Влияние электростимуляции на произвольную и вызванную биоэлектрическую активность мышц при удлинении нижних конечностей у больных с ахондроплазией

11. Илизаров Г.А. Открытие, позволяющее управлять ростом и регенерацией тканей // Вопросы изобретательства. — 1989. — №4.— С. 11-12.

12. Фишкин В.И., Львов С.Е., Удальцов В.Е. Регионарная гемодинамика при переломах костей. — М.: Медицина, 1984.

13. Диагностика и лечение ранений / Под ред. Ю.Г.Шапошникова. — М., 1984. — 180 с.

14. Закономерности восстановления сосудистого русла в пораженном сегменте на этапах реабилитации по Г.А.Илизарову у больных с дефектами костей голени, осложненных хроническим остеомиелитом / А.М.Аранович, С.А.Паевский, Г.Д.Ремпель и др. // Хирургия. — 1990. — № 9. — С.36-40.

15. Илизаров Г.А. Клинические возможности нашего метода //Тезисы докл. Всесоюз. симпозиума. — Курган, 1983. — С. 16-20.

16. A.c. 1781610 СССР, МКИ5 G 01 N 33/569 Способ определения бактерицидной активности тканей / С.А.Паевский (СССР). — № 4875467/14; Заявлено 16.10.90; опубл. 15.12.92. Бюл. 46. — С. 161.

17. Илизаров Г.А., Паевский С.А., Барабаш А.П. Способпрофилактики воспаления мягких тканей вокруг спиц Киршнера при чрескостном остеосинтезе // Труды 4 Всесоюзного съезда травматологов-ортопедов. — М.: ЦИТО, 1982. — С.29-33.

Рукопись поступила 02.10.91.

© А.П.Шеин, А.Н.Ерохин, К.И.Новиков, 1995

ВЛИЯНИЕ ЭЛЕКТРОСТИМУЛЯЦИИ НА ПРОИЗВОЛЬНУЮ И ВЫЗВАННУЮ БИОЭЛЕКТРИЧЕСКУЮ АКТИВНОСТЬ МЫШЦ ПРИ УДЛИНЕНИИ НИЖНИХ КОНЕЧНОСТЕЙ У БОЛЬНЫХ С АХОН-

ДРОПЛАЗИЕЙ.

А.П.ШЕИН, А.Н.ЕРОХИН, К.И.НОВИКОВ

Российский научный центр "Восстановительная травматология и ортопедия" имени академика Г.А.Илизарова, г.Курган

До лечения, в процессе лечения и в отдаленные, более 1 года, сроки после лечения методами глобальной и стимуля-ционной электромиографии обследованы 92 больных с ахондроплазией в возрасте 8-15 лет, которым производили удлинение голени на 14-18 см. Объектом исследования служила передняя большеберцовая мышца (ПБМ). Больные распределены на опытную (пролонгированная прямая чрескожная электростимуляция ПБМ, проводимая в периоды дистракции и фиксации) и контрольную (без электромиостимуляции) группы. Выявлены стабилизирующий и растормаживающий эффекты электромиостимуляции, нашедшие отражение в характерных особенностях динамики амплитуды суммарной ЭМГ и амплитуды М-ответов у больных опытной группы. Приведенные данные доказывают принципиальную возможность ранней реабилитации мышц посредством низкочастотного электроимпульсного воздействия при растяжении тканей в условиях дистракционного остеосинтеза. Ключевые слова: дистракционный остеосинтез. электромиостимуляция. мышцы.

Метод Илизарова, признанный специалистами как наиболее оптимальный при удлинении конечностей, получает все более широкое распространение в российских и зарубежных специализированных лечебных учреждениях. Тем не менее, его потенциальные возможности далеко не исчерпаны. Об этом свидетельствует появление многочисленных модификаций, совершенствование техники и методик дистракционного остеосинтеза, увеличение процента удлинения сегментов конечностей при различных этиологиях их укорочения [1,2]. Правильная тактика и техника применения метода Илизарова позволяют свести к минимуму возможные осложнения. Однако, в некоторых случаях не удается избежать возникновения контрактур суставов [3], нарушения иннервации и кровоснабжения мышц [4, 5], снижения активацион-ных и контрактильных характеристик мышц удлиняемой конечности [6].

Снижение активационных характеристик мышц в процессе удлинения конечности,

обусловленное, с одной стороны, тормозными ноцицептивными влияниями на сегментарные и супрасегментарные структуры, с другой стороны, изменениями в периферической части двигательных единиц денервационного и первично-мышечного характера, может быть одной из причин образования контрактуры зависимого сустава. Отсюда вытекает необходимость коррекции структурно-функциональной организации мышц в процессе дистракционного остеосинтеза в качестве меры профилактики постди-стракционных миодистрофий и сохранения активных движений в контролируемом суставе.

Одним из наиболее доступных способов повышения активационных и контрактильных показателей мышц удлиняемой конечности в условиях дистракционного остеосинтеза являются специализированные комплексы ЛФК. Тем не менее, признано необходимым введение в лечебно-реабилитационный процесс средств преформированной физиотерапии, в частности электромиостимуляции (ЭМС) [7].

МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ.

Обследовано 92 пациента с диагнозом "ахондроплазия, низкий рост" в возрасте от 8 до 35 лет, 47 — женского и 45 — мужского пола, которым производили удлинение нижних конечностей по Илизарову. Абсолютная величина удлинения сегментов: голени — 14-18 см, бедра — 10-12,5 см, что соответствовало 53,5-112,5 % от исходной длины сегмента. Темп удлинения варьировался в пределах 1,0-2,5 мм/сутки. Формирование контрольной и опытной групп больных было произведено с учетом возраста, этапа лечения и величины удлинения голени.

Использованы методы глобальной и стимуляционной электромиографии с применением цифровой ЭМГ-системы "1500" (БАМТЕС, Дания) и анализатора биоэлектрической активности ВА818-2381 (ВЮМЕБГСА, Италия). Анализировались средняя амплитуда суммарной ЭМГ передней большеберцовой

мышцы, зарегистрированной биполярно в условиях пробы "максимальное произвольное напряжение" и амплитуда униполярно (по схеме "belly-tendon") отведенного М-ответа при одиночной супрамаксимальной стимуляции малоберцового нерва в области головки малоберцовой кости. Выбор объекта исследования обусловлен наличием данных о преимущественном нарушении тыльной флексии стопы при удлинении как бедра, так и голени.- Исследования проводили в предоперационном периоде, на этапах дистракции, фиксации и в различные сроки после снятия аппарата Илизарова. Первичные данные исследований статистически обработаны (с использованием t-критерия Стьюдента различия средних для малых выборок при сравнении данных опытной и контрольной групп пациентов) и сведены в таблицу 1.

Таблица 1.

Амплитуда суммарной ЭМГ и М-ответа передней большеберцовой мышцы на различных этапах удлинения голени у больных с ахондроплазией контрольной и опытной групп, М±м.

Этап Амплитуда ЭМГ, мкВ Амплитуда IV -ответа, в мВ

лечения Контроль Опыт Контроль Опыт

Дистракция 40±5 50±5 1,5±0,4 2,5±0,7

удлинения) п=14 п=9 п=12 п= 10

Дистракция 30±5 90±15* 0,8±0,3 0,9±0,3

ния) п=9 п=13 п=7 п=7

Фиксация 55±10 220±20* 1,3±0,3 3,0±0,5 *

П— 11 п=20 п=7 п=7

Фиксация 90±30 330±40* 0,5±0,2 1,3±0,2 *

п— 11 п= 10 п=5 п=5

Через 2 года 260±20 840±80* 4,8±0,7 6,9+0,8

после

лечения п= 19 п=20 п=8 п=9

Примечание: в скобках указаны значения показателей в процентах от дооперационных; п — количество наблюдений; звездочкой помечены значения показателей опытной группы, отличие которых от контроля было статистически значимым (р<0,05).

Электростимуляцию осуществляли посредством специализированных приборов для чрескожного воздействия импульсными токами на периферические нервно-мышечные структуры: УЭИ-1, МИОРИТМ-021, МИОРИТМ-082. Кроме того, в плане клинической апробации, использовался 2-канальный стимулятор типа МИОРИТМ-124И, разработанный совместно с НИЦ "Миоритм" (г.Киев) [8]. Курс электрости-

муляции передне-латеральной группы мышц голени начинали с 1-2-й недели дистракции и осуществляли на протяжении всего периода дистракции и фиксации. Сеансы ЭМС проводили пять раз в неделю, один раз в день по 10-15 мин. Выбор режима ЭМС и параметров стимуляции производился на основании данных текущего клинико-электромиографического контроля [9].

Гснрш Ортопедии №2, 1995 РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ.

Исследование произвольной и вызванной активности передней большеберцовой мышцы у больных с ахондроплазией в предоперационном периоде не выявило существенных отклонений от нормы как количественного, так и качественного характера. В связи с тем, что при обследовании выборки из 10 пациентов в возрасте от 14 до 18 лет не было обнаружено достоверных билатеральных различий исследуемых параметров, их усреднение производилось по п=20. Средняя амплитуда суммарной ЭМГ в этой выборке составила 1,42±0,13 мВ, а средняя амплитуда М-ответа — 12,2±0,8 мВ. Приведенные величины были использованы в качестве опорных при изучении динамики указанных параметров в процессе удлинения голени.

В период дистракции, на этапе удлинения голени до 30% от исходной длины (7-9 см), в контрольной группе наблюдалось резкое снижение амплитуды суммарной ЭМГ до 40±5 мкВ. Аналогичный показатель в группе пациентов, подвергаемых ЭМС с 1-2-й недели дистракции, был несколько выше (50±5 мкВ; р<0,05). Дальнейшее удлинение голени свыше 30% от исходной величины привело к дальнейшему снижению амплитуды ЭМГ в контрольной группе до 30+5 мкВ и заметному ее увеличению в группе ЭМС до 90±15 мкВ (р<0,02).

Обнаруженное различие величин амплитуд суммарной ЭМГ в опытной и контрольной выборках, характеризуемое нарастающим по мере увеличения продолжительности курса ЭМС эффекта, свидетельствует о наличии растормаживающего влияния элек-трбмиостимуляции, действующей опосредованно через кожные и мышечные афференты на спинальные и супраспинальные моторные центры. Этот растормаживающий эффект выражается в устойчивом облегчении произвольной активации мышц удлиняемого сегмента, в частности, в виде увеличения амплитуды суммарной ЭМГ при выполнении пробы "максимальное произвольное напряжение".

Результаты обследований, проведенных спустя два месяца после начала фиксации, свидетельствуют, что в контрольной группе имеет место заметный прирост амплитуды суммарной ЭМГ до 55+10 мкВ, в сравнении с показателем, относящимся к окончанию периода дистракции, на 83,3%; в опытной группе прирост этого показателя составил 114,4% (до 220±20 мкВ; р<0,001;. Через четыре месяца фиксации отмечено дальнейшее прогрессирующее увеличение указанного параметра, достигающее в кон-

трольной группе 90±30 мкВ, а в опытной — 330±40 мкВ (р<0,001), что соответствует 6,4% и 23,5% от дооперационных величин.

В отдаленные (в среднем — через 2 года) сроки после снятия аппарата Илизарова амплитуда суммарной ЭМГ достигает в контрольной группе 25,7% от дооперационной, а в опытной — 60,2% (соответственно, 260±20 мкВ и 840±80 мкВ; р<001).

Динамика амплитуды М-ответов передней большеберцовой мышцы, использованной в качестве интегрального показателя изменений в аксональной, синаптической и мышечной части двигательных единиц, у больных контрольной и опытной групп в процессе удлинения существенно не различается. Однако, в дальнейшем, уже на первом этапе фиксации, эти различия отчетливо проявляются в неодинаковой степени прироста анализируемого показателя: через два месяца фиксации в контрольной группе амплитуда М-ответа выросла до 1,3±0,3 мВ, в опытной — до 3,0±0,5 мВ (р<0,02). При увеличении срока фиксации до четырех месяцев в обеих группах отмечается некоторый спад показателя при сохранении выявленной тенденции в межгрупповом различии. Уровень восстановления амплитуды М-ответа в отдаленные сроки после снятия аппарата в контрольной группе пациентов составляет 39,8% относительно исходного, в опытной — 57,3%.

Резюмируя, следует подчеркнуть, что после оперативного вмешательства (наложение аппарата Илизарова и остеотомия) способность пациента к произвольному напряжению мышц, локализованных в пределах удлиняемых (в меньшей степени и смежных) сегментов конечности, резко падает (в процентном выражении — в значительно большей степени, чем М-ответ), а после прекращения удлинения монотонно увеличивается. Раннее применение элек-тромиостимуляции существенно ускоряет этот процесс, что, с одной стороны, свидетельствует о наличии выраженного стабилизирующего эффекта ЭМС (торможение развития миоди-строфических и дегенеративно-склеротических изменений в мышечной ткани), с другой — растормаживающего (компенсация тормозных ноцицептивных влияний из зоны дистракции на различные отделы ЦНС), в совокупности способствующих ускорению процесса адаптации центральных и периферических нейромоторных и нейросенсорных структур к новым биомеханическим условиям функционирования.

вьшоды.

1. Применение ранней (с 1-2-й недели дистракции), пролонгированной (на протяжении всего периода удлинения и фиксации) электростимуляции мышц удлиняемого сегмента конечности в адекватном режиме способствует сохранению их функциональных свойств.

2. Положительный эффект ЭМС в виде более выраженного прироста амплитуд суммарной ЭМГ и М-ответа тестируемой мышцы удлиненного сегмента конечности сохраняется в отдаленные сроки после снятия аппарата Илизарова.

ЛИТЕРАТУРА.

1. Возможности автоматического управления процессом дистракции / Г.А.Илизаров, И.А.Катаев, А.А.Шрейнер, В.М. Быков, И.И.Мартель //Лечение ортопед.-травматол. больных в стационаре и поликлинике методом чрескост. остеосин-теза, разработ. в КНИИЭКОТ: Тез. докл. Всесоюз. науч.-практ. конф. — 4.2. — Курган, 1982. — С. 21-23.

2. Шевцов В.И., Шестаков В.А., Онипко H.H. Удлинение голени по Илизарову при ахондроплазии в амбулаторных условиях // Чрескост. компрес.-дистракц. остеосинтез по Илизарову в травматол. и ортопед.: Сб.науч. трудов. — Вып. 10. — Курган, 1985. —С. 41-46.

3. Макаров C.B., Чипизубов A.A., Шерстнева С.Г. Ошибки и осложнения при оперативном удлинении нижних конечностей у детей и подростков // там же. — С.54-58.

4. Девятое A.A., Каплунов А.Г. Осложнения при чрескостном остеосинтезе аппаратом Илизарова// Чрескост. компрес. и дистракц. остеосинтез в травматол. и ортопед.: Сб. научн. трудов. КНИИЭКОТ. — Вып. 4. — Л., 1978. — С.80-92.

5. Трохова В.Г. Меры предупреждений осложнений при удлинении конечностей// Значение открытых Г.А.Илизаровым общебиологических закономерностей в регенерации тканей: Сб. науч. трудов. — Вып. 13. — Курган, 1988. — С.217-223.

6. Состояние нервно-мышечной и сердечно-сосудистой систем при лечении больных с укорочением нижней конечности / Г.А.Илизаров., В.И.Калякина, А.П.Шеин, В.А.Щуров // Теоретич. и практич. аспекты чрескост. компрес. и дистракц. остеосинтеза: Тез. докл. Всесоюз. науч.-практ. конф. (22-23 июня 1976 г.). — Курган, 1976. — С.25-26.

7. Криворучко Г.А., Шеин А.П. Электромиографический контроль пластических перестроек нервных стволов и мышц в условиях дистракционного остеосинтеза по Илизарову // Лечение ортопед.-травматол. больных в стационаре и поликлинике методом чрескост. остеосинтеза, разрабат. в КНИИЭКОТ: Тез.докл.Всесоюзн.науч.-практ.конф.. — 4.2. — Курган., 1982.—С. 79-82.

8. Электромиостимулятор "Миоритм-124И7 А.П. Шеин, Л .Я. Даниленко, Г.К. Шуляка, C.B. Куршаков // Материалы 6-го съезда травматол.-ортопед. СНГ (14-17 сентября). — Ярославль, 1993. — С.382.

9. Электромиографический контроль функционального состояния нервов и мышц при удлинении конечностей по Илизарову: Метод, рекомендации / МЗ РСФСР, ВКНЦ "ВТО".; Сост.: А.П.Шеин, В.И.Калякина, Г.А.Криворучко, А.Н.Ерохин. — Курган, 1991. — 25 с.

Рукопись поступила 14.01.93.

©А.П.Шеин, А.Н.Ерохин, С.А.Ерофеев, 1995

ВЛИЯНИЕ ЭЛЕКТРОСТИМУЛЯЦИИ НА ЭЛЕКТРОФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ, МОРФОЛОГИЧЕСКИЕ И ГИСТОХИМИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ МЫШЦ ПРИ УДЛИНЕНИИ ГОЛЕНИ У СОБАК ПО МЕТОДУ ИЛИЗАРОВА.

А.П.ШЕИН, А.Н.ЕРОХИН, С.А.ЕРОФЕЕВ

Российский научный центр "Восстановительная травматология и ортопедия" имени академика Г.А.Илизарова, г. Курган

В опытах на 8 взрослых беспородных собаках, которым производилось удлинение правой голени на 20,0-27,5% ее исходной длины, показано стимулирующее влияние низкочастотного импульсного электрического тока на постди-стракционное восстановление электрофизиологических, морфологических и гистохимических показателей передней болыиеберцовой мышцы и ее функционального антагониста — икроножной мышцы. Выявленный эффект подтверждает исходную посылку о целесообразности применения дополнительных экзогенных воздействий на мягкие ткани удлиняемой конечности с целью оптимизации процесса морфо-функциональной адаптации периферических нейромоторных структур к новым биомеханическим условиям функционирования. Ключевые слова: дистракционный остеосинтез. электромиостимуляция. мышцы.

В ретроспективе клинико - экспериментальных работ, вышедших из Российского научного центра "Восстановительная травматология и ортопедия" им. академика

Г.А.Илизарова и других профилированных учреждений, ярко отражена тенденция к оптимизации функциональных исходов удлинения конечностей главным образом за счет резервов,