CC BY
49
УДК 616.711-007.55:616.741-073.97
В.В. Бутуханов В.А. Сороковиков '• 2, Н.И. Арсентьева 1
ДИНАМИКА ПАРАМЕТРОВ ЭЛЕКТРОМИОГРАММЫ МЫШЦ СПИНЫ ПРИ ПРИМЕНЕНИИ БИОРЕЗОНАНСНОЙ ТЕРАПИИ И ЭМГ-ОБРАТНОЙ СВЯЗИ У ПАЦИЕНТОВ В ВОЗРАСТЕ ОТ 6 ДО 18 ЛЕТ СО СКОЛИОТИЧЕСКОЙ ДЕФОРМАЦИЕЙ 1-11 СТЕПЕНИ
1 Научный центр реконструктивной и восстановительной хирургии СО РАМН (Иркутск) 2 Иркутская государственная медицинская академия последипломного образования (Иркутск)
Было выявлено, что использование биорезонансного воздействия и ЭМГ-обратной связи при коррегирующей терапии у пациентов со сколиотической деформацией I—II степени сопровождается увеличением, параметров ЭМГ.
Ключевые слова: сколиоз, онтогенез, электромиография, коррегирующая биорезонансная терапия, ЭМГ-биологическая обратная связь
DYNAMICS OF THE PARAMETERS OF ELECTROMYOGRAM OF BACK’S MUSCLES AT THE USE OF BIORESONANCE THERAPY AND ELECTROMYOGRAM FEEDBACK IN PATIENTS OF 6-18 YEARS WITH SCOLIOTIC DEFORMATION OF I-II DEGREE
V.V. Butukhanov 1, V.A. Sorokovikov 1 2, N.I. Arsentieva 1
1 Scientific Center of Reconstructive and Restorative Surgery SB RAMS, Irkutsk
2 Irkutsk State Medical Academy of Postgraduate Education, Irkutsk
We revealed, that use of bioresonance influence and elecromyogram feedback at the correcting therapy in patients with scoliotic deformation of I—II degree is accompanied, with increase of electromyogram, parameters. Key words: scoliosis, ontogenesis, electromyography, correcting bioresonance therapy, electromyogram feedback
ВВЕДЕНИЕ
Проблема исследования двигательного анализатора, который в ходе развития человека претерпевает значительные изменения, продолжает оставаться актуальной. Оценивая развитие двигательной деятельности в процессе онтогенеза, целесообразно остановиться на функциональных и структурных изменениях в мышцах. В то же время отмечается недостаточность исследований по изучению особенностей функционального состояния мышечной системы в онтогенезе, и отсутствуют данные по динамике параметров биоэлектрической активности мышц спины при применении комплексного патогенетического лечении сколиотической болезни у детей.
В настоящее время наиболее признанной методологической основой изучения и количественной оценки функциональных сдвигов двигательной системы является электромиография (ЭМГ), которая позволяет оценить не только силу, выносливость, координацию, параметры двигательных единиц, но и морфофункциональную организацию мышечной системы в онтогенезе [6].
Целью настоящего сообщения явилось изучение динамики показателей ЭМГ мышц спины у пациентов со сколиотической деформацией 1 — 11 степени при коррегирующей терапии с применением ЭМГ-биологической обратной связи и био-резонансной физиотерапии в возрастных периодах от 6 до 10 лет, от 10 до 14 лет и от 14 до 18 лет.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
Исследования были проведены у пациентов в возрасте от 6 до 18 лет со сколиотической деформацией I — II степени. Все больные были разделены по
возрасту на три группы: 20 пациентов от 6 до 10 лет (7,5 ± 0,57); 35 пациентов от 10 до 14 лет (12,9 ± 0,28); 49 пациентов от 14 до 18 лет (16,6 ± 0,51). В первой группе пациентов коррегирующая терапия была проведена у 12 пациентов, во второй группе — у 19 пациентов и в третьей группе — у 14 пациентов.
Для восстановления нормального «динамического двигательного стереотипа» использовалась ЭМГ-биологическая обратная связь (ЭМГ-БОС). Стимуляцию нарушенных обменных процессов в мышечной ткани, тканях позвоночника и спинном мозге осуществляли инфракрасным лазерным воздействием, активацию сниженного рефлекторного влияния ЦНС на позвоночник — вибрационным сегментарным массажем, ослабление капсуло-связочного аппарата и «мышечного корсета» — импульсным и инфраниз-ким электрическим током. Лазерное, вибрационное и электрическое воздействие на позвоночник, спинной мозг, капсуло-связочный аппарат и мышцы проводилось в биорезонансе с физиологическими процессами, обеспечивающими обменные процессы в тканях, что позволило значительно увеличить эффективность лечения сколиотической болезни.
Функциональное состояние мышц поясничного отдела позвоночника оценивалось по показателям ЭМГ ш. еге^ит spinae. По ЭМГ определялась мощность при максимальном изотоническом сокращении мышц в течение 10 сек (оценка мышечного усилия) [5]. Определялось отношение высоких частот к низким (оценка миодистрофических изменений в мышцах). ЭМГ-методы наиболее эффективны не только в диагностике нервно-мышечных заболеваний, но и в изучении морфофункциональной реорганизации двигательных единиц (ДЕ) [6]. Вычислялось
отношение средней амплитуды при максимальном изотоническом сокращении мышц в течение 10 сек к средней частоте (дифференциальная диагностика первично-мышечных заболеваний и дисфункции мотонейронов или их аксонов) [2]. Оценивалось вариационное распределение частот в диапазонах 15,0 — 25,0 Гц и 25,1 —70,0 Гц. Диапазон 15,0 — 25,0 Гц обусловлен разрядом «тонических» ДЕ типа 1 — это медленные, устойчивые к утомлению обладающие оксидативным типом обмена. Диапазон 25,1—70,0 Гц обусловлен разрядом «фазических» ДЕ типа 2А (обладающие оксидативно-гликолитическим обменом) и 2Б (обладающие гликолитическим обменом) [2].
Статистическая обработка включала оценку среднего арифметического, доверительного интервала. Для характеристики межгрупповых различий применялись t-критерий Стьюдента и U-критерий Вилкоксона — Манна — Уитни. Достоверным считали уровень значимости р < 0,05. Г рафическое оформление и представление результатов обработки первичных данных выполнено в программе Excel 2000.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
Исследование динамики биоэлектрической активности m. erectum spinae при максимальном ее сокращении в течение 10 сек у больных в возрасте от 6 до 10 лет со сколиозом I — II степени показало, что в результате коррегирующей терапии наблюдается рост всех исследуемых показателей ЭМГ как с левой, так и с правой стороны позвоночника. Однако достоверные увеличения максимальной мощности, средней амплитуды, отношения средней амплитуды к средней частоте и отношения высоких частот к низким были получены с правой стороны позвоночника (табл. 1).
Таблица 1
Статистическое распределение показателей ЭМГ m. erectum spinae при максимальном ее сокращении у больных в возрасте от 6 до 10 лет со сколиозом I-II степени до и после корр эгирующей терапии
Примечание: * - р < 0,05 между первой и второй группами.
В результате коррегирующей терапии показатели ЭМГ ш. еге^иш spinae при максимальном ее сокращении в течение 10 сек у больных в возрасте от 10 до 14 лет со сколиозом 1 — 11 степени, как и в первой группе испытуемых, происходит рост всех исследуемых показателей ЭМГ с левой и с правой стороны позвоночника. Одновременно увеличивается количество достоверно измененных показателей. Средняя амплитуда и отношение высоких частот к низким ЭМГ достоверно увеличивается как с правой, так и с левой стороны позвоночника (табл. 2).
Таблица 2
Статистическое распределение показателей ЭМГ т. егесШт spinаe при максимальном ее сокращении у больных в возрасте от 10 до 14 лет со сколиозом 1-11 степени до и после коррегирующей терапии
Показатели I (n = 35) II (n = 19)
Мощность ЭМГ за 10 сек(мкВ)
Слева 601,0 ± 48,0 627,0 ± 65,0
Справа 5ЗЗ,0 ± 5З,0 667,0 ± 75,0*
Средняя частота ЭМГ за 10 сек(Гц)
Слева 28,5 ± 0,6 29,З ± 1,2
Справа 27,8 ± 0,6 28,5 ± 1,З
Средняя амплитуда ЭМГ за 10 сек (мкВ)
Слева 1098,0 ± 105,0 1229,0 ± 106,0*
Справа 1191,0 ± 111,0 1З07,0 ± 85,0*
Отношение средних значений амплитуды к частоте ЭМГ за 10 сек (отн. ед.)
Слева З8,5 ± З,З 41,9 ± 5,З
Справа 42,8 ± З,2 45,9 ± 6,5
Отношение средних: высокой частоты к низкой ЭМГ за 10 сек (отн. ед.)
Слева 1,27 ± 0,1З 1,6З ± 0,08*
Справа 1,17 ± 0,09 1,27 ± 0,10*
Примечание: * - р < 0,05 между первой и второй группами.
Показатели ЭМГ т. егесШт spinae при ее максимальном сокращении в течение 10 сек у больных в возрасте от 14 до 18 лет со сколиозом I — II степени в результате коррегирующей терапии, как и в двух предыдущих возрастных группах испытуемых, увеличиваются с левой и с правой стороны позвоночника (табл. 3).
Исследование мощности биопотенциалов т. егесШт spinae при максимальном ее сокращении в течение 10 сек у больных со сколиозом I — II степени показало, что она возрастает во всех исследуемых возрастных группах после применения коррегирующей терапии. Увеличение мощности, во-первых, связывают с ростом мышц, увеличением площади поперечного сечения мышечных волокон с перераспределением концевых пластинок [1], во-вторых, она также зависит как от частоты разряда ДЕ, так и от амплитуды, отражая суммарную площадь, занимаемую ДЕ между электродами, хорошо коррелирует с мышечным усилием, достигая 0,98, и может использоваться для оценки мышечного усилия [4]. Учитывая непродолжительность курса
Показатели 0) 2 II (n II (n = 12)
Мощность ЭМГ за 10 сек(мкВ)
Слева 5З0,0 ± 44,0 579,0 ± 65,0
Справа 518,0 ± 45,0 651,0 ± 75,0*
Средняя частота ЭМГ за 10 сек(Гц)
Слева 26,1 ± 1,0 26,5 ± 1,2
Справа 24,З ± 1,З 24,9 ± 1,З
Средняя амплитуда ЭМГ за 10 сек (мкВ)
Слева 122З,0 ± 9З,0 1281,0 ± 106,0
Справа 1456,0 ± 104,0 1589,0 ± 85,0*
Отношение средних значений амплитуды к частоте ЭМГ за 10 сек (отн. ед.)
Слева 48,2 ± 7,1 50,7 ± 5,З
Справа 59,9 ± 8,2 6З,5 ± 6,5
Отношение средних: высокой частоты к низкой ЭМГ за 10 сек (отн. ед.)
Слева 1,0З ± 0,1 З 1,1З ± 0,08
Справа 0,87 ± 0,12 1,00 ± 0,11*
лечения (19 дней), увеличение мощности мышечного усилия, с большей вероятностью можно связать с частотой разряда ДЕ и суммарной площадью занимаемую ДЕ между электродами.
Таблица 3
Статистическое распределение показателей ЭМГ т. егесШт spinae при максимальном ее сокращении у больных в возрасте от 14 до 18 лет со сколиозом 1-11 степени до и после коррегирующей терапии
Исследование средней частоты биопотенциалов т. eгectum spinae, развиваемой при максимальном ее сокращении в течение 10 сек у больных сколиозом I — II степени и отражающей не только рекрутирование новых ДЕ, но и стратегию увеличения усилия [7], показало, что независимо от возраста пациентов частота исследуемой мышцы изменяется в очень маленьком диапазоне после применения коррегирущей терапии. Несмотря на то, что средняя частота ЭМГ в результате терапии увеличивается во всех возрастных группах, достоверные различия были зарегистрированы только в третьей возрастной группе как с левой, так и с правой стороны позвоночника (табл. 3).
При анализе динамики амплитуды ЭМГ мышцы спины у больных сколиозом I — II степени было установлено, что коррегирующая терапия вызывает ее увеличение. Достоверные значения были получены во всех случаях, за исключением мышц с левой стороны позвоночника у больных в возрасте от 6 до 10 лет. Амплитуда поверхностной ЭМГ может зависеть от плотности мышечных волокон, их диаметра [6], длительности потенциала ДЕ [3] и синхронизации ДЕ. Синхронизация ДЕ больше отражает процессы утомления при длительном изотоническом сокращении мышц [4]. Учитывая, что при максимальном 10-секундном напряжении мышц спины вероятность возник-
новения утомления мала, и курс лечения занимал незначительный период, с большей вероятностью можно думать, что увеличение амплитуды ЭМГ мышц связано с увеличением длительности потенциала действия ДЕ. Установлено, что амплитуда ЭМГ у детей 6—10 лет намного выше, чем у подростков 14 — 18 лет. Возможно, уменьшение активности ЭМГ с возрастом при выполнении статического мышечного напряжения отражает более экономичную и совершенную регуляцию двигательной системы [3] .
Анализ отношения амплитуды к частоте биопотенциалов т. егесШт spinae, развиваемой при максимальном ее сокращении в течение 10 сек у больных сколиозом I — II степени, показал, что кор-регирующая терапия приводит к повышению отношения во всех возрастных группах. Достоверное повышение показателя для мышц с левой и правой стороны позвоночника было зарегистрировано у пациентов в возрасте от 10 до 18 лет. Отношение амплитуды к частоте ЭМГ является результатом средней величины длительности потенциала действия ДЕ, входящих в зону регистрации. Увеличение длительности потенциала действия ДЕ связано с уменьшением числа мотонейронов, а уменьшение — с сокращением количества мышечных волокон в составе ДЕ [2].
Исследованиями спектра мощности мышц верхних конечностей было установлено, что спектр имеет два максимума — на частотах 20 и 90 Гц. Пик на частоте 20 Гц обусловлен разрядом тонических волокон, а пик на частоте 90 Гц — разрядом фазических волокон [5]. Отношение высоких частот ЭМГ к медленным позволяет оценить морфофункциональную реорганизацию ДЕ [6]. В наших исследованиях было установлено, что коррегирующая терапия приводит к достоверному повышению отношения высоких частот к низким в ЭМГ мышц с левой и правой стороны позвоночника, что было зарегистрировано у пациентов в возрасте от 6 до 18 лет и что можно расценивать как увеличение фазических волокон в исследуемой мышце.
ВЫВОДЫ
1. Коррегирующая терапия с применением ЭМГ-биологической обратной связи и биорезо-нансной физиотерапии у пациентов со сколио-тической деформацией I — II степени приводит к увеличению всех исследуемых показателей ЭМГ мышц как с правой, так и с левой стороны позвоночника во всех возрастных периодах.
2. С возрастом эффективность применения коррегирующей терапии у пациентов со сколио-тической деформацией I — II степени возрастает.
ЛИТЕРАТУРА
1. Возрастная физиология: рук-во по физиологии. — Л.: Наука, 1975. — 493 с.
2. Гехт Б.М., Касаткина М.И., Самойлова М.И., Санадзе А.Г. Электромиография в диагностике нервно-мышечных заболеваний. — Таганрог: Изд-
Показатели I (п = 25) II (п = 14)
Мощность ЭМГ за 10 сек (мкВ)
Слева 603,0 ± 49,0 717,0 ± 51,0*
Справа 552,0 ± 35,0 683,0 ± 45,0*
Средняя частота ЭМГ за 10 сек (Гц)
Слева 28,9 ± 0,5 29,8 ± 0,6*
Справа 27,7 ± 0,7 28,7 ± 0,3*
Средняя амплитуда ЭМГ за 10 сек (мкВ)
Слева 1078,0 ± 45,0 1214,0 ± 48,0*
Справа 1127,0 ± 56,0 1266,0 ± 42,0*
Отношение средних значений амплитуды к частоте ЭМГ за 10 сек (отн. ед.)
Слева 37,3 ± 2,1 40,8 ± 3,3
Справа 38,7 ± 2,5 44,8 ± 6,5
Отношение средних: высокой частоты к низкой ЭМГ за 10 сек (отн. ед.)
Слева 1,54 ± 0,12 1,80 ± 0,08*
Справа 1,39 ± 0,11 1,50 ± 0,11*
Примечание: * - р < 0,05 между первой и второй группами.
36
ПІІІІІІІІІТ1 ПІ ІІІІІ
во Таганрогского государственного радиотехнического университета, 1997. — 369 с.
3. Изучение возрастных особенностей движений, выполняемых в режиме слежения- управления: тр. науч. конф. по возрастной морфологии и биохимии. — М., 1972. — Ч. 1. — 195 с.
4. Kelly M., Garlick D. Correlation of electrical activity and tension of HUman forelimb and trunk muscles // Proc. Austral. Physiol. and Pharmacol. Soc. - 1987. - Vol. 18, N 1. - P. 555-561.
5. Nagata A., Muro M., Kitamoto H. Частотные характеристики изометрических сокращений
мышцы, определенные на основе анализа корреляционных функций и анализа Фурье поверхностной электромиограммы // Jap. J. Phys. Fitness and Sports Med. - 1975. - B. 1, N 4. - S. 111-117.
6. Nandenkar S.D., Barkhaus P.E., Charles A. Multi-motor unit action potential analysis (MMA) // Muscle & Nerve. - 1995. - Vol. 18. - P. 11551166.
7. Solomonov V. et al. Electromiogram power spectra frequencies associated with motor unit recruitment strategies // J. Appl. Physiol. - 1990. - N 3. -P. 1177-1185.
Сведения об авторах
Бутуханов Владимир Васильевич - доктор медицинских наук, профессор, ведущий научный сотрудник научно-клинического отдела нейрохирургии и ортопедии Научного центра реконструктивной и восстановительной хирургии СО РАМН (664003, г. Иркутск, ул. Борцов Революции, 1)
Сороковиков Владимир Алексеевич - доктор медицинских наук, профессор, заместитель директора по научной работе - директор Института травматологии и ортопедии Научного центра реконструктивной и восстановительной хирургии СО РАМН, заведующий кафедрой травматологии, ортопедии и нейрохирургии Иркутской государственной медицинской академии последипломного образования (664003, г. Иркутск, ул. Борцов Революции, 1; тел.: 8 (3952) 29-03-36) Арсентьева Наталия Ивановна - кандидат биологических наук, доцент, ученый секретарь Научного центра реконструктивной и восстановительной хирургии СО РАМН (664003, г. Иркутск, ул. Борцов Революции, 1; тел.: 8 (3952) 29-03-39; e-mail: [email protected])
