Церебральная перфузия, оксигенация, электрическая активность

Новорожденные с очень низкой массой тела при рождении подвержены риску развития внутрижелудочкового кровоизлияния (ВЖК). Постгеморрагическая гидроцефалия (ПРК) является основным осложнением ВЖК и способствует длительной задержке развития. Прогрессирующая PHH часто требует управления дилатацией желудочков путем регулирования объема цереброспинальной жидкости. Существует 3 метода резкого уменьшения объема спинномозговой жидкости: 1) серийная люмбальная пункция, 2) открытая дренажная система (непрерывное удаление спинномозговой жидкости) и 3) резервуарная система. Серийная люмбальная пункция эффективна только при наличии сообщающейся гидроцефалии. Открытая дренажная система используется редко, поскольку она громоздка и сопряжена с относительно высоким риском инфицирования. Метод, наиболее часто используемый для управления объемом спинномозговой жидкости, представляет собой резервуарную систему, в которой дренаж на месте соединяется с подкожным (Омайя) резервуаром, который периодически аспирируется путем прокола иглой через кожу головы. Поскольку система Омайя закрыта, внутрижелудочковый объем и, следовательно, давление должны обязательно повышаться до и снижаться после аспирации спинномозговой жидкости. Расширение желудочков контролируется частотой и объемом аспирации спинномозговой жидкости.

Когда гидроцефалия продолжает оставаться проблемой, несмотря на удаление спинномозговой жидкости, устанавливается вентрикулярно-перитонеальный (ВП) шунт. Приблизительно у 50% детей с гидроцефалией, леченных удалением спинномозговой жидкости, гидроцефалия разрешается, и установка шунта VP не требуется. Размещение шунта VP затруднено у крайне недоношенных детей из-за повышенного риска изъязвления вокруг места шунтирования и высокой концентрации белка в спинномозговой жидкости, что может привести к окклюзии клапана в шунте VP, требующему ревизии. Таким образом, гидроцефалия обычно лечится последовательным удалением спинномозговой жидкости, чтобы можно было идентифицировать тех младенцев, у которых гидроцефалия со временем разрешается. Тем не менее, время и метод лечения ЦСЖ являются спорными, поскольку влияние нарастающей гидроцефалии на церебральную перфузию, оксигенацию, электрическую активность и повреждение нейронов не установлено.

Серийное удаление спинномозговой жидкости вызывает изменение внутричерепного объема/давления, которое потенциально может передаваться на внутричерепные сосуды. Калибр сосудов головного мозга может изменяться за счет этого баланса внутрисосудистого и внутричерепного давления, а при изменении калибра должны изменяться и характеристики кровотока. В церебральных венах и капиллярах, где внутрипросветное давление низкое, высокое внутрижелудочковое давление может значительно повлиять на кровоток и вызвать венозный застой. NIRS измеряет церебральную оксигенацию в капиллярах и венах. Внутричерепные артерии и артериолы могут быть несколько менее поражены, за исключением случаев значительного повышения внутрижелудочкового давления. Результирующее снижение артериального кровоснабжения может повлиять на перфузию тканей. Артериальный кровоток можно измерить с помощью ультразвуковой допплерографии. Таким образом, есть опасения, что в периоды увеличения или колебания размера желудочка может быть нарушена перфузия церебральных артерий, что может привести к дальнейшему повреждению головного мозга. На внутричерепное давление дополнительно влияют пластичность/деформируемость незрелого мозга и легкость расширения свода черепа из-за наличия швов и открытых родничков.

Имеются косвенные данные экспериментов на животных, что расширение желудочков само по себе может вызывать вторичное повреждение головного мозга. Таким образом, растяжение и разрушение аксонов, вторичное по отношению к прогрессирующей вентрикуломегалии, связано с глиозом. Деформация перивентрикулярных сосудов и сдавление могут уменьшить мозговой кровоток, вызывая ишемическое повреждение перивентрикулярного белого вещества. Воспаление и репарация могут мешать оттоку спинномозговой жидкости.

Доступно мало исследований, которые помогают ответить на основной вопрос, связанный с клиническим лечением дилатации желудочков у недоношенных детей: существует ли взаимосвязь между увеличением желудочков, церебральной перфузией, доставкой кислорода в мозг и продолжающимся повреждением головного мозга?

Ультразвуковая допплерография применялась у недоношенных детей для характеристики послеродовых изменений скорости артериального и венозного мозгового кровотока [1]. Критически низкий кровоток в верхней полой вене, измеренный с помощью ультразвуковой допплерографии в первые 24 часа жизни, был связан с внутрижелудочковым кровоизлиянием у недоношенных детей, родившихся до 30 недель беременности [2]. Используя импульсную допплеровскую ультрасонографию, можно измерить резистивный индекс, который находится в обратной зависимости от кровотока. У детей старшего возраста с установленной гидроцефалией индекс сопротивления мозгового кровотока оказался хорошим индикатором повышенного внутричерепного давления [3]. Однако в обзорной статье ценность одних только допплеровских индексов для прогнозирования повышенного внутричерепного давления была подвергнута серьезному сомнению.[4] В недавней статье индекс сопротивления передней мозговой артерии значительно снизился после дренирования ЦСЖ у детей раннего возраста с ПГГ. [5] Хотя допплерографию легко выполнить, ее роль в выявлении значительных изменений церебральной перфузии, связанных с увеличением объема спинномозговой жидкости и дилатацией желудочков, еще не установлена.

Спектроскопия в ближней инфракрасной области (NIRS) — это портативный неинвазивный метод, используемый для измерения региональной церебральной насыщенности кислородом в крови головного мозга.[6] NIRS использовался для оценки влияния положения головы [7] и положения тела [8] на церебральную гемодинамику у недоношенных детей, а также влияния некоторых видов лечения, таких как введение сурфактанта [9] и отсасывание на обычную или высокочастотную вентиляцию. 10] Измерение церебральной оксигенации и гемодинамики методом NIRS показывает нарушения у новорожденных с риском развития тяжелой ишемии головного мозга.[11] У недоношенных детей с ПГГ аспирация церебральной жидкости была связана со значительным увеличением церебральной перфузии, объема церебральной крови и окислительного метаболизма [12,13]. В модели острой гидроцефалии у мелких животных измерение NIRS глобального мозгового кровотока с использованием кислорода в качестве индикатора сильно коррелировало с мозговым кровотоком, измеренным с помощью радиоактивных микросфер в широком диапазоне повышенного внутричерепного давления. По мере повышения внутричерепного давления показатели БИКС и абсолютного измерения мозгового кровотока снижались. Церебральная перфузия, измеренная с помощью NIRS, по-видимому, напрямую отражает абсолютный мозговой кровоток и является достаточно чувствительной, чтобы обнаруживать значительные изменения в церебральной перфузии, которые происходят при эвакуации спинномозговой жидкости у младенцев с PHH.

Амплитудно-интегрированная ЭЭГ (аЭЭГ) — это устройство, используемое для неврологического наблюдения. Электрическая активность коры преобразуется в единый сигнал, представляющий общую электрокорковую фоновую активность головного мозга. В частности, можно оценить верхний и нижний пределы напряжения, амплитуду записи и наличие судорожной активности. Кроме того, можно оценить наличие циклов сна-бодрствования, ритмичных синусоидальных колебаний амплитуды. Младенцы > 34 недель гестации имеют предсказуемые паттерны аЭЭГ. Сигнал зависит от гестационного возраста и постнатального возраста, и сообщалось о стандартах для недоношенных детей [15,16]. В клиническом случае у 2 недоношенных детей с ПГГ продемонстрированы аномальные циклы сна-бодрствования и заметное снижение электрической активности головного мозга с увеличением желудочков до появления клинических признаков повышенного внутричерепного давления. У одного младенца аЭЭГ нормализовалась после установки ВП-шунта [17]. К настоящему времени отсутствуют клинические исследования влияния аспирации ЦСЖ на аЭЭГ у недоношенных детей с ПГГ.

Биомаркеры церебральной травмы использовались для прогнозирования тяжести травмы и долгосрочного исхода, раннего выявления пациентов с риском неблагоприятных неврологических исходов и оценки эффективности терапевтических вмешательств. Было показано, что у детей после черепно-мозговой травмы повышается уровень нейронально-специфической енолазы (NSE), маркера повреждения нейронов, и S100B, секретируемого астроцитами и маркера глиального/нейронального повреждения.[18] У недоношенных детей с PHH S100B и глиальный фибриллярный кислый белок (GFAP), структурный белок астроцитов, были значительно повышены у тех детей, у которых были поражения паренхимы головного мозга и плохие неврологические исходы. Эти биомаркеры быстро метаболизируются, и, таким образом, их постоянное повышение указывает на продолжающееся повреждение. Трансформирующий фактор роста бета (TGF-ß), продуцируемый фибробластами и высвобождаемый в спинномозговую жидкость после повреждения, стимулирует выработку внеклеточного белка, что может привести к ПГГ из-за постоянной обструкции оттока спинномозговой жидкости.[20] Цитокин IL-6 является маркером воспаления. Продольных исследований влияния аспирации ЦСЖ на эти маркеры церебрального повреждения у недоношенных детей с ПГГ не проводилось.