Компенсаторные возможности различных сосудистых бассейнов поясничного утолщения спинного мозга у больных с острой позвоночно-спинномозговой травмой в грудопоясничном отделе позвоночника

Цель работы состояла в изучении компенсаторных возможностей микроциркуляторного русла сосудистых бассейнов передней и задних спинальных артерий поясничного утолщения спинного мозга и их влияния на функциональную реабилитацию больных с позвоночно-спинно-мозговой травмой в грудопоясничном отделе позвоночника. Исследования проведены на 13 больных с позвоночно-спинно-мозговой травмой в остром и раннем периодах травматической болезни спинного мозга. Регионарный кровоток спинного мозга оценивали с помощью высокочастотной ультразвуковой допплерографии. Было определено, что сосудистые бассейны поперечника поясничного утолщения спинного мозга имеют ограниченные компенсаторные возможности. В данной группе больных бассейн передней спинальной артерии был более компенсированным, чем бассейн задних спинальных артерий. Негативные изменения в сосудистом бассейне задних спинальных артерий не компенсировались резервами сосудистого бассейна передней спинальной артерии. Для клинико-функциональной реабилитации пациентов необходимо усиление кровотока после декомпрессирующих мероприятий одновременно в двух сосудистых бассейнах.

Введение

Травма грудопоясничного отдела позвоночника является наиболее часто встречающейся локализацией повреждений позвоночного столба. Переломы позвонков в нижнем грудном и поясничном отделах представляют наибольшую группу — до 54,9 %. В этих случаях, как правило, наблюдаются нарушения сагиттального контура позвоночника на уровне Т11–L2-позвонков, что нередко сопровождается сдавлением спинного мозга костными структурами. Тяжесть повреждений грудопоясничного отдела позвоночника, в первую очередь, обусловлена анатомо-биомеханическими особенностями. Физиологическая ригидность грудного отдела позвоночника и гипермобильность поясничного приводят к возникновению тяжелых повреждений данного отдела позвоночника с большим процентом неврологических осложнений (до 67 %). При травме позвоночника на уровне перехода грудного в поясничный отдел страдают сегменты спинного мозга с Т12 до S2. На этом уровне располагается поясничное утолщение спинного мозга (сегменты L2–S2). Если повреждениям костно-связочных структур и спинного мозга уделяется достаточно внимания, то сосудистая патология изучена мало, хотя именно она служит дополнительным фактором, усугубляющим клинические проявления заболевания и препятствующим полноценному восстановлению функции. Компенсаторные возможности сосудистой системы поясничного утолщения у больных с позвоночно-спинно-мозговой травмой в грудопоясничном отделе позвоночника остаются малоизученными.

Цель

Изучить компенсаторные возможности микроциркуляторного русла сосудистых бассейнов передней и задних спинальных артерий поясничного утолщения спинного мозга и их влияние на послеоперационную функциональную реабилитацию больных с позвоночно-спинно-мозговой травмой в грудопоясничном отделе позвоночника.

Материал и методы

Исследования проведены на 13 больных (5 женщин, 8 мужчин) с позвоночно-спинно-мозговой травмой в грудопоясничном отделе позвоночника в возрасте от 16 до 53 лет (39,1±2,4 года). Период времени от травматического повреждения до оперативного вмешательства составлял от 2 до 24 дней (11,2±0,3 дня), т. е. у пациентов наблюдался острый и ранний периоды травматической болезни спинного мозга.

У большинства поступивших в клинику Центра больных была определена передняя компрессия спинного мозга. Травма позвоночника сопровождалась различными двигательными нарушениями: нижняя вялая параплегия (у 23 % больных), нижний вялый парапарез различной степени выраженности (у 77 % больных). У 7 больных были зарегистрированы чувствительные нарушения. В 61 % случаев были сопутствующие нарушения функции тазовых органов (по типу задержки или недержания мочи и кала).

Комплексное хирургическое лечение включало открытую переднюю декомпрессию спинного мозга из заднего доступа и жесткую фиксацию травмированного позвоночника аппаратом наружной или внутренней транспедикулярной фиксации.

Регионарное кровообращение спинного мозга (микроциркуляторное русло) изучали с помощью высокочастотной ультразвуковой допплерографии (допплерограф «Минимакс-Допплер-К» с примене-нием интраоперационных датчиков 20 мГц и 10 мГц, фирма «Минимакс», Санкт-Петербург). Исследование спинального кровотока осуществляли в условиях операционной (до и после декомпрессии и ревизии). Для анализа кровотока использовали следующие по-казатели: Vs — максимальная систолическая скорость (см/с), Qs — объемная скорость мл/мин, Vm — средняя скорость (см/с), PI — индекс пульсации (Гослинга), RI — индекс сопротивления (Пурсело).

Функциональное состояние пациентов изучали до оперативного вмешательства, в ближайшие и отдаленные сроки после лечения. Были проведены исследования температурно-болевой чувствительности и силы мышц нижних конечностей. Температурно-болевая чувствительность исследовалась с помощью электрического эстезиометра с одновременной регистрацией температуры кожи («Nihon Kohden», Япония) на дерматомах, которые соответствовали очагу повреждения и ниже зоны поражения. При поступлении в клинику Центра температурно-болевая чувствительность была нарушена у всех больных. Силу мышц нижних конечностей оценивали по 6-балльной системе.

Для статистической обработки полученных данных использовали стандартные программы Microsoft Excel пакет анализа 2003 и программу Attestat-2001.

Обработка результатов проведена с использованием методов вариационной статистики. Оценка достоверности различия средних значений производилась с помощью параметрического t-критерия Стьюдента.

Результаты исследований

Анализ полученных результатов показал, что величины кровотока в сосудистых бассейнах поперечника поясничного утолщения были взаимосвязаны с функциональным состоянием пациентов (двигательной и чувствительной сфер). Так, значения кровотока в бассейне передней спинальной артерии до декомпрессии коррелировали со степенью двигательных нарушений. У больных с нижним парапарезом различной степени выраженности линейная и объемная и средняя скорости кровотока были больше на 70–80 % относительно показателей больных с нижней вялой параплегией (табл. 1).

Таблица 1

* - достоверность отличия показателей относительно величин кровотока у больных с нижним парапарезом

Кровоток в области бассейна задних спинальных артерий (табл. 2) был в меньшей степени взаимосвязан с выраженностью нарушений температурно-болевой чувствительности. Показатели линейной, объемной и средней скоростей кровотока у больных грубыми нарушениями температурно-болевой чувствительности (повышение порогов чувствительности на 5–8 градусов и анестезия ниже очага поражения) были снижены на 38, 37 и 41 % соответственно относительно группы с умеренными нарушениями чувствительности (мозаичное повышение порогов чувствительности на 2–3 градуса).

Таблица 2

* - достоверность отличия показателей относительно величин кровотока у больных с умеренным нарушением температурно-болевой чувствительности, p≤0,05.

При сопоставлении показателей кровотока в обоих бассейнах и функции тазовых органов не было обнаружено соответствия.

Обобщение динамики кровотока в процессе декомпрессии и ревизии травмированного спинного мозга показало неоднозначность изменений кровотока в двух бассейнах. В бассейне передней спинальной артерии в 89 % случаев было зарегистрировано увеличение кровотока на 90 % (р≤0,05), в области кровоснабжения задних спинальных артерий положительная динамика наблюдалась только у 54 % больных (на 42 %, р≤0,05).

Анализ изменений кровотока в бассейне передней спинальной артерии выявил, что увеличение кровотока в процессе декомпрессии и ревизии и поддержание определенного высокого уровня (Vs≥20 см/с, Qs≥10 мл/мин) кровотока способствовало улучшению в двигательной сфере или сохранению уровня легких (незначительных) двигательных нарушений (нижний легкий парапарез).

В группе больных с увеличением линейной и объемной скоростей кровотока в бассейне передней спинальной артерии (табл. 3) регистрировалось увеличение (у 8 пациентов) силы мышц нижних конечностей на 30 % (рисунок).

Таблица 3

* - достоверность отличия показателей относительно величин кровотока, полученных до декомпрессии, p≤0,05.

Изменения силы мышц нижних конечностей (М±m) у больных с положительной динамикой кровотока в бассейне передней спинальной артерии: * — достоверность отличия показателей относительно величин силы, полученных до лечения, р≤0,05

Рассмотрение изменений кровотока в бассейне задних спинальных артерий показало, что увеличение кровотока в этой области (табл. 4) способствовало улучшению температурно-болевой чувствительности.

Таблица 4

* - достоверность отличия показателей относительно величин кровотока, полученных до декомпрессии, р≤0,05.

В этой группе больных были зарегистрированы позитивные изменения температурно-болевой чувствительности в 3–6 дерматомах (в среднем в 4,2±0,5 дерматома). Средний порог болевой чувствительности (табл. 5) по всем исследуемым дерматомам в данной группе больных уменьшился на 1,5 градуса. Снижение или отсутствие динамики показателей кровотока сопровождалось ухудшением негативных изменений или сохранением исходного уровня нарушений.

Таблица 5

Цифры, выделенные жирным шрифтом, означают показатели, имеющие тенденцию к снижению. * — достоверность отличия относительно показателей, полученных до лечения, р≤0,05.

При сопоставлении динамики кровотока в двух бассейнах было определено, что у 54 % больных наблюдалось одновременное увеличение кровотока бассейне передней и задних спинальных артерий, что приводило к улучшению функционального состояния пациентов. У 39 % пациентов была отмечена разнонаправленная динамика показателей кровотока: увеличение в бассейне передней спинальной артерии сопровождалось либо отсутствием динамики в бассейне задних спинальных артерий, либо уменьшением кровоснабжения, что не приводило к улучшению состояния пациента и способствовало негативным изменениям температурно-болевой чувствительности. Отсутствие положительной динамики кровотока одновременно в двух бассейнах (7 % больных) способствовало ухудшению показателей температурно-болевой чувствительности и снижению силы мышц нижних конечностей.

Таким образом, сосудистые бассейны поясничного утолщения спинного мозга у больных с позвоночно-спинно-мозговой травмой в остром и раннем периодах имеют ограниченные компенсаторные возможности. Негативные изменения в одном сосудистом бассейне (задних спинальных артерий) не компенсируются резервами другого сосудистого бассейна (передней спинальной артерии). В данной группе больных бассейн передней спинальной артерии был более компенсированным, чем бассейн задних спинальных артерий. Для клинико-функциональной реабилитации пациентов необходимо усиление кровотока после декомпрессирующих мероприятий одновременно в двух бассейнах.

Обсуждение результатов

Грудной и поясничный отделы спинного мозга кровоснабжаются грудными и поясничными ветвями аорты: передними (межреберные и поясничные артерии) и задними (дорсальные спинальные артерии). В крестцовой области дорсальные спинальные артерии отходят от латеральных крестцовых артерий, a. hypogastrica или ее ветвей.

На уровне поясничного утолщения кровоснабжение спинного мозга чаще всего зависит от одной артерии — большой передней корешковой артерии Адамкевича или артерии поясничного утолщения. Этот единственный артериальный ствол кровоснабжает почти всю нижнюю треть спинного мозга (нижнюю половину грудного и весь пояснично-крестцовый отдел). Но есть еще одна артерия, которая примерно у 15–17 % людей также непосредственно кровоснабжает конус, эпиконус и корешки спинного мозга. Она называется дополнительной артерией Депрож–Готтерона и входит в спинной мозг с V поясничным или I крестцовым корешком. Принято считать, что она обладает большой компенсирующей способностью в отношении кровообращения поясничного утолщения.

Кроме того, передняя спинальная артерия на уровне верхней части терминального конуса (S3-или S4-сегмент спинного мозга) отдает две мощных поперечных ветви. Они имеют форму петли, своей выпуклостью, направленной книзу. Обе эти петли огибают вентролатеральную часть конуса. Достигнув линии вхождения задних корешков, они начинают подниматься вертикально вверх. На высоте эпиконуса (L4–S1-сегментов спинного мозга) они присоединяются к задним спинальным артериям, образуют со бой каудальный участок задних спинальных артерий. На выпуклой части петли в нее вливаются тонкие нижние крестцовые корешковые артерии, отходящие от крестцовых артерий и обеспечивающие кровоток в этой области при нарушении кровотока по артерии поясничного утолщения.

Передняя спинальная артерия на уровне поясничного утолщения кровоснабжает передние три четверти поперечника спинного мозга. Задние канатики и вершины задних рогов обеспечиваются кровью из задних спинальных артерий. Следует заметить, что артерия Адамкевича в поясничном отделе снабжает кровью одновременно и полно обе свои ветви (переднюю и заднюю) только в 55 % случаях. В остальных случаях в передние и задние отделы одного спинального сегмента кровь поступает из разных ближайших приводов (дорсальный отдел получает кровь из корешковой артерии другой стороны или из артерии какого-то смежного сегмента, передний отдел из крупной передней ветви артерии Адамкевича). Кроме того, задние спинальные артерии, по сравнению с передней, имеют меньший диаметр. Между ними существует много поперечных анастомозов. В области поясничного утолщения они представлены не в виде непрерывных отдельных сосудов, а в виде анастомозирующих цепей мелких артерий, в которых кровь может циркулировать в противоположных направлениях. Таким образом, анализируя вышеизложенное, можно сделать вывод, что область поясничного утолщения обильно васкуляризирована, в большей степени плотность артерий выше на задней поверхности. Сосудистая система поясничного утолщения имеет достаточно предпосылок для компенсации нарушений кровоснабжения в этом регионе. Однако гемодинамические исследования в эксперименте, на модели выборочной ишемии спинного мозга (зажим сегментарных артерий), показали, что выраженное сокращение кровотока в поясничном отделе спинного мозга приводит к более быстрой потере транскраниально вызванных потенциалов, характеризующих двигательную функцию, чем сокращение кровотока грудного отдела спинного мозга, т. е. поясничный отдел более уязвим при воздействии циркуляторной ишемии, чем другие области спинного мозга.

В системе кровообращения спинного мозга существуют различные пути коллатерального кровотока (данные ангиографии): экстравертебральный(передняя, задняя или сочетанная система коллатералей); перимедуллярная сосудистая сеть (передняя и задние спинальные артерии и их циркумферентные ветви; интрамедуллярные анастомозы). Но возможности этих путей либо значительно ограничены (перимедуллярная система), либо функционально несостоятельны (интрамедуллярные анастомозы).

В результате травмы позвоночника и спинного мозга, когда повреждаются или сдавливаются передние структуры, в том числе передняя спинальная артерия, происходит нарушение микроциркуляции спинного мозга. Больше всего страдает пограничная зона васкуляризации между бассейном передней и задних спинальных артерий, т. е. зона медиоцентральных отделов задних рогов и колонок Кларка. Отсутствие в этой зоне функционально значимых сосудистых анастомозов приводит к ишемии указанной зоны, что проявляется сопутствующей неврологической симптоматикой, в том числе и спинальной десимпатизацией. Следует заметить, что ишемические расстройства в бассейне задних спинальных артерий чаще развиваются в шейном отделе спинного мозга, реже — в грудном и еще реже — в поясничном.

В интраоперационных исследованиях кровотока спинного мозга у больных с позвоночно-спинно-мозговой травмой, проведенных разными авторами, не уделено должного внимания особенностям динамики и компенсаторным явлениям микроциркуляторного русла в различных сосудистых бассейнах поперечника поясничного утолщения спинного мозга.

В наших исследованиях у большинства обследованных нами больных (90 %) наблюдалась передняя умеренная компрессия спинного мозга и кровоток в бассейне передней спинальной артерии был умеренно снижен (у 7 больных был зарегистрирован нижний легкий парапарез), и после проведенной декомпрессии отмечался значительный прирост кровотока. Это говорит о том, что у больных сохранены компенсаторные возможности сосудистого русла бассейне передней спинальной артерии. Несмотря на то, что преобладала передняя компрессия, кровообращение в бассейне задних спинальных артерий также было недостаточным, поскольку у всех больных была нарушена температурно-болевая чувствительность. Прирост кровотока после декомпрессии наблюдался у 54 % пациентов, и он был ниже, чем в бассейне передней спинальной артерии. Это отчасти может быть обусловлено тем, что измерение в бассейне задней спинальной артерии производилось после вскрытия позвоночного канала посредством заднего доступа и первое измерение происходило после некоторой частично выполненной декомпрессии. Кроме того, у большинства обследованных больных подвергался компрессии передний отдел спинного мозга, вследствие этого в данной области в большей степени была выражена реактивная гиперемия после проведенной декомпрессии.

Однако значительное увеличение кровотока в бассейне передней спинальной артерии после передней задней декомпрессии не всегда сопровождалось аналогичной динамикой в бассейне задних спинальных артерий, а иногда было зарегистрировано снижением кровотока.

При травме позвоночника, особенно в такой уязвимой области, как грудопоясничный отдел, в патологический процесс повреждения спинного мозга вовлекается, по всей видимости, вся система кровоснабжения поперечника спинного мозга. Нет выборочного нарушения кровообращения в бассейне передней или задних спинальных артерий, или (и) это трудно дифференцировать. В нашей группе больных бассейн передней спинальной артерии в большинстве случаев был компенсирован в условиях умеренной передней компрессии.

Выводы

У больных с позвоночно-спинно-мозговой травмой в остром и раннем периодах кровоток в бассейне передней спинальной артерии поперечника поясничного утолщения до декомпрессии коррелировал со степенью двигательных нарушений. Взаимосвязь кровотока в бассейне задних спинальных артерий и состояния температурно-болевой чувствительности выражена в меньшей степени.

В процессе декомпрессии и ревизии травмированного спинного мозга на уровне поясничного утолщения наблюдается неоднозначность изменений кровотока в различных бассейнах. В бассейне передней спинальной артерии в 89 % случаев было зарегистрировано увеличение кровотока на 90 % (р≤0,05), в области кровоснабжения задних спинальных артерий положительная динамика наблюдалась только у 54 % больных (на 42 %, р≤0,05).

Сосудистые бассейны поперечника поясничного утолщения спинного мозга у больных с позвоночно-спинно-мозговой травмой в остром и раннем периодах имеют ограниченные компенсаторные возможности. В данной группе больных бассейн передней спинальной артерии был более компенсированным, чем бассейн задних спинальных артерий. Негативные изменения в сосудистом бассейне задних спинальных артерий не компенсировались резервами сосудистого бассейна передней спинальной артерии. Для клинико-функциональной реабилитации пациентов необходимо усиление кровотока после декомпрессирующих мероприятий одновременно в двух сосудистых бассейнах.