Адекватность ориентации в пространстве обеспечивается взаимодействием сенсорных систем (вестибулярная, зрительная, проприоцептивная). Информация от них интегрируется в ЦНС и модулируется активностью ретикулярной формации, экстрапирамидной системы мозга, мозжечка и лобно-височными долями больших полушарий головного мозга [9-12, 15]. Вестибулярные рецепторы, воспринимая линейное, угловое ускорения и изменения силы тяжести, контролируют положение головы и тела в пространстве. Важнейшими клиническими признаками поражений вестибулярного анализатора являются развитие головокружения, нарушения равновесия (НР), нистагм и вестибуловегетативные реакции [1, 2, 8, 13].
В настоящее время выделяют три основных типа вестибулопатий: центральную (ВЦ), периферическую (ВП) и психогенную. В работе представлены результаты, полученные при обследовании больных с клинически установленным диагнозом ВЦ и ВП.
ВП возникает при поражении вестибулярного анализатора на периферическом уровне, когда поражаются сенсорные элементы ампулярного и макулярного аппаратов и преддверия, вестибулярного ганглия, вестибулярной порции VIII нерва. ВП характерна для сосудистых нарушений в лабиринтной артерии, функционального (укачивание), доброкачественного позиционного головокружения, синдрома или болезни Меньера, вестибулярного нейронита [1, 8, 13, 16, 17].
ВЦ возникает при повреждении вестибулярных ядер и путей в стволе мозга, а также вестибулярных центров в корково-подкорковых отделах мозга. Причинами поражения центрального отдела вестибулярного анализатора могут быть различные заболевания головного мозга [1, 2, 9, 10, 13] - сосудистые, ликворо-динамические нарушения, энцефалиты и др.
Одним из индикаторов состояния вестибулярной системы являются глазодвигательные реакции. Состояние глазодвигательной системы регулируется сложной иерархией иннервационных механизмов, расположенных на разных уровнях ЦНС [11-15]. Точность диагностики и знание иннервационных механизмов реализации движений глаз позволяют объективизировать субъективные жалобы пациентов и диагностировать участие определенных систем в развитии глазодвигательных нарушений (мозжечок, ретикулярная формация, глазодвигательные центры, стволовые структуры и т.д.) [7-10, 13, 17].
В настоящее время актуальной проблемой является дифференциальная диагностика ВЦ и ВП. Существующие методы диагностики требуют значительных финансовых и временны`х затрат и могут быть проведены исключительно в специализированных стационарах, имеющих соответствующее диагностическое оборудование. В связи с этим возникает необходимость разработки более быстрых и менее финансово-затратных способов диагностики.
Цель данной работы - создание компьютерных тестов и определение диагностических критериев для выявления субклинических ВЦ и ВП.
Материал и методы
Обследовали 42 пациента, 25 женщин и 17 мужчин в возрасте от 25 до 70 лет (средний - 49,5 года), с жалобами на периодическое головокружение и нарушение равновесия. Всем больным было проведено оториноларингологическое, неврологическое обследование, запись ЭЭГ, а также рентгеновская или магнитно-резонансная компьютерная томография (КТ, МРТ) головного мозга.
В соответствии с целью работы были обследованы 2 группы больных. В 1-ю группу вошли 18 больных (12 женщин, 6 мужчин) в возрасте от 25 до 64 лет (средний - 47 лет) с ВП (вестибулярный нейронит, гидропс лабиринта, болезнь Меньера и меньероподобный синдром). Во 2-ю группу - 24 больных (13 женщин, 11 мужчин) в возрасте от 25 до 70 лет (средний - 52 года) с ВЦ (дисциркуляторная энцефалопатия II-III степени, рассеянный склероз, посттравматическая энцефалопатия, вертебрально-базилярная недостаточность). Группу контроля составили 64 здоровых мужчины в возрасте от 19 до 45 лет.
С помощью аппаратно-программного комплекса (АПК) Окулостим-КМ [3-7] исследовали спонтанные движения глаз (СДГ), вестибулярную реактивность (ВР), следящую функцию глаз (СФГ) - плавное слежение (ПС) и фиксационные саккады (ФС) в отсутствие и на фоне ретинальной оптокинетической стимуляции (РОКС). При вестибулярных тестах одновременно осуществляли регистрацию движений глаз (методом электроокулографии с точностью регистрации ±0,5° и частотой 250 Гц) и головы испытуемых (3-осевые акселерометры и датчики угловой скорости с точностью регистрации ±1,0° и частотой 100 Гц), при зрительных тестах - одновременную регистрацию движений глаз и зрительных стимулов.
Исследование СДГ проводили при фиксированном прямом вертикальном положении головы с закрытыми глазами. Исследовали показатели спонтанного и установочного нистагма (нистагм взора) при центральном положении глазных яблок и их отведениях по горизонтали и вертикали. Глаза в каждой позиции удерживались в течение 7 с.
ВР оценивали по интенсивности (амплитуда быстрой фазы (БФ) - A
СФГ исследовали при предъявлении зрительного стимула в фиксированном прямом вертикальном положении головы. Зрительный стимул представлял собой точечную мишень размером до 1° (фовеальный стимул), перемещавшуюся по заданному закону как на безориентирном поле экрана, так и на фоне РОКС. РОКС представляла собой разные по форме и диаметру пятна (шары и эллипсы), равномерно движущиеся на экране монитора в горизонтальном и вертикальном направлениях со скоростью ~14 град/с.
При исследовании СФГ определяли: статические ФС - серия саккадических движений глаз при скачкообразных перемещениях точечного стимула из центра экрана в вертикальном и горизонтальном направлениях на ±10° с удержанием взора после установки его на мишени в течение 2 с. Число предъявляемых саккадических стимулов зависело от состояния больного и составляло от 8 до 14 в каждом направлении. Оценивали латентное время реакции, коэффициент эффективности саккад (кэФС) - отношение амплитуды движения глаза к амплитуде движения стимула, пиковую скорость саккад.
Динамические саккады. Скачкообразные перемещения глаз (6-8 саккад) при появлении стимула на краю экрана и последующем слежении за его плавным линейным (равномерное) движением в заданном направлении и скачкообразном возвращении глаз в исходную позицию (фовеальный оптокинетический нистагм) с амплитудой 20°.
Плавные следящие движения. Плавные следящие движения глаз за линейно- и маятникообразным перемещением стимула в пределах ±10° с частотой 0,33 Гц по горизонтали и вертикали. Оценивали коэффициент усиления (куПС) - отношение скорости движения глаза к скорости движения стимула.
Для каждого показателя оценивали математическое ожидание, дисперсию, размах варьирования и коэффициент вариации. Полученные данные анализировали с использованием критерия Фридмана (Friedman ANOVA) и непараметрического U-теста Манна-Уитни с критическим уровнем значимости α=0,05; коэффициентов корреляции Спирмена и Пирсона. Нормальность распределений проверяли с помощью критерия Колмогорова-Смирнова/Лиллифора.
Для определения диагностически значимых параметров сравнивали выборки различных типов вестибулопатии, соответствующие одному и тому же показателю одного и того же компьютерного теста. Также была исследована связь нарушений различных показателей глазодвигательных реакций внутри одного типа вестибулопатии. Все данные, полученные при обследовании ВП и ВЦ, сопоставляли не только между группами, но и с референтными значениями (норма) контрольной группы.
Для создания единой компьютерной методики определения типа вестибулопатии у отдельного пациента был проведен дискриминантный анализ [2, 4] групп пациентов, страдающих вестибулопатиями различного генеза. Его целью явилось построение одной линейной функции и более (в случае классификации нескольких групп), по значению которых можно определить, в какую из групп отнести субъекта с известным набором параметров (диагностические показатели).
С учетом построенных дискриминантных функций классификационный процесс может быть представлен следующим образом: проведение контрольного обследования индивидуума; расчет значений диагностических показателей по результатам обследования; вычисление значения известной дискриминантной функции по рассчитанным значениям показателей. Решением является группа со средним значением дискриминантной функции, наиболее близким к значению, вычисленному по результатам обследования субъекта.
Результаты и обсуждение
Результаты статистической обработки двух групп больных представлены в таблице.
Выраженность реакций при активном вращении головой в горизонтальной и сагиттальной плоскостях достоверно больше при ВП, что означает повышение ВР в данной группе больных. В случае ВЦ нистагменные реакции при вращательных вестибулярных тестах менее выражены и продолжительны (рис. 1).
Величина латентного времени ФС при скачкообразном перемещении мишени-стимула как в отсутствие, так и на фоне РОКС в случае ВП статистически значимо ниже. Эти данные свидетельствуют, что больным с ВЦ требуется существенно большее время для нахождения мишени-стимула. кэФС при слежении за скачкообразным перемещением стимула как в отсутствие, так и на фоне РОКС в случае ВП статистически значимо выше (ближе к физиологической норме - 0,9-1,0), чем в случае с ВЦ. Состояние саккадической функции (установка и удержание взора) существенно лучше у больных с ВП, чем с ВЦ, у которых регистрируется дизметрия фиксационных саккад и при удержании взора на мишени глаз нистагмирует (рис. 2).
Анализ латентного времени ПС, т.е. реакции взора на плавно (линейно и синусоидально) перемещающийся стимул не выявил статистически значимых различий между группами больных с ВП и ВЦ, хотя, как и в случае с ФС, латентное время для больных с ВП было существенно ниже, чем с ВЦ. Результаты анализа куПС показали, что для больных ВП его значение в отсутствие РОКС достоверно ниже, а на фоне РОКС, наоборот, достоверно выше, чем при ВЦ. Таким образом, для функции плавного слежения дифференциальными показателями являются не значения ее параметров как таковые, а их сопоставление в отсутствие и на фоне РОКС. Согласно результатам исследования ФС и ПС в отсутствие и на фоне РОКС, показатели СФГ более устойчивы для больных ВП (значения практически не отличаются), в то время как для больных ВЦ дополнительная стимуляция приводит к статистически значимому ухудшению показателей (кэФС, куПС). Следовательно, РОКС является дифференциально-диагностическим инструментом.
Таким образом, для исследуемых патологий были выявлены следующие закономерности.
В случае ВП состояние саккадической функции практически в норме. Применение РОКС не влияет на показатели зрительного слежения (ФС и ПС). Наблюдается четко выраженная корреляционная связь между показателями ПС и ФС (коэффициент корреляции k=0,8…0,98 при p<0,0001) как в отсутствие, так и на фоне РОКС.
Выявлена значимая обратная (отрицательная) корреляция k= –0,79 (p<0,001) в сопоставлении показателей ВР при вращениях головы в горизонтальной и сагиттальной плоскостях. Таким образом, для ВП характерны прежде всего повышенная ВР и практически на уровне нормы показатели СФГ.
В случае ВЦ имеет место значимое нарушение ФС, которое сопровождается четко выраженными значимыми нарушениями ПС (k= от 0,7…0,98 при p<0,001). Внесение РОКС само по себе не только резко ухудшает показатели ПС и ФС, но и усиливает корреляционную связь между ними.
В отличие от ВП при ВЦ наблюдается значимая прямая (положительная) корреляция k=0,73 (p<0,001) между состоянием ВР при вращениях головы в горизонтальной и сагиттальной плоскостях. Таким образом, для ВЦ характерно нарушение показателей зрительного слежения, которые значительно ухудшаются при дополнительной зрительной стимуляции (РОКС).
В обоих случаях (ВП и ВЦ) отсутствует корреляционная связь между выборками показателей зрительного слежения и СДГ и ВР.
Полученные результаты указывают на то, что изменения периферической части вестибулярного анализатора не оказывают влияния на центральные иннервационные механизмы движений глаз и характеристики зрительного слежения, как правило, соответствуют референтным (физиологически нормальные). При ВЦ, когда страдают центральные механизмы движения глаз, в зависимости от характера патологии регистрируются нарушения спонтанных и зрительно индуцированных саккадических и плавных следящих движений глаз. В целом при ВЦ дополнительная РОКС усиливает уже существующие значимые ухудшения всех форм зрительного слежения, принципиально не изменяя корреляционную связь между показателями и выборками. Таким образом, наиболее информативной пробой для определения ВЦ являются тесты на слежение (ФС и ПС) в условиях отсутствия и на фоне РОКС. Это убедительно подтверждается нейрофизиологическими исследованиями, которые указывают, что оптокинетические раздражения адресуются вестибулярным ядрам и участвуют в формировании следящей функции глаз [12, 13]. В работах M. Dix, J. Hood [15] было показано, что слежение у здоровых людей проходит существенно лучше при наличии зрительной фоновой среды, чем без нее. Однако при повреждении центральных вестибулярных связей наблюдается обратная картина: слежение существенно ухудшается на фоне РОКС [1, 10, 13].
С целью оценки точности выявленных диагностических критериев осуществлялось сопоставление результатов, полученных на АПК Окулостим-КМ при использовании компьютерных тестов с клиническими диагнозами пациентов. Совпадение компьютерной диагностики с клиническим диагнозом наблюдалось у 95,8% обследуемых в случае ВП и 88,9% - ВЦ. Оставшиеся соответственно 4,2 и 11,1% обследуемых прошли дополнительное обследование у специалистов оториноларинголога и невролога и были отнесены в группу больных c сочетанной центрально-периферической вестибулопатией.
Таким образом, в ходе работы были определены диагностические критерии для дифференциальной диагностики вестибулопатий периферического и центрального генеза по совокупности регистрируемых показателей при исследовании спонтанных и индуцированных зрительными и вестибулярными стимулами глазодвигательных реакций. Выявленные диагностические критерии позволили создать компьютерную методику (построены классификационные функции и разработан алгоритм дифференциальной диагностики) определения типа вестибулопатии у больных в досимптомной (субклиническая) или ремиссионной фазе заболевания. Полученные результаты дают возможность для своевременного проведения эффективной диагностики и лечения вестибулярных нарушений.
Полученные результаты не имеют аналогов в отечественной и мировой литературе.