Diagnosic features of postoperative cognitive dysfunction in patients after cardiosurgical interventions (literature review)

Full Text

Послеоперационная когнитивная дисфункция (ПОКД) - это изменение функционального состояния головного мозга преимущественно сосудистого генеза, наблюдаемое в послеоперационном периоде, проявляющееся в виде преходящих или стойких нарушений высших корковых функций - внимания, памяти, мышления и др. [1]. Данное состояние характеризуется высокой распространенностью после кардиохирургических вмешательств - у 50-80% пациентов в раннем послеоперационном периоде, 20-50% через 2 мес и около 10-30% через 6 мес после операции с использованием аппарата искусственного кровообращения [2]. Оно нередко носит стойкий характер, снижает приверженность пациентов назначенному лечению и качество жизни, ухудшает социальную и бытовую адаптацию [3]. Рассмотрим особенности различных методов диагностики ПОКД. Особенности нейропсихологического тестирования в ранней диагностике когнитивных нарушений Анализ работ, посвященных вопросам ПОКД у пациентов после кардиохирургических операций, показал, что основным методом диагностики когнитивных нарушений остается нейропсихологическое тестирование, а удобными и подходящими остаются шкалы [4]. Несмотря на то что тема оценки когнитивных функций после кардиохирургических вмешательств разрабатывалась исследователями в течение многих последних лет, до сих пор отсутствует стандартизованный подход в выборе шкал и тестов для нейропсихологической диагностики [5, 6]. Для формирования подобного подхода была создана итоговая публикация «Утверждения консенсуса по вопросу оценки нейрокогнитивных последствий операций на сердце» [7] (1995 г., Форт-Лодердейл, США). Ведущие специалисты неврологии, кардиохирургии и кардиологии сформулировали несколько важных принципов, требующихся для проведения нейропсихологической диагностики у пациентов после операций на сердце: необходимость оценки функций не только после, но и до операции для уточнения базового уровня, важность групп сравнения и видоизменения элементов стимульного материала для исключения «эффекта обучения». С целью создать всестороннее и корректное обследование было настоятельно рекомендовано включать тесты соединения точек (варианты А и Б), тесты Рея на слухоречевое заучивание и «штекерную панель». Однако даже эти положения подверглись критике ввиду низкой воспроизводимости результатов при повторном тестировании и недостаточной чувствительности предложенного набора тестов [8]. Таким образом, процесс подбора батареи шкал для нейропсихологического тестирования остается проблематичным, а разнообразие возможных тестов - более 70 методик [9] - создает многочисленные их комбинации, усложняя сопоставление результатов различных анализов [5]. Исследователи приходят к выводу о том, что правильно подобранные 5-7 проб для тестирования столь же эффективны, как и большие по объему батареи тестов [10]. Наиболее распространено использование таких тестов, как MMSE, MoCA, проба Шульте, слежения, методика вербальных ассоциаций, запоминания слов, повторение цифр в прямом и обратном порядке, соединения точек, рисования часов, воспроизведение ассоциаций. Таким образом, комплекс существующих методологических проблем демонстрирует необходимость поиска стандартизованного подхода клинико-неврологической и нейропсихологической диагностики. Нейрофизиологическая диагностика Помимо клинико-неврологического и нейропсихологического методов изучения ПОКД используются и нейрофизиологические. Наиболее распространенными являются электроэнцефалография (ЭЭГ) и метод вызванных когнитивных потенциалов. Метод ЭЭГ дает возможность оценивать изменения спектральной мощности в различных диапазонах частот. Получены данные о том, что у пациентов с явлениями ПОКД наблюдается отрицательная ЭЭГ-динамика, которая описывается возрастанием мощности биопотенциалов t-ритмов в состоянии покоя с открытыми и закрытыми глазами и a-активности в покое с открытыми глазами. Эти результаты были расценены как кортикальная дисфункция в виде растормаживания подкорковых структур и угнетения коры, возникшая на фоне ишемии при проведении кардиохирургического вмешательства с использованием аппарата искусственного кровообращения. Была показана взаимосвязь между вероятностью развития стойких когнитивных нарушений и увеличением мощности биопотенциалов a- и t-ритма в определенных отделах [11]. Однако динамика мощности ритмов, обладающих выраженной индивидуальной вариабельностью и изменчивостью, зависящих от текущего функционального состояния, с малой вероятностью может служить надежным диагностическим критерием. Методика исследования вызванных потенциалов (ВП) основана на регистрации биоэлектрических сигналов, появляющихся после воздействующих через постоянные промежутки времени внешних факторов. ВП позволяют выделить слабовыраженные сигналы центральной нервной системы, отличающиеся от спонтанной активности головного мозга, выявляемой с помощью ЭЭГ [12]. В анализе когнитивных нарушений у пациентов наиболее широкое применение получило исследование ВП Р300, отражающее идентификацию стимула, происходящую после сопоставления с образцом в памяти, и принятие решения, характеризующее функциональное состояние лобных, височно-лимбических и ретикулярно-стволовых структур [13]. Корреляционный анализ выявляет отсутствие ассоциации характеристик Р300 с результатами нейрокогнитивных тестов - MMSE, рисования часов, запоминания 10 слов, пробы Шульте [14]. Недостатком методики вызванных когнитивных потенциалов представляется высокая межиндивидуальная вариабельность основных рассматриваемых показателей на фоне того, что регистрируемые изменения не являются специфическими для постгипоксической энцефалопатии в виде ПОКД [15]. Помимо такого достоинства, как способность описанных нейрофизиологических методов отражать непосредственную связь с процессами высшей нервной деятельности, существуют и недостатки, ограничивающие их применение. Так, авторы часто получают противоречивые и варьирующие в широких границах результаты; необходимость учета результатов усложняет дизайн исследования; существуют мнения о низкой воспроизводимости при повторных исследованиях [16]. Возможно, эти недостатки влияют на то, что нейрофизиологические исследования пациентов после кардиохирургических операций выполняются редко, рассматриваются как ориентировочные методы и уступают место нейропсихологическому тестированию и нейровизуализации. Возможности методов нейровизуализации В последнее время предпринимается большое количество попыток расширять обследование пациентов, включая помимо нейропсихологических тестов различные методики нейровизуализации. С целью выявить маркеры поражения головного мозга наиболее широко используется магнитно-резонансная томография (МРТ) в таких режимах, как DWI, Т1, Т2, FLAIR [17]. По данным разных авторов, которые анализировали результаты операций с использованием искусственного кровообращения, доля пациентов, у которых в режиме DWI были выявлены новые ишемические очаги после оперативного вмешательства на сердце, варьирует от 15 до 61%, а в режиме FLAIR - от 13 до 31%. В типичных случаях ишемические очаги множественные, мелкие, округлой формы, располагаются наиболее часто в лобных областях, а также в зонах пограничного кровоснабжения. Наиболее вероятным механизмом их образования представляется микроэмболический. Помимо самого факта операции на сердце авторы называют факторы риска, значительно увеличивающие возможность образования зон ишемии: возраст, указание на цереброваскулярное заболевание, атеросклероз сосудов мозга, фибрилляцию предсердий, гиперлипидемию и др. [18]. Работы, в которых бы сравнивалось количество дооперационных ишемических очагов, связанных с проявлениями хронического цереброваскулярного заболевания, и послеоперационных, малочисленны. Так, было показано, что существование дооперационных ишемических очагов, занимающих более 0,1% объема головного мозга, приводит к увеличению риска послеоперационного поражения центральной нервной системы [19]. Однако выявление новых ишемических повреждений сопряжено с противоречиями в результатах клинико-неврологического и нейропсихологического тестирования. С одной стороны, в большинстве работ показана прямая связь между количеством ишемических очагов и выраженностью ПОКД [20]. С другой стороны, в некоторых случаях очаги оказываются клинически немыми и не проявляются каким-либо заметным неврологическим синдромом, а значимая связь между зафиксированными повреждениями и когнитивным дефицитом отсутствует [19]. Данные факты демонстрируют, что механизмы, запускающиеся в условиях гипоксии, чаще вызывают острое поражение головного мозга, чем можно было бы предположить, основываясь лишь на данных клинико-неврологического обследования пациентов, а сопутствующее цереброваскулярное заболевание на фоне оперативного вмешательства может усугублять повреждение головного мозга. Компьютерная томография проводится пациентам с когнитивными нарушениями реже, чем МРТ, и чаще представлена перфузионными методами. Так, показано, что у пациентов с неврологическими осложнениями после кардиохирургических вмешательств метод компьютерной томографии перфузии часто выявляет снижение таких показателей, как объемная скорость кровотока в затылочной области, время до достижения пиковой концентрации контрастного вещества в височных, затылочных областях и базальных ганглиях [21]. У пациентов без нарушений перфузии выявляют выраженное снижение результатов теста MoCA после кардиохирургического вмешательства по сравнению с дооперационным уровнем, что указывает на значимость интраоперационного стресса в реализации церебральных осложнений. В группе же пациентов с нарушением перфузии показано значительное послеоперационное снижение показателей теста MoCA, особенно тех, которые характеризуют зрительно-пространственную ориентацию, способность различения и память [22]. Методика однофотонной эмиссионной компьютерной томографии головного мозга показала, что у пациентов после аортокоронарного шунтирования в условиях искусственного кровообращения регистрируется снижение мозгового кровотока в теменной и лобной долях правого полушария, сохраняющееся при повторном обследовании через 6 мес и коррелирующее со снижением нейрокогнитивных показателей. Отмечается, что зрительная и слухоречевая память, продуктивность запоминания и психомоторная скорость оказываются наиболее чувствительными к неблагоприятному влиянию операции [23]. В работе D.Pacini и соавт. в 2010 г. [24] были исследованы характеристики церебрального метаболизма у пациентов после аортокоронарного шунтирования с помощью МР спектроскопии и ПЭТ. МРТ головного мозга показала формирование свежих очагов ишемии и снижение коэффициента диффузии ADC, что отражало присутствие вазогенного отека, возникшего, вероятнее всего, из-за расширения внеклеточных пространств или усиления проницаемости гематоэнцефалического барьера. Была отмечена связь между длительностью искусственного кровообращения и снижением коэффициента диффузии. Позитронно-эмиссионная томография головного мозга выявляла разную степень снижения метаболизма, у нескольких пациентов оно становилось более выраженным при повторном обследовании через 1 нед. Через 6 мес показатели снижения уровня метаболизма имели тенденцию к нормализации. Авторы дополняют, что более полную информацию можно было бы получить, имея возможность провести дооперационное обследование. Их результаты в целом согласуются с выводами о том, что метод магнитно-резонансной спектроскопии выявляет значительное снижение уровня метаболизма N-ацетиласпартат-креатина, что имеет сильную связь с показателями нейропсихологического тестирования [25]. Существуют, однако, ограничения применения упомянутых методик: высокая стоимость исследования, большой разброс абсолютных значений параметров, включая нормальные, а также отсутствие стандартизованных методик обработки параметров [26]. В качестве передовой технологии нейровизуализации, позволяющей своевременно обнаружить морфологические и метаболические изменения головного мозга, исследователи называют функциональную МРТ (фМРТ) [27]. Данная методика основана на принципе BOLD-контрастности (blood oxygenation level dependent contrast - контрастность, зависящая от степени насыщения крови кислородом): снижение или повышение активности нейронов в определенной зоне головного мозга сопровождается изменением потребности в кислороде, что находит отражение в колебании интенсивности сигнала. Методики проведения фМРТ включают в себя стандартную фМРТ (регистрация показателей, полученных при выполнении пациентом заданий - двигательных, зрительных, когнитивных, речевых) и фМРТ в покое (resting state fMRI, RS-fMRI) - без предъявления пациенту парадигм оцениваются функциональные взаимосвязи, анализируются сети покоя - паттерны нейрональной активности с индивидуальными пространственно-частотными характеристиками [28]. Работы, посвященные использованию фМРТ для диагностики ПОКД после кардиохирургических вмешательств, представлены единичными публикациями, отражают связь характеристик микроэмболов и снижения гемодинамических показателей [29]. Без сомнения, исключительный интерес вызывает изучение возможностей фМРТ в индивидуальном подборе и оценке эффективности нейропротекторной терапии у пациентов с когнитивными нарушениями после эпизодов гипоксии [30]. Заключение Анализ литературных источников, посвященных диагностике ПОКД у пациентов после кардиохирургических вмешательств, свидетельствует о том, что в настоящее время отсутствует стандартизованный подход в выборе шкал и тестов для нейропсихологического тестирования, что в большинстве случаях делает трудной задачу сопоставить выводы разных исследователей. Тем не менее можно выделить несколько принципов, важных для корректного выполнения подобных работ: 1) проведение дооперационного тестирования с целью определить базовый уровень когнитивных функций; 2) использование комплекса из нескольких тестов, которые могли бы охарактеризовать состояние когнитивных функций в различных доменах; 3) необходимость контрольной группы пациентов; 4) сопоставление полученных результатов с данными нейрофизиологического и нейровизуализационного методов исследования. Противоречивые результаты исследований диагностических возможностей ЭЭГ и вызванных когнитивных потенциалов, а также отсутствие специфических ЭЭГ- и ВП-маркеров у пациентов с ПОКД указывают на необходимость дополнительных исследований в этой области. Большое внимание в настоящее время уделяется разнообразным нейровизуализационным методам диагностики. Ценность представляют получаемые данные о морфологических изменениях головного мозга, параметрах церебрального кровотока, метаболизме ткани мозга, функциональной активности отдельных областей. Накопление опыта в осуществлении клинико-нейровизуализационных сопоставлений будет способствовать определению ранних диагностических маркеров ПОКД, что позволит сформулировать комплексные рекомендации по профилактике церебральных осложнений и широко применять их в практической деятельности.

About the authors

T. M Alekseeva

V.A.Almazov North-West Federal Medical Research Center of the Ministry of Health of the Russian Federation

Email: atmspb@mail.ru
197341, Russian Federation, Saint Petersburg, ul. Akkuratova, d. 2

O. A Portik

V.A.Almazov North-West Federal Medical Research Center of the Ministry of Health of the Russian Federation

Email: olgaportik@gmail.com
197341, Russian Federation, Saint Petersburg, ul. Akkuratova, d. 2

References

Supplementary files