CC BY
55
NK
МЕДИЦИНСКИЙ
АЛЬМАНАХ
Torgan T.I., Bajdina T.V. Nemotornye simptomy bolezni Parkinsona. Sarato-vskij nauch.-med. zhurn. 2012. T. 8. № 2. S. 535-538.
9. Нодель М.Р., Яхно Н.Н. Нервно-психические нарушения при болезни Паркинсона. Неврология, нейропсихиатрия, психосоматика. 2009. № 2. С. 3-8.
Nodel' M.R., Yaxno N.N. Nervno-psixicheskie naryshenia pri bolezni Parkinsona. Nevrologia, nejropsixologia, psixosomatika. 2009. № 2. S. 3-8.
10. Emre M., Aarsland D., Brown R. et al. Clinical diagnostic criteria for dementia associated with Parkinson's disease. Mov. Disord. 2007. Vol. 22. P. 1689-1707.
11. Hinnell C., Hurt C.S., Landau S.et al. PROMS-PD Study Group. Nonmotor versus motor symptoms: how much do they matter to health status in Parkinson's disease? Mov Disord. 2012. Vol. 27. № 2. P. 236-241.
12. De Lau L.M. Verbaan D., van Rooden S.M. et al. Relation of clinical subtypes in Parkinson's disease with survival. Mov Disord. 2014. Vol. 29. № 1. P. 150-151.
13. Демчук Н.Д. Серотонинергические механизмы формирования моторно-депрес-сивных симптомов паркинсонизма, охарактеризованного по Паркин-гену, и возможность их коррекции антидепрессантами из группы селективных ингибиторов обратного захвата серотонина: автореф. дис. ... к. м. н. / Н.Д. Демчук. Пермь, 2005. 25 с.
Demchyk N.D. Serotoninergicheskie mexanizmi formirovania motorno-de-pressivnix simptomov parkinsonizma, oxarakterizovannogo po Parkin-geny, i vozmojnost' ix korrekcii antidepressantami iz gryppi selektivnix ingibitorov ob-ratnogo zaxvata serotonina: avtoref. dis. /N.D. Demchyk. Perm, 2005. 25s.
14. Дондова А.И. Аффективные нарушения и тромбоцитарный серотонин при болезни Паркинсона. Пермский медицинский журнал. 2008. № 1. С.119-122.
Dondova A.I. Affektivnie narushenia i trombocitarnii serotonin pri bolezni Parkinsona. Permskii medicinskii jurnal. 2008. № 1. S.119-122.
УДК: 612.822:577.539
Код специальности ВАК: 14.01.11
ЧАСТОТНО-СПЕКТРАЛЬНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ФИЗИОЛОГИЧЕСКОГО ТРЕМОРА
Е.А. Александрова1, А.В. Густов1, И.В. Бородачева3, Е.М. Тиманин2, Е.В. Еремин1, К.М. Беляков3, М.Н. Ерохина1,
1ФГБОУ ВО «Нижегородская государственная медицинская академия»,
2ГБУН «Институт прикладной физики РАН», г. Н. Новгород,
3ГБУЗ НО «Нижегородская областная клиническая больница им. Н.А. Семашко»
Дата поступления 28.06.2017
Александрова Екатерина Александровна - e-mail: [email protected]
Частота - важнейшая феноменологическая и клиническая характеристика тремора, имеющая дифференциально-диагностическое значение, поскольку именно частотные характеристики дрожательных гиперкинезов позволяют провести дифференциальную диагностику физиологического и патологических видов тремора, сделать вывод о механизмах генерации тремора при разных формах неврологической патологии и определить лечебную тактику. Частотные характеристики тремора также связывают с различными механизмами генерации и контроля дрожания в покое при изометрической нагрузке и реализации двигательного акта. Таким образом, спектральный анализ тремора может быть использован для объективной оценки непроизвольных движений в норме, проведения дифференциальной диагностики физиологического и патологического видов тремора, однако одновременная комплексная оценка частотных характеристик статического, постурального и кинетического тремора в проведенных ранее исследованиях представлена недостаточно и является противоречивой в отношении выделения низких, высоких и средних частот.
Ключевые слова: физиологический тремор, спектральные характеристики тремора,
аппарат «Механонейромиограф».
Frequency is the most important phenomenological and clinical characteristic of a tremor, which has a differential diagnostic significance. The frequency characteristics of trembling hyperkineses allow differential diagnosis of physiological and pathological tremor types, to draw conclusions about the mechanisms of tremor generation in various forms of neurological pathology, and to determine the therapeutic strategy. The frequency characteristics of the tremor are also associated with various mechanisms of generation and control of jitter at rest under isometric loading and the implementation of the motor act. Thus, spectral analysis of the tremor can be used for an objective assessment of involuntary movements in norm, differential diagnosis of physiological and pathological types of tremor, however, a simultaneous complex evaluation of the frequency characteristics of static, postural and kinetic tremor in previous studies is insufficient and contradictory low, high and medium frequencies.
Key words: physiological tremor, spectral characteristics of tremor, apparatus
«Mechanoneuromyomograph».
Введение
Частота - важнейшая феноменологическая и клиническая характеристика тремора, имеющая дифференциально-диагностическое значение, поскольку именно частотные характеристики дрожательных гиперкинезов позволяют провести дифференциальную диагностику физиологического и патологических видов тремора, сделать вывод о механизмах генерации тремора при разных формах не-
врологической патологии и определить лечебную тактику [1, 2, 3]. Частотные характеристики тремора также связывают с различными механизмами генерации и контроля дрожания в покое при изометрической нагрузке и реализации двигательного акта [2, 4, 5, 6]. Таким образом, спектральный анализ тремора может быть использован для объективной оценки непроизвольных движений в
МЕДИЦИНСКИЙ
АЛЬМАНАХ
норме, проведения дифференциальной диагностики физиологического и патологического видов тремора, однако одновременная комплексная оценка частотных характеристик статического, постурального и кинетического тремора в проведенных ранее исследованиях представлена недостаточно и является противоречивой в отношении выделения низких, высоких и средних частот [1, 3, 7].
Цель исследования: изучить частотно-спектральные характеристики физиологического, статического, постурального и кинетического тремора верхних и нижних конечностей.
Материал и методы
Для решения поставленной цели были обследованы 115 практически здоровых лиц в возрасте от 20 лет до 71 года, средний возраст составил 36,7±13,5 года. Среди обследованных были 73 женщины и 42 мужчины. Исследование проводили на аппарате «Механонейромиограф» (Е.М. Тиманин, Е.В. Еремин, 2008) [3]. Регистрацию сигналов различных видов тремора проводили акселерометри-ческими датчиками. Спектральный анализ сигналов тремора осуществлялся средствами программного обеспечения. Проводилась одновременная регистрация сигналов тремора в двух симметричных точках верхних и нижних конечностей. Находились средние значения суммарной мощности [Р, (см/с2)2], позволяющей, в отличие от оценки амплитуды, провести временной анализ дрожательного гиперкинеза. Частотно-спектральные характеристики тремора оценивались на основании выделения долей мощности (%) в диапазонах низких (1,0-7,9 Гц), средних (8,0-15,9) Гц и высоких (16,0-30) Гц частот.
Статистическая обработка результатов проводилась с помощью программ Statistica 6.0. Вычисляли среднюю выборочной совокупности (М), ошибку средней (т). Для поэтапного сравнения результатов внутри каждой из подгрупп использовали парный критерий Стьюдента. Степень достоверности (р) определяли по доверительному коэффициенту и числу степени свободы. Различие результатов считалось достоверным при р <0,05 (Реброва О.Ю., 2002).
Результаты и их обсуждение
Анализ частотных характеристик статического тремора рук показал равномерное распределение долей мощности по частоте в низко- и высокочастотных частях спектра -
35,8±0,8% и 38±0,9% соответственно, в то время как доля мощности в средней части спектра оказалась сниженной и равнялась 27±0,7% (р=0,0001). Такое распределение долей мощности может быть связано с тем, что колебания в среднечастотной части спектра в треморе покоя связаны с осцилляциями, формирующимися во время сердечной систолы, которые фиксируются на частоте около 10 Гц за счет периферических пассивных резонансных эффектов [2, 8].
При исследовании постурального тремора верхних конечностей было обнаружено достоверное изменение частотно-спектральных характеристик со статистически значимым повышением долей мощности в диапазоне низких частот и средних частот, с уменьшением доли мощности на высоких частотах - 49,8±1%, 42,7±1%, 7,5±0,3% соответственно (р1=0,0001, р2=0,0001, р3=0,0001). Оценка частотной характеристики кинетического тремора рук показала дальнейшее достоверное повышение доли мощности в низкочастотном спектре со снижением доли мощности в среднечастотном спектре, при отсутствии изменений в спектре высоких частот - соответственно 59±1%, 33±1%, 8±0,3% (р1=0,0001, р2=0,0001, р3=0,29) (рис. 1).
Оценка частотного спектра тремора покоя в ногах так же, как и в руках, показала достоверное превышение доли мощности в низкочастотной части спектра (1,0-7,9 Гц) -45±1,2% (р=0,0001). При сравнении частотно-спектральных характеристик статического тремора в руках и ногах, было выявлено статистически значимое (р=0,0001) превышение доли мощности в низкочастотной части спектра в ногах, что может быть связано с количественным различием функционирующих двигательных единиц, участвующих в активизации периферического рефлекса на растяжение в верхних и нижних конечностях [2].
При исследовании постурального тремора ног выявлялось достоверное повышение доли мощности в диапазоне низких частот (72,1±1,1%) со значительным уменьшением доли мощности на высоких частотах (7,4±0,7% vs 297,4±0,8%) соответственно (р=0,0001). Спектральный анализ кинетического тремора ног в норме также выявил нарастание доли мощности в низкочастотном спектре (р=0,0001) (рис. 2).
РИС. 1.
Частотно-спектральные характеристики физиологического тремора рук.
80
статическим постуральныи интенционныи тремор тремор тремор Виды тремора
РИС. 2.
Частотно-спектральные характеристики физиологического тремора ног.
NK
МЕДИЦИНСКИЙ
АЛЬМАНАХ
В возникновении физиологического тремора имеют значение три самостоятельных вида осцилляций: два -периферические (механический и рефлекторный резонанс) и один - центральный (нейрогенный осциллятор), и роль этих механизмов в генерации разных видов тремора различна. Физиологический тремор в конечности при ее удержании против силы тяжести определяется совместным действием периферических механизмов, включающих механический и рефлекторный резонанс [2, 6, 10]. По всей вероятности, смещение спектра в сторону низкочастотных колебаний в постуральном треморе по сравнению с тремором покоя связано с изменением резонансной частоты рефлекторных осцилляций на сегментарном уровне за счет изменения интенсивности импульсации, проходящей через гамма-петлю.
Также считается, что синхронизация двигательных единиц в покое и при нагрузке связана с пароксизмаль-ной активностью кортико-спинального тракта, а тремор является «побочным продуктом» кортико-моторных ос-цилляций, модулирующих нисходящие пути двигательного контроля. При этом пики колебаний навязанного центрального нейрогенного тремора находятся в полосах частот 8-12 Гц [2], и, вероятнее всего, именно с этим связано второе смещение спектра в сторону среднеча-стотных колебаний.
Кинетический тремор связывается с центральной ритмической активностью, это определяет жесткий надсег-ментарный контроль при реализации двигательного акта [10]. Осцилляции физиологического тремора необходимы для реализации быстрых произвольных движений и их инициации [2]. Увеличение доли низкочастотного дрожания в кинетическом треморе рук со снижением доли мощности на средних частотах, по сравнению с по-стуральным тремором, по-видимому, связано с изменением как резонансной частоты рефлекторных осцилля-ций на сегментарном уровне, так и с модулирующим влиянием надсегментарных механизмов, поскольку предполагать снижение резонансной частоты соответствующей механической системы нет оснований. Разница изменений при переходе от постурального тремора к кинетическому на руках и на ногах может быть связана с разницей условий генерации кинетического тремора в ногах. Регистрация кинетического тремора в ходе проведения пяточно-коленной пробы обуславливает условия измерений, близкие к промежуточным между измерениями тремора покоя и постурального тремора. В то же время, учитывая физиологические особенности биокинематической цепи нижних конечностей, а именно осуществление локомоторной функции, именно такой вид непроизвольной двигательной активности является для них физиологической [2].
Выводы
Таким образом, обнаруженные изменения спектральных характеристик в различных видах тремора в верхних и нижних конечностях соответствуют функциональным особенностям соответствующих биокинематических цепей и отражают механизмы сегментарного и надсегментарного контроля непроизвольной и произвольной моторной активности.
Исследование спектра физиологического тремора показало достоверное различие частотных характеристик статического тремора, постурального и интенционного тремора со смещением спектров в сторону низкочастотных колебаний при наличии двигательной активности в конечности.
Анализ частотных характеристик тремора на аппарате «Механонейромиограф» может быть использован для оценки функционального состояния двигательного анализатора.
ЛИТЕРАТУРА
1. Избранные лекции по неврологии / Под ред. проф. В.Л. Голубева. М.: Издательство «Эйдос Медиа», 2006. 624 с.
Izbrannye lekciipo nevrologii/Pod red. prof. V.L. Golubeva. M.: Izdatel'stvo «EHjdos Media», 2006. 624 s.
2. Иллариошкин С.Н., Иванова-Смоленская И.А. Дрожательные гиперкине-зы. М.: Атмосфера, 2011. 354 с.
Illarioshkin S.N., Ivanova-Smolenskaya I.A. Drozhatel'nye giperkinezy. M.: Atmosfera, 2011.354 s.
3. Тиманин Е.М., Густов А.В., Александрова Е.А., Устимкина М.А. Виброакустические методы и аппаратно-программный комплекс для неврологической диагностики // Фундаментальные науки - медицине: биофизические медицинские технологии: монография. В 2 тт.: Т.2 / под ред. А.И. Григорьева, Ю.А. Владимирова. М.: МАКС Пресс, 2015. С. 194-215
Timanin E.M., Gustov A.V., Aleksandrova E.A., Ustimkina M.A. Vibro-akusticheskiye metody i apparatno-programmnyy kompleks dlya nevrologicheskoy diagnostiki // Fundamental'nyye nauki - meditsine: Biofizicheskiye meditsinskiye tekhnologii: Monografiya. V 2 tt.: T.2 / pod red. A.I. Grigor'yeva, Yu.A. Vladimirova. M.: MAKS Press, 2015. S.194-215
4. Hagbard K.E., Young R.R. Partisipation of the stetch reflex in human, physiological tremor. Brain. 1979. Vol. 352. Р. 1582-1585.
5. Hess C.W., Pullman S.L. Tremor: Clinical Phenomenology and Assessment Techniques. Tremor Other Hyperkinet Mov (NY). 2012. Jun. 28. № 2. 65 р.
6. McAuley J.H., Marsden C.D. Physiological and pathological tremors and rhythmic central motor control. Brain. 2000. Aug. № 123. (Pt 8). Р. 1545-1567.
7. Arihara M., Sakamoto K. Evaluation of spectral characteristics of physiological tremor of finger based on mechanical model. Electromyogr Clin Neurophysiol. 1999. Jul-Aug. № 39 (5). Р. 289-304.
8. Marsden C.D., Meadodows J.C., Lange G.W., WatsonR.S. The rjle of ballistocardiac impulse in the genesis of physiological tremor. Brain. 1969. Vol. 92. Р. 647-662.
9. Sakamoto K., Nishida K., Zhou L., Itakura N., Seki K., Hamba S. Characteristics of physiological tremor in five fingers and evaluations of fatigue of fingers in typing. 1992. Jan. № 11 (1). Р. 61-68.
10. Vallbo A.B., Wessberg J. Organization of motor output in slow finger movements in man. J Physiol. 1993. Sep. № 469. Р. 673-91. 1Д31
