Использование метода биологической обратной связи по параметрам электромиограммы в восстановительном лечении детей со сколиотической болезнью позвоночника

Сколиотическая болезнь — широко распространенная деформация позвоночника. Ведущими среди факторов, способствующих возникновению сколиотической болезни, являются:

1. нарушение иннервации самого позвоночника;
2. недостаточность нервно-мышечного и связочного аппарата позвоночника;
3. дисплазии позвонков и межпозвоночных дисков;
4. неврогенные факторы (паралитические сколиозы, сколиозы после полиомиелита, сколиозы при спастических параличах);
5. нарушение обмена и гормональной регуляции.

Несмотря на различные клинические проявления разных типов сколиоза (диспластический, идиопатический, паралитический, врожденный), все они сопровождаются асимметричными морфофункциональными изменениями не только в костном, но и в нервно-мышечном  аппарате позвоночника. Вопрос о том. являются ли эти изменения первичными или вторичными, дискутируется до настоящего времени. Надо полагать, что иногда причиной сколиозов может являться первичная дисфункция паравертебральных мышц. В большинстве же случаев асимметрия биоэлектрической активности этих мышц является следствием искривления позвоночника, тогда дисбаланс в деятельности мышц является компенсаторным фактором, препятствующим дальнейшему развитию сколиоза.

И в том, и в другом случае нарушение первичной регуляции мышц, обслуживающих позвоночник, и является показанием к применению БОС по ЭМГ при сколиотической болезни. Основной целью метода биоуправления с обратной связью по ЭМГ при сколиотической болезни является формирование у пациента прочного мышечного корсета, обеспечивающего стабилизацию позвоночника, исправление его деформации, улучшение функции грудной клетки, исправление осанки. Изменяя в ходе лечебных сеансов под контролем сигналов обратной связи положение плечевого и тазового пояса, «вытягивая» позвоночник, стремясь к коррекции неравномерного распределения мышечной нагрузки на позвоночный столб, пациент добивается частичного исправления деформации. Принципиальная возможность коррекции нарушений осанки и ранних стадий сколиоза с помощью метода БОС по ЭМГ показана Н.И. Николаевой и соавт. Однако эти исследования скорее демонстрируют возможности метода, чем являются практическим руководством для специалистов, занимающихся реабилитацией.

Материал и методы исследования

Основной целью нашего исследования была отработка наиболее эффективных схем лечения, базирующихся на методике БОС по ЭМГ при различных формах сколиотической болезни в условиях специализированного реабилитационного центра. Всего было обследовано 182 ребенка в возрасте от 7 до 14 лет, проходивших лечение в Городском психоневрологическом центре восстановительного лечения детей с двигательными нарушениями в период с 1995 по 1999 гг. По степени тяжести дети распределялись следующим образом: I степень-54 чел., l-ll степень -62 чел., II степень — 55 чел., II-IH степень — 11 чел. По форме: «С»-образные сколиозы — 73 чел., «Si»-образные сколиозы – 109 чел.

До и после лечения все пациенты прошли комплексное клинико-физиологическое обследование, включавшее в себя: оценку состояния пациентов по клиническим балльным шкалам, электромиографическое обследование, исследование состояния мышечного тонуса аппаратным методом.

Главной целью лечебных сеансов с использованием БОС по ЭМГ является коррекция мышечного дисбаланса паравертебральных мышц и создание прочного мышечного корсета. Тем самым достигается стабилизация позвоночника, корректируется его деформация, предотвращается дальнейшее прогрессирование деформации, улучшается функция грудной клетки. Крайне важно, что появление мышечного валика не является результатом гипертрофии мышцы на выпуклой стороне искривления, а является механическим выпячиванием мышцы подлежащей костной основой в результате торсии позвонков.

Глубокие задние паравертебральные мышцы — mm. semispinalis, mm. multifidus, mm. rotatores, лежащие в промежутках между остистыми отростками позвонков. Именно эти мышцы с косыми короткими волокнами играют основную роль в возникновении торсии задних элементов поз.

Задача лечебных тренировочных сеансов при сколиотической болезни заключается не только в том, чтобы усилить работу ослабленных мышц и нормализовать в них трофические процессы, но и упорядочить их работу, выработать навык правильной осанки при оптимальной статической нагрузке на симметричные группы пара-вертебральных мышц. Применение БОС при сколиозах особенно оправдано еще и в связи с тем обстоятельством, что параспинальные мышцы, в отличие от мышц верхней и нижней конечностей, гораздо хуже подвергаются произвольному контролю в силу низкой кортикализации. Стабилизация позвоночника достигается с помощью компьютерного аутотренинга, во время которого ЭМГ симметричных параспинальных мышц регистрируется и анализируется компьютером, после чего в доступной для восприятия графической форме выводится на экран цветного монитора. Используя эту информацию, пациент вносит изменения в позу путем перераспределения уровней активации параспинальных мышц. В ходе процедуры отводящие электромиографические электроды традиционными методами реабилитации сколиозов в 1,5-2 раза [12]. накладывались на параспинальные мышцы в области вершины основной дуги сколиоза. В зависимости от возраста и тяжести заболевания продолжительность одного сеанса колебалась от 20 до 30 мин. Сеанс состоял из 3-4 циклов активации продолжительностью 3-5 мин с 2-3-минутными перерывами на отдых. Всего на курс пациент получал 15-17 сеансов биоуправления, некоторые пациенты получили по 20-25 сеансов.

Первую группу составили 53 пациента, дополнительно к основному курсу получавших сеансы биоуправления с обратной связью по ЭМГ (15-20 сеансов) и курс иглорефлексотералии (ИРТ) (9-11 сеансов). Сеансы ИРТ проводились по двум методикам. В первом случае акцент делался на общетонизирующие воздействия, во втором — основной точкой приложения был сегментарный уровень.

Вторая группа состояла из 31 пациента, дополнительно получавших сеансы биоуправления и курс трансспинальной микрополяризации в сочетании с магнитно-импульсной стимуляцией (МИС). Основной целью дополнительного курса было улучшение проводимости спинальных трактов и нервов, иннервирующих параспинальный мышечный аппарат, и, как следствие, улучшение его функционального состояния.

Третью группу (31 человек) составили пациенты, дополнительно к основному курсу получавшие лечебные сеансы биоуправления и расширенный физиотерапевтический курс (дополнительный курс лекарственного электрофореза с эуфиллином и электростимуляция мышц спины синусмодулированными токами на аппаратах «Амплипульс»)- Основной целью этого курса было улучшение функционального состояния позвоночника и лараспинальных мышц за счет усиления местного кровообращения.

Четвертую группу (37 человек) составили пациенты, дополнительно получавшие только сеансы биоуправления.

Пятую, контрольную группу составили 30 пациентов, проходившие в центре стандартный курс лечения.

Результаты и обсуждение

Зарегистрированный до лечения суммарный балл (Ккл. I] составил у пациентов с I степенью сколиотической болезни — 27±0,5, со II степенью — 31±1,1, Отличия между этими величинами статистически достоверны (р<0,05). Пациенты, у которых клиническое состояние оценивалось как переходное между I и II степенью, и по данным клинической шкалы занимали промежуточное положение (29±0,8), хотя величина Ккл. I в этом случае достоверно не отличалась от величин Ккл. I пациентов с I и II степенями сколиоза. Врачебные оценки «без улучшения», «улучшение» и «значительное улучшение» практически во всех случаях совпадали с рассчетным коэффициентом эффективности лечения (Кэфф.). По нормативным данным, Кэфф. от 1 до 1,4 соответствует «незначительному улучшению», 1,5 — 1,89 — «улучшению», 1,9 и выше -«значительному улучшению».

Однако не все параметры, применяемые в шкале, оказались информативными. Так, рекомендуемые КА электромиографических показателей в их существующем виде не могут быть использованы для выведения суммарных Кэфф. Наше исследование показало, что величина КА (отношение БА на выпуклой стороне позвоночника к БА на вогнутой стороне) далеко не всегда превышает 1,0, Так, у 45% обследованных детей этот коэффициент был больше 1,0, а у 55% — меньше или равен 1,0. Данные о процентном распределении КА ЭМГ среди пациентов разной степени тяжести приведены в табл.1

Табл.1. Распределение коэффициентов асимметрии у больных сколиотической болезнью.

Сходные результаты (в 50 % случаев КА>1, а в 50% <1) получены и в работе М.И. Яковлевой. Данные, приведенные в табл.1, получены при электромиографическом исследовании в позе «стоя спокойно», однако, и в позах «сидя спокойно» и «стоя по стойке смирно» эти соотношения практически не меняются. Также практически неизменными эти отношения остаются во всех трех исследуемых позах при рассмотрении их по отношению к уровню вершины дуги сколиоза. Необходимо отметить, что в своем исследовании мы рассматривали суммарную БА параспинальных мышц, а не амплитудные характеристики ЭМГ, рекомендуемые в оценочной шкале.

Выбор такой формы анализа ЭМГ обусловлен большей объективностью интегральных показателей перед чисто амплитудными при исследовании естественных двигательных актов.

Таким образом, данная шкала при некоторой ее модификации (это относится и к нормативным данным по оценке силовой выносливости мышц и некоторых других оценочных показателей) может быть использована для стандартизированной оценки эффективности лечебных мероприятий. Её использование позволяет объективизировать оценку результатов лечения, сделать сравнимыми результаты лечения, проводимого в разных лечебных учреждениях по различным методикам. Данные о клинической эффективности лечения, полученной в различных исследуемых группах, представлены в табл.2.

Табл.2. Эффективность лечения больных сколиотической болезнью

Несмотря на то, что наибольший клинический коэффициент до лечения (Ккл. I) (т.е. наиболее выраженные клинические симптомы сколиоза) зарегистрирован в третьей группе (БОС + физиотерапевтическое лечение), а наименьший в пятой группе (контроль — традиционный курс), отличия между всеми исследуемыми группами статистически недостоверны (р>0,05), как статистически недостоверны и отличия между Ккл. II, зарегистрированными после лечения. Высокодостоверны (р<0,01) во всех группах отличия между Ккл. I и Ккл. II внутри каждой группы (т.е. между оценками клинического состояния до и после лечения).

Наибольшая клиническая эффективность получена в третьей группе пациентов, получавших, кроме основного курса, биоуправление и дополнительное   физиотерапевтическое лечение, а наименьшая — в контрольной группе, причем эти отличия достоверны на уровне р<0,05. Отличия между величинами Кэфф. в первых четырех группах и пятой контрольной группе достоверны (р<0,05), однако между группами, получавшими дополнительное лечение (первые четыре группы), достоверных отличий не было выявлено (р>0,05), и поэтому при обсуждении полученных результатов можно говорить лишь о наличии тенденций.

Так, наибольшая клиническая эффективность среди групп, получавших дополнительные лечебные курсы, отмечена в третьей группе (БОС + ФТЛ], а наименьшая — во второй группе (БОС + МИС), четвертая группы (БОС) и первая (БОС + ИРТ) группы занимают промежуточное положение. Данные электрофизиологических исследований, как правило, опережая [3] изменения, фиксируемые менее чувствительными клиническими методами оценки, позволяют более точно и объективно, а самое главное, гораздо раньше, еще до развития клинических изменений оценить характер перестроек, происходящих в различных функциональных системах человеческого организма. Являясь своего рода «физиологической базой» будущих клинических изменений (как улучшений, так и ухудшений), динамика электрофизиологических параметров дает возможность своевременно оценить качество проводимого исследования, внести в него необходимые коррективы.

Для выявления параметров, оптимально отражающих положительную клиническую динамику, все дети были разбиты на 3 группы в соответствии с суммарным Кэфф., полученным после окончания лечения.

Первую группу составили пациенты, Кэфф. лечения которых составил от 1,0 до 1,4 балла («без улучшения» или «незначительное улучшение»), вторую группу — пациенты с Кэфф. от 1,5 до 1,9 («улучшение»), и третью группу — пациенты с Кэфф. от 1,9 и выше («значительное улучшение»).

Исходное клиническое состояние пациентов всех трех групп, оцениваемое по Ккл. I, достоверно друг от друга не отличалось (р<0,05), что свидетельствует о достаточной однородности исследуемых групп (табл, 3).

Ккл. I и Ккл. II достоверно отличаются друг от друга (р<0,01) во всех группах за исключением первой, где эти отличия не достоверны (р>0,05).

Кэфф., полученные во всех трех группах, достоверно отличаются друг от друга (р<0,01).

Табл.3.  Распределение детей по группам в зависимости от коэффициента эффективности лечения

Анализ данных электрофизиологического исследования показал, что в третьей группе пациентов, результаты лечения которых оценивались как «значительное улучшение», динамика электрофизиологических показателей носит закономерный характер. Так, на вершине основной дуги сколиоза КА ЭМГ в позе «стоя» достоверно снижается с 1,21±0,05 до 0,95+0,13, в позе стоя «по стойке смирно» и «сидя спокойно» наблюдается аналогичная картина, однако отличия между показателями, полученными до и после лечения, статистически недостоверны. Также снижаются, хотя и недостоверно, КА мышечного тонуса. KB всех исследуемых параметров (частотные и суммарные характеристики ЭМГ, показатели, характеризующие состояние мышечного тонуса) на выпуклой стороне основной дуги сколиоза КБ значимо возрастают, на вогнутой стороне дуги эти изменения не столь отчетливы, хотя тенденция к росту KB сохраняется.

В первой группе («незначительное улучшение» и «без улучшения») наблюдается противоположная картина — КА ЭМГ или не меняется, или незначительно возрастает, за исключением КА ЭМГ в позе «стоя по стойке смирно» (поза, в которой проводились лечебные сеансы биоуправления с обратной связью), где его снижение статистически достоверно. KB на выпуклой стороне у всех исследуемых параметров (за исключением характеристик ЭМГ в позе «стоя по стойке смирно») снижаются, особенно выраженное снижение наблюдается в KB показателей мышечного тонуса.

Изменение показателей второй группы (клиническая оценка «улучшение») занимает промежуточное положение между значениями первой и третьей групп. КА ЭМГ в этой группе остаются без изменения, за исключением КА ЭМГ в позе «по стойке смирно». Этот коэффициент после лечения снижается. KB на выпуклой стороне или остаются без изменения, или незначительно увеличиваются. КА мышечного тонуса на вершине основной дуги сколиоза снижаются, приближаясь к единице.

Таким образом, успешное лечение сколиозов характеризуется снижением КА ЭМГ не только в позе, в которой проводились лечебные тренировки, но и в других позах (в данном случае «сидя спокойно» и «стоя спокойно»), увеличением KB показателей ЭМГ и мышечного тонуса. В ходе корреляционного анализа была получена отчетливая зависимость эффективности полученного клинического результата, а также его сохранности (на протяжении 4 месяцев), как от исходного состояния пациента (Кэфф. достоверно выше у пациентов с I и I-II степенями сколиоза), так и от количества процедур биоуправления. Значимое возрастание Кэфф. Наблюдается при повышении количества процедур биоуправления с 15 (обычный курс) до 20-25. Пациенты, получившие в ходе нашего исследования больше 20 процедур биоуправления, показали достоверно лучшую сохранность полученных клинических результатов при повторном обследовании через четыре месяца.

Интересно отметить, что параметрами, в наибольшей степени коррелирующими с клиническими показателями, оказались КА мышечного тонуса на вершине сколиотической дуги, а также KB ЭМГ на её выпуклой и вогнутой стороне, т.е. динамика именно этих показателей может быть использована для оценки наиболее ранних изменений в клиническом статусе больного, именно их положительная динамика в ходе курса лечения является свидетельством успешности выбранной тактики лечения.

Анализ именно этих показателей и был использован нами для оценки эффективности лечения различными методиками. Наиболее благоприятная динамика электрофизиологических параметров наблюдается во второй и третьей группах пациентов (биоуправление + МИС и биоуправление + физиотерапия), наименее благоприятная в первой (биоуправление + ИРТ) и пятой (контроль) группах. Динамика показателей в четвертой группе (биоуправление + традиционный лечебный курс) занимает промежуточное положение.

Более подробный анализ клинической эффективности лечения в группе пациентов, получавших ИРТ и биоуправление, выявил некоторые интересные особенности. Как уже говорилось, ИРТ проводилась по двум различным методикам.

В первом варианте основной упор делался на общетонизирующие воздействия (улучшение трофических функций нервной системы, усиление кровообращения, нормализация обменных и регуляторных процессов) с одновременной стимуляцией ослабленных мышц короткими (пятиминутными), но сильными раздражающими воздействиями.

Во втором варианте основной упор был сделан на местные сегментарные эффекты — расслабление спаз-мированных мышц на вогнутой стороне дуги (тормозным методом) и стимуляцию их на выпуклой стороне (возбуждающим методом в течение 10 мин) с одновременным воздействием на точки, способствующие улучшению местного кровообращения в мышцах спины и позвонках.  Использовались и точки общетонизирующего воздействия, но в меньшем количестве, чем в первом варианте (методика, применявшаяся во втором варианте, является достаточно распространенной, в частности, она применяется при лечении сколиозов в Научно-исследовательском детском ортопедическом институте им. Г.И.Турнера МЗ РФ). Количество пациентов в обеих группах (24 в группе ИРТ-1, 29 — в группе ИРТ-11) и количество процедур в обоих случаях было одинаково (9-11 процедур на курс). Результаты клинического применения ИРТ по двум вышеописанным методикам приведены в таблице 4.

Табл. 4.   Результаты клинического применения иглорефлексотерапии

В группе ИРТ-1 Кэфф. достоверно (р<0,05) выше, чем в группе ИРТ-П. При этом в группе ИРТ-1 отмечается и положительная динамика электрофизиологических показателей. Поскольку остальной набор лечебных процедур в обеих группах (ИРТ-1 и ИРТ-И) был одинаков, различия в полученных результатах могут быть объяснены лишь разницей в методических подходах к процедуре ИРТ. Некоторое несоответствие между величинами клинической эффективности и динамикой электрофизиологических показателей, как, например, в группе пациентов, получавших биоуправление и МИС (несмотря на благоприятную динамику электрофизиологических показателей,  Кэфф. относительно невысок), по-видимому, объясняется тем, что «физиологический базис возможного будущего улучшения просто не был  peaлизован во время лечебного курса. Наблюдение за пациентами этой групп* протяжении 6-8 мес после окончания курса подтвердило данную точку зрения: у большинства этих пациентов, в отличие от пациентов других групп, не было отмечено ухудшения состояния. Из этого следует практический вывод о необходимости строгого соблюдения очередности процедур (во время нашего исследования они, как правило, велись параллельно). Процедуры, обеспечивающие оптимальные условия для проведения двигательных тренировок (МИС, физиотерапевтические процедуры или ИРТ), должны проводиться до курса биоупрааления. Это позволяет создать благоприятную почву для реализации потенциальных возможностей не только приемов биоуправления, но и таких процедур, как ЛФК и механотерапия. Результатом такого подхода будет не только получение максимального клинического эффекта в течение одного лечебного курса, но и высокая сохранность полученных результатов.

Подводя итоги проведенного исследования, можно сделать следующие выводы:

1. Включение в комплекс лечебных мероприятий биоуправления с обратной связью по ЭМГ позволяет достоверно повысить эффективность лечения сколиотической болезни.

2. Для получения максимального клинического эффекта от комплексных лечебных методик, включающих  биоуправление, необходимо создание условий, способствующих максимальной реализации потенциальных возможностей методики (улучшение кровообращения, усиление обменных и трофических процессов]. Как показали наши исследования, для решения этих задач наиболее целесообразным является использование дополнительных физиотерапевтических процедур (лекарственный электро- или фонофорез, синус-модулированные токи с лекарственными препаратами и т.д.) или приемов ИРТ по второму варианту используемой в Центре методики.

3. Получение полноценного клинического эффекта при применении биоуправления с обратной связью по ЭМГ возможно лишь при увеличении количества процедур на курс до 20-25, а в более тяжелых случаях (II-III степень) до 30. Курс лечения, состоящий из 15 процедур, возможен (хотя и нежелателен) лишь у пациентов с легкими формами нарушения осанки.

4. Необходимо внесение корректив в процедуру лечебных сеансов биоуправления. Так, наряду с тренировкой статических движений необходимо введение комплекса фазических тренировок, позволяющих добиться улучшения контроля над тренируемыми мышцами не только в позе, в которой проводится тренировка, но и при выполнении всего многообразия движений, в которых они участвуют. По-видимому, необходимо включать в лечебно-тренировочные сеансы БОС, кроме статических, еще и динамические упражнения под контролем сигналов обратной связи.

5. В качестве экспресс-показателей, позволяющих в течение курса лечения оперативно оценивать качество и правильность выбранной тактики лечения, могут быть рекомендованы такие показатели, как КА ЭМГ (и не только в тренируемой позе), КА и KB (особенно на выпуклой стороне основной дуги) мышечного тонуса.

6. Хороший клинический эффект и хорошая сохранность с I-II степенью сколиозов делает целесообразным лечение именно этой группы пациентов в условиях специализированного реабилитационного центра, т.к. позволяет не только не допустить ухудшения состояния этих пациентов в условиях достаточно формального и неспециализированного лечения в участковых поликлиниках, но и улучшить их состояние, не допустив дальнейшего прогрессирования заболевания.

7. Потеря достигнутой коррекции, которую мы наблюдали в нашем исследовании (в некоторых случаях до 90-120 % в течение 3-4 месяцев) связана как с недостатками лечения пациентов в Центре (что в первую очередь объясняется незавершенностью лечения, несоблюдением очередности и преемственности процедур, которые определяются не клиническими, а зачастую организационными требованиями), так и с отсутствием преемственности в амбулаторном лечении. Как показали наши наблюдения, 85% детей, проходивших лечение в Центре, не получают в дальнейшем надлежащей реабилитации в связи со слабой организацией лечебного процесса у этой категории больных в поликлиниках по месту жительства, где для пациентов недоступны не только биоуправление, но и квалифицированный массаж и лечебная гимнастика.

Авторы: Л.Ю. Пинчук, Т.Н. Сезнева, М.В. Катышева, Н.А. Баталова, В.Б. Павлова, Р.Г. Юрьева, Городской психоневрологический центр восстановительного лечения детей с двигательными нарушениями, Санкт-Петербург.