Magnetotherapy and peripheral magnetic stimulation: differences and application in pediatric practice

Full Text

АКТУАЛЬНОСТЬ

Магнитотерапия и магнитная стимуляция

Лечебные эффекты воздействия магнитных полей известны человечеству с давних времён — история применения магнитов в медицине насчитывает столетия. Явления магнетизма — притяжение и отталкивание полюсов — активно использовались врачевателями древности и Средневековья. В Китае лекари прикладывали магнитные камни к определённым точкам на теле пациента, швейцарский алхимик и врач Парацельс широко применял магниты для лечения воспаления, судорожных припадков и кровотечений. Можно предположить, что именно он впервые системно начал использовать различные полюсы магнита для достижения лечебных целей, да и сейчас во всём мире предлагается широкий ассортимент магнитной продукции: пояса, стельки, браслеты. Такие аксессуары, как и в далёкие времена, изготовлены из ферромагнетиков, т. е. объектов, обладающих собственным магнитным полем (магнетизмом). Эффективность таких изделий стремится к минимуму, т. к.человеческие ткани имеют очень низкий уровень восприимчивости к статическому магнитному полю, поэтому не существует научных доказательств целесообразности его применения для лечения каких-либо заболеваний.

Иной эффект наблюдается, если пропустить через ферромагнетик с большой магнитной проницаемостью электрический ток. В этом случае формируется магнитное поле, силовые линии которого окружают траекторию движущегося электрического заряда [1]. Таким образом, магнитное поле выступает особым видом материи, с помощью которой осуществляется связь и взаимодействие между движущимися электрическими зарядами [2]. Направление силовых линий магнитного поля зависит от направления электрического тока. При использовании постоянного электрического тока возникает постоянное магнитное поле (ПМП — поле постоянного направления, то есть не изменяющееся во времени ни по величине, ни по направлению); при использовании переменного электрического тока возникает переменное магнитное поле (ПеМП — поле переменного направления, то есть изменяющееся во времени по величине и направлению), частота которого определяется частотой питающего его электрического тока. Пульсирующее магнитное поле, получаемое за счёт прохождения пульсирующего тока, изменяется во времени по величине, но постоянно по направлению. В клинической практике с лечебно-профилактической целью применяют все три вида магнитных полей — постоянное, переменное и пульсирующее (в непрерывном или прерывистом режимах). При этом прерывистое магнитное поле является тождественным понятием импульсному магнитному полю (ИМП), когда происходит воздействие магнитным импульсом (стимулом) с определённой пиковой мощностью, при этом ИМП может иметь различную форму (синусоидальную, прямоугольную, экспоненциальную и др.) [2].

В отечественной физиотерапевтической практике традиционно используются все виды магнитных полей. В чём же их отличия и особенности? Любое магнитное поле вызывает физико-химические сдвиги в тканях на молекулярном уровне, при этом постоянное поле наводит электрический ток в движущихся жидких средах (например, крови, текущей по кровеносным сосудам), а переменное и импульсное, прежде всего, в покоящихся биологических объектах, что приводит к изменению электрических зарядов в мембранах и около них [1, 3]. Интенсивность биологического воздействия, однако, повышается в ряду ПМП, ПеМП и ИМП. Переменные и импульсные магнитные поля приводят обычно к более стойким и выраженным изменениям, действуют возбуждающе, усиливают обмен веществ в тканях.

В целом метод магнитотерапии имеет весьма внушительную доказательную базу применения при широком круге скелетно-мышечных и неврологических заболеваний как в отечественной, так и зарубежной практике. Этот факт подтверждается неуклонно растущим интересом исследователей и повышением количества публикаций в научной литературе, что можно проанализировать в статистике международной базы цитирования PubMed: с 1966 года — года первой опубликованной статьи — их выпускаемое количество выросло в 2 тыс. раз.

Тем не менее традиционно сложилось так, что, направляя пациента на магнитотерапию, доктор подразумевает именно воздействие низкочастотным переменным магнитным полем. Между тем следует разграничивать возможности и показания для разных методик. Переменная магнитотерапия оказывает достаточно щадящий эффект, обладает умеренной обезболивающей реакцией, трофическим и противоотёчным действием [4]. Низкочастотная ПеМП применяется при ишемической болезни сердца, заболеваниях сосудов, воспалительных заболеваниях внутренних органов, переломах костей, патологии кожи и ЛОР-органов [5, 6]. При воздействии переменным магнитным полем у большинства больных не возникает никаких ощущений, поскольку рецепторы кожи не раздражаются, и значимого количества эндогенного тепла не образуется.

Импульсная магнитотерапия или магнитная стимуляция (МС) в ряду методов, связанных с применением магнитного поля, имеет наиболее выраженный профиль биологического воздействия. Интерес исследователей к эффектам МС активно развивался с середины XX в. В 1965 году R.G. Bickford и соавт. представили на конференции по медицинской электронике и биологическому инжинирингу в Токио полученные данные по стимуляции периферического нерва и последующего мышечного сокращения на животных и человеке высокочастотным импульсным магнитным полем, что доказало воздействие магнитного стимула, в первую очередь, на нервную ткань [7]. Впоследствии эксперимент был многократно воспроизведён с помощью электромиографа, зарегистрирован мышечный ответ при стимуляции нерва, что позволило выявить особенности механизма действия периферической МС [8, 9].

Магнитный стимул вызывает опосредованную вторичную деполяризацию мембраны нерва за счёт возникающей разницы потенциалов, что ведёт к активации двигательной концевой пластинки и мышечному сокращению. При этом в первую очередь активируются нервные волокна (аксоны), позже — клетки (нейроны). В связи с этим МС обладает нейромиостимулирующим эффектом, что широко используется в клинической практике для реабилитации двигательных расстройств, сопряжённых с парезом конечностей, посттравматическим и послеоперационным снижением функциональной мышечной силы [9, 10]. Действие МП на нервно-мышечный аппарат проявляется в увеличении мышечной работоспособности, в том числе и в условиях локального и общего утомления. С помощью интенсивного импульсного магнитного поля, индуцирующего в тканях на глубине 4–6 см вихревые токи, можно вызвать избирательное сокращение как скелетных, так и гладких мышц, внутренних органов.

В целом импульсная магнитотерапия — метод немедикаментозного лечения, имеющий наибольшую востребованность в нейро- и ортопедической реабилитации. Несомненной причиной является выраженный обезболивающий эффект, связанный с двойным механизмом воздействия [11]. Во-первых, МС обладает вазоактивным и противовоспалительным действием за счёт улучшения реологических свойств крови, повышения интенсивности микроциркуляции и ингибирования провоспалительных ферментов и пептидов, что наиболее активно проявляется при интенсивности воздействия менее 0,8 Тл. Во-вторых, магнитные импульсы подавляют сенсорный болевой сигнал, стремящийся в задние рога спинного мозга по Aδ и C волокнам, тем самым предотвращая процесс центральной сенситизации и активируя механизм воротного контроля боли. Таким образом, анальгетический эффект реализуется при различных типах болевых синдромов: связанных с воспалением (спондилоартрит, суставной синдром, миозит, острая и хроническая боль в спине, цервикокраниалгия) и поражением нервных волокон с нейропатическим компонентом (болевая полинейропатия, плексопатия, туннельные синдромы, комплексный регионарный болевой синдром, хроническая тазовая боль) [10–14].

Интересно, что даже при болевом синдроме центрального генеза (фибромиалгия, центральная постинсультная боль, фантомные боли) периферическая МС оказывает лечебное воздействие. В ряде исследований активности корковых структур в ответ на периферическое воздействие было показано, что МС способствует усилению процессов нейропластичности, церебрального кровотока, повышению внутрикоровой интеграции и нормализации процессов возбудимости коры головного мозга [10, 15, 16].

В настоящее время эффективность магнитной стимуляции изучена и продемонстрирована в большом количестве клинических исследований, в том числе весьма высокого методологического класса — с применением рандомизации и двойного ослепления при сравнении с плацебо. В частности, показано, что импульсная магнитотерапия сопоставима по эффективности (уменьшение интенсивности боли) с чрескожной электростимуляцией (ЧЭНС) после курса лечения, но значительно превосходит ЧЭНС и плацебо в отсроченном периоде (через 1 и 3 мес) у пациентов с острой и хронической болью в спине с локализацией в шейном и пояснично-крестцовом отделах позвоночника [17]. Особенностью действия МС является её «следовой характер»: после однократных воздействий реакции организма или отдельных систем сохраняются в течение 1–6 сут, а после курса процедур — 30–45 дней. Таким образом, ощутимые физиологические и лечебные эффекты магнитного поля наблюдаются после многократных воздействий, но достигнутый эффект сохраняется в течение нескольких месяцев, что отличает метод от электротерапии.

Перспективны результаты изучения периферической магнитной стимуляции при синдроме хронической тазовой боли (ХТБ). В исследовании T.H. Kim и соавт. отмечается значимое снижение выраженности простатической ХТБ на фоне промежностной МС у пациентов с анамнезом трёхмесячной неэффективной фармакотерапии [18]. Аналогичные данные получены у пациентов с синдромом болезненного мочевого пузыря и пудендальной невралгией при воздействии импульсной магнитотерапией на область сакральных корешков [19, 20]. Примечательно, что МС работает не только при ХТБ, но и при нарушениях мочеиспускания, например, при синдроме гиперактивного пузыря — наиболее эффективной является частота 5 Гц [21]. Результаты клинической и исследовательской работы значительно расширяют терапевтические ниши применения магнитной стимуляции для урологической и гинекологической практики, а также помогают повысить возможности курации сложных пациентов, резистентных к базовым методам фармакотерапии [22–25].

Можно сказать, что магнитная стимуляция, обладая многообразным действием на организм, может заменить ряд других физических лечебных факторов. Важным моментом, который следует учитывать, остаётся техническая сторона вопроса. Аппарат для периферической МС должен обладать высокой выходной мощностью (3–4 Тл) для обеспечения пиковой интенсивности стимула, которая, тем не менее, должна гибко варьироваться ручным управлением для индивидуального подбора параметров процедуры. Следует сказать, что, в отличие от переменной магнитотерапии, при МС пациент хорошо слышит пощёлкивания (щелчок = стимул) и ощущает как отчётливое сокращение мышцы или комфортную вибрацию в зависимости от частоты воздействия. Таким образом, вторым важным параметром, который нужно подбирать под пациента и при необходимости изменять, является частота. В физиотерапевтической практике считается, что особенно выражены ответные реакции при воздействии импульсным магнитным полем при частоте до 20 Гц, при этом более низкие частоты обладают в большей степени стимулирующим эффектом, в то время как более высокие — обезболивающим и микроциркуляторным. Вследствие широкого круга показаний для назначения МС и доказанной эффективности удобно не только формировать собственные программы стимуляции, но и использовать «зашитые» в аппарат протоколы на основании данных из опубликованных исследований для оптимизации работы оператора и повышения эффективности терапии.

Следует также отметить основные биофизические преимущества метода магнитной стимуляции [23]:

МС беспрепятственно проникает через все ткани без затухания импульса и значимой потери напряжённости электрического поля, индуцированного магнитным индуктором, что обеспечивает стимуляцию в области, окружённой костной тканью, а также глубоко залегающие структуры (корешки спинного мозга, плечевое сплетение, седалищный, бедренный нервы и т. д.) без боли и дискомфорта в отличие, например, от электрической стимуляции;

МС не требует специальной подготовки кожных покровов и полного физического контакта с ними, то есть воздействие достигается даже на расстоянии нескольких десятков миллиметров стимулируемой поверхности от индуктора, что чрезвычайно важно при наличии нарушения целостности кожи; во время процедуры МС не требуется снимать одежду, что обеспечивает комфорт и комплаентность при воздействии на интимные зоны (например, область тазового дна и промежности).

Магнитотерапия — один из наиболее щадящих и комфортных методов воздействия, она легко переносится, не сопровождается какими-либо неприятными субъективными ощущениями и общими реакциями, хорошо сочетается с воздействием ряда других физических факторов. Всё это позволяет широко применять магнитотерапию у больных различного возраста, от детского (с 1,5 лет) до старческого при широком спектре показаний, в том числе и при наличии тяжёлой сопутствующей патологии в связи с тем, что МС имеет малое количество противопоказаний: наличие металлических имплантов, изготовленных из ферромагнетиков или электронных устройств, управляющих физиологическими функциями организма, в непосредственной близости от индуктора.

Вследствие доказанной эффективности и хорошей переносимости метод периферической магнитной стимуляции имеет широкие перспективы применения в педиатрической практике, что можно проиллюстрировать на примере следующего клинического случая.

КЛИНИЧЕСКИЙ СЛУЧАЙ

Пациент В., 14 лет. Жалобы: боли в спине беспокоят в течение нескольких лет, в последнее время отмечает усиление (при оценке по визуальной аналоговой шкале [ВАШ] средняя интенсивность болевого синдрома составляет 50–60 мм, периодически достигает 80 мм). Боли ноющего, сжимающего характера локализуются паравертебрально вдоль позвоночника в грудном и поясничном отделах. Болевой синдром значительно ограничивает повседневную активность, усиливается в положении сидя и при ходьбе на расстояние более 800–1000 м.

При осмотре выявляется грубое нарушение осанки — кифосколиоз грудного и поясничного отделов позвоночника (рис. 1). Пальпаторно выявляется напряжение и болезненность паравертебральных мышц, больше слева.

 

Рис. 1. Внешний вид пациента сзади при осмотре

Fig. 1. The patient’s appearance from behind during examination

 

Семейный анамнез отягощён: у матери диспластический сколиоз, оперирована в 17 лет, установлена транспедикулярная конструкция.

На обзорной рентгенографии позвоночника отмечается деформация грудного и поясничного отделов: S-образный кифосколиоз с торсией позвонков.

Диагноз: нарушение осанки. Диспластический кифосколиоз грудного и поясничного отделов позвоночника 3-й степени. Вертеброгенный болевой синдром. Мышечно-тонический синдром.

Пациент получал несколько курсов реабилитационного лечения, включающего лечебную гимнастику, физиотерапию (переменную магнитотерапию, низкоинтенсивную лазеротерапию), отмечал, что боль мешает выполнять физические упражнения, а процедуры уменьшают интенсивность болевого синдрома, но эффект нестойкий, регрессирует в течение 1–2 нед после окончания курса. Консультирован в Национальном медицинском исследовательском центре травматологии и ортопедии, рекомендована в плановом порядке реконструктивно-стабилизирующая операция.

Учитывая выраженность болевого синдрома, нарушение опороспособности и реактивный мышечный спазм, в рамках предоперационной подготовки (операция запланирована через 3–4 мес) пациенту назначена периферическая магнитная стимуляция паравертебрально на область грудного и поясничного отделов позвоночника с двух сторон (10 Гц, 5 с посылка, 3 с пауза, общая продолжительность процедуры 20 мин, 4 точки воздействия) курсом 10 процедур через день.

В ходе динамического наблюдения пациент отметил уменьшение интенсивности боли после 3-й процедуры, при оценке после курса лечения по шкале ВАШ — в среднем 20–30 мм, максимальная выраженность — не более 40 мм, длительные безболевые промежутки. Со слов пациента после курса лечения может выдерживать длительное пребывание в положении сидя («впервые смог полностью высидеть киносеанс с друзьями в течение 2 ч»). При оценке через 1 и 2 мес после окончания курса периферической МС сохраняется «следовое» действие и отсроченный эффект, интенсивность боли по ВАШ — 30–40 мм.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Магнитная стимуляция — разновидность магнитотерапии, при которой происходит воздействие импульсным магнитным полем, обладающим наибольшей интенсивностью биологического эффекта. МС характеризуется выраженным нейромиостимулирующим эффектом, а также обезболивающим, трофическим и противоотёчным действиями. Следует дифференцировать разные модальности магнитотерапии и выбирать конкретную методику исходя из клинической задачи. МС является физиотерапевтическим методом выбора в нейро- и ортопедической практике при заболеваниях суставов и позвоночника, связанных с воспалением и мышечным спазмом, поражениях нервных волокон с болевым синдромом, хронической тазовой боли и нарушениях мочеиспускания. Вследствие доказанной эффективности и хорошей переносимости метод периферической МС имеет широкие перспективы применения в педиатрической практике, что можно проследить на примере представленного клинического случая.

ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ИНФОРМАЦИЯ

Источник финансирования. Исследование проведено на личные средства авторского коллектива.

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

Вклад авторов. Все авторы подтверждают соответствие своего авторства международным критериям ICMJE (все авторы внесли существенный вклад в разработку концепции, проведение исследования и подготовку статьи, прочли и одобрили финальную версию перед публикацией). Наибольший вклад распределён следующим образом: М.Ю. Герасименко ― курация статьи и редактирование; И.В. Бородулина —сбор и обработка материала, написание текста, О.В. Котова — сбор и обработка материала, редактирование текста статьи; С.В. Павлова — сбор материала; А.А. Ипатов — сбор материала.

ADDITIONAL INFORMATION

Funding source. The research was carried out at the personal expense of the author’s team.

Competing interests. The authors declare that they have no competing interests.

Authors' contribution. Аll authors made a substantial contribution to the conception of the work, acquisition, analysis, interpretation of data for the work, drafting and revising the work, final approval of the version to be published and agree to be accountable for all aspects of the work. M.Yu. Gerasimenko ― article supervision and editing; I.V. Borodulina — collection and processing of material, writing the text; O.V. Kotova — collection and processing of material, editing the text of the article; S.V. Pavlova — collection of material; A.A. Ipatov — collection of material.

About the authors

Irina V. Borodulina

Russian Medical Academy of Continuing Professional Education

Author for correspondence.
Email: irina.borodulina@gmail.com
ORCID iD: 0000-0001-7526-1553
SPIN-code: 2152-5737

MD, Cand. Sci. (Medicine), Associate Professor

Russian Federation, Moscow

Marina Yu. Gerasimenko

Russian Medical Academy of Continuous Professional Education; Russian National Research Medical University named after N.I. Pirogov

Email: mgerasimenko@list.ru
ORCID iD: 0000-0002-1741-7246
SPIN-code: 7625-6452

MD, Dr. Sci. (Medicine), Professor

Russian Federation, Moscow; Moscow

Olga V. Kotova

Peoples’ Friendship University of Russia; International Society for the Study and Effective Management of Stress and Related Disorders

Email: ol_kotova@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-3908-0381
SPIN-code: 1954-7765

MD, Cand. Sci. (Medicine), Associate Professor

Russian Federation, Moscow; Moscow

Svetlana V. Pavlova

Children’s City Polyclinic No. 39

Email: pavlovasv@zdrav.mos.ru
ORCID iD: 0000-0001-5188-3796
SPIN-code: 8300-9342

MD, Cand. Sci. (Medicine)

Russian Federation, Moscow

Andrey A. Ipatov

Children’s City Polyclinic No. 39

Email: ilpat@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-1207-2920

MD, Cand. Sci. (Medicine)

Russian Federation, Moscow

References

Supplementary files