Применение неинвазивной электрической стимуляции спинного мозга в двигательной реабилитации детей с последствиями позвоночно-спинномозговой травмы (предварительное сообщение)

Обложка


Цитировать

Полный текст

Аннотация

Введение. Позвоночно-спинномозговая травма и ее последствия представляют собой важную проблему современной медицины. В последние годы появились исследования, позволяющие использовать метод чрескожной электрической стимуляции у данной категории пациентов для воздействия на нейронные сети различных отделов спинного мозга с целью активации афферентных и эфферентных рефлекторных связей при полном или частичном нарушении супраспинальных влияний различного генеза.

Цель исследования — изучить влияние чрескожной электрической стимуляции спинного мозга на динамику восстановления неврологических функций у детей с позвоночно-спинномозговой травмой.

Материалы и методы. Обследованы 7 пациентов в возрасте от 4 до 18 лет с уровнем поражения спинного мозга от C5-C6 до Th12-L1 в период от 1 мес. до 9 лет после хирургического лечения преимущественно с выраженным неврологическим дефицитом. Всем пациентам проводили нейрофизиологические исследования: электронейромиографию, электромиографию, соматосенсорные вызванные потенциалы. Пациенты и их родители заполняли дневник мочеиспускания.

Результаты. Клиническое исследование показало, что метод чрескожной электрической стимуляции спинного мозга способствует наиболее быстрому и полноценному восстановлению неврологических функций у пациентов с вертебро-медуллярным конфликтом и его эффективность напрямую зависит от сроков хирургического вмешательства (раннее хирургическое лечение коррелирует с лучшими результатами).

Заключение. Полученные положительные результаты в комплексной реабилитации детей с позвоночно-спинномозговой травмой с применением неинвазивной чрескожной электрической стимуляции спинного мозга позволяют рекомендовать к использованию данную методику и осуществлять ее в ранние сроки после хирургического вмешательства.

Полный текст

Введение

Восстановительное лечение пациентов с повреждениями спинного мозга является актуальной проблемой современной медицины. Ее значимость продиктована высокой частотой позвоночно-спинномозговой травмы, возможными осложнениями после оперативного вмешательства, а также недостаточной эффективностью лечебных мероприятий [1–5]. Одним из новых и перспективных методов реабилитации двигательных функций у таких больных служит электрическая стимуляция спинного мозга. Известно, что важная роль в локомоции животных принадлежит генераторам шагательных движений — внутрицентральным нейронным механизмам, способным генерировать циклическую активность даже в условиях отсутствия супраспинальных влияний, периферических обратных связей и реальных движений конечностей [6]. Несколько лет назад разработан метод чрескожной электрической стимуляции спинного мозга (ЧЭССМ), который способен вызывать локомоторные движения в парализованных конечностях у человека и экспериментальных животных [7]. Особенность методики заключается в использовании электрических импульсов сложной формы в отличие от стандартных прямоугольных. Особая форма импульсов позволяет применять токи большой интенсивности, необходимые для эффективного воздействия на спинной мозг, при этом воздействия безболезненны для человека. Этот метод неинвазивный и, следовательно, менее болезненный и травматичный, что особенно важно в детской практике. В нескольких клиниках для двигательной реабилитации спинальных пациентов начали использовать ЧЭССМ в сочетании с механотерапией, в том числе и роботизированной, что показало более высокую эффективность методики с позиции увеличения мышечной силы, улучшения тактильной и болевой чувствительности, возникновения произвольных движений и восстановления функции баланса тела [8, 9].

Цель исследования — изучить влияние ЧЭССМ на динамику восстановления неврологических функций у детей с позвоночно-спинномозговой травмой (ПСМТ).

Материалы и методы

Чрескожная электростимуляция была проведена 7 пациентам в возрасте от 4 до 18 лет с уровнем поражения спинного мозга от C5-C6 до Th12-L1 в период от 1 месяца до 9 лет после хирургического лечения преимущественно с выраженным неврологическим дефицитом. Из 7 пациентов 2 имели травму шейного отдела позвоночника, 1 — повреждение на уровне поясничного утолщения, 5 — повреждение на грудном уровне. Все пациенты были прооперированы по поводу ПСМТ в сроки от нескольких часов до трех месяцев в объеме декомпрессии спинного мозга и стабилизации поврежденного позвоночно-двигательного сегмента [2]. При повреждении шейного отдела позвоночника использовали передний доступ, при травме грудного и поясничного отделов позвоночника — комбинированный подход (дорсальный и переднебоковой). Все дети имели тяжелые неврологические осложнения в виде глубоких парезов и плегий конечностей, нарушения функции тазовых органов, нарушения разных видов чувствительности. Для оценки неврологических изменений с целью максимальной стандартизации результатов клинического исследования использовали шкалу ASIA [10], разработанную Американской ассоциацией спинальной травмы. Шкала позволяет проводить балльную оценку мышечной силы и чувствительности (тактильная и болевая). Всем пациентам выполняли нейрофизиологические исследования: электронейромиографию (ЭНМГ), электромиографию (ЭМГ), соматосенсорные вызванные потенциалы (ССВП). Пациенты и их родители заполняли дневник мочеиспускания.

После неврологического обследования было установлено, что из 7 пациентов 2 имели исходный уровень неврологических нарушений типа А (синдром полного нарушения проведения импульсов от спинного мозга на грудном уровне), 3 пациента — типа В и у 2 пациентов неврологический дефицит соответствовал типу С по шкале ASIA. ЧЭССМ осуществляли с помощью стимулятора БИОСТИМ-5. Частота стимуляции составила 5–30 Гц, длительность импульса — 1 мс. Силу тока подбирали в процессе процедуры в зависимости от ощущений пациента либо появления двигательной активности в нижних конечностях. Сила тока варьировала в пределах от 20 до 140 мА, амплитуду тока увеличивали в процессе каждой процедуры. Длительность процедуры составляла 30–40 минут 1 раз в день (через день). Продолжительность курса — 10–30 занятий (1–3 курса). Все пациенты, проходящие курс ЧЭССМ, дополнительно получали двигательную реабилитацию на механизированных и роботизированных тренажерах. Использовали роботизированную систему «Локомат» для восстановления функции нижних конечностей и паттерна ходьбы, велотренажер «Тера», роботизированный механотренажер и имитатор подошвенной опорной нагрузки «Корвит», пассивную подвесную систему «Экзарта», вертикализатор. Тренажеры «Тера» и «Локомат» обеспечивали механостимуляцию нижних конечностей в режиме поочередного сгибания-разгибания в тазобедренных, коленных и голеностопных суставах. Пациентов инструктировали стараться прикладывать усилия в том же направлении, в каком тренажер двигал конечностями. Ранее было установлено, что вибрация сухожилий мышц бедра инициирует у испытуемых в положении лежа на боку с внешней поддержкой ног (в рамах-качелях) непроизвольные шагательные движения [9]. В нашей клинике мы использовали кинезиотерапевтическую установку «Экзарта» в качестве аналога, позволяющего синхронно со стимуляцией выполнять упражнения в подвешенном состоянии, позиционировать тело и преодолевать влияние гравитации. У пациентов с повреждением шейного отдела позвоночника стимулировали два уровня спинного мозга (шейное и поясничное утолщение). Во всех наблюдениях начинали стимуляцию с уровня Th11, через 5–10 минут проводили стимуляцию на уровне позвонка С5. Синхронная стимуляция на двух уровнях вызывала движения в конечностях у всех испытуемых. Сила тока на уровне шейного утолщения всегда была невысокой и не превышала 40–50 мА. Существуют исследования, доказывающие, что стимуляция шейного утолщения может быть эффективна для реабилитации движений рук при травме шейного отдела. Однако именно из-за неопределенности влияния, которое может оказать электростимуляция этого отдела спинного мозга на жизненно важные функции (анатомическая близость сердца, иннервация инспираторных мышц, близость ствола головного мозга), электростимуляцию на уровне шейного отдела пациентам проводят редко и с большой осторожностью.

Результаты и обсуждения

При неврологическом осмотре у 5 детей (из разных групп по шкале ASIA) после 5 процедур отмечались изменения функции тазовых органов в виде лучшего ощущения наполнения мочевого пузыря, минимального урегулирования цикла мочеиспускания, проявляющегося увеличением объема выделяемой мочи и частоты мочеиспускания. После полного курса стимуляции отмечена положительная динамика в разной степени не у всех пациентов. Субъективно пациенты отмечали ощущение увеличения мышечной силы и повышение переносимости более тяжелых нагрузок (более сложные задания) во время воздействия электрической стимуляции при выполнении заданий на механотренажерах и кинезиотренажерах. Было зарегистрировано увеличение количества выполняемых упражнений и заданий инструктора лечебной физкультуры (ЛФК), уменьшение интервала между заданиями во время процедуры ЧЭССМ. Установлены клинически значимые улучшения функции нижних конечностей у 3 пациентов из 7, подтвержденные инструментальными методами исследования и неврологической оценкой. У данных пациентов наблюдали положительную динамику после 2–3 курсов ЧЭССМ: у 2 пациентов с переходом уровня неврологического дефицита с типа В в тип D и у одного из типа С в тип D. Один пациент, исходно имевший тип С, остался в этом же неврологическом статусе. У 3 детей с типом неврологических расстройств А и В значимой динамики в двигательной сфере не отмечалось. Объясняется это тяжестью и выраженностью повреждения спинного мозга, а также давностью полученного повреждения. У данной группы детей средние значения двигательных функций соответствовали 50 баллам. Однако в чувствительной сфере отмечался минимальный прирост показателей — в среднем 10 баллов по шкале ASIA. По данным ЭМГ, ЭНМГ значимых изменений по сравнению с результатами, полученными до курса ЧЭССМ, зарегистрировано не было. Анализ ССВП у одного из пациентов с повреждением спинного мозга на грудном уровне показал положительную динамику в виде появления коркового потенциала P38-N46 при стимуляции n. tibialis справа, что свидетельствует об улучшении проведения соматосенсорной афферентации по проводникам спинного мозга выше поясничного утолщения (рис. 1).

 

Рис. 1. Соматосенсорные вызванные потенциалы при стимуляции n. tibialis: а — до проведения курса ЧЭССМ; б — после проведения курса ЧЭССМ (появление коркового потенциала P38-N46 при стимуляции n. tibialis справа)

 

У большинства пациентов по ССВП отмечалась положительная нейрофизиологическая динамика в виде появления нейрофизиологических признаков проведения до мышц-эффекторов на конечностях, ускорения времени моторного проведения, некоторого повышения функциональной активности нейронов. Интересно, что не всегда положительная динамика или ее отсутствие по ССВП совпадали с клинической картиной (неврологический осмотр с использованием шкалы ASIA). У одного пациента с исходным типом В после трех курсов стимуляции отмечено восстановление до типа D. Травма позвоночника была получена в результате падения с высоты и сопровождалась повреждением спинного мозга на уровне поясничного утолщения. Изначально в неврологическом статусе отмечалась нижняя вялая параплегия с нарушением функции тазовых органов. Пациент был прооперирован в первые сутки после травмы с диагнозом: «Позвоночно-спинномозговая травма. Переломовывих L3. Нижняя вялая параплегия. Нарушение функции тазовых органов». После хирургического лечения ребенок получил 3 курса ЧЭССМ и несколько курсов комплексной двигательной реабилитации. За 1 год в двигательной сфере прирост показателей составил 8 баллов по сравнению с первичным неврологическим осмотром. При повторном неврологическом осмотре пациент передвигается самостоятельно с использованием вспомогательных средств, делает несколько шагов без посторонней помощи.

Полный регресс неврологических расстройств не наблюдался ни у одного больного.

В своем исследовании мы преднамеренно выбрали пациентов с тяжелыми неврологическими нарушениями. Отсутствие значимого положительного результата в восстановлении неврологических функций, с нашей точки зрения, можно объяснить тяжелым дефицитом, обусловленным уровнем и характером поражения спинного мозга в результате травмы, необратимыми изменениями в спинном мозге вследствие вторичных нарушений в его структуре в связи с длительными сроками, прошедшими от момента травмы, а также поздними сроками хирургического вмешательства. Это подтверждает тот факт, что у пациентов, прооперированных в первые сутки после травмы (4 пациента), результаты были значительно лучше тех, кого оперировали через неделю и более (3 пациента).

Заключение

Таким образом, в ходе проведенного исследования установлено:

  • метод ЧЭССМ способствует наиболее быстрому и полноценному восстановлению неврологических функций (преимущественно функции тазовых органов) у пациентов с вертебро-медуллярным конфликтом;
  • выполнение ЧЭССМ в комплексной терапии с системой «Экзарта» дает выраженный положительный эффект, что содействует более быстрому регрессу неврологических нарушений у детей с данной патологией;
  • восстановление функций спинного мозга напрямую зависит от ранних сроков хирургического вмешательства;
  • восстановление функций даже одного сегмента спинного мозга значительно улучшает социальную адаптацию и качество жизни таких пациентов.

Полученные положительные результаты в комплексной реабилитации детей с позвоночно-спинномозговой травмой с применением неинвазивной ЧЭССМ позволяют рекомендовать данную методику к использованию в клинической практике и осуществлять ее в ранние сроки после хирургического вмешательства.

Информация о финансировании и конфликте интересов

Исследование осуществлено в рамках НИР при поддержке ФГБУ «НИДОИ им. Г.И. Турнера» Минздрава России.

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

×

Об авторах

Сергей Валентинович Виссарионов

ФГБУ «НИДОИ им. Г.И. Турнера» Минздрава России; ФГБОУ ВО «СЗГМУ им. И.И. Мечникова» Минздрава России

Автор, ответственный за переписку.
Email: turner01@mail.ru

д-р мед. наук, профессор, заместитель директора по научной и учебной работе, руководитель отделения патологии позвоночника и нейрохирургии ФГБУ «НИДОИ им. Г.И. Турнера» Минздрава России; профессор кафедры детской травматологии и ортопедии ФГБОУ ВО «СЗГМУ им. И.И. Мечникова» Минздрава России

Россия, 196603, г. Санкт-Петербург, г. Пушкин, ул. Парковая, дом 64-68; 195015, г. Санкт-Петербург, Кирочная ул., 41

Ирина Юрьевна Солохина

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

Email: turner01@mail.ru

врач-невролог, научный сотрудник отделения патологии позвоночника и нейрохирургии

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

Галина Александровна Икоева

ФГБУ «НИДОИ им. Г.И. Турнера» Минздрава России; ФГБОУ ВО «СЗГМУ им. И.И. Мечникова» Минздрава России

Email: ikoeva@inbox.ru

канд. мед. наук, доцент кафедры детской неврологии и нейрохирургии ФГБОУ ВО «СЗГМУ им. И.И. Мечникова» Минздрава России; заведующая отделением двигательной реабилитации ФГБУ «НИДОИ им. Г.И. Турнера» Минздрава России

Россия, 196603, г. Санкт-Петербург, г. Пушкин, ул. Парковая, дом 64-68; 195015, г. Санкт-Петербург, Кирочная ул., 41

Алексей Георгиевич Баиндурашвили

ФГБУ «НИДОИ им. Г.И. Турнера» Минздрава России; ФГБОУ ВО «СЗГМУ им. И.И. Мечникова» Минздрава России

Email: turner01@mail.ru

д-р мед. наук, профессор, академик РАН, заслуженный врач РФ, директор ФГБУ «НИДОИ им. Г.И. Турнера» Минздрава России; заведующий кафедрой детской травматологии и ортопедии ФГБОУ ВО «СЗГМУ им. И.И. Мечникова» Минздрава России

Россия, 196603, г. Санкт-Петербург, г. Пушкин, ул. Парковая, дом 64-68; 195015, г. Санкт-Петербург, Кирочная ул., 41

Список литературы

  1. Баиндурашвили А.Г., Виссарионов С.В., Александров Ю.С., Пшениснов К.В. Позвоночно-спинномозговая травма у детей. – СПб.: Онли-Пресс, 2016. – 87 с. [Baindurashvili AG, Vissarionov SV, Aleksandrov YuS, Pshenisnov KV. Pozvonochno-spinnomozgovaya travma u detei. Saint Petersburg: Onli-Press; 2016. 87p. (In Russ.)]
  2. Виссарионов С.В., Белянчиков С.М. Оперативное лечение детей с осложненными переломами позвонков грудной и поясничной локализации // Травматология и ортопедия России. – 2010. – Т. 56. – № 2. – С. 48–50. [Vissarionov SV, Bel’anchikov SM. The surgical treatment of children with complicated fractures of thoracic and lumbar vertebrae. Traumatology and Orthopedics of Russia. 2010;56(2):48-50. (In Russ.)]. doi: 10.21823/2311-2905-2010-0-2-48-50.
  3. Георгиева С.А., Бабиченко И.Е., Пучиньян Д.М. Гомеостаз, травматическая болезнь головного и спинного мозга. – Саратов: Изд-во Сарат. ун-та, 1993. – 223 с. [Georgieva SA, Babichenko IE, Puchin’yan DM. Gomeostaz, travmaticheskaya bolezn’ golovnogo i spinnogo mozga. Saratov: Izd-vo Sarat. un-ta; 1993. 223 p. (In Russ.)]
  4. Коновалов А.Н., Лихтерман Л.Б., Лившиц А.В., Ярцев В.В. Травма центральной нервной системы // Вопросы нейрохирургии. – 1986. – № 3. – С. 3–8. [Konovalov AN, Likhterman LB, Livshits AV, Yartsev VV. Travma tsentral’noi nervnoi sistemy. Voprosy neirokhirurgii. 1986;(3):3-8. (In Russ.)]
  5. Лившиц А.В. Хирургия спинного мозга. – М.: Медицина, 1990. – 350 с. [Livshits AV. Khirurgiya spinnogo mozga. Moscow: Meditsina; 1990. 350 p. (In Russ.)]
  6. Jankowska E, et al. The effеct of DOPA on the spinal cord. Acta Physiologica Scandinavica. 1967;70(3-4):389-402. doi: 10.1111/j.1748-1716.1967.tb03637.x.
  7. Городничев Р.М., Пивоварова Е.А., Пухов А., и др. Чрескожная электрическая стимуляция спинного мозга: неинвазивный способ активации генераторов шагательных движений у человека // Физиология человека. – 2012. – T. 38. – № 2. – С. 46–56. [Gorodnichev RM, Pivovarova EA, Puhov A, et al. Transcutaneous electrical stimulation of the spinal cord: A noninvasive tool for the activation of stepping pattern generators in humans. Human Physiology. 2012;38(2):46-56. (In Russ.)]
  8. Мошонкина Т.Р., Мусиенко П.Е., Богачева И.Н., и др. Регуляция локомоторной активности при помощи эпидуральной и чрескожной стимуляции спинного мозга у животных и человека // Ульяновский медико-биологический журнал. – 2012. – № 3. – С. 129–137. [Moshonkina TR, Musienko PE, Bogacheva IN, et al. Regulation of locomotor activity by epidural and transcutaneous electrical spinal cord stimulation in the human and animals. Ulyanovsk Medico-Biological Journal. 2012;(3):129-137. (In Russ.)]
  9. Gerasimenko Y, Lu D, Modaber M, Zdunowski S, et al. Noninvasive Reactivation of Motor Descending Control after Paralysis. J Neurotrauma. 2015Jun15. doi: 10.1089/neu. 2015.4008.
  10. American Spinal Injury Association and International Medical Society of Paraplegia, eds. Reference manual of the international standards for neurological classification of spinal cord injury. Chicago, IL: American Spinal Injury Association; 2003.
  11. Городничев Р.М., Мачуева Е.Н., Пивоварова Е.А., и др. Новый способ активации генераторов шагательных движений у человека // Физиология человека. – 2010. – № 6. – С. 95–103. [Gorodnichev RM, Machueva EN, Pivovarova EA. A new method for the activation of the locomotor circuitry in humans. Human Physiology. 2010;36(6):95-103. (In Russ.)]

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Виссарионов С.В., Солохина И.Ю., Икоева Г.А., Баиндурашвили А.Г., 2017

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International License.
СМИ зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор).
Регистрационный номер и дата принятия решения о регистрации СМИ: серия ПИ № ФС77-54261 от 24 мая 2013 г.


Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах