Сравнительный анализ предикторов функциональной независимости у пациентов с цервикальной тетраплегией

Частота встречаемости спинномозговой травмы (СМТ) составляет 15—29 случаев на 1 млн населения в год, при этом частота представленности цервикальной тетраплегии (ТП) варьирует от 22% в Эстонии до 75% в Японии [1]. Распространенность СМТ в мире за последние 40 лет возросла в несколько раз и составляет в развитых странах 490—526 спинномозговых повреждений на 1 млн населения [2]. Пациенты с церебральной тетраплегией (ЦТП) придают важное значение функциям рук, даже ставя их выше других (контроль за тазовыми органами, ходьба, сексуальная функция) [3, 4].

Популяция пациентов с ЦТП гетерогенна. Так, пациенты с уровнем поражения C5 могут принимать пищу и частично осуществлять личный уход с ассистенцией или с помощью адаптивных приспособлений, с уровнем C6 — с помощью адаптивных приспособлений или модификации выполнения навыков независимы при приеме пищи, купании, самостоятельном уходе, управлении автомобилем, частичном приготовлении пищи. Пациенты с C7 и уровнями ниже могут выполнять большинство навыков самообслуживания и жить самостоятельно с помощью адаптивных приспособлений для кисти и модификации среды [5].

По данным международного обзора эпидемиологии спинномозговых повреждений, 40% случаев являются полными и 60% — неполными, при этом от ¹/₃ до ¹/₂ общей популяции пациентов имеют ТП [6] Около 50% пациентов с ТП травматического генеза имеют неполное повреждение спинного мозга, при этом часть авторов утверждают, что неврологическое восстановление происходит именно в первые 3—6 мес [7, 8]; по свидетельству других авторов, восстановление происходит в первые 3—9 мес после травмы [9, 10], а к концу первого года его динамика практически полностью завершается [11, 12]. По мнению J. Ditunno [13], предсказать двигательные способности и степень функциональной независимости возможно уже в первую неделю после повреждения. Наибольшее прогностическое значение имеют полнота и уровень неврологического повреждения спинного мозга в первые 72 ч и 1 мес после СМТ [14]. Также известно, что наличие болевой чувствительности в сегменте спинного мозга с мышечной силой в 0 баллов (приводится терминология неврологического стандарта ASIA) в раннем периоде приводит к увеличению силы в нем до 3 и более баллов у 85% пациентов в позднем периоде [15], а предиктором восстановления разгибателей кисти является изначальная сила бицепса плеча [16].

Таким образом, важной является оценка сравнительной прогностической значимости факторов (предикторов), влияющих на функциональную независимость в остром, подостром и позднем периоде у пациентов с ЦТП.

В ретроспективное исследование вошли 190 пациентов с ЦТП, поступивших в реабилитационный центр в период с 2008 по 2018 г.: 151 (79%) мужчина и 39 (21%) женщин. Отбор пациентов производился методом случайной выборки. Возраст пациентов составил 27 [21,0; 36,0] лет, средняя давность повреждения (СМТ) — 2 [1,0; 5,0] года. Причинами повреждения спинного мозга на шейном уровне в 87 (46%) случаях было ныряние на мелководье, в 55 (29%) — участие в дорожно-транспортном происшествии, в 26 (13,5%) — падения, в 5 (2,5%) — избиение, в 3 (1,5%) — спортивные травмы, в 14 (7,5%) — нетравматические виды повреждений (опухоль, дегенеративный или врожденный стеноз позвоночного канала, нарушение спинального кровообращения).

Критерии включения в исследование: повреждение шейного отдела позвоночника давностью более 1 мес, возможность пациента находиться в кресле-коляске в сидячем положении более 1 ч подряд.

Критерии невключения в исследование: острые и хронические инфекционные или соматические заболевания или их обострение, прогрессирующая сирингомиелия, большие пролежни на пятках и ягодичной области.

С учетом ретроспективного характера исследования подписание информированного согласия об участии в исследовании не требовалось.

Пациентов классифицировали по структурному принципу в соответствии с международным стандартом неврологической классификации травмы спинного мозга Американской ассоциации спинальной травмы (International standards for neurological classification of spinal cord injury American Spinal Injury Association — ASIA) [17] на основании данных, полученных из историй болезни. Неврологический уровень (НУ) определялся как наиболее каудальный сегмент спинного мозга с нормальной чувствительной и двигательной функцией (сила ключевой мышцы не менее 3 баллов) на обеих сторонах тела, определяемой в результате тестирования 28 дерматомов и ключевых мышц (10 миотомов) на правой и левой половине тела, двигательный уровень (ДУ) — как наиболее каудальный сегмент с нормальной двигательной функцией.

По НУ пациенты распределились следующим образом C3 — 1 (0,5%); C4 — 14 (7%), C5 — 36 (19%), C6 — 67 (35%), C7 — 49 (26%), C8 — 16 (8,5%), D1 — 7 (4%); по полноте повреждения (ASIA impairment scale — AIS) тип A — 118, B — 16, C — 44, D — 11, E — 1. По унилатеральному ДУ имелись различия между правой и левой сторонами тела; ДУ слева: C4 — 9, C5 — 21, C6 — 74, C7 — 42, C8 — 27, D1 — 17 (критерий Холмогорова—Смирнова d=0,22181, p<0,01); справа: C4 — 8, C5 — 32, C6 — 66, C7 — 43, C8 — 24, D1 — 17 (критерий Холмогорова—Смирнова d=0,20837, p<0,01). Двигательный счет для верхней конечности по ASIA составил 24,5 [16,0; 34,0] балла (AISA_рука).

Оценивалось наличие функционального тенодеза (ФТ) кисти как важнейшего элемента восстановления ее хватательной функции в виде пассивного сгибания пальцев кисти за счет разгибания в лучезапястном суставе; его оценка выполнялась в положении сидя в кресле-коляске по способности пациента обхватить и поднять со стола теннисный мяч в пронированном положении кисти [18].

Пациентами в сроки более 12 мес после СМТ выполнялась стимуляционная электронейромиография (СЭНМГ) на электромиографе Keypoint Medtronic. Исследовался срединный нерв с регистрацией М-ответа и скорости распространения возбуждения (СРВ) с m. abductor pollicis brevis. За нормативные значения для срединного нерва принимались амплитуда М-ответа более 4 мВ, СРВ — более 49 м/с [19]. Степень выраженности денервационных изменений в срединном нерве классифицировалась в соответствии с рекомендациями A. Curt, V. Dietz [20]:

1-й тип — нет М-ответа (полное повреждение по типу Валлеровского перерождения);

2-й тип — патологическое уменьшение М-ответа и СРВ (тяжелое аксональное повреждение нерва),

3-й тип — уменьшение М-ответа, а СРВ — норма (легкое аксональное повреждение нерва);

4-й тип — нормальный М-ответ и СРВ.

Всего было исследовано 306 срединных нервов: 161 левый и 145 правых, в сроки от 1 до 8 лет (медиана 3 года) после СМТ. В группу сравнения по срединному нерву вошли пациенты с травматической параплегией (10 нервов у 10 пациентов), активно передвигающихся в ручном кресле-коляске. Выбор этой категории пациентов позволил нивелировать влияние повышенной нагрузки на верхние конечности за счет передвижения в ручном кресле-коляске с возможным риском развития синдрома карпального канала, при этом возраст пациентов составил 36 [24,0; 43,0] лет, давность СМТ — 6 [0,5; 15,0] лет, уровень скелетного повреждения Th_IV—Th_XII, по полу — 2 женщины.

Количественная оценка результатов реабилитации осуществлялась определением степени функциональной независимости по доменам активности МКФ: легкое ограничение на 5–24%, умеренное — на 25–49%, выраженное — на 50–95% (МКФ, 2001). За границу между тяжелой и умеренной степенью функциональной зависимости была взята граница 50% независимости по двигательному домену шкалы функциональной независимости (Functional Independence Measure — FIM). Шкала FIM состоит из 13 разделов с ранжированием оценивания от 0 до 7 баллов и максимальной суммой в 91 балл [21], а за вычетом оценки способности к ходьбе (7 баллов) получается сумма в 84 балла, следовательно, граница 50% независимости по МКФ соответствует 42 баллам по двигательной подшкале FIM (МКФ 50%). Пациенты, набравшие менее 42 баллов, относились к группе с выраженным функциональным ограничением и классифицировались как «0» (МКФ 50% и менее), набравшие 42 балла и более — к группе с умеренным и легким функциональным ограничением и классифицировались как «1» (МКФ более 50%).

Из общего массива данных в зависимости от сроков после СМТ были выделены три группы пациентов, поступивших в сроки менее 6 мес, в сроки от 6 до 12 мес и более 1 года после СМТ, чью судьбу можно было ретроспективно оценить по медицинским картам. Это позволило построить 3 модели классификации. В первую модельную группу вошли пациенты со сроком СМТ и оценкой функционального исхода менее 6 мес (модель A); во вторую — 6—12 мес (модель B); в третью — более 12 мес (модель C) (таблица).

Таблица. Характеристика пациентов с ТП в зависимости от модельной группы

Статистический анализ классификаций выполнялся с помощью бинарной логистической регрессии (X²), в которой отношение шансов (Odds Ratio — OR) указывает на силу связи между зависимой и независимой переменными: слабое OR — [1,1; 1,5], умеренное — [1,6; 3,0], сильное — более 3. Графическая характеристика качества бинарного классификатора функциональной независимости по МКФ определялась площадью (Area Under Curve — AUG) под ROC-кривой (Receiver Operation Characteristic, модель считалась значимой при AUC>0,80). Использовался иерархический классификационный анализ с дискриминативным одномерным ветвлением и остановкой по ошибке классификации (с расчетом априорных вероятностей), выполнялось построение графиков ранговой значимости предикторов функциональной независимости (c ранжированием по шкале от 0 — низкая значимость до 100 — высокая). В большинстве наблюдений имелось ненормальное распределение данных, что определило их представление в виде медианы с интерквартильным размахом в 25 и 75 процентилей (Ме [Q₂₅; Q₇₅]). Уровень значимости принятия нулевой гипотезы был менее 5%. Полученные результаты обрабатывались при помощи статистического пакета Statistica 10.0.

Число пациентов с умеренным и легким функциональным ограничением («МКФ более 50%» — классификатор «1») составило 5, а с выраженным функциональным ограничением («МКФ 50% и менее» — классификатор «0») — 44 (90%). При анализе ROC-кривых значимыми предикторами функциональной независимости являлись AISA_рука (AUC=0,84) и НУ (AUC=0,80), AUC для ФТ составило 0,36. В раздельном логит-регрессионном анализе ни один из рассматриваемых предикторов, в том числе и полнота повреждения, не обладали статистической значимостью (ASIA_рука: X²=3,32, p=0,06; НУ: X²=2,96, p=0,09; ФТ: X²=0,57, p=0,44; AIS: X²=0,38, p=0,53). Обращает на себя внимание, что этот временной период — полнота повреждения (AIS) — являлся наиболее слабым классификатором (предиктором). При этом значимость всех трех предикторов (ASIA_рука, НУ и ФТ), проанализированных вместе, оценить было невозможно (отношения шансов — бесконечность), так же как и построить дерево классификаций в связи с малым количеством переменных классификатора «1».

В этой группе тяжелые нарушения жизнедеятельности «МКФ 50% и менее» (классификатор «0») были у 32 (43%) пациентов, умеренные и легкие нарушения «МКФ более 50%» (классификатор «1») — у 43 (57%). При рассмотрении ROC-кривых предикативной значимостью обладал только показатель ASIA_рука (AUC=0,86), значение AUC для НУ составило 0,72, для ФТ — 0,59.

Все рассматриваемые предикторы при выполнении логит-регрессионного анализа были статистически значимыми, с максимальной предикативной мощностью для ASIA_рука и минимальной для полноты повреждения (AIS). ASIA_рука: X²=41,0, p=0,00, OR=23,6, доля предсказаний «0» (n=32) — 84,4%, доля предсказаний «1» (n=43) — 81,4%; НУ: X²=20,7, p=0,00, OR=4,8, доля предсказаний «0» — 43,7%, «1» — 86,0%; ФТ: X²=19,1; p не определен, доля предсказаний «0» (n=32) — 31,3%, доля предсказаний «1» (n=43) — 100%; полнота повреждения (AIS): X²=8,4, p=0,00, доля предсказаний «0» — 81,2%, «1» — 44,2%. Таким образом, сохраняется исключительная предикативная мощность ASIA_рука классификатора (более 80% для обоих событий классификатора). Кроме того, выраженные функциональные ограничения можно прогнозировать с помощью НУ в 43,7%, ФТ в 31,3%, полноты повреждения (AIS) 81,2%, а умеренные и легкие ограничения — с помощью НУ в 86,0%, ФТ в 100% случаев, полноты повреждения (AIS) — в 44,2%.

Граница между функциональными статусами по МКФ 50% (классификаторы «0» и «1») по предиктору ASIA_рука составляет 22,6 балла («0» — 37 случаев, «1» —38), по ДУ — 6,5 балла («0» — 41, «1» — 34); априорные вероятности: «0» — p=0,43 (n=32); «1» — p=0,57 (n=43); для НУ иерархический классификационный анализ был не информативен (рис. 1).

Рис. 1. Дерево классификации степени функциональной независимости (модельная группа B).

Число ветвлений 1, число терминальных вершин классификации 2.

При ранжировании ранговой значимости предикторов функциональной независимости была обнаружена высокая предикативная мощь ASIA-критерия (100 рангов), средняя — у ФТ и НУ (53 и 65 рангов соответственно) и низкая — у полноты повреждения (AIS) (29 рангов) (рис. 2).

Рис. 2. Ранги значимости предикторов функциональной независимости пациентов (модельная группа B).

Значимость предикторов: ASIA — 100; НУ — 65; ФТ — 53; AIS — 29.

Тяжелые нарушения жизнедеятельности «МКФ 50% и менее» (классификатор «0») были выявлены у 80 (42%) пациентов с умеренным и легким ограничением, «МКФ более 50%» (классификатор «1») — у 110 (58%). Предикативная мощность ASIA_руки предиктора достигала своего максимума, оставаясь единственным статистически значимым (AUC=0,92), остальные предикторы имели статистически незначимую мощность НУ — 0,79; ФТ — 0,71, AIS — 0,64.

Анализ значимости предикторов в логит-регрессионном анализе показал предикативную мощь всех четырех предикторов (ASIA_рука: X²=160,9, p=0,00, OR=52,9, верность предсказаний «0» — 82,5%, «1» — 91,8%; НУ: X²=57,1, p=0,00, OR=6,8, верность предсказаний «0» 47,5%, «1» — 88,2%; полнота повреждения (AIS): X²=28,3, p=0,00, OR=5,25, доля предсказанных «0» — 82,5, «1» — 57,7%; ФТ: X²=55,3, p не определен, OR — бесконечность, доля верных предсказаний «0» — 35%, «1» — 100%). Предикторы ФТ, ASIA_рука с вероятностью более 90%, указывали на значение классификатора «1» — умеренные и легкие функциональные ограничения, в то время как ASIA_рука и полнота повреждения (AIS) с точностью 82,5% предсказывали значения классификатора «0» (тяжелые функциональные нарушения). Четырехкомпонентная логит-регрессионная предикативная модель обладала достаточной мощностью (ASIA_рука: X²=68,4; p=0,00; НУ: X²=57,1, p=0,00; AIS: X²=0,2, p=0,65; ФТ: X²=10,2, p не определено, OR=42,2, доля предсказанных «0» — 85,0%, «1» — 88,2%), хотя все же и немного уступала по мощности предиктору ASIA_рука.

Граница между группами по функциональной независимости по предиктору ASIA_рука — 22,36 балла («0» — в 86 случаях; «1» — в 104), априорные вероятности «0» — p=0,42 (n=80); «1» — p=0,58 (n=110) (рис. 3, а). При исключении предиктора AISA_рука образуется другое дерево классификации с 3 ветвлениями и 4 терминальными вершинами, где первой точкой ветвления является ФТ («0» — 28; «1» — 162), второй — ДУ=5,6 («0» — 85; «1» — 77), третьей — полнота повреждения (AIS), равная 1 (соответствует типу A) («0» — 59; «1» — 26) (рис. 3, б), что опять же позволяет распределить предикторы по возрастанию значимости: полнота повреждения (тип A), неврологический уровень (C5 и C6), ФТ, ASIA_рука.

Рис. 3. Дерево классификации степени функциональной независимости (третья модельная группа).

а — число ветвлений 1, число терминальных вершин классификации 2; б — число ветвлений 3, число терминальных вершин 4.

Путь классификации пациентов в группу «МКФ «более 50%» (умеренные и легкие функциональные ограничения): ФТ — «да» и ДУ более 5,6 или ДУ менее 5,6, но с неполным повреждением спинного мозга. Путь классификации пациентов в группу «МКФ 50 и менее» (с тяжелым ограничением самообслуживания): ФТ — «нет»; ФТ — «да», но ДУ менее 5,6 при полном повреждении спинного мозга (тип А соответствует «1»), априорные вероятности для ASIA: «0» — p=0,42 (n=80); «1» — p=0,58 (n=110).

При ранжировании ранговой значимости предикторов функциональной независимости было обнаружено, что двигательный счет по ASIA — 100 рангов, ДУ — 74, НУ — 49, ФТ — 41, полноты повреждения (AIS) — 25 рангов; априорная вероятность: «0» — p=0,42 (n=80); «1» — p=0,58 (n=110); объем обучающей выборки — 136 пациентов (рис. 4, а).

По результатам СЭНМГ-обследования срединных нервов в основной группе (306 нервов) М-ответ составил 4,1 [1,6; 6,1] мВ, СРВ — 56 [51,0; 61,0] м/с, в группе сравнения М-ответ — 11 [7,50; 16,40) мВ, СРВ — 59 [58,0; 62,0] м/с, все обнаруженные изменения являлись статистически значимыми и указывали на развитие аксонального «обеднения»; при этом достоверных различий по возрасту (p=0,15), полу (p=0,98) и давности повреждения (p=0,66) между группами обнаружено не было. При анализе по степени выраженности процессов денервации было обнаружено отсутствие признаков денервации (4-й тип) только у ¹/₂ (52—53%) пациентов, легкие изменения — у ¹/₃, а выраженные денервационные изменения (1-й и 2-й тип) — в 15—16% исследованных нервах.

При включении в ранжирование параметров СЭНМГ (тип денервационной группы) предикторы получили следующие ранги: ASIA — 100 рангов, ДУ — 56, НУ — 46, ФТ — 44, полнота повреждения (AIS) — 22, тип денервации срединного нерва: справа — 15 рангов, слева — 10; априорная вероятность: «0» — p=0,47 (n=54); «1» — p=0,53 (n=72); объем обучающей выборки — 136 пациентов (рис. 4, б). Включение в классификатор величины М-ответа и СРВ с срединного нерва в качестве предикторов дает нулевые значения ранговой значимости.

Рис. 4. Ранги значимости предикторов функциональной независимости пациентов (третья модельная группа).

а — ранги значимости предикторов: ASIA — 100, ДУ — 74, НУ — 49, ФТ — 41, AIS — 25; б — ранги значимости предикторов: ASIA — 100, ФТ— 44, НУ — 46; ДУ — 56, AIS — 22. ТДп=15; ТДл=10. ТД — тип денервации (л — слева; п — справа).

Таким образом, в позднем периоде СМТ (более 12 мес) НУ и ДУ, ФТ имели примерно равную предикативную мощность (ранговую значимость 40—60), в то время как полнота повреждения (AIS), СЭНМГ со срединного нерва (группа денервации) — наименьшую предикативную мощность.

Остаточные моторные функции являются основным предиктором двигательного исхода после СМТ [9, 10, 13]. В свою очередь ФТ как важнейший компонент восстановления хватательной функции кисти наиболее широко обсуждается у пациентов с НУ C6 и C7, однако, по мнению эрготерапевтов, он возможен при НУ C5 за счет супинации предплечья. С другой стороны, пациенты с НУ C6 крайне неоднородны, имея разную силу мышц плечевого сустава, они показывают разные способности к трансферам и опорным навыкам самообслуживания [22]. Расположение ФТ в начале дерева классификации указывает на его особенную роль в качестве комплексного теста оценки хватательной функции кисти и прогнозирования функциональной независимости в паре с ДУ C6. Также обращает на себя внимание возрастание предикативной мощности ФТ с течением времени после СМТ.

Вполне известным предиктором двигательного прогноза в раннем периоде является полнота повреждения спинного мозга [23], в настоящем исследовании этот критерий занял «скромное» место, что можно объяснить поздним сроком его анализа. С другой стороны, исследовался не двигательный прогноз, а функциональные ограничения или ограничения жизнедеятельности, что является не одним и тем же. Зачастую мы наблюдаем пациентов с хорошим двигательным статусом, но абсолютно беспомощных либо в силу сформировавшихся суставных контрактур, высокой степени спастичности, либо просто в силу необученности пользоваться остаточными двигательными возможностями. Важным является и то, что сила в сохранных мышечных группах может увеличиваться на протяжении от 15 мес после спинномозговой катастрофы в рамках имеющегося НУ или ДУ [24], что в ряде случаев может заложить фундамент для «длительного» функционального прогрессирования и сделать двигательный счет ASIA более «гибким» и чувствительным предиктором функционального статуса.

Следует обратить внимание на низкую ранговую значимость СЭНМГ, что совпадает с данными, полученными Р.А. Бодровой [25], указавшей эквивалентом денервации на поверхностной ЭМГ (2 тип) при определении реабилитационного потенциала низкие весовые показатели (15—30/100). Другой важной тенденцией является уменьшение порога функциональной независимости по ДУ более 6,5 (12 мес) и наличию ФТ с ДУ более 5,6 (более 12 мес) при достаточно стабильном показателе ASIA_рука 22,6 (12 мес) — 22,4 балла (более 12 мес), что, вероятно, указывает на реализацию реабилитационного потенциала на функциональном уровне. Другими словами, пациенты с более высоким ДУ (НУ) уровнем после первого года заболевания выходят из группы с тяжелыми функциональными ограничениями на фоне адекватного реабилитационного обеспечения, что может быть принято за один из критериев эффективности реабилитационных программ на первом году после СМТ.

Двигательный счет ASIA для руки — ведущий предиктор во все периоды после СМТ; ДУ или НУ и ФТ являются равнозначными предикторами функциональной независимости в подостром и хроническом периоде цервикальной ТП. Критериями достижения функциональной независимости в первые 12 мес после СМТ является ASIA_рука более 22,6 балла, ДУ выше 6,5; в сроки более 12 мес — ASIA_рука более 22,4 балла и наличие ФТ совместно с ДУ более 5,6.

Участие авторов:

написание рукописи, организация исследования, сбор материала — Ф.А. Бушков; окончательное утверждение для публикации — А.Н. Разумов; доработка и исправление рукописи — Н.В. Сичинава, сбор материала, проведение обследований — Е.В. Романовская, Е.В. Усанова.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.