Проведение оперативного вмешательства с искусственным кровообращением (ИК) может рассматриваться как эпизод острой глобальной ишемии мозга [5]. Ее причиной могут быть колебания артериального давления (АД) во время операции, нефизиологический характер кровотока, воздействие анестетиков, микроэмболизация сосудов головного мозга частицами аппарата ИК, от хирургического поля и восходящей аорты [2, 5]. Ишемическое повреждение мозга может проявляться инсультами и острой энцефалопатией (встречается у 4—20% пациентов), а также диффузным поражением нейронов коры с развитием послеоперационной когнитивной дисфункции [2, 5, 10]. Диагностика послеоперационной ишемии головного мозга является сложной проблемой. Клинические методы и нейровизуализация (магнитно-резонансная и спиральная компьютерная томография) позволяют диагностировать лишь грубое повреждение мозговой ткани с развитием ишемического очага и зоной некроза. Прогресс современных методов регистрации активности мозга, в частности такого неинвазивного метода, как многоканальная компьютерная электроэнцефалография (ЭЭГ), дает возможность количественно оценить более мягкие, диффузные изменения в коре головного мозга после проведения операции в условиях ИК. Являясь чувствительным индикатором состояния головного мозга в норме и при патологии [4, 6, 9, 12], ЭЭГ может быть диагностическим инструментом, позволяющим отслеживать ишемическое повреждение мозга после ИК.

Существует предположение, что увеличение мощности и амплитуды медленных ритмов, таких как и (или «замедление» ЭЭГ), рассматривается как маркер ишемии мозга, растормаживания подкорковых структур, угнетения коры [4, 6]. «Замедление» ЭЭГ было обнаружено при падении мозгового кровотока ниже 22 мл/100 г/мин [13]. Этот эффект также был выявлен при временном выключении сонной артерии баллоном-катетером во время эндоваскулярного вмешательства [4, 6].

Учитывая изложенное выше, целью исследования явилось изучение изменений электрической активности коры головного мозга у пациентов, перенесших операцию коронарного шунтирования (КШ) в условиях ИК.

Дизайн исследования был одобрен локальным этическим комитетом института. Критериями включения пациентов в исследование были наличие информированного добровольного согласия на участие, возраст от 45 до 70 лет, планируемое КШ, мужской пол, праворукость. В исследование включались больные, у которых при осмотрах неврологом и по результатам многосрезовой спиральной компьютерной томографии головного мозга в дооперационном периоде выраженность хронической ишемии головного мозга (ХИГМ) не превышала II стадии. Исключались пациенты с исходной депрессивной симптоматикой более 16 баллов по шкале Бека, деменцией — менее 24 баллов по шкале Mini-Mental State Examination и менее 11 баллов по тесту Frontal Assessment Battery, с тяжелыми нарушениями сердечного ритма и проводимости, хронической сердечной недостаточностью (ХСН) IIБ стадии и выше, хронической обструктивной болезнью легких, онкологической патологией, заболеваниями ЦНС, любыми эпизодами нарушения мозгового кровообращения и/или травмами головного мозга в анамнезе, стенозами сонных артерий (СА) более 50%.

Всего обследовали 28 пациентов с ишемической болезнью сердца (ИБС), средний возраст — 56,7±5,78 года, имеющих показания к операции КШ, у 10 из которых были выявлены сопутствующие умеренные (30—50%) стенозы СА. До и после операции больные получали базисную и симптоматическую терапию, соответствующую общим принципам лечения больных ИБС, ХСН и артериальной гипертензии. При проведении КШ анестезия и перфузия проводились по стандартной схеме: использовалась комбинированная эндотрахеальная анестезия (диприван, фентанил, севофлюран). Операция КШ у всех пациентов выполнена планово в условиях ИК с нормотермией (35,2±0,58 °C). Во время операции осуществлялся инвазивный контроль гемодинамики, эпизоды гипотонии не регистрировались.

ЭЭГ-исследования проводили за 3—5 дней до и через 7—11 дней после КШ. Также однократно были обследованы 14 практически здоровых лиц, средний возраст — 63,1±4,69 года, правшей, ЭЭГ-показатели которых использовались как контроль патологических изменений у пациентов с ИБС до операции.

ЭЭГ высокого разрешения (62 канала, полоса пропускания 0,1—50,0 Гц) регистрировали монополярно с помощью программы Scan 4.5, многоканального усилителя Neuvo (США) и модифицированной 64-канальной шапочки со встроенными Ag/AgCl-электродами QuikCap, (США). Референтный электрод располагали на кончике носа, заземляющий — в центре лба. Поддерживали сопротивление <20&ohgr;k . Для контроля глазодвигательных артефактов регистрировали вертикальную и горизонтальную электроокулограммы. Проводили визуальную инспекцию артефактов глазодвигательных, миографических и др. Безартефактные фрагменты ЭЭГ покоя при закрытых глазах разделяли на эпохи длиной 2 с и подвергали быстрому преобразованию Фурье. Для каждого субъекта полученные значения мощности усредняли в пределах δ(0—4 Гц), τ1 (4—6 Гц), τ2 (6—8 Гц), α1 (8—10 Гц), α2 (10—13 Гц), β1 (13—20 Гц), β2 (20—30 Гц) и подвергали логарифмированию для нормализации распределения.

Статистическую обработку полученных данных проводили с использованием дисперсионного анализа (ANOVA) в программе Statistica 6.0. При использовании ANOVA применяли коррекцию значений статистической значимости по методу Гринхауза — Гейссера.

До операции КШ пациенты с наличием умеренных стенозов сонных артерий не отличались по показателям ЭЭГ от больных с отсутствием стенозов. В связи с этим дооперационные показатели ЭЭГ пациентов с наличием и отсутствием каротидных стенозов анализировались совместно.

Дисперсионный анализ (ANOVA) показателей ЭЭГ пациентов с ИБС до операции КШ и контроля, проведенный с учетом факторов ГРУППА (пациенты с ИБС, контроль), ЭЛЕКТРОД (26 позиций) и ЛАТЕРАЛЬНОСТЬ (левое, правое полушарие), позволил выявить различия между группами только для биопотенциалов τ2- и β1-диапазона. В τ2-частотном диапазоне выявлено взаимодействие факторов ГРУППА и ЛАТЕРАЛЬНОСТЬ (F1,40=5,64, p=0,02), полушарная асимметрия с большими показателями мощности биопотенциалов τ2-ритма в левом полушарии была более выражена в контроле по сравнению с группой больных с ИБС. Также было выявлено взаимодействие факторов ГРУППА, ЭЛЕКТРОД и ЛАТЕРАЛЬНОСТЬ (F25,1000=2,64, p=0,026), которое характеризовало топографию латеральных различий: у пациентов с ИБС большая мощность биопотенциалов τ2-ритма наблюдалась лишь для височно-теменных и затылочных отведений левого полушария (T7, T8, TP7, TP8, P7, P8, PO3, PO4, O1, O2), тогда как у контрольной группы — в большинстве отведений за исключением переднецентральных.

Для показателей β1-диапазона выявлено взаимодействие факторов ГРУППА, ЭЛЕКТРОД и ЛАТЕРАЛЬНОСТЬ (F25,1000=2,12, p=0,05), обусловленное большими показателями β1-ритма в контрольной группе по сравнению с больными с ИБС для отведений левого полушария C5, CP5, P5, P7 и правого — T8 (рис. 1).

Рис. 1. Различия в показателях мощности биопотенциалов β1-ритма у больных с ИБС по сравнению с контрольной группой.

Примечание. Черными точками обозначены отведения, в которых мощность биопотенциалов была выше у обследованных контрольной группы.

Далее при анализе послеоперационных изменений ЭЭГ все пациенты с ИБС были разделены на 2 группы.

В 1-ю группу вошли 18 пациентов, средний возраст — 56,4±5,78 года, без стенозов СА, во 2-ю — 10 пациентов, средний возраст — 57,1±6,06 года, с умеренными стенозами СА. Больные обеих групп были сопоставимы по тяжести сердечной недостаточности (функциональный класс по NYHA), фракции выброса левого желудочка, неврологическому (выраженность ХИГМ) и психоэмоциональному статусу.

Продолжительность ИК не отличалась у пациентов 1-й и 2-й групп (101,9±33,56 и 97,0±11,82 мин соответственно). В послеоперационном периоде ни у одного пациента не было отмечено развития очаговой неврологической симптоматики и аффективных расстройств. У всех пациентов после КШ выявлялись астенический синдром и вегетативная дисфункция, регрессировавшие к моменту послеоперационного ЭЭГ-обследования.

ANOVA ЭЭГ показателей был проведен с учетом следующих факторов: ГРУППА (пациенты без и со стенозами сонных артерий), ТОЧКА (до и после операции КШ), ЭЛЕКТРОД (26 позиций) и ЛАТЕРАЛЬНОСТЬ (левое, правое полушарие). Далее обсуждаются только статистически значимые факторы и взаимодействия, связанные с влиянием операции КШ.

Изменения ЭЭГ, связанные с операцией КШ, были обнаружены в τ1-, τ2- и β2-частотных диапазонах.

В τ1-диапазоне обнаружен значимый фактор ТОЧКА (F1,26=4,99, p=0,03), обусловленный увеличением суммарной мощности ритма после КШ. Значимым также было взаимодействие ТОЧКА ЭЛЕКТРОД (F25,625=2,80, p=0,03).

У всех пациентов после КШ наиболее значимое увеличение τ1-ритма наблюдалось в лобных и центральных отведениях обоих полушарий мозга (рис. 2, А).

Рис. 2. Топографические особенности изменений мощности биопотенциалов β-ритма у пациентов с ИБС после КШ.

]]>

Примечание. А - изменения у всех пациентов с ИБС, Б - различия между группами с наличием и отсутствием стенозов СА. Черными точками обозначены отведения, в которых мощность ритма увеличилась после КШ.

В τ2-диапазоне были обнаружены схожие изменения для всех пациентов независимо от наличия стенозов. После операции КШ наблюдалось увеличение мощности ритма — значимый фактор ТОЧКА (F1,26=6,88, p=0,01). Послеоперационное увеличение мощности τ2-ритма у пациентов с ИБС было более выражено в левом полушарии — взаимодействие факторов ТОЧКА и ЛАТЕРАЛЬНОСТЬ (F1,26=4,43, p=0,045), при этом после КШ выявлена полушарная асимметрия с большими значениями мощности биопотенциалов в левом полушарии по сравнению с правым, тогда как до операции этот эффект был незначим.

В β2-диапазоне было обнаружено статистически значимое взаимодействие факторов ТОЧКА и ЛАТЕРАЛЬНОСТЬ (F1,26=4,47, p=0,04), которое проявлялось в разнонаправленных изменениях полушарной асимметрии до и после операции КШ. При дооперационном обследовании большая мощность биопотенциалов β2-ритма отмечалась в правом полушарии, после КШ — в левом.

Как показали результаты исследования, до проведения КШ различия между пациентами с ИБС и контрольной группой были связаны с менее выраженной асимметрией мощности биопотенциалов τ2- и β1-ритма у пациентов с ИБС. Согласно данным литературы [8, 14, 17], ритм с частотой 6—8 Гц относят к одному из функционально гетерогенных поддиапазонов -активности и связывают с поддержанием бдительности и процессами интернализованного внимания. Более выраженная левосторонняя асимметрия мощности τ2-ритма у обследованных контрольной группы по сравнению с больными ИБС может свидетельствовать о большей активности этих когнитивных процессов в ведущем полушарии мозга у здоровых людей.

Различия между пациентами с ИБС и практически здоровыми лицами в полушарной асимметрии β1-ритма (меньшая мощность биопотенциалов у больных с ИБС по сравнению с контролем) были локализованы в центрально-париетальных отделах коры левого полушария. Указанные отделы мозга являются высшими ассоциативными центрами, а также участвуют в переработке вербальной информации [3]. Можно предполагать, что полушарные особенности τ2- и β1-ритмов являются следствием сходных нейрофизиологических процессов: более активной когнитивной обработки внутренней информации у здоровых лиц, протекающей в условиях физического покоя. Кроме того, более низкая мощность β1-ритма практически во всех отведениях коры головного мозга была отмечена при сравнении здоровых лиц с пациентами, имеющими пороки сердца [12]. Авторы связывают эти изменения с ухудшением энергетических процессов в мозге вследствие его ишемии.

Таким образом, различия в ЭЭГ покоя между практически здоровыми лицами контрольной группы и пациентами с ИБС демонстрируют худшие условия для осуществления когнитивных процессов у больных с ИБС еще на этапе подготовки к операции КШ.

После КШ у всех пациентов с ИБС наблюдается увеличение мощности медленных ритмов (τ1 и τ2). Эти изменения в наибольшей степени характерны для передних отделов коры, преимущественно левого полушария, которое у правшей является доминирующим в мыслительной деятельности. Ранее уже сообщалось о тенденции к более выраженным изменениям ЭЭГ в левом полушарии после хирургических операций на открытом сердце [20].

Известно, что низкочастотные осцилляции сами по себе не являются патологическими, они встречаются в разные периоды сна [16], во время бодрствования при определенных условиях умственной и эмоциональной активности [8, 14, 19]. Однако в состоянии спокойного бодрствования наличие стойкого низкочастотного τ-ритма, широко распределенного по всем регистрируемым отведениям коры, изменяет и ограничивает динамическую организацию головного мозга [15]. Поскольку мозг является наиболее чувствительным к ишемии органом, то проведение операции с ИК оказывает на него повреждающее воздействие в большей степени, чем на сердечно-сосудистую систему [11]. Выше указывалось, что увеличение мощности τ-ритма было обнаружено при падении мозгового кровотока ниже 22 мл/100 г/мин [13] и временном выключении сонной артерии баллоном-катетером во время эндоваскулярного вмешательства [4, 6]. Следовательно, полученное в настоящем исследовании увеличение мощности τ1- и τ2-ритмов в передних отделах коры в послеоперационном периоде КШ можно рассматривать как проявление ишемического повреждения нейронов вследствие проведения операции с ИК. То, что изменения преимущественно выявляются во фронтальных отделах коры левого полушария, говорит о более высокой уязвимости этих важных в когнитивной деятельности отделов мозга, нарушение кровоснабжения которых будет определять картину когнитивных нарушений после КШ.

Важно, что наличие даже умеренных (30—50%) стенозов сонных артерий усугубляет послеоперационную картину фоновой ЭЭГ в сторону большей выраженности ее «замедления», особенно в лобно-центральных отделах коры. Ранее было показано [1], что стенозы сонных артерий более 70% являются фактором риска ишемического повреждения головного мозга при выполнении КШ. Однако о влиянии умеренного поражения сонных артерий — менее 50% — на состояние головного мозга после КШ известно мало. Между тем пациентам с сочетанным поражением сонных и коронарных артерий требуется выполнение одномоментного либо поэтапного вмешательства на этих сосудистых бассейнах и вопрос об этапности операции решается в зависимости от степени поражения каротид.

Выявленная в настоящем исследовании до операции КШ большая мощность биопотенциалов ритма в правом полушарии в ЭЭГ покоя у пациентов с ИБС согласуется с данными предыдущих работ, где были получены положительные корреляционные связи между β2-ритмом правого полушария при закрытых глазах и уровнем ситуационной тревожности [7]. Ожидание операции, особенно на открытом сердце, является стрессом для пациентов, отражаясь в изменении активности коры головного мозга. После КШ у всех пациентов отмечается доминирование левого полушария, что может быть связано со снижением ситуационной тревожности в послеоперационном периоде, как было показано ранее [18].

Таким образом, при использовании ЭЭГ высокого разрешения обнаружены связанные с проведением операции КШ в условиях ИК патологические изменения биоэлектрической активности, преимущественно в лобных отделах коры мозга. Также установлено, что до проведения операции ЭЭГ пациентов с ИБС демонстрирует худшие условия для протекания процессов обработки внутренней информации. Предполагается, что наличие даже умеренных стенозов сонных артерий усугубляет ишемическое повреждение мозга после ИК.

ЭЭГ может рассматриваться как перспективный диагностический инструмент для оценки функционального состояния коры головного мозга после проведения операций с ИК и прогнозирования когнитивного дефицита в послеоперационном периоде. Для уточнения диагностической ценности изменений ЭЭГ при развитии когнитивных нарушений после КШ требуется проведение дальнейших исследований.