Проведенные ранее исследования [10, 12] показали, что комплекс функциональных изменений в нервных стволах конечностей ортопедических больных, удлиняемых методом чрескостного дистракционного остеосинтеза, соответствует начальным проявлениям нейропатии смешанного аксонально-демиелинизирующего типа [8]. Признаки постдистракционных изменений в осевых цилиндрах и миелиновых оболочках нервных волокон описаны также в экспериментальных исследованиях [3, 4]. Однако в большинстве случаев после окончания лечения отсутствуют сенсорные нарушения оперированной конечности и восстанавливается ее моторная функция. Тем не менее необходимо контролировать реакцию сенсомоторной системы ортопедических больных на оперативное лечение для своевременной коррекции ее функционального состояния, в частности предотвращения развития гипертракционных нейропатий.

Цель исследования - поиск электрофизиологических коррелятов адаптационной реакции двигательных единиц мышц верхних и нижних конечностей в процессе чрескостного остеосинтеза.

Обследовали 12 пациентов низкого роста (8 мужчин и 4 женщины, средний возраст которых был 26,1±7,7 года), 30 - с ахонд­роплазией (11 мужчин и 19 женщин, средний возраст - 16,3±5,8 года) и 13 - с односторонним врожденным укорочением нижней конечности (4 мужчины и 9 женщин, средний возраст - 16,91±1,6 года).

Всем больным был проведен чрескостный остеосинтез по Илизарову.

20 больным с ахондроплазией в процессе удлинения нижних конечностей проводили электромиостимуляцию (ЭМС) по разработанной в Российском научном центре «Восстановительная травматология и ортопедия» методике [9]. 15 пациентов с укорочениями верхних конечностей выполняли упражнения на достижение и удержание максимального произвольного усилия m. biceps brachii et triceps brachii с использованием биологической обратной связи (БОС).

Электромиографию (ЭМГ) проводили методом с использованием теста на максимальное произвольное напряжение до, в процессе и после окончания очередного этапа лечения. Биоэлектрическую активность мышц нижних (m. tibialis anterior, m. gastrocnemius lateralis, m. rectus femoris, m.biceps femoris) и верхних (m. biceps brachii, m. triceps brachii, m. extensor digitorum et flexor digitorum) конечностей справа и слева получали при их максимальном произвольном напряжении [5] с использованием цифровой ЭМГ-системы DISA-1500 («Dantec», Дания). Отведение ЭМГ осуществляли с помощью биполярного поверхностного электрода с площадью отводящих поверхностей 8 мм и межэлектродным расстоянием 10 мм. Тестовое движение выполнялось после предварительной инструкции плавно и с максимальным усилием, преодолевая сопротивление, оказываемое лаборантом. Рассчитывали частоту встречаемости типичных ЭМГ-паттернов как выраженное в процентах отношение числа случаев, в которых каждый из них наблюдается, к общему количеству наблюдений. При проведении повторных обследований рассчитывали вероятность перехода одних ЭМГ-паттернов в другие как отношение количества переходов i типа в k тип к общему числу парных обследований (где i - порядковый номер типа ЭМГ в предыдущем обследовании, k - номер зафиксированного паттерна в последующем обследовании).

Варианты произвольной ЭМГ, отводимые накожными электродами, были разделены на несколько типов в зависимости от характера суммации потенциалов действия двигательных единиц, при этом дополнительно выделены типы произвольной биоэлектрической активности, величина которой пропорциональна степени угрозы возникновения гипертракционной нейропатии.

I тип - интерференционная насыщенная ЭМГ с амплитудой больше 100 мкВ (высокоамплитудная насыщенная); II тип - интерференционная насыщенная ЭМГ с амплитудой меньше 100 мкВ, но больше 20 мкВ (низкоамплитудная насыщенная); III тип - редуцированная ЭМГ (записи биоэлектрической активности, содержащие периоды молчания); IV тип - ЭМГ-паттерны, состоящие из отдельных потенциалов действия двигательных единиц (атипичные паттерны); V тип - ЭМГ с амплитудой ниже 20 мкВ (критические ЭМГ-паттерны).

Ранее было показано [7], что снижение в ходе дистракции амплитуды произвольной ЭМГ ниже 20 мкВ увеличивает вероятность возникновения необратимых изменений структуры и функции удлиненной мышцы. Поэтому ЭМГ столь низкой амплитуды и случаи полного био­электрического молчания мы объединяем в группу критических. Ввиду особенностей функционирования механизмов генерации произвольной ЭМГ связь между основными выделяемыми нами типами произвольной активности прослеживается легко в зависимости от стадии денервационно-реиннервационного процесса [1].

В предоперационном периоде во всех тестируемых мышцах регистририровалась высокоамплитудная насыщенная ЭМГ. В период остеосинтеза ее частота снижалась. В это время повышалось число низкоамплитудных и редуцированных ЭМГ, были отмечены также единичные случаи достижения критического уровня биоэлектрической активности. Причем в период дистракции такие наблюдения наряду со случаями редуцированной ЭМГ встречались чаще, чем во время фиксации, когда начинала превалировать низкоамплитудная уреженная ЭМГ.

Изучение изменений ЭМГ в процессе удлинения показало, что в начале дистракции наиболее вероятной реакцией мышцы становилась смена высокоамплитудной ЭМГ на низкоамплитудную насыщенную, реже появлялась редуцированная. В конце периода дистракции в тестируемых мышцах с наибольшей вероятностью сохранялся ранее зафиксированный тип ЭМГ, при этом ее амплитуда, как правило, снижалась по сравнению с уровнем предыдущего обследования. При этом частота интерференционной насыщенной ЭМГ, как правило, также снижалась, хотя было возможно и ее увеличение. Важно отметить, что переход редуцированной ЭМГ в атипичную и даже в активную выше, чем аналогичные переходы для насыщенной низкоамплитудной ЭМГ.

В процессе фиксации вероятность сохранения низкоамплитудной насыщенной ЭМГ (тип II) оставалась наибольшей. У больных на фоне ЭМС данный тип активности прослеживался на протяжении всего времени пребывания в дистракционном аппарате. Назначение ЭМС на поздних стадиях лечения способствовало превращению редуцированной (тип III), атипичной (тип IV) и критической (тип V) биоэлектрической активности в низкоамплитудную насыщенную (тип II) (см. рисунок).

Появление в процессе оперативного лечения низкоамплитудной и редуцированной ЭМГ рассматривается нами как проявление защитного тонического рефлекса, возникающего в ответ на интенсификацию интероцептивной активности в тканях удлиняемой конечности в условиях их длительного дозированного растяжения [6]. При этом тип ЭМГ коррелирует с процессами структурно-функциональной трансформации двигательных единиц мышц в зоне наложения дистракционного аппарата.

Низкоамплитудная интерференционная насыщенная биоэлектрическая активность соответствует ситуации сбалансированности реактивных и репаративных процессов в двигательных единицах мышц в зоне дистракции. Появление редуцированной ЭМГ указывает на усиление интенсивности тормозных процессов в моторных центрах. Этот феномен чаще всего возникает как ответ на интенсификацию активности тканевых рецепторов, что свидетельствует о сдвигах состояния внутритканевой среды. Данный механизм предупреждает о преобладании в тканях, подверженных дозированному растяжению, реактивных процессов над репаративными. Выявление активности в виде отдельных потенциалов (атипичные паттерны), а также сверхнизкоамплитудной ЭМГ позволяет предположить, что в реактивно-репаративные изменения вовлечена значительная часть мышечных волокон терминального и претерминального аппарата. Очевидно, это сопровождается повышенным напряжением системы трофического обеспечения двигательных единиц мышц удлиняемого сегмента конечности. Этим объясняется повышение вероятности сохранения сниженного уровня моторной функции после завершения лечения, если в период пребывания в аппарате у больного регистрировались паттерны сверхнизкой ЭМГ.

Степень сбалансированности процессов перестройки в двигательных единицах снижается при переходе от насыщенной интерференционной ЭМГ к редуцированной, атипичной и сверхнизкой активности. Тенденция к нарастанию частоты менее сбалансированных типов ЭМГ обычно проявляется при достижении так называемых критических величин удлинения [11]: при 20% удлинении, когда реализуется исходный физиологически об­условленный запас длины тканей конечности, и в конце периода дистракции, когда достигнута физиологически обоснованная величина удлинения, рассчитанная для данного этапа. Критические периоды характеризуются синхронным фазным изменением функционального состояния двигательных единиц мышц удлиняемого сегмента [7].

В изложенных обстоятельствах задача ЭМГ заключалась в отслеживании уровня охранительного торможения по частоте соответствующих паттернов биоэлектрической активности и наличия тенденции перехода от более к менее сбалансированным типам ЭМГ. Наличие этих признаков указывает на интенсификацию механизмов центрального торможения активности мотонейронов соответствующих мышц и появления риска превращения его из охранительного в чрезмерное. На это будет дополнительно указывать появление сверхнизкой ЭМГ, являющееся основанием для интенсификации мер, предупреждающих гипертракционное повреждение тканей удлиняемого сегмента конечности. Благодаря интенсивной разработке мер реабилитации, при своевременном вмешательстве неблагоприятные проявления можно предотвратить. При наличии в мышцах удлиняемого сегмента в период дистракционного остеосинтеза интерференционной насыщенной ЭМГ, превышающей по амплитуде 20 мкВ, в качестве реабилитационного мероприятия могут быть назначены упражнения с использованием приборов с БОС [12]. В случаях, когда паттерны произвольной биоэлектрической активности имеют вид ненасыщенной (редуцированная) ЭМГ, в качестве реабилитационного воздействия может быть использована ЭМС по разработанной нами методике [9]. Электрические стимулы, активируя кожные рецепторы и сенсорные волокна большого диаметра в смешанном нерве, будут способствовать уменьшению интенсивности тормозных влияний на мотонейронный пул и активируемую мышцу. При этом наблюдается превращение редуцированной ЭМГ в интерференционную насыщенную и появляется возможность вернуться к использованию функционального биоуправления (ФБУ) с ЭМГ-БОС. При наличии атипичного, критического или сверхнизкого паттерна ЭМГ использование ФБУ неэффективно. Подобная картина активности указывает на необходимость проведения нескольких курсов ЭМС в сочетании с рефлексотерапией, адаптированной нами к условиям дистракционного остеосинтеза [2, 6]. Теоретической основой для использования рефлексотерапии в данной ситуации служит связь тонических защитных интероцептивных рефлексов, ответственных за угнетение био­электрической активности мышц, с текущим функциональным состоянием вегетативной нервной системы. Комплексное воздействие ЭМС и рефлексотерапии продолжается, пока за счет восстановления возбудимости клеточных мембран и снижения уровня центрального торможения ЭМГ не преобразится в интерференционную насыщенную активность.

После снятия ортопедического аппарата частота высокоамплитудной насыщенной ЭМГ (тип I) восстанавливается достаточно быстро (в течение 1-3 мес) до уровня, близкого к дооперационным значениям. Кроме основного, отмечено наличие низкоамплитудной и редуцированной ЭМГ. Остальные ее варианты встречаются в единичных наблюдениях. Важно, что восстановление высокоамплитудной насыщенной ЭМГ после появления в процессе удлинения паттернов атипичной и критической активности протекало медленнее, чем в случаях, когда постоянно сохранялась низкоамплитудная насыщенная ЭМГ. Появление паттернов редуцированной активности не влияло на время и полноту восстановления ЭМГ после снятия аппарата. Однако более высокая вероятность перехода от редуцированной к атипичной и критической активности позволяет рассматривать наличие ненасыщенных паттернов ЭМГ как основание для применения профилактических мер, таких как ЭМС и ФБУ.

Предлагаемая нами типология ЭМГ расширяет возможности описания функционального состояния мышц нижних и верхних конечностей у ортопедотравматологических больных в условиях чрескостного остеосинтеза. При этом большинство из наблюдаемых электрофизиологических феноменов являются коррелятами процессов адаптации нервно-мышечной системы к экстремальному воздействию комплекса факторов чрескостного остеосинтеза. Получаемая при этом информация позволяет осуществлять текущий контроль за перестройкой мышечной системы в условиях лечебно-реабилитационного процесса.