Autor

Harold L. Rekate, MD

Divizia de Chirurgie Neurologică, Institutul Neurologic Barrow, Spitalul și Centrul Medical Sf. Iosif, Phoenix, Arizona

Rezumat

Descris inițial la mijlocul anilor 1960, hidrocefalia cu presiune normală (NPH) este o afecțiune întâlnită în principal la pacienții vârstnici. Mărirea ventriculilor cerebrali are ca rezultat deteriorarea insidioasă a mersului, controlul vezicii urinare și funcția cognitivă fără semne evidente ale presiunii intracraniene crescute. Cauza afecțiunii a făcut obiectul unor speculații considerabile și un consens rămâne evaziv. Acest articol evaluează informațiile clinice relevante și știința de bază pentru a dezvolta o teorie unificatoare a cauzei NPH. Constatările sugerează că o creștere de lungă durată și o compensare prelungită concomitentă pentru rezistența la fluxul de lichid cefalorahidian de la punctul său de producție la punctele sale de absorbție poate fi mecanismul care stă la baza NPH. Procesul normal de îmbătrânire poate duce la înmuierea creierului sau la o scădere a turgorului cerebral, iar această afecțiune compensată cronică duce probabil la decompensare și deteriorare simptomatică.

Cuvinte cheie: lichid cefalorahidian, demență, presiune intracraniană , modelare matematică, hidrocefalie cu presiune normală, fiziopatologie, pseudotumor cerebral

În 1965, Hakim și Adams au descris inițial hidrocefalia cu presiune normală (NPH) ca fiind o cauză de demență tratabilă chirurgical. Pacienții vârstnici cu demență și ventricule mărite pe pneumoencefalograme au fost supuși plasării șunturilor ventriculoatriale. Performanța cognitivă a unora dintre acești pacienți s-a îmbunătățit dramatic, dar dimensiunea ventriculilor cerebrali s-a schimbat în doar câțiva. În aceste studii timpurii, niciunul dintre pacienți nu a prezentat semne de creștere a presiunii intracraniene (ICP), iar numele NPH a fost inventat pentru a descrie această afecțiune. De atunci, un volum mare de literatură a încercat să explice această afecțiune enigmatică și să îmbunătățească capacitatea de a selecta pacienții pentru tratament. Aplicând informații relevante obținute din modelarea matematică, cercetarea științelor de bază și neurofiziologia, neuropatologia și neuroradiologia, această revizuire propune o teorie unificatoare despre cauza sau cauzele de bază ale NPH.

Modelare matematică

În colaborare cu facultatea de inginerie de la Case Western Reserve University, Cleveland, Ohio, am dezvoltat un model matematic al dinamicii lichidului cefalorahidian (LCR) pentru a explica o varietate de condiții enigmatice legate de volumul ventriculilor cerebrali în funcție de rezistență. la ieșirea CSF. Acest model a folosit ecuații matematice derivate din principiile ingineriei hidraulice și a încorporat metodologii din ingineria sistemelor și proiectării. Din aceste ecuații a fost dezvoltată o simulare pe computer pentru a descrie modificările volumelor ventriculilor cerebrali în funcție de presiunea și debitul LCR. Această lucrare a fost susținută de un grant acordat de Institutul Național de Boli Neurologice și Accident vascular cerebral (R01-NS22901). de NPH și pentru a explica lipsa unei creșteri a dimensiunii ventriculare cu creșteri ale rezistenței la ieșire și creșterea ICP în pseudotumor cerebral, a fost necesar să se includă un modificator denumit „turgor cerebral” sau Kb. Inițial, acest termen a fost conceput ca un constant pentru creierul fiecărei persoane, iar termenul Kb a fost folosit pentru „creier constantă”. Cu toate acestea, studiile asupra pseudotumorului cerebral au indicat că turgul cerebral nu este întotdeauna o constantă. Mai degrabă, poate fi o variabilă care se schimbă rapid, care depinde de volumul venos cerebral.

În cazul cerebri pseudotumorale, predicțiile modelului au fost validate prin măsurarea presiunii în sinusurile venoase și cauza pseudotumorului. cerebri a fost identificat ca o creștere a presiunii sinusului sagital. De fapt, au fost identificate două forme diferite ale acestei afecțiuni. În cazul mai frecvent al pseudotumorului cerebral asociat cu obezitatea la femeile tinere, presiunea crescută în sinusul sagital reflectă presiunea atrială dreaptă crescută, care a răspuns la scăderea în greutate. La pacienții non-obezi cu pseudotumor cerebral, gradienții au fost identificați pe sinusurile venoase parțial ocluse, chiar și la pacienții cu studii venografice cu rezonanță magnetică normală (MR). În consecință, în aceste cazuri, pseudotumorul cerebral a rezultat dintr-o creștere a K și o scădere a absorbției LCR datorită presiunii ridicate a sinusului sagital care este transmisă în parenchimul creierului.

NPH a fost modelat făcând două presupuneri. În primul rând, turgorul creierului se diminuează ca urmare a procesului normal de În al doilea rând, așa cum au sugerat Di Rocco și colegii săi într-un studiu discutat în secțiunea privind patologia NPH, rezistența la fluxul de LCR între subarahnoidianul spinal și subarahnoidianul cortical spațiile trebuie mărite. Simulările computerizate ale efectului asupra volumelor ventriculare (Fig. 1) și a presiunii (Fig. 2) arată o creștere a volumelor ventriculilor cerebrali, în special a ventriculilor laterali și o creștere foarte ușoară a ICP care se stabilizează rapid în timp. Modelul prezice cu succes comportamentul creierului în cazul NPH. Îmbătrânirea nu este singura afecțiune care duce la scăderea turgirii cerebrale. Turgul cerebral scade, de asemenea, după ce creierul este rănit de accident vascular cerebral, traume (Fig. 3) și radioterapie. NPH în astfel de cazuri are o cauză distinctă și este distinctă de NPH idiopatic în care cauza nu este cunoscută.

În scopul ilustrării și studiului, blocarea dintre spațiile subarahnoidiene spinale și corticale a fost aleasă pentru simularea computerizată. Un rezultat similar este prezis dacă punctul de obstrucție este situat la foramina de ieșire a celui de-al patrulea ventricul sau la apeductul Sylvius. La modelele animale și la subiecții umani, este ușor să crești turgul creierului și astfel să creezi pseudotumor cerebri prin împiedicarea revenirii venoase a venelor jugulare. Simularea NPH este totuși mai dificilă și durează mult mai mult. Studiul NPH necesită, prin urmare, analiza exemplelor naturale ale afecțiunii. Restul acestei analize analizează informațiile clinice și științifice de bază disponibile, deoarece afectează modelul descris aici.

Modele de animale

De la lucrările timpurii ale lui Dandy, hidrocefalia cronică a fost produsă în o varietate de modele animale. Există, de asemenea, o serie de exemple naturale de hidrocefalie congenitală la speciile consangvinizate de șobolani și șoareci. Când ICP este măsurat la aceste animale în timpul fazei cronice a hidrocefaliei, acesta este de obicei într-un interval normal. Într-un model canin, hidrocefalia este produsă prin injecția intracisternală a unei nămoluri de argilă numită caolin. În primele câteva zile după injectarea caolinului, ICP crește foarte mult. Cu toate acestea, ICP revine rapid la normal odată cu expansiunea marcată a ventriculilor. Ventriculele șobolanului H-Tx care apar în mod natural se extind. Acești șobolani nu reușesc testarea labirintului fără semne evidente ale ICP crescut, simulând astfel NPH. Dintre șobolanii ale căror ventriculi mențin capacitatea de scădere, funcția lor la testarea motorie se îmbunătățește până când performanța lor nu se distinge de cea a colegilor lor de litiere nonhidrocefalice.

Studii patologice

Aspectul histologic al biopsiilor din pacienții cu NPH nu prezintă diferențe semnificative în comparație cu eșantioanele post-mortem de la controalele adaptate la vârstă. La imagistica RM și examenul patologic, vacuolizarea periventriculară pare a fi o constatare incidentală care crește în severitate și întindere odată cu îmbătrânirea. Aceste descoperiri reflectă calitatea creierului în formă de burete în ultimele decenii de viață. Această calitate asemănătoare unui burete duce la o scădere a turgorului creierului odată cu vârsta.

Un număr de articole s-au concentrat asupra modificărilor parenchimatoase din creierul pacienților diagnosticați cu NPH.Cu toate acestea, am găsit un singur articol în care s-a studiat materialul postmortem în încercarea de a determina punctul de obstrucție a fluxului de LCR. Di Rocco și colegii săi au studiat creierul a trei pacienți care au prezentat NPH. Aceste specimene au dezvăluit fibroză leptomeningiană semnificativă, sugerând că punctul de obstrucție ar putea fi cisternele bazale dintre spațiul subaracnoidian spinal și cortical. Aceste constatări sunt în concordanță cu asocierea NPH cu leziuni ale capului sau hemoragii subarahnoidiene anevrismale.

În rezumat, constatările din studiile patologice disponibile cu privire la parenchimul creierului în sine sugerează doar prezența semnelor distinctive ale senescenței. Nu există rezultate specifice pentru NPH. Există o bază patologică pentru gândul că pe măsură ce îmbătrânim creierul nostru devine mai moale. În cele din urmă, sensibilitatea la șunt pare să fie asociată cu fibroza și, prin urmare, o rezistență crescută la fluxul de LCR în cisternele bazale.

Evaluare clinică

O perspectivă asupra originii NPH poate fi adesea obținută din istorie și fizică. examinarea pacienților afectați. Un număr semnificativ, dar necunoscut, de pacienți care dezvoltă descoperirile clasice ale NPH târziu în viață au o istorie de a fi fost conștienți întotdeauna că capul lor era mai mare decât în mod normal (Fig. 4). Vanneste și Hyman au arătat că o proporție semnificativă de pacienți cu NPH are o obstrucție la nivelul apeductului (hidrocefalie necomunicantă). Această constatare întărește argumentul conform căruia pacienții cu NPH au hidrocefalie cronică compensată de lungă durată, din care apoi se descompensează pe măsură ce îmbătrânesc.

Studii clinice de fiziologie

Monitorizarea cronică a ICP arată că de fapt un nume greșit. În timpul monitorizării ICP, pacienții care în cele din urmă răspund la manevră prezintă creșteri intermitente ale ICP. Înregistrările lor ICP de bază sunt normale până la valori normale. Acești pacienți au, de asemenea, unde de platou cu o frecvență și o durată mai mari decât persoanele normale sau decât pacienții care au atrofie cerebrală. Aceste studii susțin afirmația că acești pacienți au ICP mai mare decât ar fi normal pentru pacienții de aceeași vârstă cu aceleași proprietăți viscoelastice ale creierului.

Sunt presupuse studii de perfuzie care măsoară rezistența la ieșirea de CSF (Rout). pentru a îmbunătăți precizia diagnosticului examenelor clinice și radiologice ale acestor pacienți. Aceste studii implică perfuzia de LCR artificial în timpul înregistrării ICP. Acest test poate fi efectuat într-o varietate de moduri, dar 18 ml / mm Hg / min pare a fi un prag stabilit pentru tratament. Pacienții al căror Rout este mai mic decât nivelul respectiv sunt mai puțin susceptibili de a răspunde la tratament decât pacienții cu un Rout mai mare decât acel nivel. Acest test confirmă natura obstructivă a NPH și că punctul de obstrucție este distal de spațiul subarahnoidian spinal. Prin urmare, punctul de obstrucție trebuie să se afle între spațiile subarahnoidiene spinale și corticale sau la nivelul vilozităților arahnoide. De asemenea, acest test a fost susținut pentru a face distincția între hidrocefalia „comunicantă” și „necomunicantă”. Pacienții cu aceasta din urmă sunt potențiali candidați pentru a treia ventriculostomie endoscopică.

Studii radiografice

Un număr mare de studii radiografice au fost pretinse pentru a ajuta la selectarea pacienților pentru manevrare în contextul NPH. Există un acord general că nici unul dintre aceste studii nu este singur sau suficient de specific pentru a permite prezicerea rezultatului manevrării cu un nivel acceptabil de încredere. Cu toate acestea, două studii au arătat o lumină semnificativă asupra mecanismelor fiziopatologice implicate în NPH. Primul reflectă faptul că gradul de distenție ventriculară ar trebui să fie semnificativ mai mare decât cantitatea de LCR din spațiile subarahnoidiene corticale. Această relație sugerează că creierul a fost împins spre exterior pentru a umple volumul spațiului subarahnoidian. Aceasta implică faptul că există o obstrucție a fluxului LCR între sistemul ventricular și spațiul subarahnoidian cortical.

În al doilea rând, pentru mulți ani, cisternografia cu radionuclizi a fost recomandată pentru diagnosticarea NPH. Au fost folosiți diferiți trasori legați de proteine, inclusiv RI131SA și indiu-111.Tehnica este aceeași pentru ambele trasoare. Se efectuează o puncție lombară, iar trasorul este injectat în spațiul subarahnoidian spinal. Scanările scintigrafice se obțin la intervale de la 3 ore la 72 de ore după injectarea trasorului. Într-un studiu pozitiv (Fig. 5), colorantul se deplasează rapid în sistemul ventricular, rămâne acolo pentru perioade prelungite și se curăță încet. Un studiu negativ sugerează că este puțin probabil ca pacientul să răspundă la manevră. În acest caz, vopseaua pătrunde în ventricul destul de repede și curge rapid în spațiul subarahnoidian cortical peste convexitatea creierului, dar se curăță în 48 până la 72 de ore. Un test pozitiv implică faptul că un bloc parțial al fluxului LCR este prezent între spațiile subarahnoidiene spinale și corticale. Acest studiu este în concordanță cu constatările patologice ale studiului Di Rocco descrise anterior. Acest test ajută la iluminarea stării ca o formă de obstrucție a fluxului de LCR. Cu toate acestea, utilizarea sa a fost aproape abandonată, deoarece nu pare să îmbunătățească selecția pacienților pentru tratament dincolo de cea oferită de combinația dintre tabloul clinic al pacientului și studiile imagistice.

Concluzie

Pe baza studiilor discutate mai sus, NPH poate fi înțeleasă ca o problemă care apare în două faze. În prima fază se dezvoltă o afecțiune patologică care afectează absorbția LCR la un moment dat între punctul său de origine din sistemul ventricular și punctul său de absorbție la nivelul vilozităților arahnoide. În timpul acestei faze, ventriculii se pot mări sau nu. Dacă patologia se dezvoltă înainte de fuziunea suturilor craniene, poate rezulta o macrocefalie semnificativă. Pacientul compensează pe deplin această problemă de absorbție a LCR și rămâne fără simptome evidente pentru o perioadă lungă, posibil multe decenii. Punctul de obstrucție poate fi la nivelul apeductului Sylvius, foramen de evacuare al ventriculului al patrulea sau cisterne bazale.

La un moment dat, pacienții încep să se deterioreze. La adulții tineri sau de vârstă mijlocie, deteriorarea urmează adesea unei leziuni minore la cap. Astfel de pacienți devin de obicei simptomatici cu o imagine mixtă a ICP ridicat și a constatărilor caracteristice ale NPH. În adrese la convențiile Asociației Hydrocephalus, Williams a denumit această afecțiune SHYMA (hidrocefalie simptomatică a adulților tineri și de vârstă mijlocie; Williams MA, comunicare personală, 1999, 2001). Dacă nu se produce deteriorare în acest stadiu, pacienții vor începe să prezinte semne subtile de deteriorare pe măsură ce ajung la senescență. Această fază poate începe încă de la vârsta de 60 de ani. Această fază rezultă din noua expansiune a ventriculilor pe măsură ce creierul se înmoaie, o parte inevitabilă a procesului normal de îmbătrânire.

1. Adams RD, Fisher CM , Hakim S, și colab.: Hidrocefalie ocultă simptomatică cu presiune a lichidului cefalorahidian „normal”. Un sindrom tratabil. N Eng J Med 273: 117-126, 1965
2. Awad IA, Spetzler RF, Hodak JA, et. al: Leziuni accidentale observate la imagistica prin rezonanță magnetică a creierului: Prevalență și semnificație clinică în diferite grupe de vârstă. Neurochirurgie 20: 222-227, 1987
3. Bech RA, Juhler M, Waldemar G și colab.: Frontal specimene de biopsie cerebrală și leptomeningeană corelate cu rezistența la curgerea lichidului cefalorahidian și activitatea undei B la pacienții suspectați de hidrocefalie cu presiune normală. Neurochirurgie 40: 497-502, 1997 al: Rezistența la scurgerea CSF prezice răspunsul la manevră la pacienții cu hidrocefalie cu presiune normală? Acta Neurochir Suppl (Wien) 71: 331-333, 1998
4. Borgesen SE: Conductanță la ieșirea LCR în hidrocefalie cu presiune normală. Acta Neurochir (Wien) 71: 1-45, 1984
5. Borgesen SE, Gjerris F: Valoarea predictivă a conductanței la ieșirea LCR în hidrocefalia cu presiune normală. Brain 105: 65-86, 1982
6. Borgesen SE, Gjerris F: Relații între presiunea intracraniană, dimensiunea ventriculară și rezistența la ieșirea LCR. J Neurosurg 67: 535-539, 1987
7. Borgesen SE, Westergard L, Gjerris F: Cisternografia izotopică și conductanța la ieșirea LCR în hidrocefalia cu presiune normală. Acta Neurochir (Wien) 57: 67-73, 1981
8. Casmiro M, Cacciatore FM, D’Alessandro R: Patogeneza hidrocefaliei de presiune normală idiopatică: O problemă deschisă. Funct Neurol 4: 403-410, 1989
9. Dandy WE, Blackfan KD: Un studiu experimental și clinic al hidrocefaliei interne. JAMA 61: 2216-2217, 1913
10. Dandy WE, Blackfan KD: Hidrocefalie internă. Un studiu experimental, clinic și patologic. Am J Dis Child 8: 406-482, 1914
11. Del Bigio MR, Cardoso ER, Halliday WC: Modificări neuropatologice în hidrocefalia cronică a adulților: biopsii corticale și descoperiri ale autopsiei. Can J Neurol Sci 24: 121-126, 1997
12. Di Rocco C, Di Trapani G, Maira G și colab.: Corelații anatomo-clinice în hidrocefalia normotensivă. Rapoarte privind trei cazuri.J Neurol Sci 33: 437-452, 1977
13. Gjerris F, Borgesen SE, Sorensen PS și colab.: Rezistența la scurgerea lichidului cefalorahidian și presiunea intracraniană la pacienții cu hidrocefalie după hemoragia subarahnoidă. Acta Neurochir (Wien) 88: 79-86, 1987
14. Gucer G, Viernstein L, Walker AE: înregistrare continuă a presiunii intracraniene în hidrocefalia adultului. Surg Neurol 13: 323-328, 1980
15. Hakim S, Adams RD: Problema clinică specială a hidrocefaliei simptomatice cu presiune normală a lichidului cefalorahidian. Observații asupra hidrodinamicii lichidului cefalorahidian. J Neurol Sci 2: 307-327, 1965
16. Harbert JC, McCullough DC, Schellinger D: Tomografie craniană computerizată și cisternografie cu radionuclizi în hidrocefalie. Semin Nucl Med 7: 197-200, 1977
17. Harris NG, McAllister JP 2nd, Conaughty JM, și colab.: Efectul hidrocefaliei moștenite și a tratamentului de șunt asupra dendritelor celulare piramidale corticale la șobolanul H-Tx sugar . Exp Neurol 141: 269-279, 1996
18. Karahalios DG, Rekate HL, Khayata MH și colab.: Presiune venoasă intracraniană ridicată ca mecanism universal în cerebri pseudotumorali de etiologii variabile. Neurologie 46: 198-202, 1996
19. Kosteljanetz M, Nehen AM, Kaalund J: Măsurători ale rezistenței la curgerea lichidului cefalorahidian în selecția pacienților pentru operații de șunt în sindromul hidrocefalic de presiune normală. Un proces controlat. Acta Neurochir (Wien) 104: 48-53, 1990
20. Krauss JK, Regel JP, Vach W, și colab.: Leziuni de substanță albă la pacienții cu hidrocefalie idiopatică cu presiune normală și într-un grup de control egal cu vârsta: Un studiu comparativ. Neurochirurgie 40: 491-496, 1997
21. Kristensen B, Malm J, Fagerland M și colab.: Fluxul de sânge cerebral regional, anomalii ale substanței albe și hidrodinamica lichidului cefalorahidian la pacienții cu sindrom de hidrocefalie idiopatică pentru adulți. J Neurol Neurosurg Psychiatry 60: 282-288, 1996
22. DM lungă: îmbătrânirea în sistemul nervos. Neurochirurgie 17: 348-354, 1985
23. TJ minunat, McAllister JP 2nd, Miller DW, și colab. Neurochirurgie 24: 43-52, 1989
24. Matsumae M, Kikinis R, Morocz I și colab.: Volumele compartimentului intracranian la pacienții cu ventriculii măriți evaluați prin procesarea imaginii bazată pe rezonanță magnetică. J Neurosurg 84: 972-981, 1996
25. McCormick JM, Yamada K, Rekate HL și colab.: Timpul modificării presiunii intraventriculare într-un model canin de hidrocefalie: relația sa cu elastanța sinusului sagital. Pediatr Neurosurg 18: 127-133, 1992
26. Meier U, Zeilinger FS, Schonherr B: Ventriculostomie endoscopică versus operație de șunt în hidrocefalie cu presiune normală: Diagnostic și indicație. Minim Invasive Neurosurg 43: 87-90, 2000
27. Miyajima M, Sato K, Arai H: Acetiltransferaza colinei, factorul de creștere a nervilor și nivelurile de citokine sunt modificate la șobolanii HTX congenital hidrocefali. Pediatr Neurosurg 24: 1-4, 1996
28. Miyazawa T, Sato K: Dizabilitate de învățare și afectarea sinaptogenezei la șobolani HTX cu hidrocefalie arestată dependentă de șunt. Childs Nerv Syst 7: 121-128, 1991
29. Miyazawa T, Sato K, Ikeda Y și colab: un model de șobolan de hidrocefalie arestată spontan. Un studiu comportamental. Childs Nerv Syst 13: 189-193, 1997
30. Oi S, Shimoda M, Shibata M și colab.: Fiziopatologia ventriculomegaliei de lungă durată la adulți. J Neurosurg 92: 933-940, 2000
31. Poca MA, Sahuquillo J, Busto M și colab.: Acord între dinamica fluxului CSF în RMN și monitorizarea ICP în diagnosticul hidrocefaliei cu presiune normală. Sensibilitatea și specificitatea dinamicii LCR pentru a prezice rezultatul. Acta Neurochir Suppl 81: 7-10, 2002
32. Raftopoulos C, Chaskis C, Delecluse F și colab.: Analiza morfologică cantitativă a undelor de presiune intracraniană în hidrocefalia cu presiune normală. Neurol Res 14: 389-396, 1992
33. Raftopoulos C, Deleval J, Chaskis C și colab.: Recuperarea cognitivă în hidrocefalia idiopatică cu presiune normală: un studiu prospectiv. Neurochirurgie 35: 397-405, 1994
34. Rekate HL, Brodkey JA, Chizeck HJ și colab.: Reglarea volumului ventricular: un model matematic și o simulare pe computer. Pediatr Neurosci 14: 77-84, 1988
35. Sahuquillo J, Rubio E, Codina A și colab.: Reevaluarea presiunii intracraniene și a dinamicii lichidului cefalorahidian la pacienții cu așa-numitul sindrom „hidrocefalie cu presiune normală” . Acta Neurochir (Wien) 112: 50-61, 1991
36. Suda K, Sato K, Takeda N și colab.: Șunt ventriculoperitoneal precoce – efecte asupra capacității de învățare și sinaptogeneza creierului la șobolani HTX congenital hidrocefali. Childs Nerv Syst 10: 19-23, 1994
37. Vanneste J, Augustijn P, Davies GA și colab.: Hidrocefalie cu presiune normală. Cisternografia este încă utilă în selectarea pacienților pentru un șunt? Arch Neurol 49: 366 -370, 1992
38. Vanneste J, Hyman R: Stenoza apeductului netumoral și hidrocefalia cu presiune normală la vârstnici.J Neurol Neurosurg Psychiatry 49: 529-535, 1986
39. Williams MA, Razumovsky AY, Hanley DF: Comparația monitorizării Pcsf și a drenajului controlat al LCR diagnostică hidrocefalia cu presiune normală. Acta Neurochir Suppl (Wien) 71: 328-330, 1998