CC BY
192
© Группа авторов, 2011
УДК 612.741.16:616.831-001.5-005.1
Нейроэлектромиографическая оценка выраженности спастико-паретического синдрома у больных с центральным
гемипарезом различного генеза
Г. А. Криворучко, А. П. Шеин
Electroneuromyographical evaluation of the manifestation degree of the spasticity-paretic syndrome in patients with central hemiparesis
of different genesis
G. A. Krivoruchko., A. P. Shein
ФГУ «Российский научный центр «Восстановительная травматология и ортопедия» им. акад. Г. А. Илизарова» Минздравсоцразвития РФ (директор — д. м. н. А. В. Губин)
Цель работы состояла в оценке взаимосвязи между различными электронейромиографическими характеристиками спастико-паретического синдрома у больных с центральным гемипарезом различного генеза (последствие инсульта или травмы головного мозга). Комплексному нейрофизиологическому тестированию, основанному на сочетании методов глобальной и сти-муляционной (Н-рефлексы, М-ответы, транскраниально вызванные потенциалы, электрофизиологический аналог рефлекса Бабинского) электронейромиографии, подвергнуто 70 пациентов (53 — мужского, 17- женского пола) в возрасте от 13 до 64 лет с клиническими признаками спастического гемипареза (последствие инсульта и черепномозговой травмы). Показано, что все использованные в работе ЭНМГ-показатели являются взаимодополняющими. Наиболее информативным параметром электрофизиологического аналога рефлекса Бабинского является длительность полисинаптического ответа. Ключевые слова: инсульт, черепномозговая травма, спастичность, электронейромиография.
The purpose of this work was to assess the relationship between different electroneuromyographical characteristics of the spasticity-paretic syndrome in patients with central hemiparesis of different genesis (stroke or brain injury consequence). 70 patients (53 males and 17 females) at the age of 13-64 years with clinical signs of spastic hemiparesis (stroke and craniocerebral injury consequence) underwent complex neurophysiological testing, based on the combination of global and stimulation (H-reflexes, M-responses, transcranially evoked potentials, electrophysiological analogue of the Babinski reflex) EMG. It has been demonstrated that all the ENMG-values used in the work are complementary. Polysynaptic response duration has been found to be the most informative parameter of the electrophysiological analogue of the Babinski reflex. Keywords: stroke, craniocerebral injury, spasticity, electroneuromyography.
Существующий на сегодняшний день комплекс нейрофизиологических методов и критериев оценки выраженности спастичности у пациентов с последствиями травм и заболеваний головного и спинного мозга не является устоявшимся и нуждается в дальнейших уточнениях и дополнениях [1]. Следует подчеркнуть, что нейрофизиологические тесты позволяют объективизировать клинические проявления спастико-паретического синдрома. В частности, с помощью глобальной ЭМГ можно определить выраженность моторного дефицита, а также дифференцировать спастичность от ригидности и других вариантов патологического увеличения мышечного тонуса. Увеличение относительных величин Н-рефлексов и снижение их порогов [2], а также увеличение амплитуды и частоты выявления F-волн
[3] также характерно для спастико-паретического синдрома. Данные транскраниальной магнитной стимуляция различных структур головного мозга оказались полезными для оценки степени и уточнения локализации поражения моторной коры и пирамидных трактов. Одним из наиболее надежных клинических признаков спастичности является наличие рефлекса Бабинского
[4], относящегося к категории полисинаптических.
Нейрофизиологический анализ этого рефлекса показал, что характеристики вызванной биоэлектрической активности m. extensor digitorum longus, возникающей при штриховом раздражении латерального края подошвенной поверхности стопы, у пациентов с повреждением шейного и грудного отделов позвоночника и спинного мозга существенно зависят от особенностей применяемой механостимуляции (интенсивности и скорости нанесения штрихового стимула) [5]. В отдельных работах [6, 7] у пациентов с пирамидной недостаточностью различного генеза, характеризуемой наличием рефлекса Бабинского, отмечено возникновение полисинаптического ответа m. tibialis anterior в ответ на стимуляцию дистальных ветвей n. suralis и n. tibialis, что позволяет, на наш взгляд, ввести модифицированный вариант этой методики в комплекс нейрофизиологических тестов, ориентированных на выявление и количественную оценку спастичности.
Цель настоящей работы состояла в оценке взаимосвязи между различными ЭНМГ-характеристиками спастико-паретического синдрома у больных с центральным гемипарезом различного генеза (последствие инсульта или травмы головного мозга).
МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ
Комплексному нейрофизиологическому тестированию [8], основанному на сочетании методов глобальной и стимуляционной электронейромиографии, подвергнуто 70 пациентов (53 — мужского, 17 — женского пола) в возрасте от 13 до 64 (45±2) лет с клиническими признаками спастического гемипареза. Распределение выборки по этиологии заболевания: 60 — последствие острого нарушения мозгового кровообращения в бассейне средней мозговой артерии (ишемический инсульт — 50, геморрагический — 10), 10 — последствие черепно-мозговой травмы. Давность заболевания — от 8 месяцев до 4 лет.
Анализировались следующие признаки: амплитуда транскраниально вызванного потенциала m. tibialis anterior (АТВП; % от амплитуды М-ответа); амплитуда максимальных Н-рефлексов m. gastrocnemius (cap. lat.) и m. soleus (AHG и AHS; % от соответствующих М-ответов); цереброспинальный индекс [8] — отношение средней амплитуды суммарной ЭМГ m. tibialis anterior, рассчитываемой по программе MVA (Mean Rectified Voltage) в условиях выполнения теста «максимальное произвольное напряжение», к амплитуде М-ответа (ЦСИ; % от амплитуды М-ответа); максимальная амплитуда (АПСО; % от М-ответа), латентность (Lnco; мс) и длительность (ТПСО; мс) полисинаптиче-ских ответов (ПСО) m. tibialis anterior, регистрируемых в условиях короткосерийной стимуляции n. plantaris в
области медиальной лодыжки (на рис. 1 приведена схема авторской модификация методики регистрации и анализа ПСО). В связи с нестационарностью ПСО, учитывались средние величины АПСО, и ТПСО рассчитанные по 3-5 пробам. Во всех случаях тестировались как пораженная (ПК), так и контралатеральная (КК) конечности. Использовалась 4-канальная цифровая ЭМГ/ВП-система "Viking-4" (Nicolet, США), совмещенная с магнитоимпульсным стимулятором Quadropuls-500 (Magstim, Великобритания). Для стимуляции моторной коры применялся двойной угловой индуктор, что позволило с высокой надежностью регистрировать транскраниально вызванные потенциалы в отведениях от мышц нижних конечностей. В качестве контроля использованы объединенные (левая + правая конечности) данные 32 здоровых испытуемых (17 мужчин и 15 женщин) в возрасте от 15 до 26 лет. Статистическая обработка данных производилась с помощью пакета анализа данных Microsoft EXEL-2003, дополненного программами непараметрической статистики и оценки нормальности распределения [9]. Для оценки достоверности различия сопоставляемых выборок показателей использованы t-критерий Стьюдента и непараметрический критерий Вилкоксона. Взаимосвязь признаков оценивалась с помощью коэффициентов корреляции Пирсона. Принятый уровень статистической значимости выводов — 0,05.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
На рисунке 1 представлена предложенная нами модификация регистрации длиннолатентных (полиси-наптических) ответов m. tibialis anterior, основанная на применении короткосерийной стимуляции n. plantaris (длительность одиночного стимула — 1 мс, интенсивность — двойной моторный порог, число импульсов в серии — 10, частота — 20 Гц, интервал между сериями — не менее 5 сек.), имитирующей механическое
(штриховое) раздражение подошвенной поверхности стопы. Способ отведения ПСО — биполярный с фиксированным межэлектродным расстоянием (1 см). Показано, что у здоровых взрослых испытуемых вызываемый подобным способом ПСО отсутствует и возникает лишь у пациентов со спастико-паретическим синдромом различного генеза. Во всех случаях регистрации ПСО у обследованных нами пациентов совпа-
Рис. 1. Схема регистрации полисинаптического ответа (ПСО) m. tibialis anterior в условиях короткосерийной стимуляции n. plantaris
Гений Oj/тотдии № 3, 2011 г.
Рис. 2. Посттетаническая потенциация полисинаптического ответа (ПСО) m. tibialis anterior
дала с наличием ипсилатерально вызванного «классическим» способом рефлекса Бабинского. У пациентов анализируемой выборки ПСО зарегистрирован в 100 % случаев на стороне гемипареза (ПК) и в 34,3 % (24) на контралатеральной конечности (КК). Учитывая это обстоятельство, при проведении статистического анализа мы сочли целесообразным разделить данные КК на две подгруппы (КК-1 — наличие ПСО, КК-2 — отсутствие ПСО) и проанализировать эти выборки независимо друг от друга.
Из рисунка 1 видно, что ПСО на пораженной конечности представляет собой веретенообразную вспышку биоэлектрической активности в m. tibialis anterior, возникающую со средней латентностью 198±13 мс (см. табл. 1). Амплитуда зарегистрированных на стороне гемипареза ПСО составила 6,5 ± 0,6 % от амплитуды ипсилатеральных М-ответов m. tibialis anterior, а длительность — 868 ± 88 мс, что в 1,5 больше (P < 0,01) соответствующего показателя на контралатеральной конечности (КК-1). Статистически значимых различий между выборками КК-1 и КК-2 по показателям АПСО и LTCQ не выявлено. В большинстве записей ПСО прослеживается отчетливая тре-морообразная структура. У больных с выраженной спастичностью отмечен феномен посттетанической потенциации ПСО, состоящий в снижении L , а также увеличении АПСО и ТПСО каждого последующего (в серии проб) рефлекторного ответа (см. рис. 2). Увеличение интервала между сериями стимулов до 10-15 секунд в большинстве случаев компенсировало проявление феномена потенциации ПСО.
Из таблицы 1 следует, что показатель ЦСИ, характеризующий предел возможностей пирамидных структур к произвольной активации максимального числа двигательных единиц (ДЕ) m. tibialis anterior до уровня предельно возможной частоты их разрядов, оказался на стороне гемипареза в 3,7 ниже (P < 0,001)
контрольных величин (здоровые испытуемые), а также в 2,9 (КК-1; P < 0,001) и 2,5 (КК-2; P < 0,001) раза ниже соответствующих показателей контралатеральной конечности. Статистически значимых различий между ЦСИ, рассчитанных для выборок КК-1 и КК-2, не выявлено. Из приведенных в таблице 1 средних значений ЦСИ также следует, что данные контралатеральной конечности заметно ниже контрольных величин, как в отношении группы показателей КК-1 (P > 0,05), так и КК-2 (P < 0,01).
Среднее значение амплитуды транскраниально вызванного потенциала (АТВП) m. tibialis anterior на пораженной конечности, свидетельствующее о степени сохранности функций соответствующего фрагмента моторной коры и соответствующей фракции пирамидных путей, также оказалось сниженным и составило по отношению к контрольным величинам (здоровые испытуемые), а также к данным КК-1 и КК-2 соответственно 59,5 % (P < 0,001), 58,8 % (P < 0,01) и 52,8 % (P < 0,05). Не выявлено существенных различий между выборками АТВП КК-1 и КК-2, а также между АТВП КК-1 и КК-2 и АТВП здоровых испытуемых.
Относительные (выраженные в % от амплитуды М-ответов) величины Н-рефлексов m. gastrocnemius (cap. lat.) (АНО), характеризующие степень сохранности функции фонового пресинаптического торможения 1а-афферентов моносинаптических рефлекторных дуг, на стороне гемипареза превышали контрольные величины (здоровые испытуемые) в 1,5 раза (P < 0,001), а данные контралатеральной конечности (КК-1 и КК-2) соответственно в 1,7 (P<0,001) и 1,8 (P < 0,05) раза. Сходное по характеру межгрупповое распределение усредненных значений показателя наблюдалось и в отношении амплитуды Н-рефлекса m. soleus (AHS). Целесообразно отметить, что АНО относящиеся к КК-1, КК-2 и группе контроля (здоровые испытуемые), отличаются друг от друга не-
Таблица 1
Средние величины (M±m) анализируемых ЭМГ-показателей
Показатели Контроль (2n=64) Пораженная конечность (n=70) Контралатеральная конечность
КК-1 (n=24) КК-2 (n=46)
ЦСИ (%) 9,4 ± 0,8 2,6 ± 0,3 к*# 7,7 ± 0,9 6,4 ± 0,5 к
Атвп (%) 59,0 ± 3,0 35,1 ± 4,3 к*# 59,7 ± 6,9 66,5 ± 4,3
Ahg (%) 22,7 ± 1,3 33,9 ± 2,0 к*# 19,3 ± 2,6 18,5 ± 2,0
Ahs (%) 34,0 ± 1,8 43,8 ± 2,3 к*# 27,6 ± 3,4 26,4 ± 2,3 к
Апсо (%) - 6,5 ± 0,6 5,0 ± 0,7 -
Ьпсо (мс) - 198 ± 13 227 ± 24 -
Тпсо (мс) - 868 ± 88 * 562 ± 50 -
Примечание: п — количество обследованных испытуемых; «к» — статистически значимое (Р < 0,05) отличие показателя от контроля; * — от КК-1; # — от КК-2.
14 ЦСИ (%) 12
10
-•- • • • * * « *
Ii S *
• • • • * ••• * ■
1 11 в * • «^Л И % V • • . • : Г>—Л Ч""?- Оi-n nnj
•*■ V » * • К-l/, г^и, UU 7 •
• /»*4 • . • * • • у = 0,0511х + 1,3421
0 20 40 60 80 100 120 140 160
АТвп(%)
Рис. 3. Взаимосвязь между амплитудой транскраниально вызванного потенциала m. tibialis anterior (А1ВП) и цереброспинальным индексом (ЦСИ)
существенно, тогда как значения AHS, относящиеся к КК-2, оказались заметно ниже контрольных величин AHS (P < 0,01). Последнее связывается с высокой индивидуальной вариативностью указанного показателя в различных популяциях здоровых испытуемых [2, 10] и, в частности, объясняется генетически предопределенными особенностями морфофункционального состава одноименных мышц, используемых в качестве индикатора Н-рефлекса.
В результате анализа взаимосвязи между использованными нами характеристиками спастико-паретического синдрома установлено, что из трех признаков, которыми описываются полисинаптические ответы m. tibialis anterior, наиболее информативным является его длительность (ТПСО), обратно коррелирующая на стороне гемипареза (ПК) с амплитудой ТВП (АТВП) и цереброспинальным индексом (ЦСИ). Соответствующие коэффициенты корреляции составили -0,378 (P < 0,01) и -0,291 (P < 0,05).
По данным анализа объединенной выборки (ПК+КК) пар признаков выявлена отрицательная взаимосвязь между относительными величинами Н-рефлексов m. soleus (AHS) и цереброспинальным индексом (ЦСИ) (R = -0,312; P < 0,001). Взаимосвязь показателей AHG и ЦСИ носила тот же характер, но оказалась несколько менее выраженной (R = -0,191; P < 0,05).
Наиболее отчетливая положительная взаимосвязь обнаружена между амплитудой транскраниально вызванного потенциала m. tibialis anterior (АТВП) и ее цереброспинальным индексом (ЦСИ) (см. рис. 3). По данным объединенной выборки пар признаков (ПК + КК) коэффициент корреляции составил 0,523 (P < 0,001), что достаточно убедительно подчеркивает общность анатомо-функциональных структур и механизмов, посредством которых реализуется функциональная проба «максимальное произвольное напряжение» и мышечная активность, индуцированная магнитной стимуляцией двигательной коры головного мозга.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Полученные данные свидетельствуют о том, что использованные нами признаки, характеризующие наличие и выраженность спастико-паретического синдрома у больных с последствиями травм и инсульта головного мозга, являются взаимодополняющими и в совокупности определяют надежность вывода о со-
стоянии тестируемой функциональной системы и изменении этого состояния под влиянием различных факторов. Что касается предложенной нами методики регистрации и анализа полисинаптического ответа m. tibialis anterior, возникающего в условиях короткосе-рийной стимуляции n. plantaris и являющегося в опре-
деленной степени аналогом рефлекса Бабинского (в некоторых работах [11] подчеркивается несоответствие между электрическим и механическим способами стимуляции), то ее использование, на наш взгляд, су-
щественно уточняет и дополняет общую картину пирамидной недостаточности, объективизируя присутствие фактора гиперрефлексии в описании клинико-нейрофизиологического статуса пациента.
ЛИТЕРАТУРА
1. Matsumoto H., Ugawa Y. Clinical signs, neurophysiological evaluation, and medication of spasticity-review // Brain Nerve. 2008. Vol. 60, No 12. P. 1409-1414.
2. Байкушев С., Манович З. Х., Новикова В. П. Стимуляционная электромиография и электронейромиография в клинике нервных болезней. М. :Медицина, 1974. 144 с.
3. Udby Blicher J., Nielsen J. F. Evidence of increased motoneuron excitability in stroke patients without clinical spasticity // Neurorehabil. Neural. Repair. 2009. Vol. 23, No 8. P. 870.
4. Скоромец А. А., Скоромец Т. А. Топическая диагностика заболеваний нервной системы: рук. для врачей. СПб.: Политехника, 1996. 320 с.
5. Roby-Brami A., Ghenassia J. R., Bussel B. Electrophysiological study of the Babinski sign in paraplegic patients // J. Neurol. Neurosurg. Psychiatry. 1989. Vol. 52, No 12. P. 1390-1397.
6. Kagamihara Y., Masakado Y. Reflex responses from the sural nerve to tibialis anterior muscle in hemiplegic patients: the relation between the responses and Babinski sign // No To Shinkei. 2005. Vol. 57, No 11. P. 983-989.
7. Uysal H., Bah§i Y. Z., Yurdakul M. Babinski reflex by sural stimulation and dysfunction of descending motor pathway // Electromyogr. Clin. Neurophysiol. 1999. Vol. 39, No 6. P. 361-366.
8. Клинико-нейрофизиологические характеристики реактивности моторной коры головного мозга в условиях пролонгированной кра-ниоостеопластики / В. И. Шевцов, А. П. Шеин, А. Т. Худяев, Г. А. Криворучко, А. Н. Дьячков // Вестн. РАМН. 2002. № 3. С. 27-40.
9. Гайдышев И. П. Решение научных и инженерных задач средствами Excel, VBA и C/C++. СПб.: ВХВ-Петербург, 2004. 512 с.
10. Команцев В. Н., Заболотных В. А. Методические основы клинической электромиографии: рук. для врачей. СПб.: Лань, 2001. 349 с.
11. Gijn J. V. Babinski response: stimulus and effector // J. Neurol. Neurosurg. Psychiatry. 1975. Vol. 38, No 2. P. 180-186.
Рукопись поступила 19. 03. 10. Сведения об авторах:
1. Шеин Александр Порфирьевич — ФГУ «РНЦ «ВТО» им. акад. Г. А. Илизарова» Минздравсоцразвития РФ, главный научный сотрудник научного клинико-экспериментального отдела физиологии д. б. н. профессор.
2. Криворучко Галина Алексеевна — ФГУ «РНЦ «ВТО» им. акад. Г. А. Илизарова» Минздравсоцразвития РФ, старший научный сотрудник научного клинико-экспериментального отдела физиологии.
STRELAX
ОРТОПЕДИЧЕСКИЕ МАТРАЦЫ
МАССАЖНЫЙ И РАССЛАБЛЯЮЩИЙ ЭФФЕКТ УЛУЧШЕНИЕ КРОВООБРАЩЕНИЯ КОРРЕКЦИЯ ОСАНКИ
□ & т
ИЗДЕЛИЕ KYF0iLlLR6C№ ОРТОЗКСПИРТ
медицк^кого Miuuu сккомеидуег
НАЗНАЧЕНИЯ
V
rm
Мь1ШЕМ ОПОРУ
