковые инфаркты постинсультного генеза | 12 | 12 |
| Отсутствие очаговых или диффузных поражений вещества мозга (только при I стадии ДЭ) | 17 | 18 |
Весь объем клинико-инструментального и морфологического исследования артериальной системы головного мозга у больных и умерших с ДЭ при церебральной дегенеративно-дилатационной артериопатии позволил установить, что основными признаками гемодинамической несостоятельности системы мозгового кровообращения при дилатационной артериопатии являются: утрата эластико-тонических свойств артерий, низкие скоростные параметры кровотока, недостаточность перфузионного давления.
Тесная связь выявленных морфологических изменений в артериальной системе и в веществе мозга с фактом снижения параметров перфузии доказывает, что «церебральная дегенеративно-дилатационная артериопатия» является основой гемодинамического механизма патогенеза недостаточности кровоснабжения головного мозга.
ВЫВОДЫ
- Комплекс морфологических признаков позволяет выделить три варианта церебральной дегенеративно-дилатационной артериопатии:
А. Собственно дилатационная артериопатия. Сосуд неправильной формы, средняя оболочка неравномерно истончена. Внутренний диаметр в экстракраниальных артериях увеличен в 2 – 2,5 раза, в экстра- и интрацеребральных артериях – в 2 – 10 раз. Толщина средней оболочки в экстра- и интрацеребральных артериях уменьшается в 2 – 5 раз. К составляет 25,0 и более.
Б. Дилатационная артериопатия с компенсаторной циркулярной гиперплазией соединительной ткани интимы. Гиперплазия соединительной ткани интимы относительно равномерная, циркулярная. Внутренний диаметр в экстракраниальных артериях увеличен в 1,5 – 2 раза, в экстра- и интрацеребральных артериях в 1,5 – 4,5 раза. Толщина средней оболочки в экстра- и интрацеребральных артериях уменьшается в 1,4 - 2 раза. К в экстра- и интрацеребральных сосудах находится в пределах 10,0 – 16,0 и 7,0 – 10,0, соответственно.
В. Дилатационная артериопатия с образованием бляшки. Компенсаторная очаговая гиперплазия соединительной ткани интимы расположена в участках с резко выраженной атрофией средней оболочки. Внутренний диаметр в экстракраниальных артериях увеличен в 1,5 - 2 раза, в экстра- и интрацеребральных артериях в 1,5 – 4,5 раза. Толщина средней оболочки в зоне очаговой гиперплазии соединительной ткани интимы экстра- и интрацеребральных артерий уменьшается в 2,8 – 4 раза. К в экстра- и интрацеребральных сосудах находится в пределах 17,0 – 21,0 и 12,0 – 23,0, соответственно.
2. Наиболее поврежденными сосудами при церебральной дегенеративно-дилатационной артериопатии являются: внутренняя сонная артерия (экстракраниальная часть), левая средняя мозговая артерия, передняя мозговая артерия, внутримозговые артерии (длинные ветви). Максимальное увеличение внутренних диаметров, К сосудов и уменьшение линейных скоростей мозгового кровотока по отношению к норме выявлено при первом варианте, что связано с отсутствием компенсаторных механизмов, возникающих в ответ на истончение средней оболочки. При втором и третьем варианте имеют место компенсаторные механизмы в виде циркулярной и очаговой гиперплазии соединительной ткани интимы.
- На основании ультразвукового обследования у 30% пациентов с дисциркуляторной энцефалопатией выявляются признаки дилатационного поражения эктра- и интракраниальных артерий, а именно: значительное увеличение внутреннего диаметра в сочетании с изменением комплекса интима-медиа, фрагментация внутренней эластической мембраны, деформация профиля спектрального сигнала. Данные дуплексного сканирования прецеребральных артерий при дегенеративно-дилатационной артериопатии подтверждают данные аутопсии и позволяют при жизни выделить три формы дилатационной патологии.
- Достоверное снижение индекса ИВИМ, отражающего соотношение внутреннего диаметра артерии к толщине комплекса интима-медиа, служит дополнительным диагностическим параметром, позволяющим выявлять пациентов с дегенеративно-дилатационной артериопатией 2 и 3 типа.
- Патология артериальной стенки по результатам дуплексного сканирования, а также изменения спектра и расчетных параметров, отражающих достоверное снижение эластико-тонических свойств сосудистой стенки в прецеребральных и церебральных артериях при ультразвуковой допплерографии, подтверждают системный характер поражения при дегенеративно-дилатационной артериопатии и служат объяснением потери ауторегуляторных свойств цереброваскулярной системы.
- Достоверными ультразвуковыми и нейроморфологическими признаками недостаточности мозгового кровообращения у пациентов дисциркуляторной энцефалопатией при дегенеративно-дилатационной артериопатии являются:
-региональное или диффузное снижение абсолютных значений скорости мозгового кровотока;
-снижение величины рассчитываемых параметров церебрального перфузионного давления;
-сужение диапазона цереброваскулярной реактивности;
-наличие территориальных, лакунарных, субкортикальных инфарктов, расширение ликворосодержащих пространств, формирование лейкоареоза.
- Дегенеративно-дилатационная артериопатия является гемодинамически значимой патологией с недостаточностью мозгового кровообращения, так как достоверно связана со снижением параметров перфузии, возможностей цереброваскулярной ауторегуляции и с атрофией вещества головного мозга.
ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ.
- При дифференциальной диагностике сосудистых заболеваний головного мозга и при формировании лечебно-профилактических программ необходимо использовать качественные и количественные характеристики церебральной дегенеративно-дилатационной артериопатии как диагностические критерии.
- Для выявления лиц с гемодинамически значимым нестенозирующим поражением артериальной системы головного мозга при скрининговой оценке необходимо использовать параметры дилатации по данным диссертационного исследования. Для 1 варианта ЦДДА характерно превышение значения внутреннего диаметра над возрастной нормой на 0,5 мм; для 2 и 3 вариантов ЦДДА – снижение индекса ИВИМ более чем в 1,5 раза.
- При дегенеративно-дилатационной артериопатии для оценки недостаточности мозгового кровообращения на стадии декомпенсации необходимо определять такие расчетные параметры, как индекс цереброваскулярной реактивности и церебральное перфузионное давление. Снижение указанных параметров ниже нормативных указывает на несостоятельность системы кровоснабжения мозга.
- Лица с дегенеративно-дилатационной артериопатией нуждаются в разработке специальной индивидуальной лечебной программы профилактики инсульта (первичной или вторичной) с учетом основных признаков гемодинамической несостоятельности системы мозгового кровообращения, таких как утрата эластико-тонических свойств артерий, низкие скоростные параметры кровотока, недостаточность перфузионного давления.
СПИСОК РАБОТ,
ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ.
- Гайкова О.Н. Морфометрические исследования экстра- и интракраниальных, пиальных и внутримозговых артерий при дегенеративно-дилатационной артериопатии / О.Н. Гайкова, Д.М. Морозов // «Соврем. проблемы общ. и частн. патолог. анатомии». - СПб, 2009. - С. 34 – 35
- Гайкова О.Н. Сравнительная характеристика состояния сосудов артериального круга большого мозга у умерших с клиническими диагнозами сосудистая деменция и дисциркуляторная энцефалопатия / О.Н. Гайкова, А.Ю. Емелин, Д.М. Морозов // Избр. тр. Мат-лы конгр. с междунар. участием «Пароксизмальный мозг». – Спб, 2008. - С. 98 – 99
- Гайкова О.Н. Характеристика интракраниальных сосудов у пациентов с дисциркуляторной энцефалопатией на основании клинико-морфологического исследования / О.Н. Гайкова, Д.М. Морозов, А.Ю Полушин // Мат-лы Всерос. науч.-практ. конф. «Современные проблемы военной медицины, обитаемости и профессионального отбора». - СПб, 2011. - С. 2114
- Емелин А.Ю. Морфологические исследования экстра- и интрацеребральных артерий, микроциркуляторного русла при болезни Альцгеймера / А.Ю. Емелин, Л.С. Онищенко, Д.М. Морозов // Врач-аспирант». – 2011. - № 3.2 (46). – С. 288 – 294
- Изменения реактивности мозговых сосудов у пациентов с сахарным диабетом / О.Н. Гайкова, С.Н. Янишевский, Л.С. Онищенко, Д.М. Морозов, С.Ю. Голохвастов // Мат-лы Всерос. науч.-практ. конф. «Сосудистые заболевания нервной системы». - СПб, 2011. – С. 179 – 180
- Морозов Д.М. Изменения стенки артерий виллизиевого круга у умерших с дисциркуляторной энцефалопатией (морфометрическое исследование) / Д.М. Морозов // Сб. науч. работ итоговой конф. военно-науч. об-ва курсантов и слушателей академии. - ВМедА, 2007. - С. 231 – 232
- Морозов Д.М. Морфометрические исследования сосудов при церебральной дегенеративно-дилатационной артериопатии / Д.М. Морозов // Тезисы докл. II Междунар. молодежн. мед. конгр. «Санкт-Петербургские научные чтения – 2007». – СПб, 2007. – С. 61 – 62
- Морозов Д.М. Морфометрия артерий основания мозга при церебральной дегенеративно-дилатационной артериопатии / Д.М. Морозов // Мат-лы Всерос. науч.-практич. конф. «Поленовские чтения». – СПб, 2009.
- Морозов Д.М. Сопоставление морфометрических характеристик сосудов артериального круга большого мозга умерших с дисциркуляторной энцефалопатией и сосудистой деменцией / Д.М. Морозов // Сб. науч. работ итоговой конф. военно-науч. об-ва курсантов и слушателей академии. - ВМедА, 2008. - С. 230-231
- Морфометрическое обоснование концепции дегенеративно-дилатационной артериопатии головного мозга / М.М. Одинак, О.Н. Гайкова, Д.М. Морозов, И.А. Вознюк, Н.А. Лупина // Врач-аспирант. – 2011. - № 2.1 (45). - С. 164 – 172
- Новая концепция патогенеза ишемических поражений головного мозга у больных дисциркуляторной энцефалопатией / М.М. Одинак, О.Н. Гайкова, И.А. Вознюк, Н.А. Лупина, Д.М. Морозов // Бюлл. Фед. Центра сердца, крови и эндокринологии им. В.А. Алмазова. – 2010. - № 2. - С. 44
- Патоморфологические изменения артериальной системы и микроциркуляторного русла головного мозга при сахарном диабете второго типа / О.Н. Гайкова, С.Н. Янишевский, Л.С. Онищенко, О.В. Зуева, Д.М. Морозов // Мат-лы Всерос. науч.-практич. конф. «Сосудистые заболевания нервной системы». - СПб, 2011. - С.159 – 160
- Сравнительная характеристика изменений артерий головного мозга при дисциркуляторной энцефалопатии и болезни Альцгеймера / М.М. Одинак, О.Н. Гайкова, А.Ю. Емелин, Д.М. Морозов // Вестн. Рос. Военно-мед. академии. – 2011. - № 3. – С. 43 – 48
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ
ВИ – взвешенные изображения
ВМедА – Военно-медицинская академия им. С.М. Кирова
ВМАк – внутримозговая артерия, короткая ветвь
ВМАд – внутримозговая артерия, длинная ветвь
ВСА – внутренняя сонная артерия
ВЭМ – внутренняя эластическая мембрана
ГМК – гладкомышечная клетка
ГЭБ – гематоэнцефалический барьер
ДЭ – дисциркуляторная энцефалопатия
ИВИМ – индекс отношения внутреннего диаметра артерии к толщине
комплекса интима-медиа
ЛПМА – левая передняя мозговая артерия
ЛСМА – левая средняя мозговая артерия
МРТ – магнитно-резонансная томография
МЦР – микроциркуляторное русло
ОА – основная артерия
ОСА – общая сонная артерия
ПА – позвоночная артерия
ПиА – пиальная артерия
ППМА – правая передняя мозговая артерия
ПСМА – правая средняя мозговая артерия
СТИ – соединительная ткань интимы
ЦДДА – церебральная дегенеративно-дилатационная
артериопатия
Выражаю глубокую признательность за помощь в проведении исследований и оформлении диссертации:
д.м.н. профессору И.А. Вознюку, А.Ю. Полушину за помощь в проведении клинико-инструментального исследования;
к.б.н. Л.С. Онищенко за помощь в электронно-микроскопическом исследовании аутопсийного материала;
к.м.н. Е.В. Воробейчикову за помощь в проведении статистичекого анализа.
