The experience with the application of multi-level electrical stimulation for the rehabilitation of the patients presenting with the spinal cord lesions

Full Text

Традиционными для восстановительного лечения больных с поражением спинного мозга являются инвазивные методики электростимуляции (ЭС) спинного мозга. ЭС спинного мозга проводят в процессе операции и в течение нескольких суток после операции через имплантированные и накожные электроды в зоне поражения [1]. Однако в первые несколько суток после операции на спинном мозге доминируют дегенеративные процессы, поэтому стимуляция нейрорегенерации в этот период недостаточно эффективна [2]. Выполняют ЭС через эпидуральный электрод, введенный в проекции позвонков TXII-L и накожный электрод на поверхности живота [3]. Между тем воздействие током на внутренние органы и вегетативные структуры [4] может вызвать неблагоприятные реакции. Через 3-4 мес после позвоночноспинномозговой травмы осуществляют чрескожную ЭС пораженной зоны спинного мозга, парализованных нижних конечностей и мочевого пузыря отдельными курсами. Используют синусоидальный модулированный ток и электроды небольшого размера [5]. Многоуровневая симуляция [6] включает I уровень - магнитную стимуляцию спинномозговых корешков, иннервирующих паретичные конечности, которая неприменима у пациентов с металлическими фиксаторами позвонков, и II уровень - дифференцированную ЭС парализованных конечностей синусоидальным модулированным током точечными электродами. Целью исследования явилось создание способа лечения поражений спинного мозга, обеспечивающего повышение эффективности лечения за счет восстановления связей спинного мозга с центром и денервированными органами и восстановления их функций. Материалы и методы В клинике ИМЧ РАН наблюдались 12 больных с поражением спинного мозга в возрасте от 17 до 72 лет (9 мужчин и 3 женщины). 5 пациентов перенесли тяжелую позвоночно-спинальную травму с переломом тел позвонков, 3 больных имели доброкачественную опухоль оболочек спинного мозга, 4 пациента - грыжи межпозвоночных дисков. Все пациенты были оперированы. Выполняли клинико-неврологическое исследование, МРТ и ЭНМГ с диагностической транскраниальной магнитной стимуляцией. До восстановительного лечения у всех пациентов констатировали нарушение статики и динамики позвоночного столба, слабость аксиальных мышц (спины, живота), нарушение чувствительности вплоть до анестезии в соответствии с уровнем поражения спинного мозга. У 5 больных наблюдалась клиника полного поражения спинного мозга и утрата функций денервированных органов - нижняя спастическая (или вялая) параплегия и отсутствие контроля мочеиспускания, у 3 - клиника частичного поражения спинного мозга с нарушением функций денервированных органов. У 2 больных доминировал вялый паралич ноги, у 2 пациентов - нейрогенная дисфункция мочевого пузыря. На МРТ, как правило, наблюдали отек мозгового вещества в зоне поражения. При ЭНМГ у 2 пациентов отсутствовало проведение нервных импульсов, выявлялись денерваци- онные потенциалы. У остальных наблюдали снижение амплитуды и увеличение латентности М-ответа, снижение скорости распространения возбуждения по нервам ног. Всем пациентам выполнены курсы многоуровневой ЭС. Использовали физиотерапевтический электростимулятор MB 6.03 торговой марки «MB БАРБЕЛ» (Петрозаводск). На пораженный спинной мозг и денервированные органы воздействовали однополярным импульсным электрическим током с частотой 50±4 Гц, длительностью импульса до 2,5 мс, напряжением 10-40 В, до 20 импульсов в пачке с экспоненциальной модуляцией длительности пачки импульсов и паузы между пачками от непрерывного до 20 с. Использовали электроды больших размеров. I уровень - ЭС спинного мозга с помощью электрода 55 х 29 см, расположенного на спине так, чтобы в зону воздействия попали сегменты спинного мозга на уровне поражения, выше и ниже этого уровня, ежедневно по 25 мин. II уровень - ЭС денервированного органа в течение 10-15 мин. При нижней спастической параплегии накладывали 2 парных электрода 12 х 10 и 7 х 10 см на мышцы наружной поверхности бедра и голени обеих ног, при вялой нижней параплегии - на проекцию седалищного нерва на задней поверхности бедра и голени обеих ног. Использовали 2 электростимулятора. При нефункционирующем мочевом пузыре на крестцовую область располагали электрод 17 х 19 см и на проекцию мочевого пузыря - 10 х 12 см. При наличии одного денервированного органа (ног или мочевого пузыря) ЭС этого органа выполняли ежедневно. При наличии двух денервированных органов (ног и мочевого пузыря) ЭС каждого органа поочередно через день. Напряжение электрического тока устанавливали по ощущениям силы «комфортного» безболезненного сокращения и напряжения мышц и мышечных волокон. Продолжительность ежедневного воздействия была 35-40 мин. Курс лечения состоял из 10-20 процедур. После многоуровневой ЭС больные ежедневно занимались лечебной физкультурой с элементами спортивной гимнастики для непораженных мышц торса и рук. Новизна методики подтверждена приоритетной справкой по заявке № 2014153823 на изобретение РФ, опубликовано 29.12.2014. Результаты и обсуждение Непосредственно после лечения у всех пациентов наблюдалась положительная динамика, которая заключалась в улучшении статики и динамики позвоночника, увеличении объема активных движений ног и силы мышц паретичных конечностей. Больные начинали вставать, затем ходить с помощью родственников и применением ортопедических приспособлений. Больные ощущали прилив сил, веру в себя, эмоциональный подъем. Восстанавливались регулярные самостоятельные мочеиспускания, были удалены катетеры или цистостомы из мочевого пузыря. Нарастала сила мышц спины и рук. Больные могли себя обслуживать. Некоторые возвращались к труду, хотя и ограниченному. Мы добивались главного - улучшения качества жизни наших пациентов. Значительное улучшение функций пораженного спинного мозга констатировано у 7 пациентов и улучшение - у 5. После лечения продолжалась позитивная динамика. Для иллюстрации приводим пример - выписки из историй болезни 1454-2013 и 7-2014 больного Д., 36 лет. Срок госпитализации 02-27.12.2013 и 13-30.01.2014. Диагноз: менингиома на уровне Tvn-vnr Нейрохирургическое вмешательство проведено 11.12.2013: ламинэктомия TVII_VIII, удаление срединно-боковой менингиомы справа размером 3 х 2,5 х 2 см. После операции выявлена нижняя параплегия (0 баллов), анестезия с уровня T (0 баллов), отсутствие контроля мочеиспускания. На МРТ 13.12.2013 опухоли нет, отек спинного мозга и обеднение трактов. При ЭНМГ 16.12.2013 доминировали денервационные потенциалы, центральное проведение отсутствовало. Начиная с 7-х суток после операции с 16.12.2013 выполнен курс многоуровневой ЭС из 10 процедур. Проводили ежедневно ЭС спины 25 мин и через день ЭС обеих ног 10 мин, чередуя с ЭС мочевого пузыря 15 мин. При контрольном осмотре 27.12.2013 отмечено восстановление активных движений 0-1 балл и чувствительности 1-2 балла для правой ноги, движений 1-2 балла и чувствительности 0-1 балл - для левой. Появился частичный контроль мочеиспускания. При повторном осмотре 13.01.2014 больной встал (!) с помощью персонала, простоял 1 мин. Был очень доволен. Не хотел садиться, но пришлось, поскольку онемевшая левая нога стала «сползать» назад, и резко ослабла опора на стопы. Через 2 нед после 1-го курса лечения при повторной госпитализации проведены 14 процедур многоуровневой ЭС. Контрольное неврологическое исследование 30.01.2014 показало восстановление активных движений ног до 3-3,5 балла, чувствительности до 2-3 баллов, полное восстановление контроля мочеиспускания, катетер удален. Пациент стал ходить при оказании ему помощи. Степень неврологических расстройств оказалась значимо меньше, чем до операции. ЭНМГ 30.01.2014 выявила нормальную латентность и снижение амплитуды на 40-50% М-ответа при ЭС малоберцового и большеберцового нервов. Скорость распространения возбуждения по нервам в норме. ЭМГ-паттерн частокольный. Амплитуда потенциалов двигательных единиц повышена. Количество функционирующих потенциалов двигательных единиц снижено. Активность денервационного процесса не выявлена. При диагностической транскраниальной магнитной стимуляции установлена дисфункция проведения по моторным трактам с выраженной задержкой по кортико-спинальным трактам на уровне ix. Из этого примера видно, что при исходном полном отсутствии проводимости спинного мозга и утрате функций денервированных органов после многоуровневой ЭС произощло восстановление утраченных функций до полезной степени и подтверждено возобновление связей спинного мозга с двигательными центрами головного мозга и денервированны- ми органами по данным ЭНМГ. Воздействие экспоненциальным электрическим током на область спины вызывает сокращение многочисленных поверхностных и глубоких мышц спины вплоть до предпозвоночных мышц и нервных корешков. Происходит мощная афферентная импульсация в спинной мозг через нервы, активированные от обширного проприоцептивного поля стимулируемых мышц. Усиливается афферентация в спинной мозг через кожные нервы, активированные от обширного рецепторного кожного поля в зоне ЭС. Афферентная информация активно передается значительному числу чувствительных нейронов спинного мозга и по биологической обратной связи мотонейронам спинного мозга. По проводящим путям спинного мозга поток импульсов поступает в головной мозг и вызывает ответный центробежный поток импульсов к денервированным органам. В активный импульсный обмен включаются волокна симпатической цепочки и парасимпатические нервные волокна, которые увеличивают эффект активации соматических нервных элементов, в частности и по законам кожно-висцеральных рефлексов. На фоне возбужденного после его стимуляции спинного мозга ЭС денервированных нижних конечностей выводит из состояния парабиоза нервные структуры, стимулирует нервно-мышечный аппарат, активирует выработку нервно-ростовых факторов и доставку их к нейронам спинного мозга, значимо усиливает работу нейрорегенеративных систем. При нижней спастической параплегии одновременная ЭС мышц с низким тонусом на передненаружной поверхности обеих ног на фоне активированного спинного мозга вызывает усиленный эффект многоплановой стимуляции мышц ног - центростремительной импульсации в спинной мозг от про- приорецептивного аппарата при ЭС парализованных мышц и центробежной импульсации к парализованным конечностям при ЭС спинного мозга. Подобный эффект наблюдается при одновременной ЭС задней поверхности обеих ног в проекции седалищных нервов при вялой нижней параплегии. В афферентный импульсный поток включаются импульсы двигательной, чувствительной и симпатической иннервации ног. Это создает мощный поток центростремительной импульсации в спинной мозг. Многоплановость ЭС ног поддерживается центробежной импульсацией при ЭС спинного мозга. Афферентация и центростремительная импуль- сация при ЭС мочевого пузыря и центробежная им- пульсация при ЭС спинного мозга усиливают стимулирующий эффект вегетативной нервной системы. Проводниками стимулирующего воздействия на мочевой пузырь служат звенья симпатической цепочки, расположенные вне позвоночного канала, и парасимпатические центры в каудальном отделе спинного мозга. Многоуровневая ЭС позволяет в кратчайшие сроки - в процессе лечения, непосредственно после лечения и в ближайшем катамнезе - значительно улучшить и восстановить функции пораженного спинного мозга и денервированных органов, а также восстановить обратную связь между спинным мозгом, регулирующими центрами головного мозга и денервированными органами. Используемый вид экспоненциального тока, сформированного в специфические экспоненциальные пачки, а также размеры электродов обеспечивают практически безболезненность процедуры ЭС. Таким образом, использование разработанной приоритетной методики многоуровневой ЭС способствует повышению эффективности лечения поражений спинного мозга за счет восстановления связей спинного мозга с центром и денервированными органами и восстановления их функций, что подтверждено расширенным ЭНМГ-исследованием.

About the authors

Tat’yana G. Tyshkevich

Federal state budgetary institution of science “N.P. Bekhtereva Institute of Human Brain”, Russian Academy of Sciences

Email: tatyana-tyshkevich@yandex.ru
197376, Sankt-Peterburg

V. V Kir’yanova

State budgetary educational institution of higher professional education “I.I. Mechnikov North-Western State Medical University”, Russian Ministry of Health

191015, Sankt-Peterburg

V. E Markelov

“MV BARBEL” Ltd.

185000, Petrozavodsk

References

Supplementary files