Аmplitude-integrated EEG in pediatric palliative patients with neuropsychiatric deficit


Cite item

Full Text

Abstract

The study included 33 pediatric palliative patients in the palliative care unit and 56 newborns in the intensive care units of the neonatal pathology department of a multidisciplinary children's hospital. Palliative patients have severe incurable diseases with a high risk of death. Among the palliative conditions associated with brain damage, the most common were severe forms of cerebral palsy, severe forms of organic brain damage, malignant epilepsy, and severe consequences of neuroinfections genetic syndromes. The average age of newborns was 20.0 days, and that of palliative patients was 6.9 years; the significance of differences was p=0.0001, meaning that the groups were statistically different. The newborns were preterm infants according to the clinical classification (average gestational age was 36 weeks). The medical history and neurological status were assessed. Computed tomography and ultrasound were used to diagnose individual brain lesions. All children underwent routine EEG with a tendency to monitoring research and further software amplitude-integrated (aEEG) processing. The EEG and aEEG indices in palliative patients generally do not differ from the indices in the comparison group consisting of newborn children. Consequently, the functional state of the brain of palliative patients of older childhood, which suffered as a result of organic damage (cerebral palsy, hydrocephalus, neuroinfections, apallic states, etc.) due to a kind of ontogenetic regression, resembles the functional state of the brain of newborn children (recorded using EEG, aEEG).

Full Text

Актуальность. В связи с высокими достижениями медицины, в последние годы снизился уровень младенческой смертности, а также продлевается жизнь паллиативных пациентов, что привело к увеличению количества детей, находящихся в критическом состоянии, а это диктует применение стратегий, повышающих уровень оценки патологии головного мозга с целью своевременной диагностики, лечения, улучшения нейроразвития и качества жизни таких пациентов.

В литературных источниках описаны методы применения аЭЭГ у различных пациентов, но описания аЭЭГ у паллиативных пациентов с патологией головного мозга встретить не удалось. Амплитудно-интегрированная электроэнцефалография (аЭЭГ) - метод непрерывного мониторинга активности головного мозга, который представляет собой обработанную одноканальную электроэнцефалограмму, отфильтрованную и сжатую по времени. Данный метод соотносится с унифицированной ЭЭГ [1; 2; 3; 7]. Если проводить синхронно рутинную ЭЭГ и аЭЭГ у новорожденных с целью контроля электрической активности, оценки и мониторинга функционального состояния головного мозга, то отмечается высокая степень согласованности данных аЭЭГ и ЭЭГ [1]. При интерпретации данных аЭЭГ необходимо выявить наличие повторяющихся элементов ,которые анализируются по пяти главным параметрам: континуальность сигнала (плотная трассировка, фрагментированность дорожки с повышенной вариабельностью), присутствие в записи ритмичного чередования (периодов расширения и сжатия), проводится определение амплитудных показателей ( измерения в микровольтах) для нижней границы (минимальная) и верхней границы (максимальная) полосы, просчитывается ширина полосы (разница между экстремумами в наиболее узком сегменте графика). В клинических условиях оцениваются параметры аЭЭГ такие, как континуальность сигнала, его отображает плотный узкий паттерн, с амплитудой, ограниченной низкими и высокими значениями, что является физиологическим, иные виды сигнала отражают нарушения функционирования головного мозга [2].

Метод аЭЭГ имеет ряд особенностей, требуется точная фиксация и локализация электродов, а у детей, как известно, невозможно получить состояния спокойного бодрствования, они не могут не отвлекаться, не реагируя на звуки и т.д. Для исключения различных артефактов был использован длительный мониторинг ЭЭГ, чтобы исключать те артефакты, которые могли возникнуть в связи с движением, сосанием, движением глаз и др. Известно, что доминирующая биоэлектрическая активность в ЭЭГ у новорожденных представлена дельта-ритмом (Δ ритм), отражающим функциональную незрелость центральной нервной системы. Этот ритм включает в себя два параметра: дельта 1 с частотой от 0,5 до 2,0 Гц характерен для состояний с угнетением активности коры, а также дельта 2 с частотой от 2,0 до 4,0 Гц, представляет собой более высокочастотные колебания, появляющиеся по мере созревания головного мозга. С возрастом происходит переход от низкочастотных дельта-ритмов к более высокочастотным альфа-ритмам. У доношенных младенцев преобладает Δ-2 ритм высоких частот [2;3]. Также приемуществом аЭЭГ является возможность записи низкоамплитудной активности мозга в отличии от стандартной ЭЭГ, что особенно важно при различных органических поражениях головного мозга [4;5].

Цель работы – выявить функциональные состояния мозга (по данным ЭЭГ) с различными повреждениями ЦНС у паллиативных пациентов; сравнить паттерны аЭЭГ у паллиативных пациентов и детей отделения патологии новорожденных, выявить типы частотных диапазонов аЭЭГ и их численные пороговые значения (суммарные индексы частотных диапазонов) у паллиативных пациентов в сравнении с новорожденными детьми; изучить возможность прогнозирования состояния паллиативных пациентов на основании анализа данных ЭЭГ.

Материал и методы исследования. В рамках данной работы было проведено сравнительное исследование c формированием двух групп наблюдения с регистрацией и оценкой показателей аЭЭГ в палатах интенсивной терапии отделения паллиативной медицинской помощи и отделении патологии новорожденных детской многопрофильной больницы.

Исследование проводилось с соблюдением международных биоэтических норм и принципов Хельсинской декларации Всемирной медицинской ассоциации. Все законные представители пациентов были оповещены о целях, методах исследования и подписывали добровольное информированное согласие на медицинские вмешательства. Была проведена оценка исследования и получено разрешение на его проведение Комитетом по этике Санкт-Петербургского педиатрического медицинского университета, решение № 2/6 от 25.02.2019.

Проведено обследование 33 паллиативных пациентов: 15 девочек и 18 мальчиков со средним возрастом 2553 дня (7лет), значимых гендерных различий не было (χ²=2,607, р=0,106), а также 56 новорожденных из контрольной группы: 40 мальчиков, 16 девочек (средний возраст – 20,0 дней). Предметом исследования были: фрагменты записи аЭЭГ длительностью от 34 до 163 мин., в среднем М=107,73 (sd=32,685) мин. Учитывались анамнестические сведения пациентов: гестационный возраст, диагнозы. Оценивался неврологический статус пациентов (состояние мышечного тонуса, наличие или отсутствие эпилептических приступов). Структурные изменения головного мозга были изучены с помощью магнитно-резонансной томографии (МРТ), компьютерной томографии (КТ), ультразвукового исследования.

Критерии включения: пациенты паллиативного отделения и отделения патологии новорожденных; скорректированный возраст на момент проведения аЭЭГ-обследования не больше 28 дней у недоношенных и без ограничения в детском возрасте у паллиативных пациентов; клинические диагнозы: недоношенность 1-4 степени, перинатальная энцефалопатия 1-3 степени, перивентрикулярные лейкомаляции и кровоизлияния, дилятация желудочков, кефалогематома, ДЦП, апаллический синдром, абстинентный синдром, генетические синдромы.

Использование столь широких критериев включения позволило дополнительно определить то, какие нарушения преобладают у исследованных пациентов.

Критерии исключения: письменный отказ матерей пациентов продолжать участвовать в исследовании; осложнения состояний, требующих перевода в отделение реанимации и интенсивной терапии, иные отделения, а также необходимость срочного хирургического лечения.

Все 89 пациентов, матери которых подписали предварительное согласие участвовать в исследовании, прошли его до конца. Случаев отказа от продолжения исследования, а также осложнений состояния не было отмечено.

Основным методом изучения был анализ записи аЭЭГ. Регистрация параметров ЭЭГ с обеспечением точности измерений выполнялась с помощью компьютерного энцефалографичекого комплекса «Энцефалан-ЭЭГР-19/26». Для отведения потенциалов ЭЭГ применялись неинвазивные золотые чашечковые электроды фирмы Nicolet, диаметр 0,6 см, фиксирующиеся на кожных покровах с помощью пасты, которая обеспечивала стабильность сигнала и уменьшала электрическое сопротивление между кожей и электродами. Использование чашечковых электродов в связи с их конструкцией давало возможность проводить исследование в течение длительного времени. Регистрация данных проводилась в 10 точках, расположенных по международному стандарту 10-20: лобные зоны (Fp1, Fp2), центральные области (C3, C4), затылочные (O1, O2), передневисочные (F7, F8) и задневисочные (T5, T6) отведения, монополярно, с объединенным референтным электродом, размещенным на мостовидных отростках. Для реализации аЭЭГ применялась схема наложения электродов международной системы «10-20», монополярно, в нашем случае к условному 0, то есть к объединенному ушному электроду. Анализ ЭЭГ проводился по 10 каналам с использованием алгоритма автоматически определяющего ширину тренда на основе минимальных и максимальных(экстремальных) амплитуд сигнала. Проводилось измерение сигналов биоэлектрической активности в диапазоне от 0 до 10 мкВ по линейной шкале для регистрации слабых сигналов и логарифмически -интервалы от 10 до 100 мкВ. Использование полулогарифмической шкалы позволяет различать слабые сигналы низковольтной активности и предотвращает избыточную нагрузку монитора артефактами при высоких амплитудах сигнала [6;7;11]. Оценивался неврологический статус пациентов с определением мышечного тонуса, наличия или отсутствия судорожных приступов. Структурные изменения головного мозга дополнительно были изучены с помощью методов ультразвуковой диагностики, МРТ, КТ.

Степень тяжести перинатальной энцефалопатии (ПЭП) оценивалась по нарастанию неврологической симптоматики: отсутствие клинических признаков ПЭП; легкая степень ПЭП (синдром гипервозбудимости и один симптом из группы двигательных нарушений); умеренно выраженная ПЭП (наличие двух симптомов двигательных нарушений); тяжелая степень ПЭП (три и более симптомов двигательных нарушений или гидроцефальный синдром). Анализ паттернов аЭЭГ проводился с опорой на классификацию Hellstöm-Westas L. et al. (2006) [11, 12], основанную на измерении минимальной (Амин) и максимальной (Амакс) амплитуды «ленты» аЭЭГ. Для статистической обработки использовалась программа SPSS 20.0. Для анализа различий качественных признаков и таблиц сопряженности использовался критерий χ² Пирсона. Для оценки корреляции качественных признаков использовался критерии U Крамера.

Полученные результаты и их обсуждение. При интерпретации аЭЭГ достоверных различий по преобладанию определенных неврологических состояний (перивентрикулярная лейкомаляция, субэпендимальные кисты, судорожный синдром, эпилепсия, органическое поражение мозга, ДЦП, кефалогематома, атрофия мозга, апаллический синдром, генетические синдромы) у паллиативных пациентов при сравнении с новорожденными детьми получено не было.У паллиативных больных в виде математической тенденции отмечается большая представленность эпикомплексов, что ухудшает прогноз для преодоления психоневрологического дефицита.

Показатели ЭЭГ, аЭЭГ у данной категории пациентов в целом не отличаются от показателей в группе сравнения, составленной из новорожденных детей с неврологическим дефицитом. Следовательно, функциональное состояние мозга детей старшего возраста, который пострадал вследствие органического поражения (ДЦП, гидроцефалия, нейроинфекции, апаллические состояния) в силу своего рода онтогенетического регресса, напоминает функциональное состояние мозга новорожденных (регистрируемое с помощью ЭЭГ, аЭЭГ). Среди различных факторов поражения ЦНС у новорожденных (недоношенность, внутрижелудочковые кровоизлияния, перивентрикулярная лейкомаляция и др.) только степень тяжести ПЭП значимо сопряжена с наличием судорожных приступов. Тяжелой степенью ПЭП, сочетающейся с судорожными приступами, чаще страдают мальчики. Имеется тенденция к более выраженной степени дилятации желудочков у пациентов с повторными судорожными приступами. Тяжелые формы энцефалопатии достоверно преобладали у новорожденных детей (χ² =47,390; р<0,0001), а нарушения мышечного тонуса - у паллиативных пациентов. По данным анализа аЭЭГ у паллиативных больных достоверно выше индексы низкочастотной активности (дельта 1, 2, тета; р<0,0001). Показатели верхнего и нижнего края ленты аЭЭГ паллиативных пациентов и новорожденных пациентов не отличаются. Это свидетельствует о схожести процессов активации в коре у данных категорий детей. Паттерны ленты аЭЭГ, указывающие на различия в цикле сон-бодрствование, достоверно лучше выражены у новорожденных детей что может свидетельствовать о благоприятном прогнозе и меньшей вероятности психоневрологического дефицита (χ²=27,845 р=0,0001). Положительная тенденция к достоверно большей представленности индекса альфа активности у новорожденных детей также свидетельствует о благоприятном прогнозе (развитие электрогенеза мозга ребенка в сторону высокочастотного диапазона). Низкий индекс альфа активности у паллиативных больных свидетельствует об обратной картине (р <0,0001), что ухудшает возможность преодоления психоневрологического дефицита.

Кроме того, отмечается схожесть иных показателей. Например, НГ (нижняя граница ленты аЭЭГ) и ВГ (верхняя граница ленты аЭЭГ): НГ: p=0.674 (U Манна-Уитни); ВГ: p=0.506 (U Манна-Уитни), что подтверждает утверждение о сходстве функционального состояния мозга. По показателю ПЭП (перинатальное поражение ЦНС): у новорожденных чаще тяжелые формы (53.6%), легкие формы чаще у паллиативных пациентов (14.6%) (p<0.0001). По показателю «судорожные приступы» подтверждается тезис об отсутствии связи между типом паттерна аЭЭГ и наличием судорог (различия не значимы (χ²=0.215, p=0.643)). По показателям «пол и тяжесть состояния» мальчики составляют большинство (65.2%), особенно в группе паллиативных пациентов (54.5%). По показателю «дельта-активность» подтверждается утверждение о различиях при повторных судорожных приступах (значимые различия между группами (p<0.0001)), пороговое значение 53.5% соответствует данным максимального значения для новорожденных (53.8). По показателю «дилятация желудочков» косвенно подтверждается через ПВЛ (χ²=1.647, p=0.077), атрофия мозга (χ²=5.268, p=0.022). По показателю «органическое поражение мозга» подтверждается связь с более тяжелыми состояниями (значимые различия (χ²=3.757, p=0.053)). По показателю «апаллические состояния», которые наблюдаются только у паллиативных пациентов (6.1%), существуют различия, что подтверждает тезис об онтогенетическом регрессе. тезис об онтогенетическом регрессе.

Выводы. Таким образом, можно прийти к выводу о том, что параметры аЭЭГ у недоношенных детей с психоневрологическим дефицитом и у паллиативных пациентов с органическим поражением головного мозга в целом сходны, что свидетельствует об общности в функциональном состоянии головного мозга в данных группах. Преобладание низкочастотной активности у паллиативных пациентов является признаком худшего прогноза для невно-психического развития. Преобладание ритма альфа диапазона у недоношенных предполагает более благоприятный вариант развития головного мозга и компенсации состояния в дальнейшем. У недоношенных детей непрерывность аЭЭГ дает возможность прогнозирования краткосрочных исходов (смерть или инсульт III-IV cтадии) с точностью 83 % [17]. Метод аЭЭГ может применяться с первых минут жизни ребенка, не требует сложной специальной подготовки, транспортировки пациента, может проводится без ограничений во времени днем и ночью, дает возможность контроля состояния головного мозга ежесекундно. Одним из основных направлений клинического применения метода мониторинга аЭЭГ является прогнозирование исходов у пациентов с церебральными поражениями, что подтверждается сравнительным исследованием показателей аЭЭГ у паллиативных пациентов и новорожденных пациентов детского возраста.

 

×

About the authors

Severin Viacheslavovich Grechanaya

Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Medical Education of the Ministry of Health of the Russian Federation

Author for correspondence.
Email: svgrechany@mail.ru

MD, Head of the Department of Psychiatry and Narcology

Russian Federation, 194100, Russia, Saint Petersburg, 2 Litovskaya Street.

Andrey Helievich Koshchavtsev

Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Medical Education of the Ministry of Health of the Russian Federation

Email: mdspb@yandex.ru

PhD, Associate Professor of the Department of Psychiatry and Narcology

Russian Federation, 194100, Russia, Saint Petersburg, 2 Litovskaya Street.

Natalya Nikolaevna Mitrochenkova

S.S. Mnukhin Children's Psychiatry Rehabilitation Center

Email: mitronata2011@mail.ru

the psychiatrist

Russian Federation, 197022, Russia, Saint Petersburg, Chapygina Street, 13, Building A

References

  1. Кощавцев А. Г. Интерпретация данных электроэнцефалографии у детей раннего возраста / А. Г. Кощавцев, С. В. Гречаный // Эпилепсия и пароксизмальные состояния. – 2020. – Т. 12, № 1. – С. 9-25. – doi: 10.17749/2077-8333.2020.12.1.9-25. – EDN BPUWBA.
  2. Кощавцев А.Г.Амплитудно-интегрированная электроэнцефалография как дополнительный метод исследования у новорожденных детей с судорогами. / А.Г.Кощавцев // Эпилепсия и пароксизмальные состояния. - 2022. - Т. 14 № 1.-С. 8-14. -doi: 10.17749/2077-8333. -epi.par.con.2022.098 3. Понятишин, А. Е. Электроэнцефалография в неонатальной неврологии / А. Е. Понятишин, А. Б. Пальчик. – Санкт-Петербург: Сотис, 2006. – 120 с. – ISBN 5-7045-0359-4. – EDN VOGSCX.
  3. Харламова Н.А. Использование амплитудно-интегрированной электроэнцефалографии у глубоко недоношенных новорожденных / Н. Харламова, А. Андреев, А. Маслюкова и др. // Врач. – 2018 – Т. 29, № 8. – С. 59–63. – DOI. Org /10.29296/25877305-2018-08-15.
  4. Возможности ранней диагностики гипоксического повреждения головного мозга у доношенных новорожденных / М. С. Панова, А. С. Панченко, В. А. Мудров, А. М. Зиганшин // Сибирское медицинское обозрение. – 2022. – № 1(133). – С. 51-58. – doi: 10.20333/25000136-2022-1-51-58. – EDN KPSSKW.
  5. Кипятков Н.Ю. Основы регистрации и анализа ЭЭГ у детей и взрослых /Кипятков Н.Ю.Лытаев С.А. Бельская К.А // Спб:Спб ГПМУ,2025 С. 20-27. ISBN 978-5-907993-32-7.
  6. Комплексный подход к паллиативной медицинской помощи при неврологической патологии / Н. В. Орлова, Э. Ю. Соловьева, Т. И. Бонкало [и др.] // Российский неврологический журнал. – 2023. – Т. 28, № 1. – С. 67-72. – doi: 10.30629/2658-7947-2023-28-1-67-72.
  7. Association of bilaterally suppressed EEG amplitudes and outcomes in critically ill children / L. Paul, S. Greve, J. Hegemann [et al.] // Frontiers in Neuroscience. – 2024. – Vol. 18. – doi: 10.3389/fnins.2024.1411151. – EDN ZJALQQ.
  8. Burger, C. Amplitude-integrated electroenceph or literacy precursor skills / C. Burger, M. Biermayr, A. Posod, V. Neubauer, U. Pupp Peglow, K. Kuenz, U. Kiechl-Kohlendorfer, E. Griesmaier // Acta Paediatr. – 2019. - Volume 108(9). – P.1661-1668. - doi: 10.1111/apa.14755. Epub 2019 Mar 10.
  9. Hellstom-Westas, L. Amplitude-integrated EEG – Classification and Interpretation in preterm and term infants / L. Hellstom-Westas, L. de Vries, I. Rosen et al. // NeoReviews. – 2006 - Volume 7. – P. 76–87. - doi: 10.1542/neo.7-2-e76.
  10. Hellstom-Westas, L. Atlas of Amplitude-integrated EEGs in the newborn / L. Hellstom-Westas, L. de Vries, I. Rosen - Second Edition. Informa UK Ltd. 2008. - P.187.12. Kadivar, M. A Comparison Of Conventional Electroencephalography With Amplitude-Integrated EEG In Detection Of Neonatal Seizures / M. Kadivar, E. Moghadam, R. Badv, R. Sangsari, M. Saeedy // Med. Devices (Auckl). – 2019. -Volume 12 – P.489-496. - doi: 10.2147/MDER.S214662.12.
  11. Amplitude-integrated electroencephalography signals in preterm infants with cerebral hemorrhage / Ch. Schreiner, M. Hammerl, V. Neubauer [et al.] // Early Human Development. – 2021. – Vol. 154. – P. 105309. – doi: 10.1016/j.earlhumdev.2021.105309. – EDN VIXYHC.
  12. Аmerican Congress of Rehabilitation Medicine. Recommendations for use of uniform nomenclature pertinent to patients with severe alterations of consciousness // Arch phys med rehab. 1995. Vol. 76. Р. 205–209.
  13. American Medical Association Council on Scientific Affairs and Council on Ethical and Judicial Affairs. Persistent vegetative state and the decision to withdraw or withhold life support // JAMA. 1990. Vol. 263. Р. 426–340.
  14. Annual Update in Intensive Care and Emergency Medicine 2012 / Ed. by J. L. Vinsent. 2012. P. 759.
  15. Tresch D. D., Sims F. H., Duthie E. H. et al. Clinical characteristics of patients in the persistent vegetative state // Arch intern med. 1991. Vol. 151. Р. 930–932.
  16. International Working Party on the Management of the Vegetative State: summary report / K. Andrews, G. Beaumont, F. Danze [et al.] // Brain Injury. – 1996. – Vol. 10, No. 11. – P. 797-806. – doi: 10.1080/026990596123918

This website uses cookies

You consent to our cookies if you continue to use our website.

About Cookies