Введение к работе
Актуальность проблемы. Несмотря на более чем 30-летний опыт использования дистракционного остеосинтеза в клинической практике, существует заметный дефицит научной информации, отражающей результаты системного анализа последствий воздействия длительного дозированного растяжения (ДДР) на эфферентные и афферентные структуры удлиняемой конечности.
Особый научный и практический интерес представляют т.н. «парциальные» нарушения во взаимодействии сенсомоторного аппарата и системы «схема тела» периферического генеза, связанные с изменениями геометрических форм, размеров, уровнем кровоснабжения и сенсомоторной иннервации одной из конечностей (Гурфинкель B.C., Левик Ю.С., 1985). Адекватной клинической моделью для изучения этих нарушений представляется оперативное удлинение рук и ног, осуществляемое с целью устранения асимметрии в их длине (или увеличения роста), которое, с одной стороны, изменяет исходные продольные размеры конечностей, с другой, является мощным стресс-фактором, влияющим на периферические сенсомоторные и (опосредованно) центральные соматосен-сорные структуры.
С учетом развития, широкого распространения и непрерывного совершенствования методов дистракционного остеосинтеза (Шевцов В.И., Попков А.В., 1998) требуется дальнейшее углубление знаний, уточняющих представления о механизмах влияния ДДР на периферические и центральные нейромоторные и нейросенсорные структуры удлиняемой конечности.
В специальной литературе, посвященной разработкам в области оперативной коррекции длины конечностей, практически отсутствует информация о развитии у больных скрытых форм функциональной недостаточности в организации произвольной и рефлекторной форм двигательной активности, которые можно выявить лишь с помощью привлечения специальных «нелокомоторных» функциональных проб и нейрофизиологических методик. К таким тестам можно уверенно отнести зрительно-моторное слежение (Рокотова НА, 1975; Шапков Ю.Т. с соавт., 1988), позволяющее регламентировать требования к скорости и точности выполнения инструментальной моторной задачи, в структуру которой заложено постоянство экспериментальных условий и алгоритмичность применяемых аналитических методик.
В рамках использования дистракционного остеосинтеза в качестве клинической модели развития парциальных нарушений в системе «сенсомоторный аппарат-схема тела», в которой, помимо ослабления или искажения специфической афферентации (прежде всего, кожной и мышечной), присутствует такой компонент, как нарастающий ноцицептивный фон, особое значение приобретает получение информации, позволяющей количественно оценить нарушение баланса в системе взаимодействия специфической и неспецифической афферентации. Колебания уровня сбалансированности разномодальных сенсорных потоков лежат в основе широкого круга феноменов от кратковременных иллюзий восприятия состояния собственного тела до возникновения т.н. «феномена игнорирования части тела», """""пнтг пгту"1а""" """ »-м»тіллп, чуждости (Смирнов В.М, Шандурина А.П., 19Ьз5РЧтН*№^М*ШАЙ*ге, ведет к измене-
нию функционального состояния (ФС) всей центральной нервной системы (ЦНС).
Актуальность обозначенного нами направления исследований тесно связана с необходимостью определения новых методических подходов к решению проблем интра- и постдистракционной реабилитации указанной категории больных, ориентированных как на применение инструментальных методик коррекции функциональной недостаточности эффекторов, так и восстановление координационной структуры движений различной степени сложности.
Цель работы: изучение влияния длительного дозированного растяжения тканей в условиях удлинения конечностей на функциональное состояние центральных и периферических сенсомоторных структур
Задачи исследования:
Изучить влияние длительного дозированного растяжения тканей и его последствий на функциональные характеристики проводниковых, синап-тических и мышечных элементов двигательных единиц;
Проанализировать изменения параметров вызванной биоэлектрической активности соматосенсорной коры головного мозга на разных стадиях оперативной коррекции длины конечностей;
Изучить особенности организации произвольного управления мышечным напряжением с участием удлиненной или ишемизированной конечности;
Разработать и физиологически обосновать способы коррекции функционального состояния мышц и ЦНС применительно к условиям чрескост-ного дистракционного остеосинтеза.
Научная новизна.
Изучена динамика электронейромиографических характеристик мышц и нервов в процессе удлинения верхних и нижних конечностей.
Получены новые данные, свидетельствующие о наличии у больных, перенесших оперативное удлинение одной из конечностей, следовых изменений в центральных и периферических нейромоторных и нейросенсорных структурах, проявляющихся в системе нейрофизиологических оценок локального статуса двигательных единиц, а также в организации произвольной регуляции мышечного напряжения.
На основе разработанных количественных оценок вызванной биоэлектриче-' ской активности (ВБА) соматосенсорной коры головного мозга предложен количественный метод оценки дисбаланса во взаимодействии потоков специфической и неспецифической афферентации в соматосенсорной системе, связанный с влиянием длительного дозированного растяжения тканей. '
Физиологически обоснованы и разработаны способы коррекции функционального состояния мышц и центров регуляции мышечной активностью применительно к условиям дистракционного остеосинтеза. Результаты исследований оформлены в виде концептуальных построений.
Положения, выносимые на защиту: 1 - длительное дозированное растяжение тканей конечностей приводит к развитию и фиксации парциальных нарушений во взаимодействии периферических сенсомоторных структур с системой
«схема тела»; 2 - индуцированный длительным дозированным растяжением нейромиогенез, отраженный в динамике нейрофизиологических оценок, включает в себя два положения: «пограничные состояния» и «двустадийность».
Практическая значимость. Предложенные нами дополнительные количественные критерии оценки реакции афферентных и эфферентных нервных волокон, а также центральных сенсорных и моторных структур, возникающей в ответ на воздействие ДДР, положены в основу разработки методов контроля и коррекции гипертракционных и компрессионно-ишемических повреждений нервных стволов, мышц, а также интра и постдистракционного восстановления моторных координации, основанных на использовании методов электростимуляции, гипербарической оксигенации и функционального биоуправления.
Апробация материалов работы. Результаты исследований доложены на 8-й Уральской конференции физиологов по проблеме «Регуляция вегетативных и соматических функций в организме человека и животных» (Уфа, 1977); симпозиуме «Фактор времени в функциональной организации деятельности живых систем» (Ленинград, 1979); на 5-й научной школе «Клиническая электромиография» (Москва, 1982); 1-й Всесоюзной школе по проблеме «Физиологическая кибернетика» (Москва, 1982); пленуме научного совета по травматологии и ортопедии АМН СССР (Москва, 1982); 3-й Всесоюзной конференции по проблемам биомеханики (Рига, 1983); на 11-й научной конференции факультета математических знаний, посвященной 400-летию г. Куйбышева (Куйбышев, 1986); на 6-й Всесоюзной школе-семинаре по теоретической и клинической электромиографии (Москва, 1986);6-й Всесоюзной школе по биологии мышц «Мышечная активность и жизнедеятельность организма человека и животных» (1986, Москва); Всесоюзном симпозиуме «Новые методы электромиографии в диагностике заболеваний периферических нервов и нервно-мышечной передачи» (Москва, 1987); Всесоюзной научно-технической конференции «Актуальные вопросы применения радиоэлектроники в медицине» (Куйбышев, 1988); 7-й Всесоюзной школе «Возрастные, адаптивные и патологические процессы в опорно-двигательном аппарате» (Харьков, 1988); Всесоюзном симпозиуме «Теоретические основы и новые методы функциональной диагностики заболеваний нервно-мышечной передачи и периферических нервов» (Боржоми, 1989); 25-й, 26-й, 28-й и 31-й научно-практических конференциях врачей Курганской области (Курган, 1992, 1993, 1996, 1999); 1-й Всероссийской конференции «Биомеханика на защите жизни и здоровья человека» (Нижний Новгород, 1992); 2-й Всероссийской конференции по биомеханике памяти Н.АБернштейна (Нижний Новгород, 1994); итоговой научно-практической конференции научно-исследовательского Центра Татарстана «Восстановительная травматология и ортопедия» (Казань, 1994); международном симпозиуме по ультразвуковой допплерографии, электрофизиологии и интраоперационному мониторингу (Санкт-Петербург, 1995); на международном симпозиуме «Новое в ультразвуковой допплерографии, электрофизиологии и интраоперационном мониторинге» (Санкт-Петербург, 1995); юбилейной международной научно-практическая конференции «Перспективные направления чрескостного остео-синтеза в реконструктивно-восстановительной хирургии: теория и практика»
(Курган, 1996); 23-м съезде физиологического общества им. И.П.Павлова (Казань, 2001); 3-й Всероссийской конференции «Инжиниринге медицине» (Челябинск, 2002); Сибирской межрегиональной научно-практической конференции «Боль и паллиативная помощь» (Новосибирск, 2002); 6-й Всероссийской конференции по биомеханике «Биомеханика-2002» (Нижний Новгород, 2002); 4-м съезде физиологов Сибири (Новосибирск, 2002); дистанционной международной научно-практической конференции «Автоматизированное рабочее место врача' 2002» (Днепропетровск, 2002); дистанционной научно-практической конференции «Современные информационные технологии в диагностических исследованиях» (Днепропетровск, 2002); международная дистанционная научно-практическая конференция «Информационные Технологии и Кибернетика на Службе Здравоохранения' 2003» (Днепропетровск, 2003); 2-й Международной конференции по физиологии мышц и мышечной деятельности (Москва, 2003)
Публикации. По теме диссертации опубликовано 122 работы.
Структура диссертации: диссертация изложена на 348 страницах и состоит из введения, обзора литературы, изложения материалов и методов исследования, пяти глав с изложением результатов собственных исследований, заключения, выводов и списка цитируемой литературы, содержащего 463 библиографических ссылки, из них иностранных авторов - 201. Диссертация иллюстрирована 68 рисунками и 45 таблицами.
Материал и методы исследования. Перечень основных методов, использованных для решения поставленных задач, включал в себя динамометрию, мио-тонометрию, кинестезиометрию, глобальную, локальную и стимуляционную электромиографию, непрерывное и дискретное зрительно-моторное слежение, электроэнцефалографию, регистрацию и анализ соматосенсорных вызванных потенциалов. В исследованиях приняли участие 574 человек: 135 здоровых и 439 больных (378 - с укорочениями длины конечностей различной этиологии, 61 - с хронической сосудистой недостаточностью (облитерирующий эндарте-риит и атеросклероз).
