Способ диагностики функционального состояния пирамидного тракта

Изобретение относится к медицине, а именно к функциональной диагностике заболеваний нервной системы, неврологии, и может быть использовано в оценке функционального состояния пирамидного тракта и диагностике поражения пирамидного тракта при его поражении различного генеза, например при травмах и демиелинизирующих заболеваниях центральной нервной системы.

Известен способ исследования функционального состояния пирамидного тракта с помощью электрической стимуляции. При этом оценивают функциональное состояние кортикоспинальных (пирамидных трактов) при помощи электрической стимуляции кожи головы в проекции двигательной коры. При этом вызванные ответы регистрируют непосредственно со спинного мозга с использованием электродов, вводимых в эпидуральное пространство на различных уровнях (Rothwell J., Burke D., Hicks R., Stephen J., Woodforth I., Crawford M. (1994) Transcranial electrical stimulation of the motor cortex in man: further evidence for the site of activation // The Journal of Physiology 481 (Pt 1) (1): 243-50).

Недостатками способа исследования функционального состояния пирамидного тракта с помощью электрической стимуляции являются:

- инвазивность - необходимость осуществлять проколы кожных покровов, вводить медицинские инструменты в тело исследуемого пациента;

- возможность травматизации структур нервной системы: спинного мозга, периферических нервов при проведении этого диагностического исследования;

- наличие боли у пациента при проведении исследования;

- невозможность осуществления исследования при наличии у исследуемого поражения кожных покровов, раневых поверхностей, повязок.

Наиболее близким по достигаемому результату (прототипом) является способ диагностики функционального состояния пирамидного тракта (Ремнев А.Г. Новые подходы к оценке функционального состояния афферентных путей ЦНС у больных сирингомиелией II Журн. неврол. и психиатр, им. С.С. Корсакова. - 2000. - №6. - С. 42-45; Ремнев А.Г. Первый опыт комплексной оценки функционального состояния проводящих путей спинного мозга при миастении // Южно-Российский Медицинский журнал. - 2000. - №1-2. - С. 9-14.; Barker AT, Jalinous R, Freeston IL. Non-invasive magnetic stimulation of human motor cortex. Lancet 1985; 1: 1106-7). При выполнении этого способа осуществляют транскраниальную, цервикальную и люмбальную магнитную стимуляцию в 3 точках: 1) в области двигательной коры головного мозга на темени пациента; 2) в области позвонков CVI-CVII; 3) в области позвонков LII-LIV. Регистрирующие поверхностные электроды устанавливают в области двигательных точек m. adductor pollicis brevis (мышца, приводящая большой палец кисти) для верхних конечностей и m. abductor hallucis (мышца отводящая большой палец стопы) для нижних конечностей. Исследование разности латентного периода моторных ответов (М-ответов), возникающих при магнитной стимуляции двигательной коры, шейного или поясничного отдела спинного мозга, позволяет определять время центрального моторного проведения (ВЦМП) от коры головного мозга до шейного отдела спинного мозга (ВЦМП-1) и ВЦМП от коры головного мозга до поясничного отдела головного мозга (ВЦМП-2). Величины ВЦМП-1 и ВЦМП-2 характеризуют состояние пирамидного пути.

Недостатком этого способа является невозможность точного дифференциального определения функционального состояния пирамидного тракта на уровне спинного мозга, так как увеличение показателя ВЦМП-2 свидетельствует о нарушении функционального состояния пирамидного тракта на уровне двигательная кора головного мозга - поясничный отдел позвоночника. Кроме того, применение этого способа является неточным, так как при выполнении этого способа не учитывается расстояние между точками магнитной стимуляции. Это может затруднять интерпретацию полученных результатов у пациентов разного роста (и как следствие - с разной длиной позвоночника).

Автором предлагается эффективный способ диагностики функционального состояния пирамидного тракта, обладающей повышенной точностью и достоверностью, при поражении пирамидного тракта различного генеза.

Сущность изобретения заключается в том, что осуществляют магнитную стимуляцию поясничного отдела позвоночника, регистрацию и анализ латентных периодов вызванных ответов мышц нижних конечностей, затем производят дополнительно магнитную стимуляцию продолговатого мозга, определяют разницу латентных периодов моторных ответов мышцы, отводящей большой палец стопы, измеряют расстояние между точками осуществления магнитной стимуляции, отношением расстояния к разнице латентных периодов определяют скорость распространения возбуждения и при уменьшении ее до 23,1±2,4 м/с и более диагностируют нарушение проведения возбуждения по пирамидному тракту на стороне снижения скорости распространения возбуждения.

Техническим результатом заявляемого изобретения является определение показателей функционального состояния пирамидного тракта, установление точной локализации поражения пирамидного тракта на уровне спинного мозга.

Положительный результат заявляемого изобретения достигается тем, что с целью диагностики функционального состояния пирамидного тракта осуществляют магнитную стимуляцию поясничного отдела позвоночника, регистрацию и анализ латентных периодов вызванных ответов мышцы нижней конечности, затем производят дополнительно магнитную стимуляцию продолговатого мозга, определяют разницу латентных периодов моторных ответов мышцы, отводящей большой палец стопы, измеряют расстояние между точками осуществления магнитной стимуляции, отношением расстояния к разнице латентных периодов определяют скорость распространения возбуждения и при уменьшении ее до 23,1±2,4 м/с и более диагностируют нарушение проведения возбуждения по пирамидному тракту на стороне снижения скорости распространения возбуждения.

Технический результат заявляемого способа диагностики функционального состояния пирамидного тракта достигается обеспечением количественной оценки функционального состояния пирамидного тракта, установлением локализации поражения нервной системы на уровне пирамидного тракта, что повышает точность и достоверность, возможность установления динамического контроля результатов лечения и развития патологических процессов при поражении пирамидного тракта различного генеза, а также осуществление экспертной оценки нетрудоспособности и прогноза заболевания при поражении пирамидного тракта.

Количественная оценка функционального состояния пирамидного тракта достигается путем определения точной величины скорости распространения возбуждения по пирамидному тракту на уровне спинного мозга.

Установление локализации поражения нервной системы на уровне пирамидного тракта осуществляется по снижению скорости распространения возбуждения по до 23,1±2,4 м/с и более на стороне снижения скорости.

Повышенная точность и достоверность способа установлены определением и анализом разницы латентных периодов моторных ответов мышцы, отводящей большой палец стопы при магнитной стимуляции, определением расстояния между точками осуществления магнитной стимуляции, определением скорости распространения возбуждения по пирамидному тракту и диагностирования нарушения проведения возбуждения по пирамидному тракту на стороне снижения этой скорости.

Возможность установления динамического контроля результатов лечения и развития патологических процессов при поражениях пирамидного трака различного генеза осуществляется путем проведения многократных исследований функционального состояния пирамидного тракта при использовании для сравнения показателей скорости распространения возбуждения по пирамидному тракту в течение развития заболевания и отслеживания изменений этих показателей в динамике. При этом показатели скорости распространения возбуждения ниже чем 23,1±2,4 м/с соответствуют нарушению проведения возбуждения по пирамидному тракту, а показатели скорости распространения возбуждения более чем 23,1±2,4 м/с соответствуют отсутствию нарушения проведения возбуждения по пирамидному тракту.

Экспертная оценка нетрудоспособности и прогноз заболевания обеспечиваются на основании показателей скорости распространения возбуждения по пирамидному тракту, полученных посредством магнитной стимуляцией пирамидного тракта в двух точках. При этом показатели скорости распространения возбуждения ниже, чем 23,1±2,4 м/с, соответствуют нарушению проведения возбуждения по пирамидному тракту

Величина скорости распространения возбуждения по пирамидному тракту, составляющая до 23,1±2,4 м/с и менее, является оптимальной для диагностирования нарушения проведения возбуждения по пирамидному тракту на основании экспериментальных характеристик проведения возбуждения по пирамидному тракту у здоровых и больных, полученных в результате исследований в соответствии с заявляемым способом (Фиг. 4). Величина скорости распространения возбуждения по пирамидному тракту, составляющая более 23,1±2,4 м/с соответствует удовлетворительному функциональному состоянию пирамидного тракта.

Способ осуществляют следующим образом.

Регистрирующие поверхностные электроды устанавливают в области двигательных точек мышц нижних конечностей, например отводящей большой палец стопы (m. adductor pollicis brevis) справа и слева. Поочередно осуществляют магнитную стимуляцию поясничного отдела позвоночника, например, с размещением центра катушки магнитного стимулятора над позвонками LIV-LV, затем осуществляют магнитную стимуляцию продолговатого мозга в верхней шейной области с размещением центра катушки магнитного стимулятора ниже наружного затылочного выступа (бугра) (который хорошо определяется пальпаторно) (protuberantia occipitalis externa). При осуществлении магнитной стимуляции регистрируют моторные ответы мышцы, отводящей большой палец стопы справа и слева. Измеряют расстояние между точками осуществления магнитной стимуляции (между центрами расположения катушки магнитного стимулятора). Отношением расстояния к разнице латентных периодов моторных ответов мышцы, отводящей большой палец стопы, определяют скорость распространения возбуждения по пирамидному тракту. При уменьшении скорости распространения возбуждения до 23,1±2,4 м/с и более диагностируют нарушение проведения возбуждения по пирамидному тракту на стороне снижения скорости.

На фигуре 1 представлена общая схема исследования функционального состояния пирамидного тракта с использованием комплекса аппаратуры, включающего магнитный стимулятор 1, например Magstim200 (Magstim, Великобритания), электромиограф 2, например Sapphire Premiere (Medelec, Великобритания). Кроме того, на схеме обозначены: катушка 3 магнитного стимулятора 1, поверхностный электрод заземления 4, устанавливаемый на кожу пациента в нижней трети голени, отводящие электроды 5 и 6, разность потенциалов которых подается на вход электромиографа 2. Магнитный стимулятор 1 должен быть синхронизирован с электромиографом 2. Во время исследования больной должен находиться в спокойном бодрствующем состоянии в положении сидя, голова наклонена вперед. В этом положении достигается наилучшая возможность для магнитной стимуляции продолговатого мозга. Для отведения вызванных ответов используют стандартные чашечковые электроды, заполненные электродным гелем, прикрепленные к коже. Референтный электрод располагают над сухожилием мышцы, регистрирующий электрод - над двигательной точкой мышцы справа и слева симметрично. Например, над мышцей, отводящей большой палец стопы, - регистрирующий электрод 5 и референтный электрод 6.

На фигуре 2 представлена схема магнитной стимуляции при помощи магнитной катушки 3 продолговатого мозга 7.

Исследуемому пациенту осуществляют магнитную стимуляцию в области поясничного отдела позвоночника и продолговатого мозга 7 при помощи катушки магнитного стимулятора 3, например высокомощной катушки 90 мм, имеющей следующие характеристики магнитного поля: на поверхности катушки 2.0 тесла (максимум), на удалении 1 м от катушки 0.2 мТ (максимум). Импульсные характеристики: время нарастания 100 мкс, длительность - 1 мс. Для получения и регистрации М-ответов при исследовании пирамидного тракта достаточно магнитного импульса 40-60% от максимальной выходной мощности.

Была исследована группа здоровых добровольцев - 20 человек в возрасте от 24 до 39 лет. Результаты исследования функционального состояния пирамидного трака представлены в таблице на фигуре 4. На фигуре 4 дополнительно обозначено: МО - латентность М-ответа при магнитной стимуляции продолговатого мозга (Medulla oblongata), L - латентность М-ответа при магнитной стимуляции поясничного отдела позвоночника (Lumbalis), ВМП - время моторного проведения - разница латентности М-ответов МО и L, СРВ - скорость распространения возбуждения, М - среднее арифметическое, m - стандартная ошибка.

Клинический пример. Диагностика функционального состояния пирамидного тракта при патологии. Пациент С. 44 года. Диагноз: Рассеянный склероз. Цереброспинальная форма течения, II степень тяжести. Пациенту осуществляли исследование пирамидного тракта по заявляемому способу. В результате были зарегистрированы кривые моторных ответов от мышцы, отводящей большой палец стопы справа и слева, которые представлены на фигуре 3. Кривые 05 и 06 были зарегистрированы при магнитной стимуляции продолговатого мозга, кривые 07 и 08 зарегистрированы при магнитной стимуляции поясничного отдела позвоночника. Курсорами 8, 9, 10 и 11 обозначена латентность соответствующих моторных ответов мышцы, отводящей большой палец стопы: кривые 05 и 07 справа, кривые 06 и 08 слева. Латентность 8 - 53,2 мс, 9 - 54,9 мс, 10 - 27,4 мс, 11 - 26,9 мс. По отношению расстояния между точками магнитной стимуляции (в этом случае - 570 мм) к разнице латентных периодов М-ответов мышцы, отводящей большой палец стопы (справа 25,8 мс, слева 29,9 мс), определяли скорость распространения возбуждения по пирамидному тракту между точками стимуляции - на уровне спинного мозга. Справа величина скорости составила 17,4 м/с, слева - 16,7 м/с. При сравнении полученных величин скорости распространения возбуждения с данными, полученными у здоровых лиц (Фиг. 4), оказалось, что скорость распространения возбуждения была снижена справа на 60,3%, слева - на 62,0% от среднего значения. В этом случае диагностируем нарушение проведения возбуждения по пирамидному траку справа и слева.

Была исследована группа больных с преобладанием в клинической картине пирамидных нарушений. Группа состояла из 16 больных рассеянным склерозом (цереброспинальная форма, II-III степень тяжести) в возрасте от 29 до 47 лет. Результаты исследования больных представлены в таблице на фигуре. 4.

Анализ полученных результатов показал, что величина скорости распространения возбуждения по пирамидному тракту была значительно снижена по сравнению с группой здоровых лиц. Следовательно, при помощи заявляемого способа возможно определить нарушение проведения возбуждения по пирамидному тракту на уровне спинного мозга у больных по снижению скорости распространения возбуждения по пирамидному тракту до 23,1±2,4 м/с и более (Фиг. 4).

Таким образом, применение предлагаемого изобретения позволяет количественно определить функциональное состояние пирамидного тракта дифференцированно на уровне спинного мозга, устанавливать локализацию поражения нервной системы на уровне пирамидного тракта дифференцированно на уровне спинного мозга, повысить точность и обеспечить достоверность способа, обеспечить возможность динамического контроля результатов лечения и развития патологических процессов при поражении пирамидного тракта дифференцированно на уровне спинного мозга различного генеза, осуществлять экспертную оценку нетрудоспособности и объективный прогноз заболевания.

Способ диагностики функционального состояния пирамидного тракта может быть использован в отделениях функциональной диагностики, неврологических стационарах, отделениях реабилитации и долечивания, специализированных отделениях, например нейрофизиологических лабораториях, для исследования больных с патологией пирамидного тракта. Заявляемый способ диагностики функционального состояния пирамидного тракта прост для применения и обеспечивает небольшие затраты времени на его выполнение.