Способ прогнозирования неврологических осложнений в условиях удлинения конечности посредством дистракционного остеосинтеза
Владельцы патента RU 2406460:
Федеральное государственное учреждение "Российский научный центр "Восстановительная травматология и ортопедия" имени академика Г.А. Илизарова Федерального агентства по высокотехнологичной медицинской помощи" (RU)
Изобретение относится к медицине и может быть применимо для прогнозирования неврологических осложнений в условиях удлинения конечности посредством дистракционного остеосинтеза. Производят тестирование электрическими стимулами низкой интенсивности - двойной сенсорный порог кожных рецептивных полей удлиняемого и дистального по отношению к удлиняемому сегментов конечности, иннервируемых выбранным для контроля нервом, тестирование симметричных рецептивных полей контрлатеральной конечности. При определении типа биоэлектрической активности соматосенсорной коры головного мозга присваивают число баллов, соответствующее ее типу по разработанной классификации. Рассчитывают показатель общей асимметрии (AS) как среднее арифметическое коэффициентов асимметрии всех пар тестируемых рецептивных полей, рассчитывают усредненный балльный показатель (MB), строят номограмму, состоящую из трех шкал: шкалы сенсорного баланса (MB), шкалы асимметрии (AS) и шкалы риска (R). На шкале риска (R) определяют три зоны, в зависимости от попадания на шкале риска (R) в зоны I, II, III прогнозируют вероятность развития гипертракционных и локальных компрессионно-ишемических нейропатий. Способ позволяет выявить скрытые изменения в соматосенсорном анализаторе, предшествующие развитию чувствительных и двигательных расстройств. 5 ил.
Изобретение относится к области медицины, в частности к неврологии, а именно к функциональной диагностике в ортопедии, и предназначено для определения степени надежности функционирования центральных и периферических сенсорных структур у больных с асимметриями в длине конечностей в процессе их оперативной коррекции и связанного с этим уровня риска возникновения неврологических расстройств.
Известен способ оценки степени нарушения проводниковой функции сенсорных волокон при повреждениях разного генеза периферического смешанного нерва, включающий тестирование нервных стволов и кожных рецептивных полей электрическими импульсами с интенсивностью, достаточной для максимально полной активации всей афферентной фракции волокон тестируемого нерва. При его осуществлении отведение вызванного стимуляцией потенциала осуществляют транскраниально через электроды, расположенные над соответствующим участком сенсорной проекционной коры головного мозга. Степень нарушения проведения сенсорого сигнала определяют по величине снижения амплитуды полученного при тестировании вызванного потенциала и искажении его конфигурации (Зенков Л.Р., Ронкин М.А. Функциональная диагностика нервных болезней. - М.: Медицина, 1991. - 640 с.).
Однако известный способ предназначен лишь для оценки уже возникших нарушений, но не позволяет прогнозировать возникновение неврологических осложнений в условиях экстремального воздействия на сосудисто-нервный пучок, например, при оперативном удлинении конечностей.
Известен способ оценки нарушения баланса специфической и неспецифической афферентации в результате воздействия длительного дозированного растяжения тканей конечности при ее удлинении посредством дистракционного остеосинтеза, включающий в качестве диагностической процедуры тестирование электрическими стимулами низкой интенсивности (двойной сенсорный порог) кожных рецептивных полей удлиняемого и дистального по отношению к удлиняемому сегментов конечности и регистрацию вызванной биоэлектрической активности соматосенсорной коры головного мозга, определение ее типа, по предлагаемой нами классификации, расчет балльного показателя сенсорного дисбаланса. Наличие сенсорного дисбаланса свидетельствует о повышении уровня риска возникновения неврологических расстройств (Шеин А.П., Сайфутдинов М.С., Сизова Т.В. Вызванная биоэлектрическая активность соматосенсорной коры головного мозга у ортопедических больных при удлинении верхних конечностей // Физиология человека. 1999. - Том 25. - №6. - С.61-70).
Однако известный способ предназначен лишь для определения степени рассогласования специфической и неспецифической афферентации в соматосенсорном анализаторе в процессе дистракционного остеосинтеза, но не учитывает состояние механизмов адаптации нервного ствола и организма в целом к воздействию длительного дозированного растяжения тканей.
Задачей настоящего изобретения является выявление скрытых изменений в соматосенсорном анализаторе, предшествующих развитию тяжелых сенсорных и двигательных расстройств в результате гипертракции смешанных нервов или спонтанно возникающих конфликтов типа «нерв-спица», приводящих к возникновению острых локальных компрессионно-ишемических нейропатий.
Поставленная задача решается тем, что в способе прогнозирования неврологических осложнений в условиях удлинения конечности посредством дистракционного остеосинтеза, включающем тестирование электрическими стимулами низкой интенсивности (двойной сенсорный порог), кожные рецептивные поля удлиняемого и дистального по отношению к удлиняемому сегментов конечности, регистрирование вызванной биоэлектрической активности соматосенсорной коры головного мозга, определение ее типа по разработанной классификации, рассчитывание балльного показателя сенсорного дисбаланса и уровня асимметрии вызванной биоэлектрической активности, с помощью номограммы определяют уровень риска возникновения гипертракционных и локальных компрессионно-ишемических нейропатий и при значениях вероятности развития нейропатий от 0 до 20% прогнозируют нормальное течение удлинения, при значениях вероятности появления признаков снижения функционального состояния нерва, равной от 20% до 50%, прогнозируют умеренный риск развития нейропатий, а при значениях вероятности появления признаков снижения функционального состояния нерва более 50% прогнозируют высокий уровень риска развития нейропатий.
Настоящее изобретение поясняют подробным описанием, примерами выполнения и чертежами, на которых:
Фиг.1 иллюстрирует пример анатомического расположения тестированных кожных рецептивных полей, иннервируемых лучевым нервом удлиняемой конечности. Выбор комбинаций кожных рецептивных полей верхней конечности (дорзальная поверхность) при различных вариантах ее удлинения для получения усредненной вызванной биоэлектрической активности соматосенсорной коры головного мозга. Контроль состояния n.radials осуществлялся путем тестирования кожных рецептивных полей, иннервируемых его ветвями: РП-1 - кожа дорзолатеральной поверхности плеча (n.cutaneus brahii posterior); РП-2 - кожа дорзальной поверхности предплечья (n.cutaneus antebrahii posterior); РА-3 - кожа тыльной поверхности кисти между 1 и 2 пальцами (r.superficialis). Звездочкой отмечены случаи попадания рецептивного поля предплечья в зону удлинения.
Фиг.2 иллюстрирует разработанную нами классификацию типов вызванной биоэлектрической активности соматосенсорной коры головного мозга; усредненную фоновую ЭЭГ без подачи тестового сигнала (Тип-0) и типы вызванной биоэлектрической активности соматосенсорной коры головного мозга.
Фиг.3 - таблица 1 - описание типов усреденной вызванной биоэлектрической активности соматосенсорной коры головного мозга, возникающих в ответ на раздражение кожных рецептивных полей.
Фиг.4 иллюстрирует реакцию соматосенсорного анализатора на воздействие длительного дозированного растяжения тканей при удлинении конечностей. Изменения балльного показателя (MB) в процессе удлинения верхних конечностей по Илизарову.
Фиг.5 иллюстрирует процесс определения уровня риска возникновения гипертракционных и локальных компрессионно-ишемических нейропатий. Номограмма для определения уровня риска (шкала R) возникновения гипертракционных и компрессионно-спицевых нейропатий на основании балльного показателя уровня баланса активности специфической и неспецифической подсистем соматосенсорного анализатора (шкала MB) и уровня асимметрии восприятия сигнала (шкала AS). Прямая ABC (сверху) отображает минимальный уровень риска (вероятность развития нейропатий равна нулю - норма). Прямая A1B1C1 (в центре) демонстрирует пример умеренного уровня риска возникновения неврологических осложнений (вероятность развития нейропатий равна 20%). Прямая А2В2С2 (снизу) демонстрирует пример высокого уровня риска возникновения неврологических осложнений (вероятность развития нейропатий равна 50%).
Способ осуществляют следующим образом.
После операции наложения дистракционного аппарата, в зависимости от удлиняемого сегмента и локализации спиц аппарата, выбирается для контрольного тестирования один (или несколько) нервных стволов, характеризуемых повышенной вероятностью возникновения гипертракционных и локальных компрессионно-ишемических нейропатий. В процесс удлинения конечности с периодичностью один раз через каждые 10% удлинения, методом соматосенсорных вызванных потенциалов (ССВП) проводится тестирование электрическими стимулами низкой амплитуды (двойной сенсорный порог) кожных рецептивных полей (фиг.1), одно из которых расположено на удлиняемом, а другое - на дистальном по отношению к удлиняемому сегментах конечности. Оба рецептивных поля должны иннервироваться выбранным для контроля нервом. Затем тестированию подвергаются симметричные рецептивные поля контралатеральной конечности. Каждой записи зарегистрированной при этом усредненной вызванной биоэлектрической активности соматосенсорной коры головного мозга присваивается число баллов, соответствующее рангу ее типа по разработанной нами классификации (фиг.2, фиг.3). Поскольку степень выраженности сигнала пропорциональна количеству баллов, их сумма при тестировании нескольких рецептивных полей будет отражать степень информационной надежности функционирования соматосенсорного анализатора.
В совокупности четыре рецептивных поля образуют одну стандартную тетраду. При тестировании состояния одного нервного ствола у пациента тестируется от одной (при удлинении одного сегмента) до двух (при удлинении двух сегментов) стандартных тетрад. При необходимости их количество может быть увеличено. Тогда значение усредненного балльного показателя (MB) рассчитывается по формуле:
где SBt - сумма баллов в t-й тетраде; N - количество тетрад.
В период дистракции (фиг.4), когда нарушение сенсорного баланса в соматосенсорном анализаторе максимально выражено за счет повышения активности неспецифической подсистемы и угнетения специфической афферентации, балльный показатель статистически значимо (р<0,05) снижается относительно дооперационного уровня. В период фиксации отмечается тенденция к началу его восстановления, которая усиливается после снятия дистракционного аппарата.
Степень надежности функционирования соматосенсорного анализатора определяется состоянием ее специфических и неспецифических проводящих путей, причем первые ответственны за передачу и перекодировку сигнала, а вторые за поддержание общего уровня активности всего анализатора и настройку отдельных элементов специфической подсистемы. Предлагаемый балльный показатель отражает общий уровень баланса активности специфической и неспецифической подсистем соматосенсорного анализатора. Однако он не учитывает ее распределение в пространстве (тестируются разные группы рецептивных полей) и во времени (продолжительность тестирования составляет 20-40 минут, в течение этого периода общее функциональное состояние ЦНС подвержено флуктуациям). Для учета этих факторов рассчитывается коэффициент асимметрии восприятия сигнала (шкала AS). Это - отношение разности большего (Rmax) и меньшего (Rmin) рангов вызванной биоэлектрической активности в паре симметричных рецептивных полей к величине большего ранга. Показатель общей асимметрии (AS) вычисляется как среднее арифметическое коэффициентов асимметрии для всех пар тестируемых рецептивных полей:
где n - номер текущей пары рецептивных полей, N - их общее количество.
В процессе удлинения фиксируют клинические (парастезии) и электромиографические (спонтанная активность, полифазные потенциалы действия в соответствующих мышцах) признаки снижения функционального состояния тестируемого нерва.
Для каждой комбинации значений балльного показателя и асимметрии оценивалась вероятность появления клинических и электрофизиологических признаков, снижения функционального состояния нерва нейропатий, как отношение количества случаев появления этих признаков при данной комбинации значений MB и AS к общему количеству всех наблюдений данной комбинации.
Уровень риска возникновения гипертракционных и локальных компрессионно-ишемических нейропатий определяется с помощью номограммы (фиг.5). Номограмма состоит из трех шкал: шкалы сенсорного баланса (MB), шкалы асимметрии (AS) и шкалы риска (R). Шкала риска содержит три области: «I» - область отсутствия риска (вероятность возникновения неврологических расстройств колеблется от нуля до 20%), «II» - область умеренного риска (вероятность возникновения неврологических расстройств колеблется от 20% до 50%), «III» - область повышенного риска (вероятность возникновения неврологических расстройств равна 50% и выше). Комбинация максимального значения балльного показателя (МВ=20 баллов) и отсутствия асимметрии (AS=0) определяют начало шкалы риска и нижнюю границу зоны «I» шкалы риска, в которой риск неврологических осложнений при удлинении конечности отсутствует. Сочетание минимального значения балльного показателя (МВ=4) и отсутствия асимметрии определяет верхнюю границу зоны «I» и начало зоны «II» - области умеренного риска неврологических осложнений. Комбинация критического значения балльного показателя (МВ=9) и тридцатипроцентной асимметрии (AS=30%) определяет верхнюю границу зоны «II» и начало зоны «III» - области высокого уровня риска возникновения неврологических осложнений. Критическое значение балльного показателя найдено эмпирически в ходе сравнения результатов ССВП-тестирования и клинического состояния пациентов.
На шкале сенсорного баланса находится значение балльного показателя, соответствующее результатам проведенного ССВП-тестирования (точка А). На шкале асимметрии определяется соответствующее значение показателя асимметрии (точка В). Прямая, проведенная через точки «А» и «В» до пересечения со шкалой уровня риска в точке «С» (фиг.5 сверху), указывает область данной шкалы, соответствующую текущему уровню риска, т.е. вероятности развития нейропатий. В данном клиническом случае, риск возникновения неврологических расстройств практически отсутствует. Примеры, приведенные на фиг.5 в центре и снизу, демонстрируют, соответственно, умеренный и высокий уровни риска возникновения неврологических осложнений.
Предложенное изобретение позволяет расширить возможности традиционной методики соматосенсорных вызванных потенциалов (ССВП), ориентированной на диагностику характера и тяжести сенсорных нарушений, повышается эффективность и достоверность технологии ССВП за счет установления дополнительных критериев выявления начальных форм компенсаторно-адаптивных функциональных изменений в тестируемых модулях соматосенсорного анализатора, предшествующих возникновению манифестирующих сенсомоторных расстройств.
Кроме того, предложенный способ позволяет выявить скрытые изменения в соматосенсорном анализаторе, предшествующие развитию тяжелых чувствительных и двигательных расстройств в результате гипертракции смешанных нервов или спонтанно возникающих конфликтов типа «нерв-спица», приводящих к возникновению острых локальных компрессионно-ишемических нейропатий.
Предлагаемый способ используют в отделении функциональной диагностики ФГУ РНЦ ВТО им. акад. Г.А.Илизарова.
Способ прогнозирования неврологических осложнений в условиях удлинения конечности посредством дистракционного остеосинтеза, включающий тестирование электрическими стимулами низкой интенсивности - двойной сенсорный порог кожных рецептивных полей удлиняемого и дистального по отношению к удлиняемому сегментов конечности, иннервируемых выбранным для контроля нервом, тестирование симметричных рецептивных полей контрлатеральной конечности, при этом количество тестируемых полей составляет минимум одну тетраду полей, два поля на удлиняемой конечности, два поля на контрлатеральной, регистрирование вызванной биоэлектрической активности соматосенсорной коры головного мозга, определение ее типа, отличающийся тем, что при определении типа биоэлектрической активности соматосенсорной коры головного мозга присваивают число баллов, соответствующее ее типу по следующей классификации:
тип 0 - почти ровная изолиния,
тип 1 - высокочастотный, низкоамплитудный паттерн, иногда с низкочастотной составляющей по типу смещения изолинии,
тип 2 - серия из 4-6 колебаний изолинии, незначительно варьирующих по амплитуде,
тип 3 - серия из 4-6 колебаний изолинии, значительно варьирующих по амплитуде и длительности,
тип 4 - структура электрограммы близка к типичной конфигурации ССВП (соматосенсорного вызванного потенциала) при наличии недостатка или избытка компонент и отклонений от нормы их амплитудно-временных параметров,
тип 5 - биоэлектрические паттерны типичных ССВП,
рассчитывают показатель общей асимметрии (AS) как среднее арифметическое коэффициентов асимметрии всех пар тестируемых рецептивных полей,
рассчитывают усредненный балльный показатель (MB) следующим образом:
где SBt - сумма баллов в тетраде;
N - количество тетрад,
строят номограмму, состоящую из трех шкал: шкалы сенсорного баланса (MB), шкалы асимметрии (AS) и шкалы риска (R), на шкале риска (R) определяют три зоны следующим образом: сочетание минимального значения балльного показателя МВ=4 и отсутствия асимметрии определяет верхнюю границу зоны I и начало зоны II, комбинация критического значения балльного показателя МВ=9 и тридцатипроцентной асимметрии AS=30% определяет верхнюю границу зоны II и начало зоны III, в зависимости от попадания на шкале риска (R) в зоны I, II, III прогнозируют вероятность развития гипертракционных и локальных компрессионно-ишемических нейропатий следующим образом:
I - вероятность возникновения неврологических расстройств от нуля до 20%, прогнозируют нормальное течение удлинения,
II - вероятность возникновения неврологических расстройств от 20% до 50%, прогнозируют умеренный риск развития нейропатий,
III - вероятность возникновения неврологических расстройств равна 50% и выше, прогнозируют высокий уровень риска развития нейропатий.
