Влияние гипербарической оксигенотерапии на пациентов с неврологическим дефицитом вследствие черепно-мозговой травмы

ВВЕДЕНИЕ Черепно-мозговые травмы (ЧМТ) являются основной причиной заболеваемости и смертности во всем мире. В связи с улучшением неотложной медицинской помощи, транспорта и специализированных травмпунктов число людей, переживших ЧМТ с нарушениями, в последние годы значительно увеличилось. Долгосрочные когнитивные последствия, которые часто незаметны, сохраняются далеко за пределами разрешения очевидных физических недостатков. Это в сочетании с относительно низкой осведомленностью широкой общественности определило ЧМТ как «тихую эпидемию» (TBI CDC 2006). Гипербарическая оксигенотерапия (ГБО) была предложена в качестве возможного метода лечения в этих случаях, и предварительные исследования являются многообещающими.

Целью данного исследования является оценка эффективности ГБО в лечении хронических легких черепно-мозговых травм (мЧМТ). Последовательное сканирование ОФЭКТ головного мозга и нейрокогнитивное тестирование будут использоваться для оценки реакции мозгового кровотока (CBF), когнитивных и функциональных улучшений после лечения.

Черепно-мозговые травмы (ЧМТ) Черепно-мозговые травмы являются основной причиной заболеваемости и смертности, приводящей к серьезным долгосрочным последствиям как на личном, так и на национальном уровне: по оценкам, 5,3 миллиона американцев страдают от постоянной инвалидности, связанной с ЧМТ (24). черепно-мозговая травма в Соединенных Штатах оценивается примерно в 1,5 миллиона человек в год (24,25). Это, однако, не включает тех лиц, которые не получали помощь в учреждении, включенном в национальные системы эпиднадзора, или вообще не получали медицинской помощи, и, таким образом, вероятно, значительно занижает фактическое число жертв ЧМТ. Консенсус NIH 2006 г. утверждает, что от ЧМТ страдают от 2,5 до 6 миллионов человек в год (23).

В связи с улучшением неотложной медицинской помощи, транспорта и специализированных травмпунктов число людей, переживших ЧМТ с нарушениями, в последние годы значительно увеличилось. Долгосрочные последствия ЧМТ огромны, затрагивая большое количество людей и оказывая существенное влияние на самих пациентов, их семьи и общество в целом. Эти травмы также ложатся значительным экономическим бременем на участников как лично, так и на общество. Приблизительно 80 000–90 000 человек ежегодно страдают от длительной нетрудоспособности, а оценочные затраты, включая как прямые медицинские услуги, так и косвенные расходы, такие как потеря потенциального заработка, в 2001 г. в США составили более 60 миллионов долларов (28).

Долгосрочные последствия ЧМТ могут включать ухудшение физического, когнитивного и психосоциального функционирования человека. Неврологические последствия многочисленны и сложны, затрагивая различные участки и функции. Сенсорная, моторная и вегетативная системы могут быть затронуты, и симптомы могут включать головные боли, судороги, дефекты зрения, двигательные расстройства и нарушения сна. Когнитивные последствия также широки и разнообразны. Среди наиболее часто отмечаемых симптомов — дефицит памяти и проблемы с вниманием и концентрацией. Могут быть нарушены исполнительные функции, способность решать проблемы и языковые трудности, а также проблемы с планированием, обработкой информации, суждением и пониманием. В то время как некоторые из этих симптомов могут проявляться сразу после травмы, другие могут проявляться через несколько дней, недель или месяцев после первоначальной травмы (Кушнер, 24). Более того, со временем могут наблюдаться значительные колебания и изменения тяжести и проявления.

Другая область трудностей, возникающих в результате ЧМТ, включает поведенческие, эмоциональные и психологические нарушения. Могут быть обширные личностные изменения, включая потерю или снижение способности инициировать реакции и действия, расторможенность, импульсивность, агрессивное поведение - как вербальное, так и физическое, а также изменения в сексуальном поведении. После ЧМТ могут появиться расстройства личности и настроения, а также депрессия, тревога и изменения в эмоциональном контроле (23). Социальные последствия также могут быть широко распространенными и часто разрушительными. После ЧМТ учащаются разводы, хроническая безработица, самоубийства и злоупотребление психоактивными веществами. Даже на более хронических стадиях, когда пациент находится на стадии выздоровления, повышенные требования, предъявляемые к нему на рабочем месте или при выполнении новых задач, могут выявить проблемы с исполнительными функциями и способностями к планированию, которые до сих пор оставались незамеченными.

Эти проблемы и бремя ухода за этими людьми на долгосрочной основе создают кумулятивную нагрузку на семью и их сеть поддержки. Члены семьи и опекуны сообщают о учащении случаев депрессии, гнева и социальной изоляции. Все это в совокупности приводит к нарушению функционирования семьи и отношений, и эти проблемы могут сохраняться или ухудшаться со временем.(24)

ГБО при ЧМТ Гипербарическая оксигенотерапия (ГБО) используется с 1930-х годов, когда она первоначально использовалась для декомпрессионной болезни. Вскоре после этого врачи начали использовать ГБО при ряде других состояний. Использование ГБО по неврологическим показаниям началось в начале 1960-х годов, когда работа Смита и др. продемонстрировала его защитный эффект при церебральной ишемии, а работа Зальцмана продемонстрировала эффективность у пациентов с инсультом (Джайн). ГБО представляет собой вдыхание 100% кислорода при абсолютном давлении более 1 атмосферы (АТА) с целью увеличения количества кислорода, растворенного в крови и жидкостях организма, что позволяет увеличить доставку кислорода к тканям. Механизм, с помощью которого ГБО, как считается, улучшает исход черепно-мозговой травмы, многогранен.

Теория Neubauer и Walker (2000) постулирует, что ГБО улучшает церебральный метаболизм за счет улучшения функционирования спящих нейронов и стимуляции роста аксонов (10). Zhang et al. предполагают, что потенциальные цели оксигенотерапии включают профилактику апоптоза, ингибирование нейровоспаления и повреждение ГЭБ (Zhang pathophysiology 2005, Rossignol). Происходит стимуляция ангиогенеза и неоваскуляризации, а также прямое воздействие на сосуды головного мозга и поддержание целостности ГЭБ. (1((5-12)),20) . Точно так же сканирование SPECT продемонстрировало положительное влияние на мозговой кровоток (CBF) в поврежденном мозге после HBOT (2, 8, 10, 16, 19, 17, Neubauer HBOT закрытой головы, 20). HBOT также приводит к улучшению нейрокогнитивных функций у пациентов, страдающих хроническим повреждением головного мозга. (14,9,6,13,20,21).

В нормобарических условиях количество кислорода, растворенного в крови, составляет всего 0,3 мл/дл. При 1,5 АТА это количество увеличивается в 10 раз до 3,2 мл/дл. Используя модель мышей с травмой головного мозга, Daughrty et al (Rockswall 9) обнаружили 250-процентное увеличение местного уровня кислорода в тканях головного мозга при введении 100-процентного кислорода при 1 ATA (103 мм рт. ст.) по сравнению с 1,5 ATA (247 мм рт. ст.). ). Это, по-видимому, предполагает, что этот растворенный O2 более доступен для ткани мозга, чем кислород, связанный с гемоглобином (20). Кроме того, работа нескольких исследователей, по-видимому, указывает на то, что ГБО позволяет более эффективно использовать базовые уровни кислорода поврежденной мозговой тканью после лечения, что, в свою очередь, приводит к положительному стойкому воздействию на эту ткань (20).

Было высказано предположение, что после травмы головного мозга по любой причине в зоне ишемической полутени есть область «бездействующих нейронов», которые все еще жизнеспособны и потенциально могут быть спасены при правильном лечении. Эта область состоит из спящих нейронов между участками мертвой ткани и окружающей ее неповрежденной здоровой тканью. .(2,16,17,18,19,джайн,22). По-видимому, этим клеткам доступно достаточно кислорода для поддержания клеточной жизни и механизмов ионного насоса, но недостаточно для генерации потенциалов действия и обеспечения их действия в качестве функционирующих нейронов (17,19).

Гипероксия при ГБО вызывает сужение сосудов головного мозга, что, как было показано, вызывает уменьшение отека мозга и ВЧД (11, 13, 6, 7, 12 по Rockswald). Эта вазоконстрикция, по-видимому, не оказывает вредного воздействия на ткани головного мозга из-за значительного увеличения доступности кислорода к тканям. Отмечается также благоприятное влияние на ГЭБ, что подтверждается уменьшением постишемического дефекта проницаемости ГЭБ (Jaine, Veltkamp, ​​Rockswald 52,55,63).

Имеются хорошо задокументированные модели ЧМТ на животных и растущий объем литературы с использованием ГБО на этих животных моделях, подтверждающих вышеизложенные гипотезы и выводы.

Sun и коллеги продемонстрировали улучшение полутеневой оксигенации после лечения ГБО при фокальной ишемии с использованием модели животных путем измерения как внешних, так и внутренних маркеров гипоксии (SUN). Харч и коллеги использовали крысиную модель ЧМТ, чтобы оценить влияние ГБО на пространственное обучение и память, а также его влияние на плотность кровеносных сосудов. После получения одностороннего ушиба коры головного мозга крыс Long-Evans тестировали в водной задаче Морриса (MWT) через 31-33 дня после травмы. Крыс разделили на контрольную группу, не подвергавшуюся лечению, группу, получавшую фиктивное лечение нормобарическим воздухом, и группу, получавшую ГБО 80 раз два раза в день при дозе 1,5 ата/90 мин. Затем крыс повторно тестировали в MWT, а затем усыпляли. Плотность кровеносных сосудов измерялась двусторонне в гиппокампе и коррелировала с показателями MWT. HBOT вызывала значительное увеличение плотности сосудов гиппокампа (p<0,001) и связанное с этим значительное улучшение пространственного обучения (p<0,001) по сравнению с контрольными группами. Точно так же повышенная плотность сосудов и улучшенная MWT в группе HBOT были сильно коррелированы (p<0,001). (11)

ОФЭКТ для исследования и последующего наблюдения Однофотонная эмиссионная КТ (ОФЭКТ) оказалась эффективной при оценке посттравматических повреждений у пациентов с ЧМТ и полезна в качестве средства наблюдения за выздоровлением.

В проспективном исследовании для оценки полезности ОФЭКТ в диагностике пациентов с mTBI и его корреляции с общими клиническими симптомами, такими как постконтузионный синдром (PCS), посттравматическая амнезия (PTA) и потеря сознания (LOC), Gawda et al. al обнаружили нарушения перфузии у 63% пациентов. Это в отличие от положительных результатов КТ только у 34% этих пациентов. У взрослых чаще всего поражаются лобные доли, тогда как у детей чаще поражаются височные доли. Было обнаружено, что сканирование SPECT более чувствительно, чем КТ, у пациентов с LOC, PTA и PCS (14).

Jacobs и соавторы оценили прогностическую ценность ОФЭКТ для клинического исхода у 136 пациентов с ЧМТ в проспективном исследовании. Ни у одного из пациентов не было выявлено отклонений от нормы на КТ. Всем пациентам были выполнены начальные ОФЭКТ и КТ в течение 4 недель после травмы. Последующие оценки проводились через 3, 6 и 12 месяцев после травмы. Всем пациентам с отклонениями от нормы при исследовании методом ОФЭКТ или ухудшением клинических результатов в последующее время обследования выполняли повторное сканирование ОФЭКТ.

Первоначальная ОФЭКТ была положительной у 54% пациентов с постепенным уменьшением количества положительных результатов сканирования с течением времени. Клиническая нормализация произошла быстрее, чем нормализация визуализационных исследований. Было показано, что ОФЭКТ обладает высокой чувствительностью и отрицательной прогностической ценностью через 3 месяца после травмы, поэтому отрицательная ранняя ОФЭКТ является надежным критерием исключения клинических последствий. Положительный исходный результат ОФЭКТ не исключал положительного клинического исхода, однако положительный результат ОФЭКТ через 12 месяцев после травмы был надежным предиктором клинического исхода (13). Golden и соавт. продемонстрировали улучшение кровотока по данным последовательных исследований SPECT у 50 пациентов с хроническими неврологическими расстройствами (10).

SHI Xiao-yan представил крупное исследование 310 пациентов, в котором изучалось влияние ГБО на мозговой кровоток, а также полезность ОФЭКТ в диагностике и оценке нейрокогнитивных расстройств после ЧМТ. Сканирование до и после лечения сравнивали, и процент положительных исходных сканов ОФЭКТ был значительно выше, чем при использовании только КТ (81,3% против 15,2%). После ГБО 63,5% результатов ОФЭКТ нормализовались, что сопровождалось заметным улучшением клинических симптомов головной боли, головокружения, плохой концентрации внимания и плохой памяти. Дополнительные 36,5% первоначальных положительных результатов ОФЭКТ показали улучшение CBF на 33-66% наряду с клиническим улучшением.

Предлагаемый дизайн исследования Будет набрано 60 добровольно согласившихся пациентов с ЧМТ любого возраста, у которых прошло не менее одного года после травмы со стабильным когнитивным дефицитом. Любой пациент с предыдущим неврологическим дефицитом, травмой головы или злоупотреблением психоактивными веществами будет исключен, а также любой, у кого есть какие-либо противопоказания к ГБО. Все пациенты или их опекуны подпишут письменное информированное согласие до их включения, а протокол исследования будет одобрен местным Хельсинкским комитетом.

Пациенты будут исключены, если они будут иметь один из следующих критериев:

1. Пролечены ГБО по любому показанию до их включения.
2. Имеются ли какие-либо другие показания для ГБО
3. Патология грудной клетки, несовместимая с изменениями давления
4. Болезнь внутреннего уха
5. Пациенты, страдающие клаустрофобией.
6. Неспособность дать письменное информированное согласие пациента или его опекуна. Будет записан полный анамнез, включая медицинские и сопутствующие лекарства. Пациенты будут проходить оценку повседневной активности (ADL), физическое обследование, нейрокогнитивное тестирование и сканирование SPECT будут выполняться на исходном уровне. Легкая черепно-мозговая травма будет определяться в соответствии с определением Американского конгресса реабилитационной медицины 1993 года как травма головы с потерей сознания продолжительностью менее 30 минут, оценкой по шкале комы Глазго (GCS) 13 или более баллов и посттравматической амнезией продолжительностью менее 24 часа. (Кей и др.).

Пациенты будут случайным образом разделены на две группы. Группа I первоначально получит 40 последовательных процедур ГБО, а группа II не получит лечения ГБО. В конце этой первой фазы продолжительностью примерно два месяца обе группы будут повторно оценены с помощью второго сканирования SPECT и нейрокогнитивного тестирования. Затем произойдет перекрест двух групп, и группа II (ранее не получавшая лечения) получит лечение ГБО, в то время как группа I (ранее леченная) не получит никакого дальнейшего лечения. Опять же, в конце этой второй фазы для обеих групп будут проведены последующие сканирования SPECT и нейрокогнитивное тестирование. Кроме того, в конце каждой фазы будет подробный вопросник, оценивающий побочные эффекты и оценивающий любые изменения в ADL.

После первой фазы будет проведена оценка результатов, сравнивающая различия между обработанными и необработанными группами, а также позволяющая оценить любые спонтанные изменения, происходящие в необработанной группе из-за течения времени или кривой обучения для когнитивная оценка.

После завершения второй фазы будет проведена еще одна оценка результатов, сравнивающая влияние ГБО на группу II по сравнению с их исходным уровнем, а также оценивающая, сохраняются ли эффекты, наблюдаемые в группе I, после двух месяцев без лечения.

Лечение ГБО будет состоять из 40 последовательных одночасовых процедур при 1,5 ATA со 100% O2 в многоместном или мономестном отделении в зависимости от предпочтений пациента. Процедуры будут проводиться один раз в день пять раз в неделю.

Когнитивная оценка

Статистический анализ Это пилотное рандомизированное перекрестное исследование. Размер выборки по 30 пациентов в каждой подгруппе (всего 60 пациентов) с постишемическим инсультом, а также с постгеморрагическим инсультом был определен для достижения 90% мощности на основе следующего предположения, связанного с ожидаемым изменением неврологической оценки: средняя разница между группами не менее 25% с коэффициентом выпадения 16% и альфа 5% до периода перекрестного сопоставления.

Статистический анализ будет проводиться с использованием статистического программного обеспечения SPSS версии 13. Параметрические данные будут выражены как среднее значение ± стандартное отклонение и сравнены с помощью однофакторного дисперсионного анализа. Непараметрические данные будут сравниваться с использованием критерия Колмогорова-Смирнова. Различия между результатами, дающими значения p менее 0,05 (p<0,05), будут считаться статистически значимыми.