Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Обзор литературы 19
1.1. Особенности строения и функции двигательной системы в детском возрасте 19
1.2. Недоношенный ребенок: вопросы терминологии, эпидемиологии, физиологии 31
1.3. Функциональная характеристика синдрома двигательных нарушений при гипоксически - ишемической энцефалопатии 42
1.4. Электромиография 62
Глава 2. Методика исследования 71
Глава 3. Клинико - нейрофизиологические особенности раннего онтогенеза и становления двигательной системы в группе недоношенных детей в возрасте 6 недель жизни 80
3.1. Клинические особенности раннего онтогенеза и становления двигательной системы в группе недоношенных детей в возрасте 6 недель жизни 80
3.2. Нейрофизиологические особенности раннего онтогенеза и становления двигательной системы в группе недоношенных детей в возрасте 6 недель жизни 91
Глава 4. Клинико - нейрофизиологические особенности раннего онтогенеза и становления двигательной системы в группе доношенных детей без значимых отклонений в неврологическом статусе в возрасте первого года жизни 119
4.1. Клинические особенности раннего онтогенеза и становления двигательной системы в группе доношенных детей без значимых отклонений в неврологическом статусе в возрасте первого года жизни 119
4.2. Нейрофизиологические особенности раннего онтогенеза и становления двигательной системы в группе доношенных детей без значимых отклонений в неврологическом статусе в возрасте первого года жизни 129
Глава 5. Клинико - нейрофизиологические особенности раннего онтогенеза и становления двигательной системы в группе доношенных детей с синдромом двигательных нарушений при гипоксически - ишемической энцефалопатии ... 172
5.1. Клинические особенности раннего онтогенеза и становления двигательной системы в группе доношенных детей с синдромом двигательных нарушений при гипоксически - ишемической энцефалопатии 172
5.2. Нейрофизиологические особенности раннего онтогенеза и становления двигательной системы в группе доношенных детей с синдромом двигательных нарушений при гипоксически - ишемической энцефалопатии 182
Глава 6. Клинико - нейрофизиологические особенности раннего онтогенеза и становления двигательной системы в группе детей с синдромом двигательных нарушений при гипоксически - ишемической энцефалопатии в катамнезе 237
6.1. Клинические особенности раннего онтогенеза и становления двигательной системы в группе доношенных детей с синдромом двигательных нарушений при гипоксически - ишемической энцефалопатии в катамнезе 237
6.2. Нейрофизиологические особенности раннего онтогенеза и становления двигательной системы в группе доношенных детей с синдромом двигательных нарушений при гипоксически - ишемической энцефалопатии в катамнезе 241
Глава 7. Обсуждение результатов 258
Выводы 273
Практические рекомендации 276
Библиографический список использованной литературы
- Функциональная характеристика синдрома двигательных нарушений при гипоксически - ишемической энцефалопатии
- Нейрофизиологические особенности раннего онтогенеза и становления двигательной системы в группе недоношенных детей в возрасте 6 недель жизни
- Нейрофизиологические особенности раннего онтогенеза и становления двигательной системы в группе доношенных детей без значимых отклонений в неврологическом статусе в возрасте первого года жизни
- Нейрофизиологические особенности раннего онтогенеза и становления двигательной системы в группе доношенных детей с синдромом двигательных нарушений при гипоксически - ишемической энцефалопатии
Введение к работе
Актуальность проблемы.
Онтогенез человека, в частности развитие его двигательной системы, остается актуальной научной проблемой современной физиологии и клинической практики. Именно на самых ранних этапах развития происходит оформление многих отклонений, которые в будущем могут привести к патологии движения.
Сравнительное исследование развития двигательной системы у недоношенных и доношенных детей интересно с точки зрения соотношения календарного и биологического возраста детей. Недоношенные и доношенные дети могут находиться в одном постнатальном возрасте (возрасте после рождения), но поскольку время рождения может различаться на несколько недель и даже месяцев, эти дети находятся в разном постконцептуальном возрасте, который включает в себя гестационный и постнатальный возраст. В этой связи возникает интересная онтогенетическая парадигма: в какой мере внутри - и внеутробные факторы среды и фактор времени влияют на развитие двигательной системы ребенка? Очевидно, что ребенок, родившийся преждевременно, уже несколько недель будет подвергаться действию бльшей гравитации и более низкой температуры в сравнении с ребенком того же гестационного возраста, но пока находящегося внутриутробно (Зарипова Ю. Р., Мейгал А. Ю., 2012), что не может не отразиться на его развитии.
С 01 января 2012 г. Российская Федерация перешла на новые критерии живорождения, рекомендованные Всемирной организацией здравоохранения: родившимся официально считается ребенок, появившийся не менее чем на 22 - й неделе беременности, с весом в момент отделения от пуповины 500 граммов и более. В этой связи, очевидно, что количество глубоконедоношенных детей будет неуклонно расти, что обуславливает необходимость специалистов, работающих с данной категорией детей углублять свои знания по анатомии, физиологии, неврологии, фармакологии и другим областям науки.
В настоящее время для оценки морфофункционального и психомоторного развития ребенка и соответствия его гестационному возрасту применяются различные неврологические шкалы (Ballard J. L., 1977; Dubowitz L. M. S., 1985; Gosselin J., 2007). В первую очередь в этих шкалах оценивается двигательная активность, являющаяся первичной и
4 преемственной по отношению к другим формам деятельности плода, младенцев и детей старшего возраста (Пальчик А. Б., 2010).
Морфологическое развитие двигательной системы ребенка уже достаточно подробно документировано, начиная с первых дней жизни (Сонькин В. Д., 2011). Вместе с тем, функциональное состояние двигательной сферы ребенка, например, максимальную скорость, силу и ритм сокращений мышцы, точность движений, можно тестировать, начиная только с 3-6-летнего возраста. Это ограничивает понимание развития двигательной системы ребенка в самом раннем возрасте.
Ранее проведены исследования нейромышечного статуса с помощью традиционных параметров электромиографии у здоровых детей и детей с синдромом двигательных нарушений на первом году жизни (Зарипова Ю. Р., Мейгал А. Ю., 2005), но этих данных, особенно у детей в раннем возрасте, явно недостаточно. Еще меньше работ по электромиографии посвящено новорожденным детям. С другой стороны в настоящее время в педиатрической неврологии не теряет своей актуальности проблема перинатальных гипоксических поражений мозга у новорожденных детей (Пальчик А. Б., 2009).
Медико - социальная значимость проблемы состоит в том, что гипоксия вносит существенный вклад в нарушения внутриутробного развития, в перинатальную смертность и, что особенно важно, определяет неврологическое здоровье и инвалидность с детства (Барашнев Ю. И., 2002; Пальчик А. Б., 2009). В течение 2010–2011 годов преимущественными причинами смерти в период новорожденности в Республике Карелия были тяжелое течение постгипоксической энцефалопатии с необратимыми структурными изменениями головного мозга. В 2012 году в 2 раза чаще по сравнению с предыдущими годами преобладали внутриутробная гипоксия и асфиксия в родах (27,5 %), дыхательные нарушения (40 %) (Мебелова И. И., 2013). Данная статистика свидетельствует о распространнености гипоксических состояний среди новорожденных и возможных соответствующих постгипоксических осложнениях, в первую очередь со стороны нервной системы, в частности гипоксически - ишемической энцефалопатии или церебральной ишемии.
Среди клинических проявлений гипоксически - ишемической энцефалопатии самым распространенным (в структуре инвалидности стоит на первом месте (Dubowitz L. M. S., 1985) и неоднозначным является синдром двигательных нарушений, который проявляется изменением мышечного тонуса и спонтанной двигательной активности, нарушением
5
краниальной иннервации, а также угнетением рефлексов.
Неоднозначность данного синдрома заключается в неоднородности его клинических проявлениий, а также отсутствием упоминания о нем во многих существующих классификациях. На практике педиатр нередко отмечает разнообразные отклонения в двигательной сфере новорожденных детей, требующие их тщательной клинической дифференцировки и по необходимости их коррекции.
Двигательная функция младенца оценивается по состоянию мышечного тонуса и рефлекторной сферы в виде описания лабиринтных, шейно – тонических, пассивных, спонтанных генерализованным и глубоких рефлексов (периостальных и сухожильных) новорожденного (Пальчик А. Б., 2002). На изменения мышечного тонуса могут влиять различные факторы, в этой связи необходимо помнить о девиантных или транзиторных отклонениях в неврологическом статусе младенца, особенно в первые три месяца жизни, когда у ребенка наблюдается физиологическая гипертония. Таким образом, оценка функций двигательной системы (мышечного тонуса, рефлексов, двигательной активности) общепринятыми клиническими способами может быть не объективной и не позволяет качественно оценивать ее отклонения.
Одним из современных информативных методов оценки функционального состояния двигательной системы является ЭМГ, которая активно используется в клинической, спортивной и восстановительной медицине. Кроме того, данный метод используется для исследования развития двигательной функции организма.
К настоящему времени уже существуют нелинейные методики анализа интерференционной электромиограммы (рекуррентный количественный анализ (RQA), фрактальный анализ и расчет энтропии), с помощью которых возможно изучить центральные стратегии двигательной системы (Farina D., 2003; Meigal А., et al., 2009, 2012; Sung P. S., 2007). Нелинейный анализ интерференционной электромиограммы показал себя как более чувствительная по сравнению с традиционными методика оценки состояния периферического отдела двигательной системы (Meigal A. et al., 2010; 2013).
Таким образом, наряду с субъективными методами клинического обследования представляется необходимым проведение инструментального исследования возрастной динамики функционального состояния периферического отдела двигательной системы у детей разного
6 гестационного возраста жизни и разного неврологического статуса для определения прогноза развития и улучшения програмы их реабилитации.
Цель исследования: на основании выявления клинико-нейрофизиологических особенностей двигательной системы детей раннего возраста определить прогноз развития и оптимизировать программу немедикаментозной реабилитации детей, родившихся с отягощенным перинатальным анамнезом.
Задачи исследования:
-
Провести анализ анамнеза и катамнеза доношенных и недоношенных детей, а также детей первого года жизни с синдромом двигательных нарушений.
-
Выявить клинические особенности двигательной системы доношенных и недоношенных детей и детей первого года жизни с синдромом двигательных нарушений.
-
Исследовать линейные и нелинейные параметры интерференционной поверхностной электромиограммы у недоношенных детей низкой степени риска с гестационным возрастом 31/32 недели в первые шесть недель жизни.
-
Изучить линейные и нелинейные параметры интерференционной поверхностной электромиограммы у здоровых доношенных детей первого года жизни с гестационным возрастом 38/39 недель.
-
Дать характеристику поверхностной интерференционной электромиограммы на основе линейных и нелинейных параметров у доношенных детей первого года жизни, имеющих синдром двигательных нарушений при гипоксически - ишемической энцефалопатии.
-
Определить прогноз развития доношенных и недоношенных детей и детей с синдромом двигательных нарушений на основании полученных клинико-электромиографических данных.
-
Оценить влияние реабилитационных мероприятий на соматический и неврологический статус, параметры интерференционной электромиограммы у доношенных и недоношенных детей и у детей первого года жизни с синдромом двигательных нарушений.
Научная новизна. В настоящей работе впервые применено комплексное нейрофункциональное исследование периферического отдела
7 двигательной системы у детей первого года жизни с разным неврологическим статусом.
Впервые при исследовании развития двигательной системы у детей разного гестационного возраста и неврологического статуса использованы новые нелинейные методы обработки интерференционной электромиограммы.
У недоношенных детей низкой степени риска выявлена «упрощенная структура» интерференционной электромиограммы, что подтверждает бльшую уязвимость двигательной системы данной категории детей и зависимость от окружающих постнатальных условий жизни.
У детей с двигательными нарушениями при гипоксически – ишемической энцефалопатии подтвержден функциональный характер этих нарушений.
Проведение комплексного клинико - электромиографического исследования периферического отдела двигательной системы у детей разного гестационного возраста и неврологического статуса выявило достаточные компенсаторные резервы нервной системы в раннем возрасте.
В настоящей работе впервые применено комплексное немедикаментозное воздействие на детей разного гестационного возраста и неврологического статуса.
Теоретическая и практическая значимость:
Теоретическое значение настоящей работы заключается в комплексном нейрофизиологическом описании развития функционального состояния периферического отдела двигательной системы человека в возрастном аспекте (от 32 недель гестационного возраста до 12 месяцев жизни). Это может быть использовано в качестве объективного критерия возрастной нормы развития двигательной системы, а также вносит вклад в понимание онтогенеза двигательной системы человека.
Дано обоснование применения линейного и нелинейного метода обработки сигнала интерференционной электромиограммы для выявления нейрофункциональной стадии патологии двигательной системы.
Прикладное значение состоит в использовании комплексного нейрофункционального исследования (линейный анализ и нелинейный анализ интерференционной электромиограммы) периферического отдела двигательной системы у детей разного гестационного возраста и разного неврологического статуса. Это позволяет не только диагностировать вовлечение нервно - мышечной системы в патологический процесс уже на начальных этапах заболевания, но и разрабатывать комплекс лечебных,
8
реабилитационных и абилитационных мероприятий.
Данная методика может применяться при наблюдении в динамике, прогнозирования изменений двигательной системы в будущем, а также для оценки эффективности проводимого лечения.
Положения, выносимые на защиту:
-
У здоровых доношенных детей двигательная система по данным электромиографии приобретает черты взрослого человека уже на второй неделе постнатальной жизни.
-
Особенностью недоношенного ребенка по сравнению с доношенным является более быстрое созревание двигательной системы под действием внеутробных факторов.
-
Динамика созревания двигательной функции у детей с синдромом двигательных нарушений характеризуется конвергенцией параметров электромиограммы со здоровыми детьми в течение первого года жизни.
-
Немедикаментозные методы ре - и абилитации детей раннего возраста на фоне их высоких компенсаторных возможностей позволяют быстрее адаптировать их к качественно новым внеутробным условиям жизни, снизить медикаментозную нагрузку и улучшить их физическое и психомоторное развитие.
Апробация работы. Основные положения диссертации доложены и обсуждены на Всероссийской научно – практической конференции «Современные аспекты оказания стационарной медицинской помощи детям, новые технологии специализированной медицинской помощи. Роль стационарных детских учреждений в выполнении федеральных программ (06.06 - 07.06.07 г., г. Уфа), на II Всероссийской с международным участием конференции по управлению движением «Управление движением Motor control» (30.01 - 01.02.08 г., г. Петрозаводск), на XIV Конгрессе педиатров России с международным участием «Актуальные проблемы педиатрии» (15.02 - 18.02.10 г., г. Москва), на III Всероссийской с международным участием конференции по управлению движением «Управление движением Motor control» (17.06 - 19.06.10 г., г. Великие Луки), на V Всероссийском Конгрессе специалистов перинатальной медицины «Современная перинатология: организация, технологии, качество» (27.09 - 28.09.10 г., г. Москва); на IV Всероссийской с международным участием конференции по управлению движением, приуроченной к 90 - летнему юбилею кафедры физиологии ФГБОУ ВПО «РГУФКСМиТ» - ГЦОЛИФК (01.02 - 03.02.12 г., г. Москва), а также на республиканских конференциях.
Реализация результатов исследования. Методы нелинейного и
линейного анализов интерференционной электромиограммы при накожном введении, а также реабилитационные мероприятия внедрены в клиническую практику ГБУЗ «Детская республиканская больница» (акт внедрения от 09 сентября 2013 г.). Результаты работы используются в учебном процессе на кафедре педиатрии и детской хирургии ГБОУ ВПО «ПетрГУ» (акт внедрения от 23 сентября 2013 г., в рамках проекта, выполняемого по Программе стратегического развития ПетрГУ Министерства образования и науки РФ, № 01201372071)
Публикации. Результаты работы представлены в 27 публикациях, из них 14 статей в научно-практических журналах, рецензируемых ВАК (4 статьи – в международной базе данных Scopus).
Работа выполнена в соответствии с Программой стратегического развития ПетрГУ на 2012-2016 года Министерства образования и науки РФ, № 01201372071.
Личный вклад. Автором лично выполнены все исследования, вошедшие в диссертационную работу, проведена статистическая обработка материала, подготовлены к публикации работы.
Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 301 страницах машинописного текста и состоит из введения, обзора литературы, собственных исследований, представленных в 7 главах, выводов, практических рекомендаций, библиографического указателя литературы, включающего 88 отечественных и 141 иностранных научных работ. Диссертация иллюстрирована 44 таблицами и 112 рисунками.
Функциональная характеристика синдрома двигательных нарушений при гипоксически - ишемической энцефалопатии
Движения, как и другие функции, развиваются по известному эволюционному закону повторения в индивидуальном развитии (онтогенезе) основных этапов филогенеза [66]. A. Peiper (1962 г.) отмечает, что грудной ребенок имеет целый ряд движений, свойственных организмам, предшествующих филогенетических стадий. В частности, строгая ориентация ребенка на животе с горизонтальным положением ротовой щели и теменем кверху формируется еще у рыб. Ритмическая локомоция младенца при ползании на животе свойственна амфибиям, а также более высоко стоящим в филогенетическом ряду - опоссуму и кенгуру. Перекрестная координация, заключающаяся в одновременном продвижении двух расположенных накрест конечностей попеременно с двумя другими, характерна для грудного ребенка при ползании и у ребенка и взрослого человека при ходьбе [191].
ДС человека проходит длительный этап постнатального созревания, который включает в себя становление, как скелетной мускулатуры, так и нервных центров [4, 5].
На уровне двигательных единиц (ДЕ), представляющих собой структурно -функциональные элементы двигательного аппарата, осуществляется разнообразные формы моторной активности у ребенка. ДЕ представляют собой многофункциональное образование, состоящее из альфа - мотонейрона, его аксона со множественными ветвлениями, нервно - мышечного синапса и мышечных волокон, иннервируемых данным альфа - мотонейроном [171]. Мышечное волокно скелетной мышцы иннервируется только одним аксоном и имеет только один нервно - мышечный синапс [164]. Мышечные волокна первоначально получают множественную иннервацию, однако затем происходит элиминация избыточных входов [201]. Альфа - мотонейроны одного мотонейронного пула, представляющего собой совокупность двигательных единиц всей мышцы или крупной ее головки, образуют компактную группу в передних рогах спинного мозга и частично могут перекрываться альфа -мотонейронами другой мышцы [22]. Функция альфа - мотонейронов заключается в передаче информации в мышечную часть ДЕ о скорости, длительности и степени сокращения, информация мотонейронного пула поступает со всей мышцы. Таким образом, вместе с организацией активности всего мотонейронного пула кодирование моторного акта происходит благодаря электрофизиологическим свойствам мотонейронов. В итоге альфа мотонейроны и мотонейронный пул конвергирует на себе супраспинальные и сегментарные влияния и представляют собой "конечный общий путь" ДС.
По своим функциональным свойствам ДЕ в нейрофизиологии подразделяются на медленные и быстрые. Малые альфа - мотонейроны иннервируют медленные ДЕ, являющиеся низкопороговыми и неутомляемыми (участвуют в тонических медленных движениях) и обеспечивающие антигравитационную функцию (поддержание позы). Быстрые ДЕ высокопороговыми и быстроутомляющимися, иннервируются большими альфа - мотонейронами и обеспечивают быстрые (фазические) движения. Мышечная часть ДЕ созревает несколько позднее нейронной части, поэтому к моменту рождения ДЕ новорожденных млекопитающих по своим механическим свойствам не полностью дифференцированы на быстрые и медленные [156], а дифференциация волокон на окислительные, гликолитические и окислительно -гликолитические происходит из недифференцированных волокон вплоть до двухлетнего возраста [78, 79]. Исследования показали, что импульсная активность ДЕ новорожденного состоит из двух отчетливых паттернов [33,177]: "стабильного" (-75%) в виде стационарно импульсирующих ДЕ с частотой 7 -15 имп/с и "периодического" паттерна (-25%), в котором ДЕ импульсируют группами по 5 - 20 разрядов при частоте 20 - 50 имп/с с короткими (по 0,5 - 1 с) периодами "молчания". Особенности импульсации - высокая частота и короткие серии разрядов - позволяют отнести эти ДЕ к классу "быстрых" ДЕ, а мышечные волокна можно соотнести с недифференцированными волокнами класса Пс, которые постепенно исчезают после рождения, как у крысят, так и у детей [75]. Тип мышечных волокон у новорожденных млекопитающих ближе по свойствам к быстрым волокнам [201]. Н. F. R. Prechtl [195] дифференцирует двигательную активность по типу (тоническая или фазическая), а также по распространенности (общая или изолированная). В качестве примера общего тонического типа активности у детей раннего возраста можно привести вздрагивание, а изолированного типа - подергивания. К общей фазической двигательной активности у младенцев относятся генерализованные движения, а изолированной - отдельные движения конечностей. А. А. Гидиков [26] в своей классификации выделяет фазические ДЕ, практически идентичные ДЕ типа FF (fatiquable, быстрые, утомляемые), выделяемые в классификации R. Burce с соавт. [108], а также тонические ДЕ, соответствующие ДЕ типа FR (resistant, быстрые, устойчивые к утомлению) и ДЕ типа S (slow, медленные). Тип ДЕ FR представляют собой промежуточную форму, которая характеризуется большим сходством с ДЕ типа FF. В нашем организме все мышцы представлены как медленными, так и быстрыми ДЕ, но преобладание тех или иных ДЕ будет зависеть от функции мышцы. В частности, в мышцах, участвующих в антигравитационной функции (мышцы туловища и проксимальных отделов конечностей, камбаловидная мышца), преобладают медленные ДЕ, а в мышцах, обеспечивающих выполнение точных произвольных движений (мышцы дистальных отделов конечностей) - быстрые ДЕ. При выполнении дифференцированных двигательных актов сокращение мышцы может начинаться с активизации различных ДЕ [70]. Исследования на крысятах показали, что у них при рождении даже такая типично медленная мышца, как камбаловидная, на 50% состоит из быстрых волокон, а на электромиограмме преобладает фазная активность [126, 212].
Нейрофизиологические особенности раннего онтогенеза и становления двигательной системы в группе недоношенных детей в возрасте 6 недель жизни
Проведение интерференционной ЭМГ позволяет получить объективную картину состояния нервно - мышечного аппарата и дополнить данные других методов диагностики [135, 137, 151].
Для регистрации иЭМГ использовали поверхностные биполярные электроды фирмы ООО «Нейрософт» (Иваново, Россия), полюса которых представляют собой оловянные пластинки толщиной 2 мм. Размер прямоугольных пластин составляет 12 х 6 мм, расстояние между пластинами 14 мм. Заземляющий электрод укрепляли в области лучезапястного сустава или нижней трети голени. Отводящие электроды фиксировали вдоль хода мышечных волокон. Между кожей и электродами для улучшения проведения электрических сигналов помещали электролитсодержащий гель. С целью соблюдения правила антисептики электроды, руки исследователя и персональный компьютер протирали антисептическим раствором.
Из работ А. А. Гидикова [26] известно, накожное отведение электрических сигналов мышц является экстратерриториальным по отношению к источнику этих сигналов и имеет ряд отличий от игольчатого (интратерриториального) отведения. Очевидно, что амплитуда ПДЕ двигательной единицы при накожном отведении будет меньше, чем при игольчатом в связи с большим расстоянием до источника сигнала, однако форма ПДЕ двигательной единицы при накожном отведении стабильнее и сохраняется даже при смещении электрода до 1 - 2 мм. С другой стороны, применение в педиатрической практике накожных электродов является ценным методом исследования, так как является неинвазивным, доступным, безболезненным и не контактирующем с внутренней средой организма [227].
При проведении глобальной ЭМГ электроды располагались непосредственно над брюшком исследуемых мышц [25, 72, 87]. Регистрировали электромиограмму при спонтанной или вызванной двигательной активности путем подтягивания на ручках, вызывания безусловных рефлексов. Усиление миоэлектрического сигнала проводили с помощью электромиографов Нейро - МВП - 4 и Нейро - МВП - Микро (ООО «Нейрософт», Иваново, Россия).
Запись электромиограммы производили на жесткий диск для последующей обработки последовательно с четырех крупных мышц верхних и нижних конечностей (правой руки и левой ноги), имеющих подкожную локализацию: двуглавая мышца плеча (т. biceps brachii); трехглавая мышца плеча (т. triceps brachii); передняя болыпеберцовая мышца (т. tibialis anterior); икроножная мышца (т. gastrocnemius)
Частота опроса АЦП 20 КГц, полоса пропускания сигнала 50 - 1000 Гц. Запись производили с помощью портативного компьютера, работающего на аккумуляторе для исключения сетевой наводки. Уровень собственного шума прибора не превышал 2 мкВ. Регистрировали отрезки ЭМГ длительностью 1 секунду. Столь короткие записи достаточны для расчета нелинейных параметров [179].
С учетом того, что в практике ЭМГ уже применяются нелинейные методы обработки сигнала [128, 179, 209], нами использованы традиционные линейные и новые нелинейные методы обработки иЭМГ.
Нелинейный параметры анализа иЭМГ (FRACTAN 4.4 , Институт математических проблем биологии РАН, Пущино, Россия) включали в себя измерение таких параметров как 1) фрактальная размерность (D), 2) корреляционная размерность (Д), и 3) корреляционная энтропия (К2). Из линейных параметров анализа иЭМГ использовали 1) среднюю максимальную амплитуду (А, мкВ), 2) среднюю частоту (MNF, Гц) (Меклер А. А., 2007).
Обследование детей проводили между кормлениями, так как при насыщении ребенок обычно расслаблен, у него могут быть снижены мышечный тонус и некоторые рефлексы и реакции, а перед кормлением новорожденный может находиться в состоянии относительной гипогликемии, ведущей к беспокойству, тремору и повышению мышечного тонуса. иЭМГ записывалась во время спонтанной двигательной активности и со строгим соблюдением теплового режима.
ЭМГ обследование недоношенных детей проводили между кормлениями во время спонтанной двигательной активности и со строгим соблюдением теплового режима. Дети в 33 недели ПКВ обследовались в условиях кувеза (температура воздуха 32 С, влажность 40 %). Наложение электродов и регистрация спонтанной или вызванной двигательной активности производилась через окошки и дверцы инкубатора. Температура тела контролировалась с помощью накожного датчика сервоконтроля. В 35 и 37 недель ПКВ дети обследовались в боксе на пеленальном столике на фоне частичного распеленания, при температуре воздуха 24 - 25 С и низкой постоянной скорости движения воздуха (0,1 м/с). Исследование длилось 5-7 минут и не вызывало видимых признаков дискомфорта. Дети находились в состоянии «4» по Н. F. R. Prechtl и D. J. Beintema, то есть в состоянии активного бодрствования без соски, крика и хныкания.
ЭМГ обследование доношенных детей выполнялась в кабинете электрофизиологической диагностики на кушетке после предварительного распеленания или раздевания (1 - 2-минутная адаптация ребенка в развернутом виде), в состоянии «4» по Н. F. R. Prechtl и D. J. Beintema, при температуре воздуха 24 - 25пр и постоянной скорости движения воздуха (0.1 м/с). Периферическую температуру измеряли в области бедра с помощью электротермометра (UT-102, A&D Company, Ltd., Япония), с точностью измерения до 0,1 С.
Статистические - обработка результатов исследования проведена с использованием программы SPSS 17.0 (IBM, США) и Statgraphics Centurion 15.0 (Statpoint Technologies, США). Для определения межгрупповых различий (возрастных групп и разных групп детей) использовали W-критерий (Крускалл-Уоллиса) и U-критерий (Манна-Уитни).
Нейрофизиологические особенности раннего онтогенеза и становления двигательной системы в группе доношенных детей без значимых отклонений в неврологическом статусе в возрасте первого года жизни
В группу недоношенных вошли дети низкой степени риска. Под низкой степенью риска подразумевается отсутствие серьезных отклонений в соматическом и неврологическом статусе ребенка [66]. Сопутствующая патология представлена на рисунке 3.1.9. и включала в себя неонатальную (коньюгационную желтуху), проявления младенческой формы атопического дерматита, инфекцию мочевыводящих путей, анемию легкой степени и водянку оболочек яичек.
Характер вскармливания преждевременно родившихся детей представлен на рисунке 3.1.10. Все дети практически с одинаковой частотой находились на естественном, искусственном и смешанном вскармливании.
Клиническая оценка недоношенных детей по схеме неврологического осмотра выявила следующие особенности. В 33 недели ПКВ оптимальный показатель развития ( 32 баллов) был у 20 % детей, нормальный показатель развития ( 26,5 баллов) - у 80 % детей (рисунок 3.1.11).
В настоящее время вопрос принципа симметрии - асимметрии остается открытым. По мере усложнения процессов в органической природе все в большей степени начинает проявляться асимметрия [66]. Это касается и моторики новорожденных: в первые сутки жизни при автоматической походке ребенок делает первый шаг правой ногой, у 65% младенцев голова, установленная в нейтральном положении, поворачивается вправо, и у этих же детей в последующем отмечается праворукость [66]. Снижение асимметрии в движениях отмечается после 2 недели постнатальной жизни [66]. С учетом этого асимметрия в двигательной сфере приобретает особое диагностическое значение. Однако приведенные выше данные получены у доношенных детей.
В 35 недель ПКВ получен максимальный показатель развития у 30 % детей, оптимальный - у 40 % и нормальный - у 30 % новорожденных (рисунок 3.1.11). Асимметрия мышечного тонуса в ногах была выявлена у 10 % детей.
В 37 недель ПКВ максимальный показатель развития был достигнут у 50 %, оптимальный - у 40 % и нормальный - у 10 % детей (рисунок 3.1.11). Асимметрия мышечного тонуса в ногах была выявлена у 10 % недоношенных. Все дети имели положительную весовую кривую. Лабораторные методы выявили в 10% случаев раннюю анемию недоношенных в возрасте 4-6- недель жизни (Нв = 105±13 г/л, Ht = 35±6%), умеренный лейкоцитоз в первые 2 недели жизни (Л = 17,05±3,22 х 109л) и умеренную гипонатриемию - 20% (Na = 130±5ммоль/л). і максимальный показатель
Показатель неврологического развития у недоношенных детей в 33, 35, 37 недель постконцептуального развития Примечание: максимальный показатель 100% баллов, оптимальный - 90% баллов, нормальный - 75% баллов 3.2. Нейрофизиологические особенности раннего онтогенеза и становления двигательной системы в группе недоношенных детей в возрасте 6 недель жизни
По данным НСГ у 60% недоношенных детей изменения не выявлены, 30% имели гиперэхогенность перивентрикулярных зон (ПВЗ), 10% - умеренную вентрикуломегалию без клинических проявлений. ЭЭГ в данной группе не проводилась.
Нелинейные параметры анализа интерференционной электромиограммы в группе недоношенных детей
У всех недоношенных детей получены иЭМГ (120 сеансов ЭМГ) хорошего качества (рисунок 3.2.1, 3.2.2, 3.2.3, 3.2.4). Необходимо отметить, что существенные отличия при визуальном сравнении иЭМГ в разных возрастных периодах не выделены за исключением трехглавой мышцы плеча (т. triceps brachii) и передней болыпеберцовой мышцы голени {т. tibialis anterior). В данных мышцах к возрасту 6 недель жизни - 37 недель ПКВ или постменструального возраста иЭМГ выглядит высокоамплитудной по сравнению с иЭМГ детей 2 - х (33 недели ПКВ) и 4 - х (35 недели ПКВ) недельного возраста. При визуальном сравнении иЭМГ у недоношенных детей и доношенных детей различия не выявлены (рисунок 3.2.5).
Нелинейный параметры анализа иЭМГ (FRACTAN 4.4 ) включали в себя измерение фрактальной размерности (D), корреляционной размерности (Д), и корреляционная энтропия (К2).
У недоношенных детей в 33 недели ПКВ фрактальная размерность (D) иЭМГ варьировала от 1,49 ± 0,05 до 1,87 ± 1,09. Необходимо отметить, что самые низкие значения Z} наблюдались в икроножной мышце голени (т. gastrocnemius) как в 33, так и в 37 недель ПКВ и составили от 1,49 ± 0,07 до 1,56 ±0,07. В 33 недели ПКВ более высокие цифры D зарегистированы в мышцах рук: двуглавой (т. biceps brachii) и трехглавой мышцах плеча {т. triceps brachii). Корреляционная размерность (Dc) была в пределах от 4,42 ± 0,37 до 5,3 ± 0,28. В 33 недели ПКБ более высокие цифры Dc отмечены в мышцах ноги: икроножной {т. gastrocnemius) и передней болыпеберцовой мышцах {т. tibialis anterior) голени. В возрасте 37 недель ПКВ значение Dc изменились и стали более высокими в мышцах руки. Показатели корреляционной энтропии (К2) варьировали от 3,85 ± 0,3 до 4,82 ± 0,65 в мышцах как верхних, так и нижних конечностей. Определенные особенности при изучении параметров К2пе выявлены.
Тендерные различия нелинейных параметров иЭМГ в группе недоношенных детей не выявлены. В целом возрастная динамика у недоношенных детей в течение всех 4-х недель обследования характеризовалась медленным увеличением нелинейных параметров к 37-й неделе постконцептуального возраста, то есть к 6 - й недели постнатальной жизни (рисунки 3.2.6, 3.2.7, 3.2.8). Эти значения были достоверно меньше по сравнению с аналогичными параметрами контрольной группы доношенных детей - таблица 3.2.4, рисунки 3.2.9, 3.2.10, 3.2.11.
Нейрофизиологические особенности раннего онтогенеза и становления двигательной системы в группе доношенных детей с синдромом двигательных нарушений при гипоксически - ишемической энцефалопатии
У всех здоровых доношенных детей первого года жизни получены интерференционные электромиограммы (иЭМГ) хорошего качества (рисунок 4.2.9, 4.2.10, 4.2.11, 4.2.12). В разных возрастных периодах иЭМГ была высокоамплитудной и низкочастотной.
Нелинейные параметры анализа интерференционной электромиограммы (иЭМГ) (FRACTAN 4.4 ) включали в себя измерение таких параметров как 1) фрактальная размерность 2) корреляционная размерность (Д), и 3) корреляционная энтропия (К2) и проведен у 100 здоровых доношенных детей в возрасте 0 - 1 (I группа), 1 - 3 (II группа), 3-6 (III группа), 6-9 (IV группа) и 9 - 12 (V группа) месяцев жизни с учетом созревания антигравитационных систем по классификации И. А. Аршавского [6].
В I группе (0-1 месяц жизни) неврологически здоровых доношенных детей минимальные показатели корреляционной размерности (Д) были в трехглавой мышце плеча (т. triceps brachii) 5,92 ± 2,29, а максимальные - в икроножной мышце голени (т. gastrocnemius) 6,42 ± 2,17 (таблица 4.2.4). В возрасте 3-6 месяцев (III группа) отмечены самые высокие на первом году жизни значения корреляционной размерности (Д.) во всех мышцах, за исключением икроножной мышцы голени (т. gastrocnemius). В этой мышце максимальная корреляционная размерность (Д) была в возрасте 1 -3 месяца и составила 9,03 ±0,31 (р 0,05) (таблица 4.2.4). К концу первого года жизни (V группа) корреляционная размерность (Д) имела характеристику, аналогичную с I группой - минимальные значения в трехглавой мышце плеча (т. triceps brachii) 5,36 ± 2,42, а максимальные - в икроножной мышце голени (т. gastrocnemius) 7,77 ± 2,57 (таблица 4.2.4).
Корреляционная энтропия (К2) в возрасте 0-1 месяц (I группа) была в пределах от 6,50 ± 2,89 в двуглавой мышце плеча (т. biceps brachii) до 7,59 ± 3,19 в икроножной мышце голени (т. gastrocnemius) (таблица 4.2.5). В трехглавой мышце плеча (т. triceps brachii) по сравнению с другими мышцами отмечены наибольшие значения данного нелинейного параметра во II - й группе (1-3 месяца) - 9,7 ± 0,35, а также в конце первого года жизни (V группа) - 9,0 ± 1,16 (таблица 4.2.5). В целом во всех исследованных мышцах значения корреляционной энтропии (К2) к 12 месяцам жизни были выше значений при рождении (таблица 4.2.5).
В группе неврологически здоровых доношенных детей установлено, что в течение первого года жизни наибольшим изменениям подвергнут показатель фрактальной размерности (D), значения которого представлены в таблице 4.2.6. В возрасте 0-1 месяц жизни (I группа) значения фрактальной размерности (D) были в пределах 1,65 ± 0,20 (т. biceps brachii, т. tibialis anterior) - 1,68 ± 0,20 (т. triceps brachii, т.gastrocnemius) (таблица 4.2.6). Максимальные значения фрактальной размерности (D) были отмечены во всех мышцах в возрасте 6-9 месяцев (IV группа) и равнялись 1,82 - 1,84, за исключением икроножной мышцы голени (т. gastrocnemius). В данной мышце наибольшие значения наблюдались в 9 - 12 месяцев жизни (V группа) - 1,81 ±0,07 (таблица 4.2.6). В целом после рождения в течение 12 месяцев жизни отмечено повышение фрактальной размерности (D) во всех исследуемых мышцах (таблица 4.2.6).
В виду того, что достоверных тендерных различий в параметрах нелинейного анализа не получено (р 0,05), суммарные графики их изменений в мышцах верхних и нижних конечностей для обоих полов представлены на рисунках 4.2.13, 4.2.14, 4.2.15.
Линейные параметры анализа интерференционной электромиограммы в группе доношенных детей в первые 6 недель жизни
Линейные параметры анализа интерференционной электромиограммы (иЭМГ) включали в себя среднюю максимальную амплитуду (А, мкВ) и среднюю частоту (MNF, Гц).
В возрасте 2-х недель жизни по сравнению с последующей возрастной группой - 4 недели жизни зарегистрирована более высокие значения средней частоты (Гц) (таблица 4.2.7). В передней большеберцовой мышце голени (т. tibialis anterior) данный параметр равнялся 184,39 ± 50,14 Гц (рисунок 4.2.17), в икроножной мышце голени (т. gastrocnemius) - 237,55 ± 39,99 Гц (рисунок 4.2.17).
В динамике в возрасте 4 - недель жизни наблюдалось умеренное снижение средней частоты спектра (Гц) во всех мышцах (таблица 4.2.7), за исключением икроножной мышце голени (т. gastrocnemius), где отмечено возрастание данного параметра до 217,43 ± 28,32 Гц (рисунок 4.2.17).
К 6 неделям постнатальной жизни средняя частота спектра (Гц) восстановилась и превысила свои значения 2-х недельного возраста (таблица 4.2.7) в трех мышцах: трехглавой мышце плеча (т. triceps brachii) и в мышцах голени - икроножной (т. gastrocnemius) и передней большеберцовой (т. tibialis anterior). В двуглавой мышце плеча (т. biceps brachii) средняя частота была меньше и составила 202,57 ± 73,71 Гц (рисунок 4.2.17).
Возрастная динамика средней частоты спектра (Гц) в каждой отдельной мышце представлена на рисунке 4.2.17, во всех мышцах - на рисунке 4.2.18.
Как видно из диаграмм на рисунке 3.2.14 значения средней частоты спектра иЭМГ в группе доношенных детей (группе контроля) во всех трех возрастных группах (2, 4 и 6 недель жизни) были достоверно выше по сравнению с недоношенными детьми (таблица 3.2.7).
Средняя максимальная амплитуда в 2 недели жизни составила от 180,75 ± 22,49 мкВ в двуглавой мышце плеча (т. biceps brachii) до 230,5 ± 65,69 мкВ в передней болыпеберцовой мышце голени (т. tibialis anterior) (таблица 4.2.8). Необходимо отметить, что показатель средней максимальной амплитуды (мкВ) в данной возрастной группе был выше в мышцах нижних конечностей (таблица 4.2.8).
В возрасте 4 недель значение средней максимальной амплитуды (мкВ) повысилось во всех мышцах: от 216,0 ± 80,85 мкВ в икроножной мышце голени (т. gastrocnemius) до 315,67 ± 131,4 мкВ в трехглавой мышце плеча (т. triceps brachii) (таблица 4.2.8). В передней болыпеберцовой мышце голени (т. tibialis anterior), напротив, в данном возрасте отмечено снижение средней максимальной амплитуды до 220,33 ± 74,07 мкВ (таблица 4.2.8, рисунок 4.2.19).
К 6 неделям жизни наблюдалось уменьшение уровня средней максимальной амплитуды (мкВ), особенно в икроножной мышце голени (т. gastrocnemius) - 157 ,1 5 ± 16,8 мкВ (рисунок 4.2.19). В передней болыпеберцовой мышце голени (т. tibialis anterior) в отличие от других трех исследуемых мышц отмечено незначительное повышение данного параметра до 226,0 ± 41,53 мкВ (рисунок 4.2.19).
Данные линейного анализа в группе доношенных детей 2-6 недель жизни в четырех исследуемых мышцах представлены в таблице 4.2.9. Возрастная динамика средней максимальной амплитуды (мкВ) в каждой отдельной мышце представлена на рисунке 4.2.19, во всех мышцах - на рисунке 4.2.20.
Сравнение контрольной группы в 6 недель жизни с группой недоношенных детей показало, что значения средней максимальной амплитуды (мкВ) во всех четырех исследуемых мышцах были достоверно выше в течение всего периода исследования. Данные различия отражены на рисунке 3.2.17 и в таблице 3.2.7.
