Постуральный дефицит у детей со стенозом позвоночного канала

Полный текст

Введение

Cтеноз позвоночного канала — уменьшение передне-заднего размера позвоночного канала и боковых карманов позвоночника, приводящее к локальной компрессии нервных структур и/или нарушению кровоснабжения спинного мозга [1]. В зависимости от уровня поражения сужение позвоночного канала может сопровождаться нарушениями походки [2] и баланса тела [3], объективная оценка которого возможна методом стабилометрии [4].

Одновременно с этим необходимо подчеркнуть, что вопросы диагностики и методов лечения пациентов с нарушениями, развивающимися при спинальном стенозе, достаточно четко и подробно представлены в отечественной и зарубежной литературе. В исследованиях подробно описаны методы и последовательность диагностических мероприятий, позволяющих точно установить диагноз и уровень стеноза позвоночного канала. Освещены различные варианты хирургических вмешательств с применением дорсальных и боковых подходов для ликвидации причин вертебро-медуллярного конфликта. Особенно досконально эта проблема изучена у взрослых пациентов с дегенеративно-дистрофическими заболеваниями поясничного и пояснично-крестцового отделов позвоночника, сопровождающимися стенозом позвоночного канала на этом уровне [5, 6].

Однако в доступной литературе отсутствуют исследования, посвященные описанию и оценке изменений, происходящих в системе постурального контроля у детей со стенозом позвоночного канала. Кроме того, очень важно оценить постуральную дисфункцию при компрессии невральных структур на различных уровнях позвоночника.

Цель работы — изучить постуральную стабильность у детей со стенозом позвоночного канала и провести оценку нарушений баланса тела в зависимости от уровня локализации стеноза.

Материал и методы

Проведено обследование 14 больных в возрасте от 10 до 17 лет (средний возраст пациентов —14,8 ± 1,25 года), имевших инструментально подтвержденный (компьютерная и магнитно-резонансная томография) стеноз позвоночного канала.

Обследованные дети были распределены на две группы в зависимости от уровня локализации стеноза. Первую группу составили 7 пациентов со стенозом позвоночного канала в результате врожденной деформации грудного отдела позвоночника, обусловленной аномалиями развития тел позвонков, с компрессией спинного мозга на уровне стеноза. Во вторую группу вошли 7 пациентов со спондилолистезом тела L5 позвонка 3–4-й степени, сопровождающимся стенозом позвоночного канала на этом уровне, компрессией корешков спинного мозга. Все дети стояли без поддержки, в неврологическом статусе отсутствовали мозжечковые и проприорецептивные нарушения, наличие которых в свою очередь существенно влияет на развитие постурального дисбаланса [7].

Для количественной оценки вертикальной устойчивости пациентам обеих групп было проведено стабилометрическое исследование (программно-аппаратный комплекс МБН–Биомеханика, Москва). Для сравнения были определены нормативные значения стабилометрических показателей у 7 здоровых детей той же возрастной группы.

Регистрацию параметров смещения центра давления (ЦД) тела — длину траектории, пройденный ЦД L (мм), площадь S (мм2), отношение длины к площади статокинезиограммы L/S (мм–1) — проводили по стандартной методике с открытыми и закрытыми глазами. Вычисляли средние показатели амплитуды колебаний центра давления А (мм), уровня 60 % мощности спектра f 60 % (Гц) во фронтальной и сагиттальной плоскостях [8]. Дополнительно рассчитывали отношение длины к амплитуде L/A.

Анализ стабилограмм осуществляли в соответствии с принципом статистической механики, исходя из которого движение центра давления тела человека в процессе спокойного стояния может быть смоделировано как система парных скоррелированных случайных параметров [9].

Пороговый уровень статистической значимости принимали при значении критерия p < 0,05. Для исследования взаимосвязи двух признаков применяли корреляционный анализ с использованием непараметрического коэффициента Спирмена rs. Корреляция считалась сильной при rs ≥ 0,7, средней — при 0,3 < rs < 0,7, слабой — при rs ≤ 0,3 [10]. При отрицательной корреляционной зависимости модуль коэффициента корреляции интерпретировали так же, как и для положительной зависимости. Для поиска функции, описывающей связь между признаками, применяли регрессионный анализ.

Статистическую обработку полученных данных производили с использованием компьютерной программы SPSS 12.0 и Statgraphics Centurion 16.2.

Результаты

У больных со стенозом грудного отдела позвоночника определялись нарушения постурального баланса, на что указывали стабилометрические показатели. Это проявлялось статистически значимым (p < 0,05) увеличением средних значений длины L и площади S, а также тенденцией к увеличению амплитуды колебаний центра давления А статокинезиограмм пациентов первой группы по сравнению с аналогичными показателями у здоровых детей (табл. 1).

 

Таблица 1. Сравнительная характеристика количественных показателей статокинезиограмм здоровых детей и пациентов со стенозом позвоночника

Параметры	Группы обследованных детей
	здоровые дети, n = 7	первая группа (стеноз на уровне грудного отдела позвоночника), n = 7	вторая группа (стеноз на уровне поясничного отдела позвоночника), n = 7
L, мм	748,3 ± 13,83	1396,4 ± 79,34*	769,9 ± 27,37
S, мм2	576,3 ± 54,05	1123,1 ± 119,06*	618,6 ± 108,58
L/S, мм–1	1,5 ± 0,17	1,9 ± 0,69	1,5 ± 0,25
А, мм	3,1 ± 0,17	4,2 ± 0,43	3,1 ± 0,36
f 60 %, Гц	1,1 ± 0,11	1,3 ± 0,30	1,2 ± 0,03
L/A	250,1 ± 20,36	378,4 ± 84,69	265,3 ± 28,21

Примечание. * достоверные отличия от показателей здоровых детей, p < 0,05.

 

При этом у больных второй группы не было выявлено значимых отклонений длины L, площади S и амплитуды А от нормы, что указывает на лучшую постуральную стабильность, однако с учетом имеющейся патологии не дает полного представления о происходящих изменениях функции поддержания вертикального баланса тела.

В этой связи нами был проведен корреляционно-регрессионный анализ, который позволил изучить зависимость параметров статокинезиограмм здоровых детей и больных со стенозом позвоночного канала. Для этого провели поиск уравнений регрессии, выбор которых определялся анализом диаграммы рассеяния и физиологическим смыслом коэффициентов регрессии. Для изучения зависимости параметра L/S от амплитуды колебаний А центра давления наиболее оптимально подходила степенная — аллометрическая функция: y = bxa.Зависимость параметра L/A от среднего уровня мощности спектра f 60 % имела линейный характер:

y = a + bx,

где a и b — коэффициенты регрессии, переменная x соответствует амплитуде А или среднему уровню мощности спектра f 60 %, переменная y соответствует параметрам L/S или L/A.

Результаты корреляционного анализа представлены в табл. 2.

 

Таблица 2. Корреляционный анализ зависимости параметра L/S от амплитуды колебаний А центра давления и зависимости параметра L/A от среднего уровня мощности спектра f 60 % статокинезиограмм здоровых детей и пациентов со стенозом позвоночника

Группы обследованных детей		Коэффициент корреляции Спирмена rs
		Зависимость L/S ~ A	Зависимость L/A ~ f 60 %
Здоровые дети n = 7	ОГ	–0,56	0,29
	ЗГ	–0,47	0,15
Первая группа (стеноз на уровне грудного отдела позвоночника), n = 7	ОГ	–0,88	0,99
	ЗГ	–0,83	0,90
Вторая группа (стеноз на уровне поясничного отдела позвоночника), n = 7	ОГ	–0,96	0,62
	ЗГ	–0,90	0,49

Примечание. ОГ — открытые глаза; ЗГ — закрытые глаза.

 

Корреляционный анализ выявил, что в группе здоровых детей значения модулей коэффициентов корреляции указывают на среднюю зависимость L/S ~ A, которые не превышают 0,7. При этом у этих же детей зависимость L/A ~ f 60 % является слабой, так как коэффициенты корреляции составили меньше 0,3. Это позволяет предположить, что в норме для обеспечения вертикальной стабильности тела нет необходимости в высокой синхронизации параметров L, S, А и f 60 %, соотношения между которыми большей частью носят случайный, хаотический характер (рис. 1).

 

Рис. 1. Линия регрессии (жирная синяя) и ее доверительный интервал (тонкие зеленые линии), отражающие у здоровых детей при открытых глазах зависимость: а — параметра L/S от амплитуды колебаний А центра давления; б — параметра L/A от среднего уровня мощности спектра f 60 % статокинезиограммы

 

Совершенно другой механизм обеспечения вертикального баланса тела наблюдался в первой группе пациентов со стенозом на уровне грудного отдела позвоночника, для которого была характерна сильная корреляционная связь между параметрами L/S и А и сильная, вплоть до прямой — между параметрами L/А и f 60 % (рис. 2, б).

 

Рис. 2. Линия регрессии (жирная синяя) и ее доверительный интервал (тонкие зеленые линии), отражающие у пациентов со стенозом грудного отдела позвоночника при открытых глазах зависимость: а — параметра L/S от амплитуды колебаний А центра давления; б — параметра L/A от среднего уровня мощности спектра f 60 % статокинезиограммы

 

У пациентов второй группы соотношение L/S ~ A также оказалось высоким, но корреляция L/A ~ f 60 % находилась в пределах средних величин (рис. 3, б). Указанные факты могут свидетельствовать о различных компенсаторных возможностях в обеспечении вертикального баланса тела при стенозе на уровне грудного и стенозе на уровне пояснично-крестцового отдела позвоночника.

 

Рис. 3. Линия регрессии (жирная синяя) и ее доверительный интервал (тонкие зеленые линии), отражающие у пациентов со стенозом пояснично-крестцового отдела позвоночника при открытых глазах зависимость: а — параметра L/S от амплитуды колебаний А центра давления; б — параметра L/A от среднего уровня мощности спектра f 60 % статокинезиограммы

 

При выключении канала зрительной афферентации характер связи между рассматриваемыми параметрами не претерпевал существенных изменений во всех группах обследованных детей (см. табл. 2).

Обсуждение результатов

Предложенный в последние десятилетия математический метод изучения постурального контроля показывает, что акт поддержания вертикальной позы может быть представлен как стохастический процесс, случайность или закономерность которого можно рассматривать с точки зрения теории вероятности [11]. Развитие концепции стохастического процесса для оценки нарушений постурального баланса у больных с нейродегенеративными заболеваниями происходит в направлении оценки соотношений параметров колебаний центра давления с последующим проведением корреляционно-регрессионного анализа [12]. Такой принцип анализа динамических характеристик траектории ЦД при оценке отклонений в постуральной стабильности оказывается более чувствительным и информативным по сравнению с методологией описательной статистики [13–15].

В настоящем исследовании с помощью описательной статистики было показано значимое снижение постуральной стабильности только у больных первой группы (со стенозом на уровне грудного отдела позвоночника), что проявлялось выраженным увеличением длины и площади статокинезиограмм по сравнению с результатами, полученными у здоровых детей. При этом у больных второй группы (со стенозом на уровне пояснично-крестцового отдела позвоночника) отсутствовали какие-либо различия с группой контроля по этим параметрам.

Применение для оценки постурального контроля корреляционно-регрессионного анализа в обеих группах пациентов дало возможность выявить корреляционную связь между параметрами L, S, А и f 60 %, значимо превышающую таковую у здоровых детей и наиболее сильно выраженную при грудной локализации стеноза.

Более упорядоченная траектория центра давления указывает на высокую синхронизированность системы управления вертикальным балансом тела у детей с частичной компрессией проводящих путей спинного мозга, что подтверждает феномен, характерный для пациентов с травматическими [16], дегенеративными [17] и органическими [18] поражениями центральной нервной системы (ЦНС). Указанный феномен пока не нашел своего четкого объяснения, хотя и предлагается расценивать повышенную упорядоченность системы постурального контроля у больных с различными поражениями ЦНС как динамический показатель его дефицита [19]. Такое утверждение согласуется с концепцией, в соответствии с которой более упорядоченные параметры биологических процессов отражают менее эффективный физиологический контроль над ними [20]. Все это в совокупности объясняет выраженность постурального дефицита у больных со стенозом позвоночного канала грудного отдела позвоночника, при котором помимо спинальных нарушений присутствует кифосколиотическая деформация позвоночника. В то же время несостоятельность в поддержании вертикальной позы у детей со стенозом позвоночного канала на уровне пояснично-крестцового отдела носит скрытый характер в положении стоя на месте, но, вероятно, усугубляется при ходьбе за счет проявлений радикулоишемии.

Заключение

Таким образом, полученные данные свидетельствуют о том, что у пациентов со стенозом позвоночного канала в грудном и пояснично-крестцовом отделах позвоночника наблюдается постуральный дефицит, наиболее выраженный у пациентов со стенозом грудной локализации. Вероятно, напряженность в работе статокинетической системы в этом случае вызвана как сегментарными нарушениями проводниковой функции спинного мозга, так и биомеханически иной стратегией поддержания вертикального баланса тела у больных с врожденной деформацией позвоночника. Результаты, полученные у пациентов второй группы, показали, что схожий постуральный дефицит проявляется и в случае стеноза на уровне пояснично-крестцового отдела позвоночника, однако выраженность его проявлений нивелируется отсутствием грубых анатомических изменений позвоночного столба.

Дальнейшее применение корреляционно-регрессионного анализа для изучения вертикального баланса тела пациентов со стенозом позвоночного канала может дать более глубокое понимание механизмов, используемых системой постурального контроля для поддержания равновесия. Такое изучение представляется перспективным в плане количественной оценки состояния адаптивных ресурсов статокинетической системы у данной категории пациентов в ответ на лечебные мероприятия.

Дополнительная информация

Источник финансирования. Работа проведена на базе и при поддержке ФГБУ «НИДОИ им. Г.И. Турнера» Минздрава России.

Конфликт интересов. Авторы декларируют отсутствие явных и потенциальных конфликтов интересов, связанных с публикацией настоящей статьи.

Этическая экспертиза. Родители всех пациентов добровольно подписали информированное согласие на участие в исследовании и публикацию персональных данных.

Вклад авторов

И.Е. Никитюк, Е.Л. Кононова — получение данных, анализ данных, обзор публикаций по теме статьи и написание текста рукописи.

С.В. Виссарионов — этапное и заключительное редактирование текста статьи.

Об авторах

Игорь Евгеньевич Никитюк

ФГБУ «НИДОИ им. Г.И. Турнера» Минздрава России

Автор, ответственный за переписку.
Email: femtotech@mail.ru

канд. мед. наук, ведущий научный сотрудник лаборатории физиологических и биомеханических исследований

Россия, 196603, г. Санкт-Петербург, г. Пушкин, ул. Парковая, дом 64-68

Елизавета Леонидовна Кононова

ФГБУ «НИДОИ им. Г.И. Турнера» Минздрава России

Email: Yelisaveta@yandex.ru

канд. мед. наук, руководитель лаборатории физиологических и биомеханических исследований

Россия, 196603, г. Санкт-Петербург, г. Пушкин, ул. Парковая, дом 64-68

Сергей Валентинович Виссарионов

ФГБУ «НИДОИ им. Г.И. Турнера» Минздрава России

Email: vissarionovs@gmail.com
ORCID iD: 0000-0003-4235-5048

д-р мед. наук, профессор, заместитель директора по научной и учебной работе, руководитель отделения патологии позвоночника и нейрохирургии

Россия, 196603, г. Санкт-Петербург, г. Пушкин, ул. Парковая, дом 64-68

Список литературы

Дополнительные файлы