Способ диагностики типа идиопатического сколиоза

 

Изобретение относится к медицине и может быть использовано для диагностики прогрессирующих и непрогрессирующих форм идиопатического сколиоза. Сыворотку крови больного вводят эндолюмбально спинальному животному-реципиенту. Выделяют статистически значимые показатели: в мышцах-сгибателях стороны поражения - изменение частоты вызванных и спонтанных ЭМГ-реакций, реципрокные нарушения и иррадиацию возбуждения; в мышцах-разгибателях условно-здоровой стороны - изменение спонтанной ЭМГ-активности; в мышцах-разгибателях стороны поражения - реципрокные нарушения; в мышцах-сгибателях на условно-здоровой стороне - изменение частоты вызванных реакций. Оценивают все показатели по степени выраженности от 0 до 3 баллов. Подсчитывают сумму баллов и при 15-25 баллах и наличии статистически значимых изменений не менее чем в пяти показателях диагностируют прогрессирующую форму, при 12-14 баллах и статистически значимом изменении не менее трех показателей - вялотекущую форму, при 9-11 баллах и статистически значимом изменении не менее трех показателей - непрогрессирующую форму идиопатического сколиоза. Способ позволяет на ранних этапах заболевания прогнозировать развитие идиопатического сколиоза.

Изобретение относится к медицине и может быть использовано для диагностики прогрессирующих и непрогрессирующих форм идиопатического сколиоза, что является основой тактики лечебного процесса.

Цель изобретения - ранняя диагностика и прогнозирование развития идиопатического сколиоза, что достигается введением сыворотки крови ребенка спинальному животному-реципиенту и выявлению двигательных нарушений по показателям биоэлектрической активности мышц-антагонистов.

Сколиоз - это сложная трехплоскостная деформация позвоночника, приводящая к грубой двигательной патологии и патологии функционирования внутренних органов.

Известен (широко используется) способ диагностики сколиоза, заключающийся в том, что пациенту делают ренгенограмму и по углу кривизны позвоночника и ротации позвонков судят о степени заболевания. Для определения формы сколиоза проводят повторные исследования с интервалом 6-12 месяцев и при сопоставлении ренгенограмм судят о форме сколиоза [1]. Данный метод не позволяет прогнозировать течения заболевания при одноразовом обследовании и травматичен из-за лучевой нагрузки.

Известен способ определения типа течения идиопатического сколиоза [2], когда у больного определяют уровень соматотропного гормона в сыворотке крови. Способ высокоэффективен, но зависит от состояния организма в период полового созревания.

Задача, которую решает данное изобретение, - это точность диагностики и своевременность прогноза болезни, что позволяет применять адекватные способы лечения и снижает травматичность способа.

Сущностью данного метода изобретения является воспроизведение двигательных нарушений пациента на биологической модели с помощью введения сыворотки крови пациента в люмбальный отдел спинномозгового канала животного-реципиента, а затем по характеру изменений электромиографических (ЭМГ) показателей мышц-антагонистов задних конечностей можно судить о форме и стороне поражения больного.

Предлагаемый способ осуществляется следующим образом. Из венозной крови ребенка выделяют сыворотку крови. Эту сыворотку в объеме 0.1 мл вводят животному-реципиенту в люмбальный отдел спинномозгового канала. Животное предварительно спинализируют на уровне S₃-S₅ и через 20-30 мин одновременно регистрируют спонтанную и вызванную электростимуляцией биоэлектрическую активность в мышцах-антагонистах задних конечностей справа и слева. Электрораздражение наносят поочередно на каждую из четырех тестируемых мышц. Процедуру повторяют не менее 10 раз. Перед каждым раздражением в течение 5 сек регистрируют спонтанную ЭМГ-активность мышц. Полученные результаты усредняются. После введения сыворотки крови проводят такое же исследование спонтанной и вызванной ЭМГ-активности мышц задних конечностей. Исходные значения частоты ЭМГ-разрядов спонтанных и вызванных реакций принимают за 100% для каждой мышцы. Полученные данные после введения сыворотки крови сравнивают с исходными по 24 показателям ЭМГ-ответов: увеличение (не менее чем на 30%) или уменьшение (не менее чем на 50%) спонтанной и вызванной ЭМГ, нарушение реципроктности в вызванном ответе мышц-антагонистов одной конечности, иррадиацию возбуждения в мышцы противоположной конечности, разнонаправленность спонтанных и вызванных ЭМГ-ответов. Степень выраженности нарушений оценивают в баллах (от 0 до 3). Сумма баллов составляет величину коэффициента двигательных нарушений (Кдв.н). Кроме этого, высчитывают коэффициент асимметрии (Касс), указывающий на преимущественные нарушения справа или слева.

Обсчет данных проводят стандартным способом с помощью дискриминантного анализа (программа “Статистика”, версия 5.5). По полученным результатам больного относят к одному из классов по форме сколиоза, его течению и степени тяжести [3]. Выделены следующие программно-значимые показатели:

1) Изменение частоты ЭМГ вызванных реакций в мышцах-сгибателях стороны поражения (справа при правостороннем сколиозе, слева при левостороннем сколиозе).

2) Реципроктные нарушения в мышцах-сгибателях стороны поражения.

3) Иррадиация возбуждения в мышцы-сгибатели стороны поражения при стимуляции мышц условно-здоровой стороны.

4) Увеличение частоты спонтанной ЭМГ-активности в мышцах-разгибателях условно-здоровой стороны.

5) Реципроктные нарушения в мышцах-разгибателях стороны поражения.

6) Изменение частоты ЭМГ вызванных реакций в мышцах-сгибателях на условно-здоровой стороне.

7) Изменение частоты спонтанной ЭМГ в мышцах-сгибателях на стороне поражения.

Предварительный банк данных составлен исходя из ренгенограмм, визуальных клинических обследований и результатов биотестирования сыворотки крови 102 детей в возрасте 10-14 лет, находящихся на лечении в ГУ здравоохранения Восстановительный центр детской ортопедии и травматологии “Огонек” (г. Санкт-Петербург). По результатам биотестирования вычисляют Кдв.н. Для непрогрессирующей формы сколиоза Кдв.н равнялся 9-11 баллам, для вялотекущей формы 12-14 баллов, для прогрессирующей 15-25 баллов. Результаты сравнительного анализа классификации по биотесту в сравнении с экспертными оценками составили 89.7%.

Методика выполнения эксперимента

1. У пациента берут венозную кровь в объеме 2-3 мл.

2. Кровь центрифугируют 10 мин со скоростью 3000 об/мин.

3. Отделяют плазму (сыворотку крови).

4. Крысе (самец, масса 180-200 г, порода Вистар) под эфирным наркозом перерезают спинной мозг в грудном отделе (на уровне S₃-S₅).

5. Вставляют катетер в спинномозговой канал на уровне люмбальных сегментов.

6. Вводят раздражающие и отводящие электроды в мыщцы-антагонисты задних конечностей (m.m. gastrocnemius, m.m. tibialis anterior).

7. Через 30 мин после операции одновременно регистрируют спонтанную и вызванную электрораздражением частоту ЭМГ-ответов вышеуказанных мышц справа и слева. Каждую стимуляцию проводят 10 раз. Параметры раздражения: длительность стимула 0.5 мс (500 Гц), сгруппированные в 3 пачки (по 5 импульсов в каждой) с интервалами между пачками 10 мс и амплитудой 0.5 В, сила стимула 1.2 млА. Через 50 мс после окончания стимуляции в течение 5 сек оценивают рефлекторный ответ по количеству пересечений порога на уровне 25 мкВ (при шуме 10 мкВ). Перед каждым раздражением в течение 5 сек регистрируют спонтанную ЭМГ-активность мышц. Полученные результаты усредняют.

8. Через катетер в спинномозговой канал крысы вводят цельную сыворотку крови пациента в объеме 0.1 мл.

9. Через 20 и 40 мин после введения сыворотки крови проводят повторную регистрацию ЭМГ-активности мышц задних конечностей крысы.

10. Сопоставляют выведенные на счетчик импульсной активности (регистрационная стойка производства мастерских НИИЭМ РАМН) усредненные ЭМГ-показатели крысы до и после введения сыворотки крови пациента. Исходные значения частоты ЭМГ-разрядов спонтанных и вызванных реакций для каждой мышцы принимают за 100%. Полученные данные после введения сыворотки крови сравнивают с исходными по 24 показателям ЭМГ-ответов: увеличение (не менее чем на 30%) или уменьшение (не менее чем на 50%) спонтанной и вызванной ЭМГ, нарушение реципроктности в вызванном ответе мышц-антагонистов одной конечности, иррадиацию возбуждения в мышцы противоположной конечности, разнонаправленность спонтанных и вызванных ЭМГ-ответов.

11. Степень выраженности нарушений оценивают в баллах (от 0 до 3). Сумма баллов составляет величину коэффициента двигательных нарушений (Кдв.н). На преимущественные нарушения справа или слева указывает коэффициент асимметрии (Касс).

12. Полученные при биотестировании ЭМГ-показатели спонтанной и вызванной активности мышц-антагонистов вводят в компьютер и обсчитывают по программе Статистика (версия 5.5).

13. Исходя из величины Кдв.н, Касс и результатов дискриминантного анализа пациента относят к группе больных с непрогрессирующим, вялотекущим или прогрессирующим течением сколиоза.

Пример 1. Девочка Р., 13 лет (история болезни №271-01) (ГУ здравоохранения Восстановительный центр детской ортопедии и травматологии “Огонек”, г.Санкт-Петербург) оценивалась экспертами как пациент с левосторонним, II степени, вялотекущим сколиозом. Сыворотка крови пациента вводилась животному-реципиенту (белая крыса породы Вистар, масса 180 г). Для регистрации ЭМГ-активности мышц-антагонистов задних конечностей животного использовались игольчатые электроды с активной поверхностью 1 мм и межэлектродным расстоянием 10 мм. Электроды для нанесения раздражения крепились между отводящими с расстоянием 2.7-3.0 мм. Эксперимент начинали через 20 мин после перерезки спинного мозга на уровне S₃-S₅ под эфирным наркозом. У животного регистрировали и оценивали по частотным характеристикам спонтанную и вызванную электрораздражением ЭМГ-активность четырех мышц задних конечностей поочередно. Параметры раздражения: длительность стимула 0.5 мс (500 Гц), сгруппированные в 3 пачки (по 5 импульсов в каждой) с интервалами между пачками 10 мс и амплитудой 0.5 В, сила стимула 1.2 млА. Рефлекторный ответ оценивали по количеству пересечений порога на уровне 25 мкВ (при шуме 10 мкВ). Анализ ответа начинался через 50 мс после окончания стимуляции и длился 5 сек. Значения спонтанной и вызванной ЭМГ выводились на счетчик. Стимуляция проводилась 10 раз, далее ответ усредняли. Интервал между стимулами составлял 0.5 мин. Мерой вызванной реакции служила усредненная разность между количеством ЭМГ-разрядов после стимуляции и таковыми до стимуляции. Далее аналогичным способом исследовалась ЭМГ-активность других мышц справа и слева. Через 20 и 40 мин после введения сыворотки крови ребенка животному-реципиенту проводилось повторное исследование.

Введение сыворотки крови данного ребенка привело к уменьшению спонтанной ЭМГ-активности в мышце-сгибателе слева до 25% от исходного фона, увеличению вызванной ЭМГ-активности до 200%; увеличению вызванной ЭМГ-активности в мышце-разгибателе слева до 250% при первой регистрации и уменьшению до 10% при второй регистрации (неустойчивость ЭМГ-реакций); к увеличению вызванных ЭМГ-реакций в мышцах правой лапы до 110-150%; нарушению реципроктных взаимоотношений в мышцах-сгибателях обеих конечностей; иррадиации возбуждения преимущественно в мышцы левой лапы. Полученные результаты свидетельствуют о преобладании флексорного компонента в мышцах левой конечности, о нарушении тормозных процессов, о грубых двигательных расстройствах (Кдв.н=17 баллам, Касс=5/10 баллам) (нарушения преимущественно слева). По данным компьютерного анализа данный ребенок имел шесть программно-значимых показателей и был отнесен в группу больных с прогрессирующим течением заболевания. Последующее биотестирование проводили через 6 мес. По результатам биотестирования Кдв.н=18 баллам, Касс=5/11 баллов. Компьютерная оценка и оценка ортопедического статуса традиционным способом (история болезни №148-02) совпали: течение заболевания оценивалось как прогрессирующее.

Пример 2. Девочка Д., 11 лет (история болезни №665-01) (ГУ здравоохранения Восстановительный центр детской ортопедии и травматологии “Огонек”, г.Санкт-Петербург) по экспертной оценки пациент с правосторонним, III степени, прогрессирующим сколиозом. Биотестирование проводили по той же схеме, что и в примере 1.

Введение сыворотки крови данного ребенка экспериментальному животному вызывало увеличение ЭМГ-показателей в мышце-разгибателе у реципиента слева в 4.0-4,5 раза, нарушение реципроктных взаимоотношений в вызванных реакциях в мыщцах-сгибателях справа и слева, иррадиацию возбуждения преимущественно в мышцы левой конечности (Кдв.н=14 баллам, Касс=9/6 баллов) (нарушения преимущественно справа). По компьютерной оценке данный ребенок имел три программно-значимых показателя и был отнесен в группу больных с вялотекущим течением сколиоза.

При повторном поступлении больной через 8 месяцев (возраст 12 лет) по экспертной клинической оценке (история болезни №118-02), результатам биотеста (Кдв.н=12 баллов, Касс=8/4 балла) и компьютерной оценке - прогрессирования сколиоза не произошло.

Таким образом, приведенные примеры подтверждают возможность установления точного диагноза (типа сколиоза) при одноразовом тестировании сыворотки крови пациента, что существенно для своевременного и адекватного лечения, причем данный способ не травматичен для ребенка и не зависит от периода полового созревания.

Список литературы.

1. Травматология и ортопедия. Руководство для врачей в 3 томах. Т. 3. // М. - 1997. - С.155-176.

2. A.C. №1827638, Бюл. №26, 15.07.93.

3. Боровиков B.Statistica: искусство анализа данных на компьютере для профессионалов (пакет программ). // СПб.: Издательский дом “Питер”, 2001. - 656 с.

Формула изобретения

Способ диагностики типа течения идиопатического сколиоза, включающий выделение сыворотки венозной крови ребенка в возрасте 10-14 лет, отличающийся тем, что сыворотку крови больного вводят эндолюмбально спинальному животному-реципиенту, определяют у него наличие двигательных перестроек по электромиографическим (ЭМГ) показателям мышц задних конечностей, при этом определении выделяют статистически значимые показатели: в мышцах-сгибателях стороны поражения - изменение частоты вызванных и спонтанных ЭМГ реакций, реципрокные нарушения и иррадиацию возбуждения, в мышцах-разгибателях условно-здоровой стороны изменение спонтанной ЭМГ-активности, в мышцах-разгибателях стороны поражения реципрокные нарушения, в мышцах-сгибателях на условно-здоровой стороне изменение частоты вызванных реакций, оценивают все показатели по степени выраженности от 0 до 3 баллов, подсчитывают сумму баллов и при 15-25 баллах и наличии статистически значимых изменений не менее чем в пяти показателях диагностируют прогрессирующую форму, при 12-14 баллах и статистически значимом изменении не менее трех показателей - вялотекущую форму, при 9-11 баллах и статистически значимом изменении не менее трех показателей - непрогрессирующую форму идиопатического сколиоза.