Сетевое издание

Современные проблемы науки и образования

ISSN 2070-7428

"Перечень" ВАК

ИФ РИНЦ = 1,006

Последствия позвоночно-спинномозговой травмы являются серьезной медицинской и социально-экономической проблемой современного общества [1; 2]. В отдаленные сроки наблюдения у пациентов с позвоночно-спинномозговой травмой регистрируется сформированный комплекс морфофункциональных изменений на уровне повреждения с клиническими проявлениями грубых неврологических и функциональных нарушений [3; 4].

Процесс компенсации нарушенных функций у данной категории пациентов во многом обусловлен особенностями пластических изменений в нервной системе [4; 5]. В литературе понятие «нейропластичность» трактуется как возможность нервных структур к перестройке функциональных свойств под влиянием длительных внешних воздействий, локальных повреждений нервной ткани [5]. Однако по-прежнему нет четкого определения функционального значения нейропластичности после травмы спинного мозга [6].

В настоящее время в литературе отсутствует описание патофизиологических особенностей компенсации функций чувствительной сферы у данной категории пациентов ввиду того, что в большинстве случаев для оценки состояния пациента используются шкалы ISNCSCI и ASIA, в которых недостаточно уделено внимание сенсорной сфере (нет анализа температурно-болевой чувствительности) [7-9]. Кроме того, применение шкал ISNCSCI и ASIA не позволяет выявить субклинические изменения чувствительности и не может точно оценить результаты реабилитации.

Инструментальные исследования температурно-болевой чувствительности у пациентов в хронической фазе позвоночно-спинномозговой травмы с неполным повреждением спинного мозга представлены в редких публикациях, где нет распределения по типам повреждения (В, С, D) и уровню травмы спинного мозга [8-10].

Цель исследования - выявить закономерности компенсации нарушений температурно-болевой чувствительности в отдаленном периоде позвоночно-спинномозговой травмы после частичного повреждения спинного мозга и ее усиление посредством эпидуральной стимуляции.

Материал и методы исследования

В исследовании принимали участие 54 пациента (49 мужчин и 5 женщин) с отдаленными последствиями позвоночно-спинномозговой травмы (3,6±0,6 года, от 1,5 до 12 лет) в возрасте от 18 до 56 лет (31,3±1,5 года). Пациенты имели частичное повреждение спинного мозга - тип В по шкале ASIA. Последствия позвоночно-спинномозговой травмы были зарегистрированы: в шейном отделе позвоночника (С4 - С7 позвонки) у 23 пациентов (42,6%); в грудном отделе (Th3 - Th10 позвонки) в 16 случаях (30,0%); в - грудопоясничном отделе (Th11 - L1 позвонки) у 15 пациентов (27,4%). Критериями включения в группу обследуемых являлись: отдаленный период позвоночно-спинномозговой травмы; уровень повреждения – шейный, грудной, поясничный отдел позвоночника; тип В неврологических нарушений по шкале ASIA. Критериями исключения были: тип неврологических нарушений - A, С, D по шкале ASIA; острый, промежуточный периоды травмы спинного мозга.

Неврологический статус пациентов оценивался с помощью шкал: ISNCSCI (International Standards for Neurological Classification of Spinal Cord Injury); ASIA (American Spinal Injury Association) [7]. Сенсорные нарушения проявлялись в виде снижения тактильной, болевой и проприоцептивной чувствительности ниже уровня повреждения.

Все обследуемые пациенты имели в анамнезе хирургический этап лечения (декомпрессивно-стабилизирующие операции) и неоднократные курсы лечебно-реабилитационных мероприятий.

Анализ температурно-болевой чувствительности производился с применением электрического эстезиометра (термистор фирмы EPCOS Inc., Германия) по общепринятой схеме дерматомов. Определялся порог тепловой и болевой (от горячего) чувствительности (в градусах по Цельсию). Параллельно осуществлялось измерение температуры кожного покрова (Termostar, фирмы Nihon Kohden, Япония).

Пациенты обследовались при поступлении в Центр и после эпидуральной электрической стимуляции. Имплантацию временного эпидурального электрода осуществляли малоинвазивно. Эпидуральную электрическую стимуляцию выполняли с использованием нейромышечного стимулятора «РехаБраво» (MTR+ Vertriebs GmbH, Германия), в режиме Continuous (непрерывный), с частотой следования 5 Гц и продолжительностью импульсов 450 μС. Длительность выполняемой процедуры составляла 10 мин., два раза в сутки в течение 10 дней.

Выполненные исследования были одобрены комитетом по этике ФГБУ «НМИЦ ТО имени академика Г.А. Илизарова» Минздрава РФ (22.10.2019 № 4 (64)) и соответствовали этическим стандартам Хельсинкской декларации с последующими поправками. Лица, принимающие участие в исследовании, подписали информированное согласие на проведение исследований, публикацию соответствующей медицинской информации.

Статистическую оценку полученных данных осуществляли с использованием пакета анализа данных Microsoft Exсel 2010 с надстройкой Attestat. С помощью критерия Шапиро-Уилка и Колмогорова-Смирнова определялась нормальность распределения полученных показателей. В случаях нормального распределения данных был использован параметрический метод – t-критерий Стьюдента. При отсутствии нормального распределения применялся непараметрический принцип статистической обработки, где показатели представлены в виде медианы (Ме), первого (Q1) и третьего (Q3) квартилей и использовались непараметрические методы статистического анализа (критерий Вилкоксона, U-критерий Манна–Уитни). Производили расчет частоты встречаемости (в %) разных видов изменений температурно-болевой чувствительности как отношение количества наблюдений (n) разных вариантов к общему количеству наблюдений (N) по формуле: fi = ni / N*100%, где fi - частота i-го признака, ni – число наблюдений i-го признака, N – общее количество наблюдений в данной группе обследуемых. Взаимосвязь между показателями определяли с помощью теста корреляции Пирсона. Результаты корреляционного анализа представлены коэффициентом корреляции (r) и уровнем значимости (p) с оценкой тесноты связи по шкале Чеддока. Критический уровень значимости при проверке результатов составлял 0,05.

Результаты исследования и их обсуждение

Результаты исследования подтвердили наличие определенных закономерностей в состоянии температурно-болевой чувствительности в отдаленные сроки после частичной травмы спинного мозга. Первая закономерность заключалась в смешанном характере, многообразии, наличии различных величин порогов (нормостезии, гипестезии тепловой и болевой чувствительности, гиперестезия болевой чувствительности, термоанестезии и термоаналгезии) как в дерматомах, соответствующих уровню повреждения, так и в дерматомах, расположенных более дистально. Данный факт прослеживается при исследовании последствий позвоночно-спинномозговой травмы в шейном, грудном и грудопоясничном отделах позвоночника (рис. 1-3).

А

Б

Рис. 1. Частота встречаемости (%) нарушений температурно-болевой чувствительности у пациентов с отдаленными последствиями частичного повреждения шейного отдела спинного мозга (тип В по шкале ASIA). А - тепловая чувствительность, Б - болевая чувствительность

А

Б

Рис. 2. Виды нарушений температурно-болевой чувствительности (%) у пациентов с отдаленными последствиями неполного повреждения грудного отдела спинного мозга (тип В по шкале ASIA). А - тепловая чувствительность, Б - болевая чувствительность

А

Б

Рис. 3. Нарушения температурно-болевой чувствительности у пациентов с отдаленными последствиями травмы грудопоясничного отдела позвоночника с частичным повреждением спинного мозга (тип В по шкале ASIA). А - тепловая чувствительность, Б - болевая чувствительность

Вторая закономерность заключается в том, что чем более дистально располагается область исследования (дерматом) от уровня повреждения позвоночника и спинного мозга, тем больше доля термоанестезии, сочетающейся с термоаналгезией, гипестезии болевой чувствительности. Эти два факта присутствуют как при травме в шейном, так и в грудном и грудопоясничном отделах (рис. 1-3).

На всех уровнях повреждения (шейный, грудной, грудопоясничный) определялась прямая корреляционная взаимосвязь между количеством дерматомов от уровня повреждения и долей термоанестезии и термоаналгезии (табл. 1). Сила связи имела заметный и высокий характер (по шкале Чеддока). Доля гипестезии болевой чувствительности, также во всех отделах, имела достоверную обратную связь (заметную и высокую) с количеством дерматомов от уровня повреждения. Процент нормостезии тепловой и болевой чувствительности в шейном и грудопоясничном отделе имел обратную корреляцию с количеством дерматомов от уровня повреждения. В грудном отделе эта взаимосвязь отсутствовала. Количество гипестезий тепловой чувствительности коррелировало со степенью удаления от очага повреждения только в шейном отделе (табл. 1) с высокой степенью связи.

Таблица 1

Коэффициент корреляции удаленности (количество дерматомов) области исследования от уровня повреждения и долей различных видов состояния температурно-болевой чувствительности

Анализ реакций показателей температурно-болевой чувствительности на электрическую эпидуральную стимуляцию определил характерные особенности компенсации. Так, у пациентов с последствиями травмы в шейном отделе позвоночника после первого курса эпидуральной стимуляции (табл. 2) при оценке состояния тепловой чувствительности определялось снижение доли (в %) термоанестезии в дерматомах: С5, С7, С8, Th1-Th4, Th7, L1, L2, L5 (на 10-50%). Статистический анализ показал, что в среднем по всем дерматомам (от С4 до S1 дерматома) доля термоанестезии достоверно уменьшилась (на 11%, р=0,015) (табл. 5). В то же время происходило увеличение доли: нормостезии тепловой чувствительности в дерматомах С5-С8, Th1, Th5, L1; гипестезии – в дерматомах С8 -Th4, Th7-8, L2-L5. В дерматомах С5-С6, Th5 уменьшился процент гипестезии. Однако в среднем по всем дерматомам (от С4 до S1 дерматома) доля нормостезии и гипестезии достоверно не изменяется. Увеличение доли нормостезии формируется в дерматомах: С5 - за счет снижения процента термоанестезии и гипестезии; С6, Th5 – снижения доли гипестезии; С7-Th1,L1 - снижения процента термоанестезии. В то же время термоанестезия трансформируется в гипестезию в дерматомах Th2-Th3, Th7, L2, L5 либо частично в дерматомах С8, Th1.

Таблица 2

Изменения распределения различных видов нарушений температурно-болевой чувствительности у пациентов в отдаленном периоде позвоночно-спинномозговой травмы после частичного повреждения шейного отдела спинного мозга (тип В по шкале ASIA) после первого курса эпидуральной стимуляции

Примечание: I - до эпидуральной электрической стимуляции; II - после эпидуральной электрической стимуляции. * - достоверность отличия от показателей до эпидуральной стимуляции, р≤0,05.

Оценка реакции состояния болевой чувствительности показала более выраженные изменения. Снижалась доля (в %) термоанелгезии в дерматомах: С5, С6, с С8 по Th9 (на 10-20%). В среднем по всем дерматомам (от С4 до S1 дерматома) доля термоанелгезии достоверно уменьшилась на 19% (р=0,02) (табл. 2). Одновременно с этим процессом регистрировалось увеличение доли нормостезии болевой чувствительности с С6 по Th4; с Th9 по L1; с L3 по L5 (на 10-20%). С учетом всех дерматомов (от С4 до S1 дерматома) в среднем доля нормостезии увеличилась на 211% (р=0,001). Термоаналгезия трансформируется либо в гиперестезию (дерматом С5), нормостезию и гиперестезию (С6), нормостезию (Th1-Th4, Th4; Th9), гипестезию (Th5-Th8). С Th10 до S1 доля термоаналгезии не изменяется. Однако в дерматомах Th10-L1 и L3–L5 увеличивается доля нормостезии (на 10-20%), по всей видимости, за счет снижения процента гипестезии.

После 2-3 курса этот процесс восстановления температурно-болевой чувствительности усиливается (табл. 3): увеличивается количество случаев появления тепловой чувствительности на 46,0% (р=0,0016); болевой чувствительности - 75,5% (р=0,00003) относительно показателей после первого курса.

Таблица 3

Процент восстановления температурно-болевой чувствительности после электрической эпидуральной стимуляции у пациентов с отдаленными последствиями неполного повреждения шейного отдела спинного мозга

Примечание: * - достоверность отличия от показателей после первого курса эпидуральной электрической стимуляции, р≤0,05.

Таким образом, у пациентов с отдаленными последствиями позвоночно-спинномозговой травмы с неполным повреждением шейного отдела спинного мозга процесс компенсации после эпидуральной стимуляции происходит посредством снижения доли термоанестизии и термоаналгезии, увеличения количества случаев нормостезии болевой чувствительности в цепочке дерматомов с С6 по L5. С увеличением курсов стимуляции растет количество случаев восстановления тепловой и болевой чувствительности.

У пациентов с последствиями позвоночно-спинномозговой травмы грудного отдела позвоночника (n=6) после первого курса стимуляции отсутствовала направленная динамика показателей. Ухудшение чувствительности сочеталось с отсутствием изменений, положительной динамикой (30%) или гиперестезией. На последующих этапах реабилитационного процесса данная тенденция сохранялась. Это может быть обусловлено низким восстановительным потенциалом данного отдела спинного мозга, а также малочисленностью и неоднородностью выборки.

В случаях наличия последствий травмы грудопоясничного отдела позвоночника было определено, что после эпидуральной электростимуляции показатели тепловой чувствительности не имели выраженных значительных изменений (табл. 4).

Таблица 4

Распределение различных видов нарушений температурно-болевой чувствительности у пациентов с отдаленными последствиями позвоночно-спинномозговой травмы грудопоясничного отдела позвоночника до и после 3-го курса эпидуральной электрической стимуляции

Примечание: I - до эпидуральной электрической стимуляции; II - после эпидуральной электрической стимуляции. * - достоверность отличия от показателей до эпидуральной стимуляции, р≤0,05.

Зарегистрировано увеличение количества случаев нормальных порогов только в дерматоме L1 и L2 (на 13%), по-всей видимости, за счет снижения процента гипестезии. Регистрировалось снижение доли термоанестезии (на 50%) в дерматоме Th12 (за счет увеличения доли гипестезии). В дерматомах L5 - S1 растет процент термоанестезии за счет уменьшения гипестезии. Анализ болевой чувствительности у больных данной категории показал, что в дерматомах Th12, L1, L3 – L5 снижается доля случаев термоаналгезии (на 12-50%). В среднем в цепочке дерматомов Th12 - S1 наблюдалось достоверное снижение доли случаев термоаналгезии (на 49%, р=0,03). Количество случаев термоаналгезии уменьшалось в дерматоме: Th12 – за счет увеличения нормостезии; L1 - увеличения доли гиперестезии. Оценка степени восстановления тепловой и болевой чувствительности в тех дерматомах, где она первоначально отсутствовала (табл. 5), показала, что дистальнее дерматома L3 этот процесс значительно уменьшался. А в области дерматома S1 - он отсутствовал.

Таблица 5

Процент восстановления температурно-болевой чувствительности в тех дерматомах, где она первоначально отсутствовала, у пациентов с отдаленными последствиями позвоночно-спинномозговой травмы в грудопоясничном отделе позвоночника после 3-го курса эпидуральной электрической стимуляции

Нарушение чувствительности является тяжелейшим последствием позвоночно-спинномозговой травмы, которое может проявляться в виде гипестезии, гиперестезии, потери чувствительности, аллодинии или боли [9]. Анализ состояния чувствительности, исследование функции восходящих сенсорных путей имеет большое значение при оценке степени травматического повреждения и восстановления после позвоночно-спинномозговой травмы [11].

Процесс компенсации нарушенных функций у данной категории пациентов во многом обусловлен нейропластическими изменениями в сохраненных нейронных цепях спинного мозга и в вышележащих отделах центральной нервной системы [6; 11; 12]. В хронической фазе позвоночно-спинномозговой травмы нейропластичность осуществляется посредством изменения синаптической эффективности, регенерации и прорастанием аксонов [6].

Анатомические и электрофизиологические исследования показали значительную пластичность сенсорных путей, что свидетельствует о наличии потенциала для компенсации нарушенных функций [11]. В настоящее время в литературе отсутствует описание патофизиологических особенностей компенсации функций чувствительной сферы, в том числе и температурно-болевой чувствительности, у пациентов с последствиями позвоночно-спинномозговой травмы.

Оценка состояния температурно-болевой чувствительности у пациентов в хронической фазе позвоночно-спинномозговой травмы с неполным повреждением спинного мозга представлена в единичных сообщениях, где нет распределения по типам и уровню травмы спинного мозга [8-10].

В нашей работе было определено, что в отдаленные сроки после частичной травмы спинного мозга наблюдается смешанный и многообразный характер состояния температурно-болевой чувствительности. Регистрируется наличие различных величин порогов: нормостезии, гипестезии тепловой и болевой чувствительности, гиперестезия болевой чувствительности, термоанестезии и термоаналгезии как в дерматомах, соответствующих уровню повреждения, так и в дерматомах, расположенных более дистально. Данная закономерность прослеживается при исследовании последствий позвоночно-спинномозговой травмы в шейном, грудном и грудопоясничном отделе позвоночника.

Таким образом, компенсаторная посттравматическая нейропластичность сенсорной системы температурно-болевой чувствительности имеет адаптивный и дезадаптивный характер у пациентов с отдаленными последствиями позвоночно-спинномозговой травмы с частичным повреждением спинного мозга. Кроме того, на всех уровнях повреждения (шейный, грудной, грудопоясничный) определялась прямая корреляционная взаимосвязь между количеством дерматомов от уровня повреждения и долей термоанестезии и термоаналгезии. Доля гипестезии болевой чувствительности, также во всех отделах, имела достоверную обратную связь с количеством дерматомов от уровня повреждения. Процент нормостезии тепловой и болевой чувствительности в шейном и грудопоясничном отделе имел обратную корреляцию с количеством дерматомов от уровня повреждения. В грудном отделе эта взаимосвязь отсутствовала.

Полученные нами данные соотносятся с результатами, представленными в литературе. Ряд авторов при исследовании тепловой чувствительности у данной категории пациентов также отмечал отсутствие или нарушение тепловой чувствительности (повышенные пороги) дистальнее уровня травмы [8; 10].

В отдаленном периоде после позвоночно-спинномозговой травмы нарушение функции спинальных нейронов ниже уровня повреждения может быть вызвано целым рядом негативных факторов, которые способствуют доминированию тормозного импульса в спинномозговых нейронных цепях, угнетению и потере потенциалов действия [6].

При электрической эпидуральной стимуляции имплантированные электроды формируют электрическое поле в дорсальном эпидуральном пространстве, воздействуя на окружающие ткани. Спинномозговая жидкость представляет собой высокопроводящую среду, позволяющую электрическому току распространяться на расстоянии [13]. Одним из возбудимых элементов при эпидуральной стимуляции могут быть чувствительные афферентные волокна задних корешков, которые транссинаптически передают информацию на чувствительные нейроны (2–нейрон) ядер заднего рога. Затем, по-всей видимости, происходит транссинаптическая интеграция с внутренними межнейронными сетями и остаточными супраспинальными входами, изменение возбудимости в спинальных и супраспинальных сетях и улучшение функционирования латерального спиноталамического тракта, взаимодействие с системой супраспинальных связей, высшими отделами центральной нервной системы [14; 15].

Анализ полученных нами данных показал, что у пациентов с отдаленными последствиями позвоночно-спинномозговой травмы с неполным повреждением шейного отдела спинного мозга процесс компенсации после эпидуральной стимуляции происходит посредством снижения доли термоанестизии и термоаналгезии, увеличения количества случаев нормостезии болевой чувствительности в цепочке дерматомов с С6 по L5. С увеличением курсов стимуляции растет количество случаев восстановления тепловой и болевой чувствительности.

У пациентов с последствиями позвоночно-спинномозговой травмы грудного отдела позвоночника отсутствовала направленная динамика показателей. Это может быть обусловлено низким восстановительным потенциалом данного отдела спинного мозга, а также малочисленностью и неоднородностью выборки.

В случаях наличия последствий травмы грудопоясничного отдела позвоночника было определено, что после эпидуральной электростимуляции показатели тепловой чувствительности не имели значительных изменений. Однако наблюдалось достоверное снижение доли случаев термоаналгезии в цепочке дерматомов Th12 - S1. Процесс восстановления тепловой и болевой чувствительности дистальнее дерматома L3 значительно уменьшался.

После эпидуральной электростимуляции компенсация термоаналгезии осуществлялась путем формирования нормостезии либо гипестезии, в меньшей степени гиперестезией. Увеличение случаев нормостезии болевой чувствительности происходило как за счет снижения термоаналгезии, так и уменьшения гипестезии.

Заключение

Таким образом, у пациентов с отдаленными последствиями позвоночно-спинномозговой травмы с частичным повреждением спинного мозга процесс компенсации нарушений температурно-болевой чувствительности имел смешанный (адаптивный и дезадаптивный) характер и зависел от топографической локализации дерматомов. Основным направлением компенсации нарушений температурно-болевой чувствительности при эпидуральной стимуляции является переход термоаналгезии в нормостезию и гипестезию. Увеличение случаев нормостезии болевой чувствительности происходило как за счет снижения термоаналгезии, так и уменьшения гипестезии.