ИНФРАКРАСНАЯ ДИАГНОСТИКА ГИПОКСИЧЕСКОГО ПОВРЕЖДЕНИЯ КОРЫ ГОЛОВНОГО МОЗГА ПЛОДА В РОДАХ

Ураков А.Л.,¹ Уракова Н.А.,²

¹Доктор медицинских наук, профессор, академик РАЕ,   ²профессор РАЕ, кандидат медицинских наук, ассистент, Ижевская государственная медицинская академия

ИНФРАКРАСНАЯ ДИАГНОСТИКА ГИПОКСИЧЕСКОГО ПОВРЕЖДЕНИЯ КОРЫ ГОЛОВНОГО МОЗГА ПЛОДА В РОДАХ

Аннотация

Для диагностики гипоксического повреждения коры головного мозга плода в потужном периоде родов предложено проводить инфракрасную термографию кожи предлежащей части головы в области костей и щелей черепа. Предлагается рассматривать локальную гипотермию над щелями черепа в роли симптома диагностики гипоксии (ишемии) и гипоксического (ишемического) повреждения коры головного мозга  плода.

Ключевые слова: инфракрасная термография, гипоксия плода, температура тела, диагностика.

Urakov A.L.,¹ Urakova N.A.,²

¹Doctor of Medical Sciences, Professor, Academician of  RANS, ²профессор RANS, Candidate of Medical Sciences, assistant, Izhevsk State Medical Academy

INFRARED DIAGNOSTICS OF HYPOXIC DAMAGE OF A BARK OF A BRAIN OF THE FETUS IN CHILDBIRTH

Abstract

For the diagnosis of hypoxic damage of a bark of a brain of the fetus in final  period of labor proposed to hold infrared thermography skin was set before the scalp in the field of bones and seams of the skull. It is proposed to consider the local hypothermia above cracks skull in the role of symptom diagnosis of hypoxia (ischemia) and hypoxic (ischemic) damage of a bark of a brain of the fetus.

Keywords: infrared thermography, fetal hypoxia, body temperature, and diagnostics.

Внутриутробное гипоксическое повреждение коры головного мозга плода до настоящего времени остается практически «невидимым» патологическим фактором, угрожающим здоровью и жизни плода во время беременности и физиологических родов [1,2,4,10]. Поэтому разработка методов визуализации ишемически-гипоксических повреждений коры головного мозга у плода является актуальной задачей [3,6]. При этом применение ультразвуковых, рентгеновских лучей и рентгеноконтрастных средств возможно, но нежелательно из-за их низкой безопасности [7,8,9,14,15,16], а применение инфракрасной спектроскопии и тепловизора безопасно, но разработано не достаточно полно [3,5,6,11,12,13].

В связи с этим целью работы является разработка инфракрасной диагностики гипоксического повреждения коры головного мозга плода в родах.

Инфракрасная термометрия кожи головы плодов проведена в потужном  периоде физиологических родов в 37 – 41 недель беременности у 35 рожениц, поступивших на срочные роды в родильный дом № 6 БУЗ УР «РКДЦ МЗ УР» города Ижевска в 2012 году. При этом в 30 - 32 недели беременности у 20 рожениц плоды демонстрировали высокую устойчивость к внутриутробной гипоксии (значения функциональной пробы Гаускнехт [1,7,8,9] составляли более 30 с), а у 15 рожениц - низкую (значения пробы Гаускнехт были менее 10 с). Кроме этого, у одной роженицы имелось обвитие пуповины вокруг шеи и груди плода. Инфракрасная термометрия осуществлялась с использованием тепловизора марки NEC TH91XX в диапазоне температур +26 - +36°С.

Статистическую обработку результатов проводили методами  вариационной статистики с помощью персонального компьютера  марки LG LW65-P797  с использованием пакета прикладных программ STATISTIKA 6,0.

Результаты и обсуждения.

При разработке способа диагностики гипоксии плода в родах мы исходили из необходимости экспресс-оценки, основанной на регистрируемых цифровых показателях,  которые бы представляли собой документ, готовый к длительному хранению и к многократному воспроизведению на протяжении 18 лет после родов. При этом ожидалось выявление симптомов лучевой диагностики гипоксического повреждения коры головного мозга плода исходя из следующих обстоятельств.

Во-первых, газообмен в теле плода  так же зависим от дыхания беременной женщины и кровоснабжения в ее организме, как и газообмен в любой другой часть ее тела, например,  в руке. В связи с этим при задержке дыхания беременной женщиной в ее организме развивается гипоксия, которая вызывает в теле плода такие же изменения «лучевых» свойств, что и в ней самой [1,7,8,9]. Поскольку в организме женщине  указанные изменения начинаются с кончиков пальцев рук, в организме плода аналогичные изменения следует ожидать также в кончиках пальцев рук.

Во-вторых, в норме акроцианоз в кончиках пальцев рук у беременных женщин появляется не ранее, чем через 12 – 15 с, а у их плодов - не ранее, чем через 30 с после начала  прекращения дыхания беременными женщинами. При этом акроцианоз изменяет  «лучевые» свойства подушечек пальцев рук, поэтому он может быть выявлен посредством их ультразвукового и/или инфракрасного мониторинга. Причем в помещении с температурой воздуха +24 - +26°С подушечки пальцев рук у женщин при задержке ими дыхания охлаждаются (остывают) на несколько градусов [5].

Затем мы представили тело плода в роли кисти руки беременной женщины, а голову плода – в роли дистальной фаланги этой кисти. На этом этапе размышлений оставалось только замерить температуру головы плода при окружении ее воздухом комнатной температуры, чтобы увидеть ее гипотермию при гипоксии. Однако перед началом соответствующих исследований нами была внесена поправка в ход изложенных рассуждений.

Дело в том, что предметом наших исследований является кора головного мозга, а не любые подкожные ткани головы. В связи с этим измерение температуры кожи головы требуется производить не над костями черепа, а над не заросшими родничками и стреловидным швом, поскольку только в этих областях теплоизлучение кожи отражает температуру коры головного мозга с наибольшей точностью. Причем, особую информативность может иметь степень отличия температуры кожи над костями и щелями черепа плода в процессе физиологических родов с предлежащей головой плода.

При этом мы исходили также из того, что в норме  кора головного мозга плода имеет более интенсивный аэробный метаболизм, чем другие ткани, поэтому при достаточном снабжении кислородом и артериальной кровью ткань коры головного мозга вероятнее всего будет теплее соседних тканей. В связи с тем, что кости черепа играют роль своего рода экрана для инфракрасных лучей, идущих от коры головного мозга, теплоизлучение поверхности головы плода в области костей и щелей костного черепа будет различным. Скорее всего, наибольшее теплоизлучение будет  в области щелей черепа. 

При выборе способа оценки «лучевых» свойств поверхности головы плода в период родов предпочтение было отдано тепловизору, поскольку этот прибор позволяет бесконтактно и с высокой точностью осуществлять мониторинг «лучевых» свойств в области промежности роженицы с расстояния в несколько метров от нее, не мешая действиям акушеров, потугам  роженицы и рождению  новорожденного. Кроме этого, тепловизор позволяет получать практически моментально информацию  о температуре всей видимой поверхности головы плода, выходящей из родовых путей наружу.

Результаты, полученные нами в ходе клинических наблюдений,  показали, что проводимая с помощью тепловизора инфракрасная термометрия позволяет определять температуру теменной части головы плода на всем протяжении потужного периода родов и температуру поверхности тела новорожденного после его рождения вплоть до закутывания в пеленку. Выяснено, что температура кожи видимой части головы плода  в потужном периоде родов и температура тела новорожденного имеет существенное диагностическое значение, поскольку отражает состояние здоровья младенца, а также качество акушерского и анестезиолого-реанимационного пособия.

Выяснено, что значения температуры кожи головы плодов в процессе родов и у новорожденных до пережатия у них пуповины могут находиться в диапазоне от +27,5°С  до +36,1°С. При этом у 20 плодов, имевших во время беременности высокую устойчивость к внутриутробной гипоксии,  значения температуры кожи головы в потужном периоде родов находились в диапазоне от +36,1°С до +33,9°С,  а у 15 плодов с низкой устойчивостью к гипоксии – в диапазоне  от +35,1°С до +27,5°С. Причем, самые низкие значения температуры были выявлены у 5 плодов,  перенесших гипоксию в родах и родившихся в мекониальных околоплодных водах.

Показано, что в норме голова живого плода  изображается на экране тепловизора преимущественно в желто-оранжево-красных цветах, а на поверхности теменной части головы плода может выявляться участок с локальной гипертермией. Температура в этом участке может быть на 0,5 - 4°С выше температуры окружающей поверхности головы. Этот участок имеет продолговатую форму и располагается над не заросшим центральным швом черепной коробки, соединяющимся с не заросшими родничками (Фото 1).

Рис. 1. Изображение в инфракрасном диапазоне спектра излучения поверхности головы плода после ее прорезывания у роженицы П. с указанием температуры кожи в области центрального шва и рядом с ним.

Определено, что во время родов  кожа над не заросшим родничком и центральным швом черепа у плодов, не имеющих признаки внутриутробной гипоксии, в среднем на 2,8 ± 0,21°С (Р ≤ 0,05, n = 20) выше температуры кожи над костями черепа. Кроме этого, температура кожи над большим родничком в момент прорезывания голов в группе плодов с высокой устойчивостью к гипоксии  в среднем на 1,5°С выше, чем в группе плодов с низкой устойчивостью к гипоксии (Табл.1).

Таблица 1.

Значения локальной температуры (°С)  кожи  головы в области проекции лобной кости и большого родничка в момент прорезывания головы и через 5 минут после рождения у здоровых новорожденных и при перенесенной гипоксии в родах. Примечание: * - достоверно при Р < 0,05, n = 15 или n = 20   по сравнению с температурой в области проекции лобной кости в норме.

В момент прорезывания головки		До отрезания пуповины		Через 5 минут после рождения
В области лобной кости	В области родничка	В области лобной кости	В области родничка	В области лобной кости	В области родничка
В группе из 20 здоровых новорожденных
34,4±0,07	34,7±0,08*	33,9±0,07*	34,0±0,08*	34,2±0,09*	34,2±0,08*
В группе из 15 новорожденных с перенесенной гипоксией в родах
34,4±0,08	32,9±0,10*	33,8±0,09*	34,0±0,07*	34,3±0,09	34,3±0,09

Затем группа, составленная из 15 плодов с низкой устойчивостью к гипоксии, была разделена нами на 2 подгруппы. Первую подгруппу составили  10 плодов, которые перенесли слабую степень гипоксии в родах и родились без мекониальных околоплодных вод. Вторую группу составили 5 плодов, которые перенесли тяжелую степень гипоксического повреждения и родились в мекониальных околоплодных водах.

Выяснено, что динамика температуры видимой части кожи головы у 10 плодов первой подгруппы на протяжении потужного периода родов не имела принципиальных отличий от динамики температуры кожи головы у плодов из группы с высокой устойчивостью к гипоксии.  Но у 5 плодов второй подгруппы во время потужного периода родов выявлялись кратковременные периоды с извращенной динамикой температуры кожи головы. Продолжительность этих периодов составляла от 30 до 120 с. При этом температура кожи над центральным швом черепа у них снижалась, формируя  область локальной гипотермии (Фото. 2 и Фото. 3).

Рис. 2. Инфракрасное изображение поверхности головы плода при выходе ее из родовых путей через 30 с после завершения очередной потуги и остановки плода в родовых путях с указанием температуры кожи над центральным швом (1) и костями черепа (2). (Роженица Б.).

а                                                                 б

Рис. 3. Изображение поверхности головы плода при выходе ее из родовых путей у роженицы С. через 30 с после завершения потуги и остановки плода в родовых путях в инфракрасном (а) и в видимом (б) диапазонах спектра излучения с указанием значений локальной температуры кожи над центральным швом (1) и над костями черепа (2).

Нами был проведен анализ обстоятельств, сопутствующих появлению локальной гипотермии. Результаты показали, что неподвижное нахождение плодов в родовых путях в периодах между потугами способствует сохранению и углублению локальной гипотермии над не заросшей костной щелью, а  существенное смещение (перемещение) плодов в родовых путях, достигаемое путем инициирования внеочередных потуг, приводило через 2 – 3 с к повышению температуры в области локальной гипотермии в головах плодов у всех 5 рожениц вплоть до нормо- и гипертермии.

Помимо этого нами была измерена температура тела у новорожденных. Показано, что через 5 минут после родов температура различных участков тела у новорожденных обеих групп выравнивалась и поэтому не имела достоверных отличий. В частности,  у новорожденных, перенесших очень глубокую гипоксию в родах, температура поверхности тела сразу после рождения  составляла в среднем +32,2 ± 0,08°С (Р ≤ 0,05, n = 5), а через 5 минут в результате реанимационных мероприятий, включающих искусственное вентилирование легких дыхательным газом,  температура их тел повысилась в среднем до +34,15 ± 0,09°С (Р ≤ 0,05, n = 5). Однако температура поверхности кончика носа у них составляла в среднем  +30,85 ± 0,15°С (Р ≤ 0,05, n = 5). Помимо этого обнаружено, что у новорожденных с гипоксией в родах более «холодными» являются также кончики пальцев рук. Локальная гипотермия пальцев рук сочетается у них с синюшностью кожи и представляет собой признак акроцианоза.

Установлено, что нос новорожденных имеет более низкую температуру, чем все остальные участки лица и всей поверхности тела у всех без исключения новорожденных независимо от их устойчивости к гипоксии и перенесенной ими внутриутробной гипоксии. Локальная гипотермия носа обусловлена, на наш взгляд, вентиляцией воздуха через носовые отверстия. Дело в том, что вентилирование способствует испарению воды из слизи, покрывающей нос изнутри, которое понижает температуру. Кроме этого, воздух в родильном блоке имеет температуру около +24 - +26°С, поэтому он сам представляет собой охлаждающий агент.

В процессе тепловизорного исследования особенностей теплоизлучения поверхности тел новорожденных с перенесенной внутриутробной гипоксией у одного из новорожденных нами был выявлен еще один условно «холодный» участок, расположенный в области носогубного треугольника. Нами были проведены исследования диапазона значений локальной температуры в области «синего» носогубного треугольника у этого младенца. Показано, что температура носогубного треугольника  имела минимальные значения в пределах +28,3 ± 0,8°С (Р ≤ 0,05, n = 5), максимальные значения – в пределах +35,5 ± 0,4°С (Р ≤ 0,05, n = 5), средние значения – в пределах  +32,7 ± 0,3°С (Р ≤ 0,05, n = 5) и сохранялась без изменений через 30 минут после рождения. На экране тепловизора  носогубный треугольник у этого новорожденного был изображен в синем цвете (Фото. 4).

Рис. 4. Изображение в ИК-диапазоне спектра излучения лица новорожденного с перенесенной гипоксией через 30 минут после родов.

Следовательно, термометрия поверхности головы плода, проводимая с помощью тепловизора в потужном периоде родов, позволяет выявлять появление, наличие и устранение периодов относительной локальной гипо- и гипертермии над не заросшим родничком и центральным швом черепа. На наш взгляд температура оголенной и влажной поверхности головы плода во время прорезывания в окружении сухого воздуха комнатной температуры позволяет судить об интенсивности окислительного метаболизма в коре головного мозга, сопровождаемого выделением тепла. В свою очередь, интенсивность аэробного метаболизма и теплоизлучения тканей позволяет судить о достаточности в коре головного мозга оксигенированной артериальной крови. Поэтому выявление нормо- и гипертермии на всей поверхности головы плода позволяет судить об отсутствии угрожающей гипоксии и ишемии коры головного мозга, является показателем хорошего состояния здоровья плода.

Появление периода локальной гипотермии над не заросшим стреловидным швом черепной коробки плода предлагается в роли симптома диагностики гипоксического повреждения коры его головного мозга. Индуцированная в этот период преждевременная потуга и значительное смещение плода в родовых путях предлагаются для укорочения периода гипоксии, уменьшения гипоксического повреждения клеток коры головного мозга и спасения жизни плода,  а  нормализация температуры  кожи над костной щелью при этом предлагается в роли критерия адекватности акушерского и анестезиолого-реанимационного пособия. 

Выводы.

1. Разработан способ инфракрасной диагностики гипоксии коры головного мозга плода в потужном периоде родов, основанный на непрерывном мониторинге температуры кожи головы плода над костями и щелями черепа.
2. На заключительном этапе физиологических родов появление локальной гипотермии в области стреловидного шва черепа плода является диагностическим симптомом гипоксического (ишемического) повреждения коры головного мозга плода.