3D Isokinetic testing of muscle stabilizers of the spine as a new diagnostic method for assessing the functional state of muscular system

Full Text

Актуальность проблемы Боль в нижней части спины (БНЧС) является актуальной и значимой в социально-экономическом плане проблемой, приводящей к утрате работоспособности и нарушению повседневной активности. Она встречается у 2/3 взрослого населения в разные периоды жизни [3, 4]. В настоящее время общепринятым считается выделение первичного (механического) синдрома (или дор-салгии), обусловленного дегенеративными и функциональными изменениями (межпозвонковый диск, фасции, мышцы, сухожилия, связки, фасеточные суставы) с возможным вовлечением смежных невральных структур (по классификации Wadell - неспецифические скелетно-мышечные нарушения), и вторичного, связанного с воспалительными, инфекционными и пр. поражениями позвоночника [8]. Наиболее частой причиной дорсалгий является дисбаланс, возникающий вследствие развития мышечной асимметрии, сочетающийся с функциональными блоками и нестабильностью ПДС [10]. Большое значение в патогенезе люмбалгии придается дисфункции мышц-стабилизаторов позвоночника, чаще проявляющийся в виде мышечно-тонических и миофасциальных болевых синдромов [4]. Однако подобный дисбаланс как правило остается нераспознанным, что связано с объективными диагностическими трудностями. Проблема объективной оценки функциональных возможностей мышц-стабилизаторов позвоночника привлекает пристальное внимание на протяжении многих лет [1, 5, 6, 7]. В 60-е годы для тестирования мышц был предложен изокинетический динамометр. На данный момент новейшим аппаратом с изокинетическим режимом тестиро вания является система Bionix Sim3DPro. Она позволяет производить тестирование как статической, так и динамической силы в трех плоскостях. Основываясь на опыте исследований, проведенных на аппаратах-предшествен-никах, за наиболее информативный показатель приняли максимальный вращающий момент мышц (Peak torque); остальные показатели весьма вариабельны и не несут значимого клинического значения [6]. В момент выполнения движения при возникновении анатомического препятствия или боли происходит снижение мышечного усилия, что выражается в волнистости графика или в М-образной его форме (например, из-за боли резко падает усилие, а затем восстанавливается). Методика изометрического тестирования позволяет оценить статическую силу мышц. С помощью изокинети-ческого режима тестирования можно оценить движения вокруг трех осей (вращение, боковые наклоны и наклоны вперед/назад). Также регистрируется усилие по всем осям движения одновременно, то есть можно определять силу компенсаторного вовлечения мышц других групп. Таким образом, с помощью современной технологии 3D тестирования с использованием системы Bionix Sim 3 Pro можно оценить функциональные возможности мышц-стабилизаторов позвоночника. Аппарат способен выявить как грубую патологию и недостаточность отдельных мышц, так и субклинические нарушения мышечного баланса. Полученные сведения являются основой для составления индивидуальных программ реабилитации [2, 6, 7]. Примером диагностических возможностей данного метода и их применения при проведении реабилитационных мероприятий при БНЧС может быть клиническое наблюдение из нашей практики. Технологии восстановительной медицины и медицинской реабилитации 75 Вестник восстановительной медицины № 6^2017 Пациентка Анастасия К., 35 лет, поступила в неврологическое отделение с диагнозом: «Хроническая дорсо-патия на фоне остеохондроза, левостороннего сколиоза, грыж дисков L5-S1, L4-L5. Хроническая правосторонняя вертеброгенная люмбоишиалгия, стадия затянувшегося обострения. Умеренный болевой и мышечно-тонический синдромы». При поступлении больная предъявляла жалобы на боль в поясничном отделе позвоночника, иррадии-рующую в правую ягодицу, правое бедро по переднелатеральной поверхности до уровня коленного сустава; «прихрамывание» при ходьбе на правую ногу. Интенсивность боли в пояснице по шкале ВАШ оценивала на 10 баллов. Пациентку беспокоили боли в пояснице около 10 лет, за последние 3 года возникла иррадиация болей в правую ногу. Наблюдалась у невролога поликлиники с диагнозом «Остеохондроз позвоночника» во время ежегодных обострений. Последнее обострение возникло после физической нагрузки («скручивающее движение»). Лечилась сначала амбулаторно (инъекции ксефокама, миорелаксанты, курс мануальной терапии), но в связи с кратковременным положительным эффектом терапии и повторным усилением боли была госпитализирована. При поступлении в неврологическом статусе было отмечены: сглаженность поясничного лордоза, левосторонний боковой наклон позвоночника, снижение ахиллова рефлекса справа, анталгическая походка («прихрамывающая» на правую ногу), вертебральный синдром на пояснично-крестцовом уровне, положительный симптом Ласега справа с угла 40-50°. Тест нагрузки на крестцово-подвздошный сустав вызывал глубокую боль справа, которая свидетельствовала о напряжении крестцово-подвздошной и крестцово-бугорной связок справа. При выполнении лигаментарных тестов выявлено функциональное укорочение и перегрузка крестцово-остистой и крестцово-подвздошной связок справа. Положительные первый симптом Меннеля и тест Патрика с обеих сторон указывали на двухсторонний блок крестцово-подвздошного сочленения. При пальпации определялись умеренные боли и мышечнотонический синдром на поясничном уровне. Выполнено МРТ пояснично-крестцового отдела позвоночника: МР-картина остеохондроза и левостороннего сколиоза пояснично-крестцового отдела позвоночника. Грыжи дисков L5-S1 (задняя, на широко основании, с латерализацией влево, размером до 5 мм, с компрессией субарахноидального пространства и сужением корешковых отверстий, больше левого), L4-L5 (задняя, на широком основании, с фораменальным распространением, размером до 4-4,2 мм, с компрессией субарахноидального пространства и сужением корешковых отверстий); протрузия диска L3-L4. С целью максимально быстрого купирования болевого синдрома и активизации пациентки был назначен курс в/в инфузий дексаметазона, вазоактивных препаратов (эуфиллин), курс в/м инъекций НПВС (диклофенак), опио-идных анальгетиков (трамадол) и витаминного комплекса (комбилипен); назначены миорелаксанты. Спустя 2 дня с момента начала медикаментозной терапии, когда болевой синдром уменьшился, пациентку тестировали на аппарате Bionix Sim 3 Pro. Была выявлена асимметрия средних (3,3 Nm слева и 1,1 Nm справа) и максимальных (32 Nm слева, 5,8 Nm справа) вращающих моментов мышц-ротаторов с преобладанием слева. Вероятно, это связано с изменен ным двигательным стереотипом и боязнью подпорого-вой боли (рис.1 а). Максимальный вращающий момент мышц спины и живота (сгибание и разгибание) находился практически на одном уровне (42,5 Nm и 45,6 Nm). В норме должен быть больше при разгибании (рис. 2 а). При выполнении боковых наклонов туловища отмечена тенденция к преобладанию значений среднего (12,5 Nm и 7,7 Nm) и максимального (56,8 Nm и 42,7 Nm) вращающего момента мышц слева (рис. 3 а). Еще больший интерес представляют результаты изокинетического тестирования сразу после купирования болевого синдрома. Так, при выполнении теста с ротацией на скорости 45°/s обращало на себя внимание волнообразная форма кривых вращающих моментов (рис. 4 а). Их появление, вероятно, связано с подпороговой минимальной болью у пациентки. Отмечалась несущественная асимметрия и снижение средних показателей усилия мышц-ротаторов (40,2 Nm слева и 33,1 Nm справа). Величина компенса- Рис. 1. Изометическое тестирование мышц-ротаторов после купирования болевого синдрома (а) и перед выпиской пациентки (б). Разгибание μ-ч Разгибание pN, Стбание Сгибание Вращение (Nm) уМЖ 10 15 20 Время (S) (а) 125 100 75 50 - 25 ^-. . 0 25 30 35 Lm 0 5 10 15 20 Время (б) ч - 25 30 35 S) Рис. 2. Изометрическое тестирование мышц сгибателей и разгибателей после купирования болевого синдрома (а) и перед выпиской пациентки (б). Рис. 3. Изометрическое тестирование при боковых наклонах туловища после купирования болевого синдрома (а) и перед выпиской пациентки (б). 76 Технологии восстановительной медицины и медицинской реабилитации Вестник восстановительной медицины № 6· 2017 торных усилий при повороте туловища влево за счет бокового наклона - 22,5 Nm; вправо за счет сгибания и бокового наклона - 11,2 Nm и 10,4 Nm соответственно. Сплошными линиями на графике показан средний вращающий момент основного движения, пунктирными линиями -компенсаторного. Видно, что при ротации влево одна пунктирная линия отклоняется от минимальных значений, а при ротации вправо - две пунктирные линии. Рис. 4. Изокинетрическое тестирование при ротации туловища после купирования болевого синдрома (скорость 45°/s) (а) и перед выпиской пациентки (б). При выполнении теста с ротацией на скорости 15°/s, график имел волнообразный характер. Средние показатели усилий мышц-ротаторов были близки к нормальным значениям, без различия сторон (64,9 Nm слева и 68,2 Nm справа). Наблюдалась значимая ком пенсация ротационных движений справа за счет бокового наклона (компенсаторное усилие 40,4 Nm); менее выраженные компенсаторные усилия слева за счет мышц-разгибателей и мышц, осуществляющих боковой наклон (рис. 5 а). Рис. 5. Изокинетическое тестирование при ротации туловища после купирования болевого синдрома (скорость 15°/s) (а) и перед выпиской пациентки (б). При тестировании сгибания и разгибания туловища со скоростью 45°/s отмечена волнообразная кривая вращающих моментов при сгибании, что указывает на дисбаланс данной группы мышц. Существенно снижены средние максимальные вращающие моменты мышц-разгибателей (до 13,3 Nm) и мышц-сгибателей (до 22,6 Nm), с неправильной тенденцией преобладания усилий при сгибании (в норме они должны быть больше, чем при сгибании). Минимальные компенсаторные усилия при выполнении этого движения за счет мышц, наклоняющих туловище (в пределах от 5,5 Nm до 12,4 Nm) (рис. 6 а). Сгибание/Разгибание р5» Ротация I”7“ Боковые наклоны "7^; _150 Лево/Разгибание 150 Лево/Разгибание _150 ЕЕ 100 ■' -g· 100- ЕЕ 100" 1 50" ~ И- 1 50· Лево/Разгибание 150 - 100-^ 50- Сгибание/Разгибаниф·^ Ротация Боковые наклонь|.··'··. Лево/Разгибание Ш m Ш I -50 ~ =1 -50" 1 -50- Щ-100 ■ &-1Ю- т-100· -15^ Право/Сгибание Ш-15^ Право/Сгибание ^ -20 -І5 -10 -5 0 5 10 15 -20 -15 -10 -5 0 5 10 15 -Положение (о) Положение (о) (а) § -50- S.-100- ι Право/Сгибание , , т-150, , Право/Сгибание 20 -15 -10 -5 0 5 10 15 -20 -15 -10 -5 0 5 10 15 Положение (о) Положение (о) (б) Рис. 6. Изокинетическое тестирование при сгибании и разгибании туловища после купирования болевого синдрома (скорость 45°/s) (а) и перед выпиской пациентки (б). Технологии восстановительной медицины и медицинской реабилитации 77 Вестник восстановительной медицины № 6·2017 При аналогичном тестировании со скоростью 15°/s значения средних максимальных вращающих моментов мышц-разгибателей (60,8 Nm) и мышц-сгибателей (60 Nm) находятся на одном уровне (в норме должна быть больше активность мышц-разгибателей). Компенсаторные усилия при сгибании минимальны (до 11,7 Nm) за счет бокового наклона вправо (рис.7 а). Во время выполнения боковых наклонов при скорости 45°/s отмечено значительное снижение средних величин максимальных вращающих моментов мышц, выполняющих наклон туловища влево/вправо (26,6 Nm и 17,4 Nm соответственно) (рис.8 а). Выявлена также асимметрия показателей c преобладанием их слева. При малых усилиях это видимо связано со страхом появления боли. Наблюдалось небольшое компенсаторное усилие при боковом наклоне влево за счет мышц-разгибателей (до 9,5 Nm). Аналогичное тестирование при боковых наклонах со скоростью 15°/s выявило волнообразную форму кривых (рис.9 а). Средние максимальные вращающие моменты мышц, осуществляющих боковые наклоны влево/вправо, приближался к нормальным значениям (73,8 Nm и 83,2 Nm соответственно). В данном случае видна небольшая асимметрия показателей уже с доминированием справа, что можно объяснить имеющимся дисбалансом или подпороговыми болями. Величина компенсаторных усилий при боковых наклонах незначительна и находится в пределах от 13,2 Nm до 10,4 Nm (ротация туловища), и от 23,7 Nm до 12,0 Nm (сгибание/ разгибание). После проведения 3й-изокинетического тестирования мышц-стабилизаторов позвоночника, была разработана индивидуальная программа реабилитации. В комплекс лечебной гимнастики включали упражнения с учетом результатов тестирования, которые были направлены на растяжение спазмированных мышц, укрепление ослабленных мышц, устранение скрытых мышечных дисфункций и уменьшение ком- 3· -50] о. -100·! со -150-1 Лево/Разгибание Право/Сгибание -10 -5 0 5 10 15 Положение (о) 150· 1= 100S 50-ф І °"‘ §■ -50- СО £ -Ш--150-, Сгибание/Разгибание Ротация I Боковые наклоны Р·'··. Лево/Разгибание Право/Сгибание -10 -5 0 5 10 15 Положение (о) -100 -150 J. Лево/Разгибание , Право/Сгибание ш t -10 -5 0 5 10 15 Положение (о) 150-1= 100· S- 50-ф 1 Ί Ц -50-, СО £■ -100 -150-! СО Сгибание/Разгибание - Ротация Боковые наклоны ■■■·■■. Лево/Разгибание Право/Сгибание -10 -5 0 5 10 15 Положение (о) (а) (б) 20 -15 Рис. 7. Изокинетрическое тестирование при сгибании и разгибании туловища после купирования болевого синдрома (скорость 15°/э) (а) и перед выпиской пациентки (б). 150 £= 100 ~ 50 Ф І 0' 3 -50' Ф р-100 -150 00' Лево/Разгибание Право/Сгибание -5 0 5 Положение (о) ~ 100 і 50 ф 0: I -50 «5 -100 (а) Боковые наклоны Ротация Сгибание/Разгибание Лево/Разгибание Право/Сгибание -10 -5 0 5 Положение (о) 150 100 ~ 50 Ф і 0 & ^ -50 со -100 -150 Лево/Разгибание СО Право/Сгибание -15 -10 -5 0 5 10 15 20 Положение (о) 150 100£ 50-Ф -І 0Ц -50-со £-100· -150-, СО (б) Боковые наклоны Ротация Сгибание/Разгибание Лево/Разгибание Право/Сгибание -15 -10 -5 0 5 10 15 20 Положение (о) 10 15 10 15 Рис. 8. Изокинетическое тестирование при боковом наклоне туловища после купирования болевого синдрома (скорость 45°/э) (а) и перед выпиской пациентки (б). 100-1 Z 50- Ф і 0 Ц -50 со £-100 -150 Лево/Разгибание СО Право/Сгибание 15 -10 -5 0 5 10 Положение (о) 150· ί= 100 - ^ 50· Ф і 0·: Ц -50· со £ -100 CQ -150· Боковые наклоны μ Ротация Сгибание/Разгибание μ Лево/Разгибание Право/Сгибание, -5 0 5 10 Положение (о) 150100' S 50-ф і 0- ^ -50" со £-100-150-, Лево/Разгибание Право/Сгибание -20 -15 -10 -5 0 5 10 Положение (о) 150- 1= 100- Боковые наклоны Ротация Сгибание/Разгибание р..._ Лево/Разгибание Право/Сгибание -5 0 5 10 15 20 Положение (о) (а) (б) 150 50 0ш -100- 150 15 15 15 20 Рис. 9. Изокинетическое тестирование при боковом наклоне туловища после купирования болевого синдрома (скорость 15°/э) (а) и перед выпиской пациентки (б). 78 Технологии восстановительной медицины и медицинской реабилитации Вестник восстановительной медицины № 6·2017 пенсаторных усилий. Одновременно проводился курс амплипульстерапии (СМТ) на пояснично-крестцовый отдел позвоночника и правое бедро, курс лечебного массажа пояснично-крестцовой области. Медикаментозная терапия продолжалась в прежнем объеме, за исключением отмены инъекций трамадола. На фоне проведенной терапии пациентка отметила значительное улучшение самочувствия. Снизился по выраженности мышечно-тонический и болевой синдромы на поясничном уровне (по шкале ВАШ - 1 балл); расширился объем двигательной активности по функциональным тестам. Симптомы натяжения стали отрицательными. Перед выпиской было проведено повторное исследование на аппарате Bionix. Изометрическое тестирование показало следующие изменения: При ротации значительно увеличились показатели среднего (до 9,2 Nm) и максимального (до 61,4 Nm) вращающих моментов мышц-ротаторов слева и среднего (до 4,3 Nm) и максимального (до 59,8 Nm) вращающих моментов мышц-ротаторов справа. Асимметрия между сторонами стала менее явной (рис.1 б). При сгибании и разгибании туловища увеличились в два раза параметры максимального вращающего момента мышц-разгибателей (до 79,4 Nm). Наблюдалось адекватное соотношение усилий мышц-разгибателей и мышц-сгибателей (рис. 2 б). При боковых наклонах также отмечается значимый прирост усилий (максимального и среднего вращающего моментов) справа (до 70,5 Nm), и небольшое увеличение максимального вращающего момента мышц слева (до 65,8 Nm). Асимметрия между сторонами нивелировалась (рис. 3 б). Изокинетическое тестирование показало, что при ротации на скорости 45°/s сохранялась волнообраз-ность графика (рис. 4 б). Отмечалось снижение величины среднего максимального вращающего момента мышц, выполняющих ротацию влево до 30,3 Nm и вправо до 30,7 Nm, что видимо обусловлено не полным восстановлением функциональных возможностей мышц. Исчезла асимметрия между сторонами. Однако наросли компенсаторные усилия при выполнении этого движения за счет остальных групп мышц (видно отклонение пунктирных линий от изолинии). При ротации со скоростью 15°/s отмечался прирост величины компенсаторных усилий, в основном, за счет мышц, выполняющих боковые наклоны влево/вправо (в пределах от 22,7 Nm до 53,5 Nm), а также справа за счет мышц-сгибателей (до 25,4 Nm) (рис. 5 б). Тестирование при сгибании и разгибании со скоростью 45°/s показало волнообразную кривую вращающих моментов (рис. 6 б). Отмечалось увеличение показателей средних максимальных вращающих моментов мышц-разгибателей (до 41,7 Nm) и мышц-сгибателей (до 35,6 Nm), с превалированием усилий со стороны мышц-разгибателей (как у здорового человека). Сохранялись небольшие компенсаторные усилия при сгибании за счет бокового наклона вправо (15,7 Nm). Аналогичное тестирование при скорости 15°/s показало, что возросли значения средних максимальных вращающих моментов мышц-разгибателей (до 78.7 Nm) и мышц-сгибателей (до 75,3 Nm) (рис. 7 б). Сохранялись небольшие компенсаторные усилия при сгибании/разгибании за счет боковых наклонов (их значения находятся в пределах от 10,5 Nm до 15.7 Nm), которые отражаются на графике в виде пунктирных линий над изолинией. При выполнении боковых наклонов туловища со скоростью 45°/s возросли показатели средних максимальных вращающих моментов мышц, выполняющих наклон туловища влево (до 29,6 Nm) и вправо (до 38,1 Nm) (рис. 8 б). Отмечалась асимметрия сторон, но уже с преобладанием справа, что видимо связано с не полным устранением дисбаланса и волнообразным характером данного процесса. Незначительные компенсаторные усилия при выполнении боковых наклонов за счет мышц-сгибателей (13,1 Nm) и мышц-разгибателей туловища (14,1 Nm). Аналогичное тестирование при скорости 15°/s выявило сохраняющуюся волнообразную форма кривых. Увеличение средних значений максимальных вращающих моментов мышц, осуществляющих боковые наклоны влево/вправо (до 81,9 Nm и 96,5 Nm соответственно). Отменена небольшая асимметрия с преобладанием справа. Компенсаторных усилий нет (рис. 9 б). На примере данного клинического случая видно, что с помощью аппарата Bionix Sim 3 Pro можно не только точно оценивать функциональные возможности мышц-стабилизаторов позвоночника, но и использовать полученные данные для подбора индивидуальной программы реабилитации пациента.

About the authors

M. B Tsykunov

Russian National Research Medical University n.a. N.I. Pirogov of the Russian Ministry of Healthcare; National Medical Research Center of Traumatology and Orthopedics n.a. N.N. Priorov of the Russian Ministry of Healthcare

V. I Shmiryov

Central Clinical Hospital with Оut-patient Clinic of Department of Presidential Affairs

V. L Musorina

Central State Medical Academy of Department of Presidential Affairs

Email: musorina.vera@mail.ru

References

Supplementary files