Способ оценки функционального состояния головного мозга при острых внутрибольничных нарушениях мозгового кровообращения

Abstract

Внутрибольничные нарушения мозгового кровообращения у пациентов кардиохирургического профиля являются тяжелым осложнением в раннем послеоперационном периоде с вероятностью появления до 15%. При развитии тяжелого поражения головного мозга проведение нейровизуализирующих диагностических исследований (компьютерной и магнитно-резонансной томографии) затруднено, что повышает вероятность неблагоприятного исхода.Цель исследования заключается в разработке способа оценки функционального состояния головного мозга у пациентов с тяжелым течением внутрибольничного инсульта на основе неинвазивных измерений электрической активности центральной нервной системы. Материалы и методы. Выборка составлена из 20 анонимизированных архивных записей электроэнцефалограммы добровольцев без неврологических нарушений, 10 записей пациентов без неврологических нарушений во время наркоза, 17 записей пациентов из банка данных UCLH Stroke Dataset с внебольничными инсультами и 18 записей, полученных в процессе нейрофизиологического мониторинга пациентов с тяжелым инсультом в раннем послеоперационном периоде. Для оценки функционального состояния разработан и реализован алгоритм вычисления интегрального показателя функционального состояния, характеризующего уровень функциональной активности центральной нервной системы. Результаты. Предложенный способ оценки функционального состояния головного мозга был применен для анализа нейрофизиологических сигналов, полученных у людей с разной степенью активности нервной системы, от спокойного бодрствования до глубокой комы. Показано, что вычисляемый коэффициент закономерно отражает функциональное состояние головного мозга и может быть использован, в том числе, для раннего обнаружения нарушений, обусловленных церебральной гемодинамической недостаточностью при развитии острого инсульта. Заключение. Интегральный критерий функционального состояния головного мозга может быть использован для длительного наблюдения за состоянием пациентов кардиохирургического профиля в ранний послеоперационный период.Acute in-hospital stroke is a severe complication of the early recovery period after cardiovascular surgery with a probability of up to 15%. Unfortunately, in-time diagnostic neuroimaging (computed tomography and magnetic resonance imaging) in cases of severe brain damages is considerably hindered increasing the risk of an adverse outcome.The aim of the study was to develop a method to evaluate the functional state of the human brain in patients with severe in-hospital stroke measuring parameters of electrical activity in the central nervous system. Materials and methods. The sample was composed of 20 anonymous archived electroencephalograms obtained from volunteers with no neurological disorders, 10 records of patients without neurological symptoms during general anesthesia, 17 records of patients with out-of-hospital strokes obtained from the UCLH Stroke EIT Dataset, and 18 records from patients with acute in-hospital stroke during neuromonitoring in the early postoperative recovery period. A new integral coefficient of the functional state was introduced, and an algorithm to calculate the proposed measure of the functional activity of the central nervous system was developed and implemented. Results. The proposed method to evaluate the functional state of the human brain was applied to analyze neurophysiological records obtained from people with different activity of the nervous system: from resting state to deep coma. It was shown that the integral coefficient naturally reflects the functional state of the human brain and can be used for early detection of brain dysfunction and damages caused by cerebral hemodynamic impairment. Conclusion. The introduced integral criterion to evaluate the functional state of the human brain can be used for long-term postoperative monitoring in cardiac patients who underwent surgical treatment.