Функциональное состояние соматосенсорного анализатора у больных ахондроплазией после удлинения верхних и нижних конечностей

Удлинение конечностей методом дистракционного остеосинтеза у больных ахондроплазией приводит к изменению их анатомических пропорций, что в сочетании с функциональной недостаточностью мышц удлинённого и дистального сегментов, сохраняющейся в течение полутора-двух лет после снятия аппарата Илизарова [1-3], создаёт опасность развития осложнений в виде дополнительной ортопедической патологии [4], в том числе контрактур крупных суставов. Всё это делает актуальным поиск способов целенаправленной коррекции процессов формирования новых двигательных навыков, обеспечивающих эффективное использование пациентом удлинённых конечностей. В связи с этим интересные результаты были получены при использовании электростимуляции мышц удлиняемых конечностей у больных ахондроплазией [5]. Однако данный метод реабилитации направлен преимущественно на коррекцию функционального состояния (ФС) эфферентного звена системы построения и регуляции движений, и в меньшей степени (лишь косвенно) влияет на афферентные структуры [6, 7], в то время как последние подвержены значительным постдистракционным изменениям. О чём свидетельст- вует уменьшение, вплоть до полного угнетения Н-ответов трёхглавой мышцы голени [8] и изменений параметров усреднённой вызванной биоэлектрической активности [ВБА] первичной соматосенсорной коры головного мозга [9].

В настоящее время сенсорное обеспечение моторной активности у больных ахондроплазией в условиях дистракционного остеосинтеза и после его завершения остается за рамками диагностики и терапевтического воздействия, в то время как сведения о функциональном состоянии двигательного анализатора имеют особо важное значение при применении таких методов реабилитации, как функциональное биоуправление (ФБУ), основанное на принципе биологической обратной связи (БОС). В ряде работ [10-19] была показана перспективность использования ФБУ с электромиографической обратной связью (ЭМГ-БОС) как инструмента целенаправленной коррекции двигательных навыков в условиях дистракционного остеосинтеза. Поэтому получение информации о состоянии соматосенсорной системы у больных ахондроплазией в условиях дистракционного остеосинтеза является важным предварительным условием внедрения ФБУ в комплекс реабилитационных мероприятий для данной категории больных [11, 13].

Проведенные нами предварительные исследования [9, 20-24] показали, что для тестирования функционального состояния двигательного анализатора в условиях дистракционного остеосинтеза может быть использован метод соматосенсорных вызванных потенциалов (ССВП), который успешно применялся в клинической диагностике [25], в частности для прогнозирования результатов лечения некоторых двигательных расстройств [26].

Целью настоящей работы является тестирование функционального состояния соматосенсорного анализатора у больных ахондроплазией до и в разные сроки после удлинения верхних и нижних конечностей методом Илизарова.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

По общепринятой методике [25] обследовано 50 больных ахондроплазией (10-35 лет) до и в различные сроки (до года) после удлинения обоих плеч на 9-10 см (23 пациента), бедра на 9-10 см и голени – на 9-10 см (24 пациента) с помощью би-локального дистракционного остеосинтеза.

Получение путем быстрого усреднения, регистрация (на магнитные диски) и первичная обработка ВБА осуществлялась с помощью анализатора биоэлектрической активности «BASIS-2381» («BIOMEDICA», Италия). Электрические импульсы прямоугольной формы, длительностью 0,1 мс и амплитудой на уровне сенсорного порога нервного ствола, через раздражающий стандартный биполярный электрод типа 13К62 («DANTEC», Дания) с фиксированным межэлектродным расстоянием 15 мм подавались с частотой стимуляции один импульс в две-три секунды (при использовании кнопки ручного запуска) в случайном режиме; при удлинении плеча в область проекции n. ulnaris на уровне запястья (точка 1), а при удлинении нижних конечностей в область проекции n. tibialis на уровне подколенной ямки (точка 2). Количество усредняемых реализаций 50. Отведение ВБА осуществлялось транскраниально с помощью стандартных монополярных отводящих электродов типа 13L29 того же производства. Активный полюс размещался соответственно над первичной проекцией верхней (на 7 см лате-ральнее средней сагиттальной линии головы и на 1-2 см кзади от аурикулярной вертикали) или нижней конечности (на 2 см кзади от vertex по средней линии) соматосенсорной коры контралатерального по отношению к удлиняемой конечности полушария. Референтный полюс отводящего электрода укреплялся с помощью лейкопластыря на мочке уха с соответствующей стороны. Регистрация ВБА осуществлялась при развертке 50 мс/деление. В соответствии с разработанной нами классификацией [23] определялся тип ВБА и ее средний по выборке ранг (AR средняя арифметическая всех рангов ВБА при тестировании одного рецептивного поля).

Поскольку выборки анализированных параметров имели объем, недостаточный для окончательного заключения о характере их статистического распределения и степени его отличия от нормального, для статистической оценки наблюдаемых изменений мы использовали непараметрический критерий Манна-Уитни [27, 28].

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

К первому типу ВБА в соответствии с нашей классификацией [23] относится высокочастотный, низкоамплитудный паттерн, иногда с низкочастотной составляющей по типу смещения изолинии. Второй тип усредненный -ритм. Третий тип усредненный -ритм с наложившимся на него ССВП с сильно редуцированной конфигурацией. В вышеперечисленных трёх типах ВБА уровень биоэлектрического шума значительно превышает интенсивность полезного сигнала, поэтому ССВП на этих записях практически не просматривается. Четвёртый тип представляет собой электрограмму со структурой, близкой к типичной конфигурации ССВП, при наличии недостатка или избытка компонент и отклонений от нормы их амплитудновременных параметров. Пятый тип  биоэлектриче ские паттерны типичных ССВП, в нашей выборке больных ахондроплазией не наблюдался.

Первичный визуальный анализ ВБА показывает (табл. 1), что до лечения электрограммы с вы- соким уровнем биоэлектрического шума (первый-третий типы) преобладают над записями с низким уровнем шума (четвёртый тип). Этот феномен более выражен при тестировании нервных стволов слева и для нижних конечностей.

Поскольку значения параметров ВБА при тестировании нервных стволов справа и слева имеют близкие величины (P>0,05), в дальнейшем для увеличения объёма анализируемой выборки мы объединили все значения рассматриваемых характеристик независимо от стороны тестирования. Из таблицы также видно, что средний ранг в предоперационном периоде у больных при тестировании n. ulnaris имеет значения близкие к 3: т.е. биоэлектрический шум и полезный сигнал в анализируемой выборке находятся в состоянии равновесия. При подаче тестового сигнала на n. tibialis AR приближается к 2, т.е. равновесие между полезным сигналом и биоэлектрическим шумом смещено в сторону преобладания последнего.

Таблица 1

Параметры вызванной биоэлектрической активности в предоперационном периоде у больных ахондроплазией

Точка раздражения при тести		ровании	Точка 1			Точка 2
Параметры		Сторона	n	Mm	KV	n	Mm	KV
Ранговый показатель	AR	D	22	2,8±0,3	48,5	24	2,1 0,2	55,8
		S	23	2,8±0,3	44,7	22	2,3 0,3	54,6
		D+S	45	2,8±0,3	46,1	46	2,2 0,3	55,2
Типы ВБА	1	D	7	31,8		11	45,8
		S	6	26,1		9	40,9
	2	D	1	4,5		2	8,3
		S	2	8,7		4	18,2
	3	D	2	9,1		7	29,2
		S	6	26,1		4	18,2
	4	D	12	54,5		4	16,7
		S	9	39,1		5	18,7
	5	D	0	0		0	0
		S	0	0		0	0
Группы электрограмм	Тип 1-3	D	11	47,8		20	87,0
	Тип 4		12	52,2		4	13,0
	Тип 1-3	S	13	59,1		17	73,9
	Тип 4		9	40,9		5	26,1
	Тип 1-3	D+S	22	53,3		37	80,4
	Тип 4		23	46,7		9	19,6

Примечание : точки 1 и 2 – области раздражения соответственно при удлинении верхних и нижних конечностей (см. «Материалы и методы»); буквами «D» и «S» обозначены соответственно правая и левая тестируемые конечности.

Распределение ВБА по типам (табл. 1) показывает, что различия частот встречаемости 1 и 4 типов ВБА справа и слева у больных перед удлинением верхних и нижних конечностей можно считать несущественными. Интерес представляет асимметрия частот встречаемости 2 и 3 типов. Важно отметить, что частоты встречаемости второго типа ВБА всегда больше в правом полушарии, а проявления третьего типа при тестировании верхних и нижних конечностей носят противоположный характер. В первом случае он более распространён на правом полушарии, а во втором на левом.

По окончании лечения доля ВБА с высоким уровнем шума возрастает (рис. 1) и в случае удлинения бедра достигает 100 %. При удлине- нии плеча не сопровождается изменением средних значений ранга ВБА, а после дистракции нижних конечностей происходит снижение AR (рис. 2), также более выраженное после удлинения бедра (P<0,05).

Увеличение доли электрограмм с высоким уровнем шума происходит за счёт возрастания частоты встречаемости третьего (после удлинения плеча) и первого (после удлинения нижних конечностей) типов ВБА. В последнем случае полностью исчезает второй тип и после удлинения бедра четвёртый тип ВБА (рис. 3). Все наблюдаемые по окончании удлинения верхних конечностей наблюдения 2-го типа ВБА отмечаются при тестировании нервных стволов левых конечностей.

Рис. 1. Доля электрограмм усредненной вызванной биоэлектрической активности коры головного мозга с высоким (типы 1-3) и низким (тип 4) уровнем шума у больных ахондроплазией до (I) и после (II) удлинения плеча (1), голени (2a) и бедра (2b)

Рис. 2. Средний ранг (AR) усреднённой вызванной биоэлектрической активности коры головного мозга у больных ахондроплазией до (1) и после удлинения голени (2) и бедра (3)

Рис. 3. Типы электрограмм усредненной вызванной биоэлектрической активности коры головного мозга у больных ахондроплазией при тестировании нервных стволов верхних (А) и нижних (В) конечностей в предоперационном периоде (внутреннее кольцо диаграмм А и В) и после удлинения плеча (внешнее кольцо диаграммы А), бедра (среднее кольцо диаграммы В) и голени (внешнее кольцо диаграммы В)

ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ

В доступной нам литературе отсутствует информация о ССВП у больных ахондроплазией. В связи с этим при идентификации типов ВБА мы ориентировались на критерии нормы, найденные нами в литературе в отношении здоровых испытуемых, и данные, полученные при тестировании соматосенсорной системы у ортопедических больных с односторонними укорочениями верхних конечностей [23]. В исследованиях И.А. Меньщиковой (2001) [29] было показано, что приблизительно у 30 % больных регистрировался “оптимальный” тип ЭЭГ. Очевидно, в данном случае фоновая биоэлектрическая активность коры головного мозга у больных ахондроплазией была аналогичной ЭЭГ среднестатистического здорового человека. Это даёт основание полагать, что конфигурация ССВП у больных ахондроплазией, по крайней мере с “оптимальным” типом ЭЭГ, в предоперационном периоде должна быть близкой к ССВП здоровых людей. Об этом же свидетельствует совпадение значений AR при исходном обследовании больных ахондроплазией с результатами тестирования пациентов с односторонними укорочениями верхних конечностей [23].

Доминирование биоэлектрического шума при тестировании нижних конечностей проявляется в большей степени, чем при тестировании верхних, что проявляется в более низком показателе AR и более значительной доле элек- трограмм с низким уровнем шума. Основной причиной данного феномена мы считаем неодинаковую локализацию и представленность проекций кожных рецептивных полей верхних и нижних конечностей в первичной соматосенсорной коре головного мозга [30].

Описанную выше асимметрию частоты встречаемости второго типа ВБА в предоперационном периоде, более представленного в правом полушарии, мы связываем с феноменом извращённой реакции ЭЭГ (усилении α -ритма в правом полушарии) на вербальную нагрузку (счёт стимулов испытуемым в процессе тестирования) [31] при наличии у больных гипоталамического синдрома по А.М. Вейну (1981) [32, 33], который иногда сопровождает ахондроплазию [34]. Наличие данного типа электрограмм после удлинения плеча только при тестировании левых конечностей хорошо согласуется с данным фактом. Разнонаправленность проявления электрограмм третьего типа в настоящее время не может обсуждаться ввиду предполагаемой его неоднородности.

Существующие у больных ахондроплазией отличия от среднестатистических здоровых испытуемых в структуре и геометрии костей свода черепа [34] могут быть причиной некоторого несоответствия среднеанатомическим характеристикам соотношения топографических особенно- стей поверхности мозга и головы у наших пациентов. Это не отражается на фоновой ЭЭГ-картине, но может приводить к отклонениям конфигурации ССВП из-за аномального расположения генераторов вызванных ответов тех или иных структур ЦНС относительно внешних анатомических ориентиров и точек отведения биопотенциалов на скальпе [35, 36]. Этим объясняется, с нашей точки зрения, отсутствие в анализируемой выборке пятого типа ВБА. Данный факт свидетельствует о необходимости дальнейшего совершенствования имеющихся и выработке дополнительных критериев анализа ВБА при её распределении по типам для больных ахондроплазией с учётом особенностей фоновой ЭЭГ и её трансформации под влиянием тестового стимула и в процессе усреднения.

Таким образом, полученные данные свидетельствуют о повышении уровня афферентного шума в двигательном анализаторе у больных ахондроплазией. Данный феномен особенно заметен при удлинении нижних конечностей (при удлинении бедра в большей степени, по- скольку в этом случае хроническому растяжению подвергаются более мощные нервные стволы n. ischiadicus и n. femoralis). Это позволяет нам несколько иначе, чем С.П. Миронов с соавторами (2000) [19], рассматривать патофизиологические механизмы формирования постдистракционных контрактур. По нашим представлениям, не конфликт в проприорецептивной системе, а избыточный афферентный шум в сочетании с дефицитом специфической соматосенсорной активности [22, 23] приводит к длительному, после снятия аппарата, сохранению повышенного уровня центрального торможения [24], что является важным фактором формирования миогенных контрактур. Воздействие электростимуляции [5] частично восстанавливает сенсорный баланс и препятствует их возникновению. Этот факт свидетельствует о важной роли качественного и количественного состава сенсорного притока в ЦНС для поддержания оптимальным её функционального состояния и должен учитываться при разработке технологии применения методов ФБУ [17].