Функциональное биоуправление электрической активностью мышц в условиях дистракционного остеосинтеза

гормонов на особенности иммунных и соединительно-тканных проявлений заболевания.

Таким образом, при изучении эндокринной функции половой системы были отмечено снижение содержания прогестерона у девочек с системным вариантом склеродермии в возрасте от 12 до 18 лет, которое достоверно связано со степенью активности, что свидетельствует о развитии функциональной недостаточности коры надпочечников и может рассматриваться как диагностический критерий прогрессирования заболевания.

Достоверное снижение концентрации тестостерона у мальчиков при длительности заболевания от 2 лет, может свидетельствовать о хронизации процесса. Прогностически неблагоприятным считается повышение концентрации пролактина, что является одним из факторов прогрессирования и тяжести патологического процесса.

Литература

1. Болотная, Л.А. Новое в патогенезе и терапии ограниченной склеродермии / Л. А. Болотная, Ф.Б.Шахова, И.М. Сербина // II Вестн. дерматол. венерол.- 2004.- №2.- С.31-34.

2. Кельцев, В.А. Клиническая артрология: руководство для практических врачей / В.А. Кельцев.- Самара: ООО «ИПК «Содружество», 2008.- 616 с.

3. Кельцев, В.А. Современные представления о роли эндокринной системы в регуляции иммуногенеза в норме и патологии /

B.А. Кельцев // Вопросы охр. матер. и детства.- 1986.- №7.-

C. 58-60.

4. Лысунец, Т.К. Системная склеродермия: особенности гормонального спектра в зависимости от клинической формы заболевания, активности процесса / Т.К. Лысунец // Укр. Ревма-тол. Журнал.- 2005.- №3.- С.74-78.

5. Малахов, А.Б. Системная склеродермия: современные аспекты проблемы / А.Б.Малахов, В.Г. Давтян, Н.А. Геппе, М.К. Осминина // СошШит ше&сиш: журнал доказательной медицины для практикующих врачей.- 2006.- Т.8.- №2.- С.62-68.

6. Хамаганова, И.В. Эндокринные нарушения при ограниченной склеродермии / И.В. Хамаганова // Терапевтический архив.- 2005.- Т.77.- №10.- С.39-44.

PROGNOSTIC SIGNIFICANCE OF SEXUAL HORMONES AND PROLACTIN IN CHILDREN, PATIENTS WITH JUVENILE SCLERODERMA

J.J. ANTONOVA, V.A. KELTSEV Samara State Medical University

The research presents the study of the content of sex hormones and prolactin in children with juvenile scleroderma. The study involved 80 children aged 4 to 18 years. The functional state of the pituitary-gonadal axis was evaluated in terms of the following hormones: progesterone, testosterone, prolactin determined by enzyme immunoassay. Patients underwent physical examination with the use of instrumentation and laboratory techniques. Thus, the study of endocrine function of the reproductive system were decreased progesterone levels in girls with systemic scleroderma variant in age from 12 to 18 years, which is significantly associated with the degree of activity, indicating that the development of functional insufficiency of the adrenal cortex and can be regarded as a diagnostic criterion for progression the disease. Significant decrease in the concentration of testosterone in boys with disease duration of 2 years, may indicate chronic process. Poor prognosis is an increased concentration of prolactin, which is a factor in the progression and severity of the pathological process.

Key words: juvenile sclerodermia, progesterone, prolactin, testosterone.

УДК 612.741.16:612.743:616.71-001.5-089.227.84

ФУНКЦИОНАЛЬНОЕ БИОУПРАВЛЕНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ АКТИВНОСТЬЮ МЫШЦ В УСЛОВИЯХ ДИСТРАКЦИОННОГО ОСТЕОСИНТЕЗА

М.С. САЙФУТДИНОВ, А.П. ШЕИН, Т.В. СИЗОВА*

Рассматриваются способы и механизмы управления биоэлектрической активностью мышц удлиняемой методом дистракционного остеосинтеза конечности с помощью организации петли внешней обратной связи. Отмечается повышение активационных характеристик и улучшение координационных взаимоотношений мышц под влиянием функционального биоуправления.

Ключевые слова: биологическая обратная связь, функциональное биоуправление, электромиография, дистракционный остеосинтез.

Стратегической целью функционального биоуправления (ФБУ) в комплексе реабилитационных мероприятий, реализуемых при лечении больных с укорочениями конечностей методом дист-ракционного остеосинтеза, является оптимизация реакции сенсо-моторной системы в ответ на лечебное воздействие и перестройку в восстановительном периоде моторных программ в соответствии с изменёнными анатомо-биомеханическими условиями за счёт нормализации афферентно-эфферентных взаимоотношений.

Информационными носителями биологической обратной связи служили биоэлектрическая активность мышц удлиняемого сегмента в процессе их произвольного напряжения и сигнал от датчика величины суставного угла. В качестве дополнительного воздействия использовалась серия электрических импульсов, подаваемая на мышцу в момент оптимальный для её активации в контексте реализуемого моторного акта благодаря синхронизации с заданной фазой движения.

Материалы и методы исследования. При выборе пациентов для проведения ФБУ необходимо исходить из возможных противопоказаний [1,2]. Исследование изменения состояния сен-сомоторной системы под влиянием ФБУ в условиях дистракци-онного остеосинтеза проводилось на 15 больных (8 - мужского и 7 женского пола) в возрасте 12-20 лет с врождёнными (9) и приобретёнными (6) односторонними укорочениями (3-10 см) верхних конечностей в процессе коррекции их длины по методу Или-зарова. За время лечения пациенты получали 1-4 курса ФБУ (544 сеанса за курс, в среднем 20). Вопрос о целесообразности назначения ФБУ и конкретизации его программы применительно к особенностям исходного статуса сенсомоторной системы решается заранее, на основании данных дооперационного клинико-электромиографического обследования.

При клиническом осмотре особое внимание уделяется оценке степени ограничения активных и пассивных движений в плечевом, локтевом и лучезапястном суставах на стороне укорочения, распределению и выраженности мышечных гипотрофий, сопоставлению моментов силы мышц сгибателей и разгибателей предплечья и кисти укороченной и контралатеральной конечностей, а также состоянию кожной и проприоцептивной чувствительности.

Задачей предоперационного клинического и ЭМГ-обследования является выделения т.н. «ведущего звена» двигательного расстройства, представляющее собой мышцу (или группу мышц) из тестируемой пары мышц-антагонистов, характеризуемую относительно более выраженной функциональной недостаточностью.

Предоперационное ЭМГ-обследование мышц укороченной и контралатеральной конечностей включало получение биоэлектрической активности их в покое и при максимальном произвольном напряжении. Обследование проводилось по ранее отработанной в РНЦ «ВТО» методической схеме [3]. Полученные, в соответствии с этой схемой, данные необходимо дополнить ЭМГ-характеристиками локальных координационных проб произвольных флексионных и экстензионных движений в локтевом суставе. При выполнении каждой пробы, сопровождаемой синхронной записью ЭМГ мышц-антагонистов (в условиях удлинения плеча -m.biceps Ьг. и m.triceps Ьг.), производится оценка уровня биоэлектрической активности мышцы-агониста в сопоставлении с сопряжённой активностью мышцы-антагониста. Вычисляли коэффициент реципрокности (Кя), как отношение амплитуды ЭМГ мышцы-антагониста (А1) при максимальном напряжении антагониста к амплитуде ЭМГ последнего (А2):

* Федеральное государственное бюджетное учреждение Российский научный центр «Восстановительная травматология и ортопедия» имени академика Г.А. Илизарова Минздравсоцразвития, ул. М. Ульяновой, 6, г. Курган-4, 640014

Г = А х 100%

* Л

Контрольные ЭМГ-обследования с помощью цифровой ЭМГ-системы «Уікіп§-2е» (№со1е1Ь, США), выполняемые в процессе дист-ракции, фиксации и после снятия аппарата Илизарова (до начала и после завершения каждого курса ФБУ-тренировок), включают в себя оценку уровня тонической активности мышц (амплитуды ЭМГ, зарегистрированной в покое), определение типа ЭМГ в соответствии с нашей классификацией [4], определение амплитуды интерференционной насыщенной ЭМГ при максимальном произвольном напряжении и получение синхронных записей ЭМГ мышц-антагонистов при выполнении флексионно-экстензионных проб.

Дополнительно к вышеперечисленным характеристикам ЭМГ фиксируются текущие опорные параметры ФБУ-тренировок (величины порогов включения БОС-сигнала, время его удержания, значения и соотношения чувствительностей входных усилителей БОС-ЭМГ-аппаратуры). Они служат текущими ориентирами при проведении курса ФБУ.

Для проведения ФБУ-тренировок с целью коррекции текущего функционального состояния мышц верхней конечности при её удлинении по Илизарову использовано следующее серийное оборудование: биосигнализаторы «Сигнал КД» и «Миотоник-02» (АО «Биосвязь», г. С.-Петербург) и «Модуль коррекции движений электронный, двухканальный» («МКДЭ-2»; ТОО «ТИНГ»,

г. Екатеринбург). Нами разработана серия упражнений, выполняемых пациентами с использованием перечисленных приборов [1,2].

Перед введением каждого вида тренировок с использованием новых для пациента упражнений или средств ФБУ, первые 12 сеанса следует посвятить его обучению. Инструктаж должен проводиться с соблюдением принципов деонтологии, с поправками на возраст, а также интеллектуальный и текущий психоэмоциональный статус больных.

Сеансы ФБУ объединяются в курсы, которые чередуются с периодами отдыха. При организации и проведении курса тренировок требуется соблюдение принципа индивидуального подбора функциональных нагрузок, состоящего в постепенном наращивании интенсивности и продолжительности упражнений от тренировки к тренировке. Пациент располагается в удобном положении, ничто не должно мешать ему выполнять данное моторное задание. Общая продолжительность сеанса ФБУ, с учетом подготовительных манипуляций, не должна превышать 60 минут.

Перед началом курса формулируется его актуальная задача, в зависимости от стадии адаптивного процесса, на которую приходится текущий курс. Ввиду важной роли для метода ФБУ активного отношения пациента к тренировкам с помощью БОС, его необходимо ознакомить доступным языком с использованием простых и ясных образов с текущей задачей курса. Это способствует осмысленности действий пациента и является эффективным средством противодействия монотонии.

Длительность курса определяется выполнением поставленной задачи. Критериями оценки служат: величина порогов активации/релаксации (выраженная в условных единицах на шкале прибора, что отмечено в их описании), время поддержания заданного состояния мышцы, субъективное отношение пациента к выполняемым упражнениям. Дополнительные причины внепланового прерывания курса ФБУ относятся к перечню относительных противопоказаний к применению данного метода [1,2].

Результаты и их обсуждение. Удлинение конечностей по Илизарову как лечебный процесс условно может быть разбито на шесть этапов: предоперационный, ранний послеоперационный (5-7 дней), период дистракции, период фиксации, ранний период после снятия аппарата (1-1,5 мес.), период реабилитации (до 6 мес.). Тренировки с использованием средств и методов ФБУ могут быть начаты на любом этапе удлинения конечности, как в периоде дистракции, так и фиксации, а также по прошествии раннего периода после снятия аппарата Илизарова.

В контексте данной работы для создания предпосылок эффективной перестройки моторного навыка пациента в восстановительном периоде после окончания лечения ФБУ по разработанной нами методике [1,2] назначалось с первых дней дистрак-ции. Последовательность задач, решаемых данным методом, и соответствующий им выбор упражнений, организация и длительность курсов тренировок определялась текущей фазой адаптивного процесса (табл. 1).

Таблица 1

Последовательность задач ФБУ на разных фазах адаптивного процесса в процессе удлинения конечности

№ Стадии адаптивного процесса № Задачи ФБУ Упражнения

1. Мобилизация 1. Оперативное преодоление сенсорного дисбаланса 1а; 2а.

2. Переходная фаза 1. Повышение эффективности компенсаторной гиперфункции неспецифической соматосенсорной подсистемы 1а; 2а; 1б; 2б.

Резистентность 1. Поддержание достигнутого уровня активационной способности мышц 1а; 2а;

I 2. Тренировка координационных отношений мышц-антагонистов 3а; 3б.

Резистентность II 1. Повышение уровня активационной способности мышц 1а; 2а;

4. 2. Тренировка координационных о тношений мышц-антагонистов 3а; 3б. 4; 5.

3. Профилактика формирования контрактур

5. Дестабилизация 1 Поддержание достигнутого уровня активационной способности мышц 1а; 2а.

В табл. 1 обозначения упражнений даётся по схеме, представленной ранее в монографии [2]. В частности, цифрой «1» обозначены упражнения, направленные на тренировку способности к произвольной активации мышц, цифрой «2» - релаксацию; буквами означено использование биосигнализаторов различного типа: «а» - «Сигнал КД» и «б» - «Миотоник-02»; упражнения «3», «4», «5» ориентированы на развитие координации.

В фазу мобилизации адаптационного потенциала фактором, определяющим реакцию сенсомоторной системы, становится повышение интенсивности интероцептивной, в том числе ноцицептивной, импульсации из области удлинения, что, как отмечалось ранее, выражается в нарастании десинхронизации фоновой вызванной биоэлектрической активности головного мозга. В этих условиях главной проблемой становится необходимость преодоления избыточного притока «специфической» соматосенсорной информации со стороны периферических механорецепторных структур, реагирующих на натяжение мышц, сухожилий, фасций и кожных покровов. Отчасти острота ситуации снимается с помощью мощного центрального торможения моторной функции мышц, прежде всего удлиняемого сегмента. Искажённый характер афферентации может стать причиной чрезмерного торможения фазного компонента мышечной активности и/или избыточной тонической активации медленных двигательных единиц (ДЕ). В последнем случае создаются опасные предпосылки для перехода реактивных процессов в стадию декомпенсации, минуя стадию резистентности.

В связи с этим, основную задачу ФБУ в данную фазу адаптивного процесса можно сформулировать как оперативное преодоление информационного дефицита в специфической сенсомо-торной системе, через систему внешних обратных связей, по которым мозг может получить необходимые сведения о степени напряжения мышц и межсуставных углах. Этим способом нельзя восстановить сенсорный баланс, но можно обеспечить высшие двигательные центры необходимой (дополнительной) информацией, поступление которой по лемнисковой системе затруднено вследствие постдистракционных изменений в проприо- и тактильных рецепторах, а также в сенсорной фракции периферических смешанных нервов (толстые миелинизированные волокна).

Решается данная задача путём использования упражнений на повышение общей активационной способности (1а и 2а). Произвольное напряжение мышц в этот период ограничивается не только интенсивным торможением, но и связано с непроизвольным страхом пациента спровоцировать болевые ощущения. ФБУ позволяет определить границы возможного.

При наличии в зоне дистракции исходно более ослабленной группы мышц, упражнение 1а или 1б выполняется именно с ней. Если отчётливый дисбаланс функционального состояния мышц в тренируемой паре антагонистов отсутствует, упражнения 1а и 1б применяются в отношении мышц-сгибателей плеча (при удлинении плеча) и разгибателей кисти и пальцев (при удлинении предплечья). Учитывая специфику влияния оперативного вмешательства и факторов дистракционного остеосинтеза (в его начальном этапе) на центральные и периферические структуры нейромотор-ного аппарата, целесообразно применение умеренных по интенсивности и продолжительности упражнений.

В переходную стадию (фаза становления резистентности) интенсивность интерорецептивной активности находится под

контролем механизмов фильтрации и антиноцицептивной системы, но дефицит (или возросшая энтропия) в системе специфической афферентации остаётся не до конца компенсированным. В этих условиях ФБУ направлено на повышение эффективности компенсаторной гиперфункции неспецифической соматосенсорной подсистемы, за счёт создания дополнительных каналов БОС. Подобное состояние возникает в процессе удлинения конечности при исчерпании физиологического резерва длины нервного ствола при приближении к порогу величины допустимой для удлинения за один этап. Для решения этой задачи к упражнениям на поддержание достигнутого уровня активационной способности мышц (1а и 2а) добавляются упражнения, направленные на снижение повышенного тонуса покоя мышц (1б и 2б).

В период резистентности, наступающий во время дистрак-ции, устанавливается состояние относительного равновесия между интенсивностью реактивных и репаративных процессов. Сенсорное обеспечение моторной активности мышц удлиняемого сегмента адекватно степени её ограничения. Сохраняется необходимость поддержания достигнутого активационного уровня мышц в зоне наложения аппарата (упражнения 1а и 2а). Условия резистентности оптимальны для того, чтобы воспользоваться состоянием частичной дезинтеграции исходной системы связей в сегменте нейронных сетей сенсомоторной системы, связанном с обеспечением моторной активности удлиняемой конечности, для оптимизации координационных отношений мышц-антагонистов (упражнения 3а и 3б). Фактически система внешних БОС используется для ослабления связей в системе команд исходно существовавшей патологически изменённой моторной программе взаимодействия мышц-антагонистов.

Вторая фаза резистентности (период стабилизации) совпадает с периодом фиксации костного регенерата (в данный период дистракция не производится). Интенсивность длительного дозированного растяжения тканей более не нарастает, а напротив, снижается под влиянием интенсивных репаративных процессов, которые в это время преобладают над вторичными реактивными изменениями. В данных условиях, ввиду постепенного снижения уровня интерорецептивной афферентации, становится возможной работа по увеличению активационной способности мышц (упражнения 1а; 2а). Более эффективным становится продолжение работы по преобразованию координационных взаимоотношений мышц. Для решения этой задачи к упражнениям 3а и 3б добавляются упражнения 4 и 5. Последнее из них, кроме большого влияния на координационные взаимоотношения в паре мышц-антагонистов, является средством, препятствующим развитию контрактур суставов, смежных с удлиняемым сегментом за счёт использования ЭМС- посылки в заданную фазу движения.

Поскольку на стадии стабилизации происходит окончательное формирование структурного следа компенсации в специфически ответственных за неё системах, использование координационных ФБУ-упражнений оказывает не только дезинтегрирующее влияние на исходные патологически изменённые моторные программы, но создаёт предпосылки для ускоренного формирования новой системы связей при формировании новой моторной программы, которая после окончания лечения будет адекватной изменившимся анатомо-биомеханическим характеристикам конечности. Воздействуя на систему сенсорных коррекций двигательного акта, внешние сигналы обратной связи способствуют избирательной стабилизации сенсорных образов новых двигательных навыков.

Для закрепления положительных сдвигов в системе координации работы мышц-антагонистов, в периоде реабилитации целесообразно проведение ещё одного дополнительного курса из 15-20 максимальных по продолжительности ФБУ-тренировок в той комбинации упражнений, которая была использована в периоде фиксации.

Вышеперечисленная последовательность решения задач ФБУ в условиях дистракционного остеосинтеза должна осуществляться под текущим ЭМГ-контролем. При этом упор необходимо делать на соответствие наблюдаемых изменений ЭМГ-параметров под влиянием ФБУ поставленным задачам.

ФБУ-тренировки начинаются только в случае, если в мышце, выбранной для работы, регистрируется в покое спонтанная активность не выше 30 мкВ, а при попытке напряжения интерференционная насыщенная ЭМГ не ниже 20 мкВ.

При регистрации интенсивной ЭМГ покоя, состоящей из ПФК, назначаются упражнения 1б и 2б, направленные на умень-

шение тонуса мышцы.

В случаях, когда паттерны произвольной биоэлектрической активности имеют вид ненасыщенной (редуцированной) ЭМГ, в качестве реабилитационного воздействия может быть использована ЭМС, в том числе и в комбинации с ФБУ (упражнение 5), но при этом ЭМС должна предшествовать применению ЭМГ-БОС, что будет способствовать уменьшению интенсивности тормозных влияний на мотоней-ронный пул в активируемой мышце. При этом контрольным условием успешности применения ЭМС, позволяющим перейти к биоуправлению, является превращение редуцированной ЭМГ в интерференционную насыщенную.

При наличии атипичного, критического или резко сниженного по амплитуде паттерна ЭМГ использование ЭМГ-обратной связи неэффективно. В подобной ситуации целесообразно провести несколько сеансов ЭМС по технологии, разработанной в РНЦ «ВТО» [5,6], пока за счёт восстановления возбудимости клеточных мембран и снижения уровня центрального торможения ЭМГ-паттерн не преобразится в интерференционную насыщенную активность.

Анализ разнообразия паттернов низкоамплитудной ЭМГ, регистрируемой в мышцах удлиняемого сегмента конечности (тест «максимальное произвольное напряжение») в условиях наличия дистракционного аппарата, показывает, что среди них преобладает среднечастотная и высокочастотная интерференционная насыщенная активность; соответственно, 80 и 20% наблюдений. В ходе проведения ФБУ-тренировок сохраняется преобладание среднечастотного низкоамплитудного типа. Однако постепенно, к концу периода фиксации, увеличивается количество наблюдений низкочастотного типа. Высокочастотная активность полностью исчезает. В двух случаях в период дистракции отмечалась редуцированная низкоамплитудная ЭМГ и в одном случае, перед выходом на фиксацию, низкоамплитудная атипичная ЭМГ виде единичных потенциалов.

Кроме индивидуального контроля, необходима групповая оценка результативности ФБУ и процессов, протекающих в сен-сомоторной системе больных, под его влиянием на фоне удлинения конечности. Такая групповая оценка затруднена высоким разнообразием индивидуальных особенностей пациентов.

Для решения данной проблемы нами разработана экспресс-оценка эффекта от проведения ФБУ тренинга активационных способностей мышцы на основе балльной шкалы результативности (табл. 2). Она переводит в баллы значения амплитуды (А, мВ) интерференционной насыщенной ЭМГ при максимальном произвольном напряжении, регистрируемые после завершения курса ФБУ, в зависимости от исходного уровня данного параметра. Предлагаемая оценка не применима для редуцированной и атипичной ЭМГ.

Таблица 2

Шкала оценки эффекта ФБУ-тренировок в зависимости от соотношения исходного и итогового значения амплитуды (А мкВ) интерференционной насыщенной ЭМГ при максимальном произвольном напряжении

Очевидно, что экспресс-оценка должна учитывать исходный и достигнутый активационные уровни мышцы, которые соответствуют амплитуде ЭМГ при максимальном произвольном напряжении до начала курса ФБУ (Айал) и после его окончания (Айшэи).

В качестве границ диапазонов выбраны градации чувствительности ЭМГ-усилителей, принятые для большинства ЭМГ-систем, что соответствует эмпирически накопленному опыту. Звездочками (*) обозначены случаи изменения амплитуды ЭМГ, которые не могут быть связаны с проведением одного курса ФБУ (например, резкое падение амплитуды, отображённое в 1 и 2 столбцах 4 строки таблицы, связано с тракционным повреждением нерва, а не с ФБУ) или практически не наблюдаемые ситуации, вероятность которых ниже 0,01. Подобные ситуации обу-

До ФБУ После ФБУ

А<50 50<А<100 100<А<200 200<А<500 500<А<1000 1000<А<2000

А<50 0 1 2 * * *

50<А<100 -1 0 1 3 * *

100<А<200 -2 -1 0 1 3 *

200<А<500 * -3 -1 0 1 2

500<А<1000 * * -3 -1 0 1

1000<А<2000 * * * -2 -1 0

Примечание: звёздочкой (*) обозначены случаи, когда баллы не присваиваются ввиду низкой вероятности подобных событий

словлены другими физиологическими или патофизиологическими механизмами и нуждаются в иных критериях оценки.

Левый столбец табл. 2. содержит перечень возможных уровней активационной способности мышцы до проведения курса ФБУ, а верхняя строка - аналогичный перечень уровней активации после его окончания. В каждой ячейке таблицы содержится количество баллов (В), рассчитываемое по формуле (2):

В

(2).

Результаты применения разработанной нами шкалы демонстрируют зависимость балльной оценки от фазы адаптивного процесса, на которую приходится текущий курс ФБУ. В анализируемой выборке первый курс ФБУ приходился на фазу мобилизации. В этот период интенсивность центрального торможения достаточно высока, поэтому пациенту не удаётся добиться значительного повышения интенсивности произвольной активации тренируемой мышцы. Результативность первого курса ФБУ в начале дистракции составляла 0-1 балл. При этом количество наблюдений распределилось между 0 и 1 равномерно. Однако, данный результат не следует рассматривать как выражение низкой эффективности ФБУ в данный период, поскольку работа с активационной способностью мышц на данной стадии не была самоцелью.

Как указывалось выше, упражнения 1а и 2а использовались (в соответствии с основной задачей мобилизационной фазы) для облегчения настройки сенсомоторной системы в условиях дисбаланса специфического и неспецифического компонентов аффе-рентации. Поэтому надо различать понятия «эффект» и «эффективность». В рассматриваемой ситуации проявившийся скромный эффект (увеличение произвольной активности на один балл) указывает на наличие скрытого эффекта (успешной настройки механизмов сенсорного обеспечения произвольной мышечной активностью). Второй курс ФБУ приходился на состояние резистентности, поскольку осуществлялся в период дистракции за счёт исходного физиологического резерва длины нервного ствола. Балльная оценка при этом колебалась от 0 до 2. Причём доминируют значения показателя 1. Мы предполагаем, что случаи нулевой оценки связаны с достижением у данного пациента критической величины удлинения, соответствующей физиологическому резерву продольных размеров нервного ствола.

Результаты воздействия последующих курсов ФБУ зависели от периода удлинения, на который они приходились. Если это были середина или конец дистракции, то балльная оценка составляла 0-2 (с преобладанием оценки 1 балл). В период фиксации доминировали значения показателя 2-3, оценка 1 в анализируемой выборке встречалась крайне редко, а 0 - отсутствовала. Отрицательные значения балльной оценки нами так же не наблюдались.

Однако, если сравнивать изменения активационной способности заинтересованной мышцы по аналогичной схеме, но в качестве отправного пункта брать амплитуду произвольной ЭМГ перед началом первого курса ФБУ, а в качестве итогового - после проведения заключительного (перед снятием аппарата Илизаро-ва), то балльная оценка результативности составляла 2-3 балла по предлагаемой шкале.

Рис. 1. Взаимозависимость степени повышения активационной способности тЛпсерэ ЬгасЬіі после проведения курса ФБУ (ось ординат) и суммы рангов вызванной биоэлектрической активности соматосенсорной коры при электрораздражении тестовых рецептивных полей плеча и предплечья удлиняемой конечности. Цифрами обозначено количество наблюдений, соответствующих на графике точке конкретной комбинацией баллов

Обнаруживается зависимость, близкая к линейной (рисунок 1), между выраженным в баллах эффектом (по предложенной нами шкале, таблица 2) проведения курса ФБУ-тренировки активационной способности m.triceps ЬгасЬи и суммой рангов вызванной биоэлектрической активности соматосенсорной коры при электрораздражении рецептивных полей плеча и предплечья удлиняемой конечности [7]. Существенное значение для проявления обнаруженной взаимосвязи имеет факт иннервации трёхглавой мышцы плеча и тестированных рецептивных полей, соответственно, моторными и сенсорными волокнами п.га&а^. Выявленную взаимосвязь можно рассматривать как проявление влияний изменённого характера сенсорного притока от рецептивных полей удлиняемой конечности на состояние моторных центров управления активностью соответствующих мышц.

Таким образом, разработанная нами шкала оценки результативности ФБУ демонстрирует постепенное ослабление тормозных влияний на спинальные мотонейронные ядра мышц удлиняемой конечности, т.е. эффективное его применение в условиях дистракционного остеосинтеза.

Предлагаемая система экспресс-диагностики позволяет осуществлять оперативный индивидуальный контроль ФБУ при тренировке активационной способности мышцы в процессе лечения отдельных пациентов, а так же, используя непараметрические статистические критерии, сравнивать эффективность ФБУ в зависимости от этиологии укорочения, этапа лечения и тренируемой мышечной группы.

Коэффициент реципрокности (формула 1) при сгибании и разгибании у пациентов анализируемой выборки в начале дистрак-ции, до применения ФБУ, составил 40-60%. В среднем при сгибании - 48±10% и при разгибании - 52±12%. В дальнейшем, от курса к курсу, наблюдается постепенное снижение данного параметра, более выраженное для сгибания, чем при разгибании. При этом уменьшается также степень его вариативности. Ощутимое уменьшение активности антагониста под влиянием ФБУ видно на клиническом примере (рис. 2). Для симметричных мышц контралатеральной конечности средние значения параметра Кя незначительно превышали уровень нормы, как при сгибании, так и при разгибании. На протяжении использования ФБУ они менялись несущественно, однако имеет смысл обратить внимание на тенденции к уменьшению степени данного показателя вариативности.

Г1 * Р * 1я

—*—г.

V гг

Рис. 2. Динамика взаимоотношения биоэлектрической активности мышц-антагонистов при выполнении функциональной пробы «сгибание в локтевом суставе». Пациентка К., 14 лет.

Буквами обозначена: мышцы: а) агонист - m.biceps ЬгасЫц Ь) антагонист m.triceps brachii. Цифре 1 соответствует состояние до начала, а цифре 2 - после завершения курса ФБУ

Таким образом, известные представления о стадиях адаптивного процесса, расширенные и дополненные нами применительно к сенсомоторной системе в условиях дистракционного остеосинтеза, могут быть использованы в качестве теоретической базы для формирования стратегии и тактики использования ФБУ при удлинении конечностей по Илизарову. Предложенная схема периодизации ФБУ-тренировок построена с учётом временного фактора, определяющего динамику реактивно-репаративных сдвигов в периферических сенсомоторных структурах, индуцированных медленным дозированным растяжением нервных стволов и мышц сверх физиологических пределов, а также существующих представлений о механизмах формирования новых сен-

сомоторных навыков. Изменение информационно-шумового баланса в процессе дистракции нарушает работу механизма сенсорных коррекций двигательных актов. В результате происходит временная дезинтеграция ранее сформированных моторных программ, реализуемых с участием оперированной конечности вследствие «размывания» сенсорных образов соответствующих движений. С другой стороны, возникают условия для перестройки сенсомоторных навыков и их адаптации к новым биомеханическим условиям функционирования сенсомоторных структур после окончания удлинения.

Литература

1. Шеин, А.П. Приемы и методы функционального биоуправления в реабилитации двигательных функций верхней конечности при её удлинении по Илизарову: Пособие для врачей / РНЦ «ВТО» им. акад. Г.А. Илизарова / А.П. Шеин, М. С. Сайфутдинов.- Курган, 1997.- 24 с.

2. Шеин, А.П. Локальные и системные реакции сенсомоторных структур на удлинение и ишемию конечностей / А. П. Шеин, М.С. Сайфутдинов, Г.А. Криворучко.- Курган: ДАММИ, 2006.- 284 с.

3. Шеин, А.П. Электромиографический контроль функционального состояния нервов и мышц при удлинении конечностей по Илизарову: Метод. рекомендации / ВКНЦ «ВТО» / А. П. Шеин, В. И. Калякина, Г.А. Криворучко, А.Н. Ерохин.- Курган, 1991.- 24 с.

4. Сайфутдинов, М.С. Состояние моторных центров мышц нижних конечностей в условиях дистракционного остеосинтеза / М.С. Сайфутдинов, Т.В. Сизова // Бюллетень ВСНЦ СО РАМН.-2008.- № 5 (63).- С.24-30.

5. Ерохин , А.Н. Электростимуляция мышц при удлинении конечностей по Илизарову: Метод. рекомендации / ВКНЦ «ВТО» /А.Н Ерохин, А.П. Шеин, В.И. Калякина.- Курган, 1991.- 16 с.

6. Шеин, А.П. Влияние электростимуляции на произвольную и вызванную биоэлектрическую активность мышц при удлинении нижних конечностей у больных с ахондроплазией / А.П. Шеин, А.Н. Ерохин, К.И. Новиков // Гений ортопедии-1995.- № 2.- С. 23-26.

7. Шеин, А.П. Вызванная биоэлектрическая активность соматосенсорной коры головного мозга у ортопедических больных при удлинении верхних конечностей / А.П. Шеин, М.С. Сайфут-динов, Т.В. Сизова // Физиология человека.- 1999.- Том 25.-№ 6.- С.61-70.

THE FUNCTIONAL BIOCONTROL OF MUSCLE ELECTRICAL ACTIVITY UNDER DISTRACTION OSTEOSYNTHESIS CONDITIONS

M.S. SAIFUTDINOV, A.P. SHEIN, T.V. SIZOVA

Federal State-Financed Institution — The Russian Ilizarov Scientific Center Restorative Traumatology and Orthopaedics of the RF Ministry of Healthcare and Social Development Kurgan, Russia

The work deals with the ways and mechanisms of controlling the bioelectrical activity of the muscles of the limb being lengthened by distraction osteosynthesis method using external feedback loop. The increase of activation characteristics is observed under the influence of functional biocontrol, as well as the improvement of muscle coordination relations.

Key words: biological feedback, functional biocontrol, electromyography, distraction osteosynthesis.

УДК 615.015

СИСТЕМОЛОГИЧЕСКОЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЕ

ФАРМАКО-ТЕРАПЕВТИЧЕСКОГО ЭФФЕКТА

И.Ю. МИТРОФАНОВА*, А.В. ЯНИЦКАЯ*, Д.В.БУТЕНКО**

С позиций системного подхода нами было сформулировано понятие «фармако-терапевтический эффект» («клинически значимый фармакологический эффект»), в результате концептуального проектирования была построена интегративно-системная модель фармакологической реакции при применении лекарственного препарата, выявлена роль отдельных структурных единиц в развитии фармако-

* ГБОУ ВПО «Волгоградский государственный медицинский университет Минздравсоцразвития России», пл-дь Павших Борцов, д. 1, г. Волгоград, 400131

ГБОУ ВПО «Волгоградский государственный технический университет», пр. им. Ленина, 28, г. Волгоград, 400005

терапевтического эффекта на основе метода анализа иерархий с использованием компьютерных технологий. Нами была изучена возможность использования нового методологического подхода к выбору, первичному скринингу и углубленному исследованию биологически активных веществ для расширения номенклатуры высокоэффективных и безопасных лекарственных препаратов. Ключевые слова: когнитивные технологии, фармако-

терапевтический эффект, метод анализа иерархий

Под давлением практических проблем трансформировался современный стиль научного мышления, изменилась парадигма познания действительности. На смену линейности и эмпиризму пришло многоуровневое системное мышление, выступающее более высокой ступенью отражения в нашем сознании закономерностей и связей объективного мира, нежели чувственное восприятие и логическое умозаключение.

Системность из разряда отвлеченных понятий перешла в разряд прагматических, войдя в жизнь каждого из нас в виде реально действующих производственных, технических, коммуникационных, хозяйственных и других систем. Глубокие внутренние изменения, произошедшие в жизни и в науке, привели к переосмыслению концептуальной, а вслед за ней и методической базы исследования систем [3].

Цель исследования - использование системного подхода для формализации и структуризации информации в области взаимодействия лекарственных средств с организмом человека, построение адекватной модели фармакологического эффекта, позволяющей выделить его структурные элементы, прогнозировать развитие возможных эффектов при применении лекарственных средств и обосновать перспективность их применения при лечении и профилактике соответствующих заболеваний.

Предложенная методология базируется на применении метода анализа иерархий Т. Саати [1,4] при выборе и исследовании биологически активных веществ в качестве источников лекарственных препаратов и предусматривает оценку альтернатив с точки зрения наиболее важных факторов, определяющих направление и механизм фармакологического эффекта.

Целесообразность использования предлагаемого подхода обусловлена возможностью минимизации трудовременных затрат при поиске, скрининге, исследовании новых фармакологических агентов и создании на их основе лекарственных препаратов с научно обоснованной терапевтической эффективностью за счёт применения современных информационных технологий.

Согласно современным представлениям, взаимодействие лекарственных веществ с организмом - совокупность сложных процессов, происходящих в клетках организма в результате контакта лекарственного вещества с клеткой, включая ее различные структурные элементы, вследствие чего меняются только количественные показатели (повышаются или снижаются) функциональной активности клетки, но никогда не происходит качественных изменений ее функций. Некоторые лекарственные средства (ЛС), вмешиваясь в метаболические процессы клеток, могут регулировать (модулировать) их энергетический обмен и функцию [2].

Взаимодействие лекарственных веществ с молекулами клеток осуществляется по физико-химическим закономерностям. В терапевтических дозах они взаимодействуют с молекулами клеток и жидких сред организма посредством водородных, ван-дер-ваальсовых и ионных связей, поэтому их действие легко обратимо. В случаях необратимых связей развивается токсическое действие вплоть до гибели клеток.

«Мишенями» для лекарственных средств могут выступать рецепторы, ионные каналы, ферменты, транспортные системы и гены.

Все лекарственные средства назначают для получения определенного фармако-терапевтического эффекта - проявление основного действия препаратов, ради которого их применяют в практической медицине. Однако наряду с желательными эффектами практически все вещества оказывают неблагоприятное действие, к которому относятся: отрицательное побочное действие неаллергической природы, аллергические реакции, токсические и другие эффекты.

К проявлениям побочного действия неаллергического происхождения относят только те эффекты, которые возникают при применении веществ в терапевтических дозах и составляют спектр их фармакологического действия. Так, фенобарбитал при использовании в качестве противоэпилептического средства может быть причиной сонливости.