Noninvasive Technique for Evaluation of Cerebral Edema in Patients with Brain Injury

Objective: to monitor the efficiency of intensive therapy for brain injury, which presents a great difficulty due to the fact that available noninvasive monitoring techniques for intracranial processes are unavailable. The present study was undertaken to substantiate the monitoring of cerebral hydration by a noninvasive bioimpedance technique.

Subjects and methods. Twenty-eight patients with isolated brain injury (BI) and edema verified by computed tomography were examined. A control group consisted of 70 persons without signs of mental confusion and BI in the history. The noninvasive bioimpedance technique was used to evaluate the degree of brain tissue hydration. The hydration coefficient was developed in healthy persons, which reflected the degree of interstitial space hydration in the examined patients with BI. In parallel, cerebral hemodynamic parameters were recorded by rheoencephalography. Cerebral oxygen budget was estimated by jugular oximetry. For correction of cerebral edema, all the patients underwent hyper-ventilation in restored systemic blood circulation and provided pulmonary gas exchange. The study was conducted at 2 stages: before and after 30-minute moderate hyperventilation.

Results. According to the effect of hyperventilation, the patients were divided into two groups: 1) 17 patients in whom hyperventilation was attended by the decrease in cerebral liquid volume; 2) 11 patients in whom hyperventilation was accompanied by the accumulation of cerebral interstitial liquid.

Conclusion. A noninvasive brain impedance technique may be used as monitoring to evaluate the efficiency of antiedematous therapy for brain injury.

1. Лихтерман Л. Б. Черепно-мозговая травма. М.: Медицинская газета; 2003.

2. Амчеславский В. Г. Интенсивная терапия вторичных повреждений головного мозга в остром периоде черепно-мозговой травмы (диагностика, мониторинг, лечение): автореф. дис…. д-ра мед.наук. М.; 2002.

3. Скоромец Т. А. Гемодинамические механизмы вторичного повреждения головного мозга в остром периоде тяжёлой и среднетяжёлой черепно-мозговой травмы. Нейрохирургия 2001; 1: 8—22.

4. Hossman K. -A. Pathophysiology of brain edema: recent observations on citotoxic (ishemic) and vazogenic (peritumorous) brain edema. Seara Med.Neirochir. 1980; 9 (15): 141—150.

5. Schwab M., Bauer R., Zviener U. The distribushion of normal brain water content in Wistar rats and its increase due to ischemia. Brain Res. 1997; 749 (1): 82—87.

6. Rosenberg G. A. Ischemic brain edema. Prog. Cardiovasc. Dis. 1999; 42 (3): 209—216.

7. Ошоров А. В., Козлова Е. А., Молдоташова А. К. и др. Дифференцированный подход к применению гипервентиляции в остром периоде тяжёлой черепно-мозговой травмы в зависимости от состояния мозгового кровотока. Вопр. нейрохирургии им. Н. Н. Бурденко 2004; 3: 42—46.

8. Равуссин П., Бракко Д. Патофизиология мозгового кровообращения. Рос. жур. анестезиологии и интенсивной терапии 1999; 1: 13—15.

9. Башкиров М. В., Шахнович А. Р., Лубнин А. Ю. Внутричерепное давление и внутричерепная гипертензия. Рос. жур. анестезиологии и интенсивной терапии 1999; 1: 4—12.

10. Черний В. И., Кардаш А. М., Городник Г. А., Дроботько В. Ф. Диагностика и лечение отёка и набухания головного мозга. Киев: Здоров'я; 1997.

11. Свадовский А. И. Динамика посттравматического отёка и набухания головного мозга: автореф. дис…. канд. мед.наук. М; 1991.

12. Зубков А. Ю., Берснев В. П. Церебральный вазоспазм у больных с черепно-мозговой травмой. В кн.: Актуал. пробл. неврологии и нейрохирургии: Сб. науч. тр., посвящённый 100-летию со дня рождения Никольского В.А. Ростов на Дону; 1999.

13. Сергиенко Т. М., Полищук Н. Е. и др. Динамический контроль выраженности отека и набухания мозга методом раздельной импедансометрии у больных с тяжелой черепно-мозговой травмой. Вопр. нейрохирургии 1990; 5: 10—13.

14. Пронин И. Н., Голашов А. В., Петряйкин А. В., Родионов П. В. Возможности компьютерной и магнитно-резонансной томографии в изучении перитуморального отёка и внутримозговых опухолей супратенториального расположения. Вопр. нейрохирургии им. Н.Н. Бурденко 1996; 1: 10—11.

15. Левченко О. В. Возможности бесконтактной импедансометрии в диагностике и мониторинге отёка головного мозга: автореф. дис…. канд. мед.наук. М.; 2004.

16. Стулин И. Д., Царенко С. В., Левченко О. В. Применение метода бесконтактной импедансометрии для диагностики отёка головного мозга. Журн. неврологии и психиатрии им. С. С. Корсакова 2005; 105: 32—36.