Автореферат и диссертация по медицине (14.00.22) на тему:Идиопатический сколиоз: применение импульсного магнитного поля в комплексном консервативном лечении (клинико-экспериментальное исследование)

На правах рукописи

АРСЕНЬЕВ АЛЕКСЕЙ ВАЛЕНТИНОВИЧ

ИДИОПАТИЧЕСКИЙ СКОЛИОЗ: ПРИМЕНЕНИЕ ИМПУЛЬСНОГО МАГНИТНОГО ПОЛЯ В КОМПЛЕКСНОМ КОНСЕРВАТИВНОМ ЛЕЧЕНИИ

(клинико-экспериментальное исследование) 14.00.22 - травматология и ортопедия

АВТОРЕФЕРАТ

I

диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

Санкт-Петербург - 2005

Работа выполнена в Санкт-Петербургском государственном учреждении здравоохранения «Восстановительный центр детской ортопедии и травматологии «Огонек» Комитета по здравоохранению Правительства Санкт-Петербурга

Научный руководитель - доктор медицинских наук профессор

Дудин Михаил Георгиевич Научный консультант - доктор биологических наук профессор

Михайлов Вячеслав Михайлович Официальные оппоненты: доктор медицинских наук профессор

Рачков Борис Михайлович доктор медицинских наук Непыльно Георгий Иванович

Ведущая организация: Военно-медицинская академия

<2>

часов на заседании диссерта-

Защита состоится 2005 г.

ционного совета Д 208.075.01 при Федеральном государственном учреждении «Российский ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский институт травматологии и отопедии им. Р.Р.Вредена Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию» (195427, Санкт-Петербург, ул. академика Байкова, д.8)

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке ФГУ «РНИИТО им. Р.Р.Вредена Росздрава»

Автореферат разослан^7^-^^^? 2005 г.

Ученый секретарь диссертационного совета доктор медицинских наук профессор-т^»,/

Кузнецов И. А.

x нем О

111>8

з ^

Актуальность исследования

Сколиоз является одной из самых распространенных деформаций позвоночного столба человека. Целенаправленное изучение частоты идиопати-ческого сколиоза среди детского населения, по результатам исследования разных авторов, показало, что он встречается в 1% - 9% случаев (Мовшович НА., 1963; Закревский Л.К., 1966, 1967; Казьмин А.И. с соавт., 1968, 1974, 1981; Кон И.И., 1972; Казакова Т.Л., 1976; Цивьян Я.Л., 1978; Шувчинская В.В., 1981; Андрианов В.Л., 1985; Фафенрот В.А., 1991; Никитина Г.И., 1991; Шубкин В.Н., 1991; Фомичев Н.Г., Михайловский М.В., 2002; Садовой М.А. с соавт., 2004).

Причина идиопатического сколиоза вызывает споры на протяжении столетий, а в патогенезе страдания на сегодняшний день общепринятым считается только один бесспорный факт - прямая связь его возникновения и развития с процессом роста ребёнка. Наиболее наглядно такую закономерность показал G.Duval-Beaupere (1970).

Известно, что продольный рост позвоночного столба определяется функциональной активностью ростковых зон тел позвонков по их краниальной и каудальной поверхностям. Этот процесс находится под контролем и влиянием многих факторов, к которым могут быть отнесены: генетическая детерминированность, нервная и эндокринная регуляция, сердечнососудистая, пищеварительная и другие системы организма (Волков М.В., 1974; Хэм А., Кормак Д., 1983; Старкова Н.Т., 1991; Вельтищев Ю.Е., 1994; Зайдман A.M., 1994; Медведев В.П., Куликов А.М., 1999; Hilibrand A.S., 1997; Machida М., 1997).

Несомненно влияние и факторов внешней среды: радиоактивное излучение, электрические и магнитные поля (Хэм А., Кормак Д., 1983). Тем не менее, функциональная активность клеток ростковых зон под влиянием различных экзогенных и эндогенных влияний изучена недостаточно.

При идиопатическом сколиозе, развитие которого связано с процессом роста, роль ростковых зон тел позвонков является очев

никают основания для поиска методов управления их функциональной активностью селективно и целенаправленно с целью получения лечебного результата.

Между тем, ввиду необходимости ингибирования функциональной активности ростковых зон тел позвонков при идиопатическом сколиозе (что в хирургической вертебрологии достигается их прямым разрушением) перспективным представляется поиск физических факторов и основанных на них методик для неинвазивного подавления активности пролиферативных процессов.

Анализ литературы с позиций закона Лрндта-Шульца позволил среди различных видов магнитотерапии остановиться на импульсном её варианте, обладающем всеми физическими признаками «сильного» раздражителя. Это условие необходимо потому, что при сколиозе требуется такое воздействие на растущий позвоночный столб, результатом которого должно стать ингиби-рование функциональной активности ростковых зон тел позвонков. Однако следует подчеркнуть, что в доступной нам литературе фундаментальных исследований по данному вопросу обнаружить не удалось.

Если в эксперименте будет установлено именно такое, ингибирующее, влияние импульсного магнитного поля на ростковые зоны, то это даст возможность разработки консервативной патогенетической терапии идиопати-ческого сколиоза.

Таким образом, экспериментальное исследование изменений функциональной активности ростковых зон под воздействием импульсного магнитного поля и разработка новых методов консервативного лечения идиопатиче-ских сколиозов являются актуальными как с теоретической, так и с практической точек зрения.

Цель исследования

Изучить в эксперименте воздействие импульсного магнитного поля с заданными параметрами на ростковые зоны костей и на этой основе разработать методику его применения в комплексном консервативном лечении пациентов с идиопатическим сколиозом.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

1. Выявить естественные закономерности изменений ростковых зон у экспериментальных животных контрольной группы в процессе роста и полового созревания на макро- и микроуровнях.

2. Изучить в эксперименте влияние импульсного магнитного поля с заданными параметрами на ростковые зоны костей в различные возрастные периоды на макро- и микроуровнях и провести сравнительный анализ с данными, полученными в контрольной группе.

3. На основании результатов эксперимента разработать методику применения импульсного магнитного поля у детей, страдающих идиопатическим сколиозом.

4. Оценить эффективность комплексного лечения детей с идиопатическим сколиозом, в состав которого включена импульсная магнитная терапия.

5. Дать практические рекомендации по применению импульсной магнитной терапии в комплексном лечении детей с идиопатическим сколиозом.

Научная новизна результатов работы

Впервые получены фундаментальные сведения об особенностях морфо-функционального состояния ростковых зон у экспериментальных животных в процессе их роста и полового созревания.

Впервые установлены периоды физиологической активации и подавления процессов дифференцировки и пролиферации хондроцитов ростковых зон длинных трубчатых костей.

Впервые получены и научно проанализированы экспериментальные данные о влиянии импульсного магнитного поля с заданными параметрами на ростковые зоны in vivo.

Впервые научно обоснована и разработана оригинальная методика применения импульсной магнитной терапии в комплексном консервативном лечении пациентов с идиопатическим сколиозом.

Практическая значимость работы

В распоряжение практических врачей поступает способ управления морфофункциональным состоянием ростковых зон позвонков с помощью импульсного магнитного поля с заданными параметрами и методика практического его применения в комплексном лечении детей с идиопатическим сколиозом.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Импульсное магнитное поле с заданными параметрами влияет на мор-фофункциональное состояние ростковых зон костей.

2. Применение импульсной магнитной терапии с заданными параметрами повышает эффективность комплексного лечения детей с идиопатическим сколиозом.

3. Использование импульсной магнитной терапии с заданными параметрами не оказывает отрицательных влияний на организм ребенка.

Апробация работы

Основные положения диссертационной работы были доложены: на 11-ом съезде Биофизиков России (Москва, 1999); на VIII-ом Российском национальном конгрессе «Человек и его здоровье. Травматология, ортопедия, протезирование, биомеханика, реабилитация инвалидов» (Санкт-Петербург, 2003); на научно-практической конференции детских травматологов—

ортопедов России (Воронеж, 2004); на научно-практических конференциях в ВЦЦОиТ «Огонек» (Санкт-Петербург, 2000, 2002,2004).

Публикации

По материалам исследования опубликовано 8 работ в материалах конференций, съездов, конгрессов в виде тезисов, в том числе за рубежом - од на. Получена приоритетная справка № 2005104846 от 22.02.05 на получение патента РФ.

Объём и структура работы

Материалы диссертации представлены на 125 страницах. Она состоит из введения, трех глав (обзора литературы, материалов и методов исследования, анализа собственных материалов), заключения, выводов, практических рекомендаций, библиографического списка использованной литературы, который включает 164 источника (128 отечественных и 36 иностранных авторов). Работа содержит 31 рисунок, 15 таблиц, два приложения.

Содержание работы

Во «Введении» по данным литературных источников обоснованы и сформулированы актуальность темы, определены цель и задачи исследования, раскрыты научная новизна и практическая значимость работы и представлены выносимые на защиту положения.

Глава 1. Современное состояние вопроса (обзор литературы)

В данной главе представлен обзор литературных данных о частоте встречаемости идиопатического сколиоза у детей, особенностях его патогенеза, в частности - связь с ростом. Подробно изложены механизмы роста скелета, и позвоночника в частности, а также факторы, оказывающие влияние на этот процесс. На основании анализа данных литературы выявлены актуальные и нерешенные проблемы патогенетической терапии

ные и нерешенные проблемы патогенетической терапии идиопатического сколиоза и возможные пути их решения.

Основным результатом обзора литературы стало теоретическое обоснование для применения магнитного поля в импульсном режиме как метода не-инвазивного воздействия (или импульсной магнитной терапии) на ростковые зоны тел позвонков у больных с прогрессирующим идиопатическим сколиозом. Однако отсутствие соответствующей разработанной методики требует предварительного её обоснования в эксперименте на животных. Именно два этих положения позволили сформулировать цель настоящей работы.

Глава 2. Материалы и методы исследования

Экспериментальная часть исследования проводилась на растущих кроликах породы Шиншилла в возрасте от 1-го до 3-х месяцев. Учитывая однотипность биологических процессов в ростковых зонах скелета, объектом исследования мы выбрали ростковые зоны костей, составляющих коленный сустав дистального отдела бедренной и проксимального болыпеберцовой костей. Аналогичные ростковые зоны у ребенка являются наиболее значимыми для роста нижних конечностей в частности и, соответственно, всего роста человека в целом (рост нижней конечности определяется на 70% за счёт ростковых зон костей, составляющих коленный сустав).

В эксперимент были включены 34 кролика, которые составили 3 группы:

1. Группа «чистого» контроля в количестве 18 животных, состоявшая из кроликов с 1-ого по 3-ий месяц жизни. Животные этой группы выводились из эксперимента в разные сроки: на 30-ый, 60-ый и 90-ый день наблюдения. Таким образом, был получен материал для контрольных препаратов, позволивший проводить объективный сравнительный анализ.

2. Группа из 7 кроликов, получавших курс импульсной магнитной терапии в течение второго месяца жизни, которые выводились из эксперимента на 60-е сутки. В соответствии с общим биологическим развитием данной по-

роды кроликов это время приходится на начало периода полового созревания. Для человека это соответствует переходу из препубертатного возраста в пубертатный. 3. Группа из 9 кроликов, получавших курс импульсной магнитной терапии в течение третьего месяца жизни и выведенных из эксперимента на 90-е сутки. В соответствии с общим развитием данного вида животных этот пе риод приходится на период достижения половой зрелости. Для человека это соответствует концу пубертатного возраста.

Животные на протяжении всего периода эксперимента находились в виварии Института Цитологии РАН и содержались в одинаковых условиях (одно помещение, температурный режим, питание). Обращение с животными и выведение их из эксперимента было в полном соответствии с «Международными требованиями по гуманному отношению к экспериментальным животным».

В качестве источника импульсного магнитною поля как в эксперименте, так и в клинической части исследования был использован отечественный аппарат «Амш-01» МГФК 941514.001. Этот генератор позволяет получать указанное поле с уровнем индукции до 1,5 Тл.

Методы обследования, примененные к животным всех групп, были абсолютно идентичны. Для исследования ростковых зон были применены следующие методы: рентгенография, морфометрия, авторадиография.

Клиническая часть работы была проведена для получения доказательств эффективности использования импульсного магнитного поля с заданными параметрами в комплексном консервативном лечении сколиоза. Были сформированы три группы детей с идиопатическим сколиозом ТТ-ГУ степени в возрасте от 13 до 15 лет:

^ Группа № 1, состоящая из 50 человек, находившихся на лечении в клинике ВЦДОиТ «Огонёк». Группа была достаточно типичной по своим медико-статистическим показателям. В группе преобладали девочки, идиопа-тический сколиоз у всех пациентов был выявлен в возрасте 9-11 лет, его

течение оказалось прогрессирующим в период, предшествующий госпитализации в клинику Центра, преобладали правосторонние сколиозы в грудном отделе и левосторонние в поясничном, в некоторых случаях деформация была 5-образной формы. Все это позволяет считать, что данная группа была типичной и результаты, полученные на протяжении всего периода наблюдения и обследования, могут быть отнесены ко всем пациентам данной категории.

Группа № 2, состоящая из 27 детей, аналогична по своим медико-статистическим характеристикам группе № 1. Дети этой группы находились так же на стационарном лечении в специализированной ортопедической школе-интернате для детей со сколиозом № 49 Санкт-Петербурга. Они получали лечение по той же схеме, в течение тех же 2 месяцев, за исключением импульсной магнитной терапии на область позвоночного столба.

^ Группа № 3, дополнительная, в количестве 200 человек, которые в течение 2000 - 2004 гг. получили несколько курсов консервативного лечения по схеме, принятой в ВЦДОиТ «Огонёк», включавшей курсы импульсной магнитной терапии на область вершины сколиотической дуги. В целом медико-статистические показатели её так же были типичными. Формирование данной группы было необходимым для получения выводов о лечебном эффекте импульсной магнитной терапии на протяжении длительного периода жизни ребёнка при многократных курсах лечения. Эти дети получили от 4-х до 6-ти курсов комплексного консервативного лечения в условиях ВЦДОиТ.

Детям группы № 1 и группы № 2 были применены абсолютно одинаковые методы обследования. Все пациенты были детально обследованы при помощи клинических и инструментальных методов. Клиническое (или врачебное) обследование включало тщательный сбор анамнестических данных и осмотр ребенка. Для получения объективных данных были применены инструментальное методы диагностики: компьютерная оптическая топография,

стабилография, электромиография паравертебральных мышц спины, компьютерное тепловидение спины и конечностей. ЭЭГ- и ЭКГ-диагностика проводилась у части детей группы № 3, имевших в анамнезе какие-либо показания на неблагополучие в указанных сферах.

Все полученные данные были подвергнуты статистической обработке по компьютерной программе «Статистика - 06».

Глава 3. Анализ собственного материала Экспериментальная часть исследования

Уже на первом этапе экспериментальной части работы выявлены возрастные особенности ростковых зон, полученные в группе контрольных животных в процессе их роста и полового созревания. В анализируемой нами литературе сведений об этих особенностях не найдено. Обнаружена закономерность изменения определяемых параметров с возрастом, а именно: установлено, что период активного роста характеризуется активными пролифера-тивными процессами в ростковых зонах костей и сопровождается увеличением удельного веса пролиферирующих хондроцитов, активизацией синтеза ДНК. К моменту же достижения половой зрелости «преобладают» процессы дифференцировки (созревания) - уменьшение количества ядер хондроцитов, синтезирующих ДНК, - что приводит к закрытию ростковой зоны. Особо следует отметить, что по данным, полученным при использовании различных методов исследования, отчетливо видна нелинейность данного явления: активизация процессов - в начальном периоде полового созревания и затухание - в конце. Полученные сведения были крайне важны для дальнейшего корректного сравнения с опытными препаратами.

В результате сравнения опытных препаратов, полученных во 2-ой группе животных (выведение из эксперимента на 60-е сутки), с контрольными данными было выявлено, что при воздействии импульсного магнитного поля с заданными параметрами па ростковые зоны костей угнетаются процессы активной пролиферации хондроцитов, уменьшается индекс меченых

ядер, свидетельствующий о подавлении синтеза ДНК, а также происходит увеличение удельного веса более «зрелых» дифференцированных хондроци-тов.

В препаратах, полученных от 3-ей группы животных, наблюдались все те же вышеуказанные процессы. Однако, существенным отличием между данными, полученными во 2-ой и 3-ей группах, было то, что затухание про-лиферативных процессов было более значимым (по показателям морфомет-рии и индексу меченых ядер). При этом высота собственно ростковой зоны уменьшалась, и естественным следствием этого становилось более раннее её закрытие в сравнении с группой контроля.

В результате выполнения всей экспериментальной части настоящей работы появилась объективная база для основного вывода: импульсное магнитное поле с заданными параметрами оказывает ингибирующее влияние на ростковые зоны. Причем во второй половине периода полового созревания чувствительность их пролиферирутощих клеток к воздействию данного фактора более высокая, чем в его первой половине.

Экстраполируя полученные в эксперименте результаты на возрастные периоды развивающегося ребенка-подростка, следует подчеркнуть тот факт, что наибольший ингибирующий эффект отмечен у кроликов, находящихся в пубертатном периоде, том возрастном периоде, в котором происходит максимальное прогрессирование идиопатического сколиоза у человека. Это было основанием для клинического применения импульсного магнитного поля в комплексном лечении этой деформации.

Для получения доказательств эффективности использования импульсного магнитного поля с заданными параметрами в комплексном консервативном лечении сколиоза была проведена клиническая часть исследования.

Клиническая часть исследования

При анализе данных обследований, полученных при проведении клинической части работы, оказалось, что как в первой (лечебный курс включал

импульсную магнитную терапию), так и во второй (абсолютно аналогичные лечебный курс, но без использования импульсной магнитной терапии) группах детей в результате курса лечения произошли определённые изменения в клинической картине.

При врачебном осмотре у подавляющего большинства пациентов первой и второй групп наблюдалось улучшение осанки, что выражалось в виде некоторого уменьшения асимметрии высоты стояния надплечий, углов лопаток, треугольников талии, выраженности симптома Адамса. Визуально отмечалось некоторое уменьшение бокового отклонения позвоночного столба. Указанные изменения, безусловно, сопровождались симптоматикой, свидетельствующей об укреплении мышечного корсета туловища (увеличение силовой выносливости мышц спины и брюшного пресса).

Вместе с этим совершенно очевидно, что данная оценка достаточно субъективна и динамические изменения при этом трудно сравнимы. Такая ситуация полностью объясняется теми особенностями развития идиопатиче-ского сколиоза, которые трудно выявить за 2 месяца наблюдения - срок достаточно короткий относительно многолетнего периода всего его развития.

Именно поэтому тонкие изменения на функциональном уровне могли быть выявлены лишь при инструментальной диагностике. Поэтому использование вышеперечисленных инструментальных методов обследования позволило дать количественную оценку качественным изменениям в результате проводимого лечения.

При компьютерной оптической топографии детей из группы № 1 и группы № 2 была установлена определённая положительная динамика. Оценивались три основных показателя: угол бокового отклонения позвоночного столба во фронтальной плоскости, угол патологической ротации и величина отклонения остистых отростков от средней линии.

В группе № 1 коррекция угла деформации оказалась существеннее и статистически достоверной (р<0,05), а в группе № 2 отмечалась лишь положительная тенденция этой характеристики (р>0,05). Патологическая ротация

изменилась примерно одинаково: имела тенденцию к уменьшению в обеих группах (р>0,05). Отклонение остистых отростков от средней линии - менее «ригидный» показатель. Отмечается уменьшение у детей группы № 1 (р<0,05) и тенденция к уменьшению в группе № 2 (р>0,05).

Эти данные нашли полное подтверждение при стабилографии, а именно нормализация коэффициента опорности, что может свидетельствовать об общем улучшении статики (р<0,05) как у детей из группы № 1, так и группы №2.

Функциональные обследования в обеих группах (ЭМГ) так же изменились, но различий между группами не установлено. Этот факт прямо показывает - применение импульсной магнитной терапии не привело к существенным изменениям в паравертебральных мышцах.

По результатам этих обследований дети групп № 1 и № 2 были разделены на три подгруппы в зависимости от достигнутых результатов:

а) больные с улучшением состояния деформированного позвоночного столба (положительная динамика по данным компьютерной оптической топографии, стабилографии и отсутствие отрицательной - по данным электромиографии);

б) больные без динамики состояния деформированного позвоночного столба (изменение в пределах погрешности метода);

в) больные с ухудшением состояния деформированного позвоночного столба (увеличение деформации в процессе лечения по данным КОТ, стабилографии, ЭМГ).

В группе № 1 было выявлено 40 (80%) пациентов с положительным результатом лечения. У 7 (14%) человек убедительной динамики не отмечено. У 3 (6%) пациентов отмечалось ухудшение показателей.

Аналогичный анализ, проведенный в группе № 2, показал, что только 15 (56%) пациентов имели положительный результат лечения. У 4 (15%) человек убедительной динамики не отмечалось. И, наконец, у 8 (29%) детей наблюдалось ухудшение.

Все полученные данные были обработаны в виде диаграмм, позволяющих наглядно сравнить результаты, что отображено на рисунке № 1.

029«

■ 14%

г улучшение ■ без динамики □ прогрессировать

•В 56%

■ 15%

группа №1

группа №2

Рис. 1. Результаты лечения в группах №1 и №2.

Обработка полученных данных по методу Стьюдента показала достоверное различие между результатами, достигнутыми в первой и второй группах.

С целью определения эффекта от пролонгированного применения импульсной магнитной терапии в структуре комплексного консервативного лечения проведен анализ результатов обследований, полученных в группе №3. Он показал, что курсы комплексного лечения с применением импульсной магнитной терапии приводят к очевидному снижению темпов прогрессиро-вания деформации, её стабилизации, а в 92% случаев - к частичному её регрессу.

Кроме того, «выигрывалось» время в тот период жизни ребенка, когда чаще всего наблюдается неуклонное и бурное увеличение деформации позвоночного столба. Последнее обстоятельство может позволить в ряде случаев избежать оперативного лечения. Такой вывод сформировался в результате сравнения динамики развития идиопатического сколиоза как в каждом конкретном случае, так и в группе №3 в целом с классической кривой Оиуа1-Веаиреге. Оказалось, что в подавляющем большинстве случаев динамика развития деформации в начальный период полностью соответствует данным этого автора. Однако, как только пациенты попадали в клинику Центра, где стали получать комплексное консервативное лечение, включающее импульс-

ную магнитную терапию, кривая, отражающая прогрессирование деформации, принимала другой, но уже благоприятный вид.

Об отсутствии изменений со стороны сердечно-сосудистой, ЦНС и вегетативной нервной системы у детей первой группы свидетельствовали данные ЭКГ, ЭЭГ и компьютерного тепловидения, которые не претерпели каких-либо патологических отклонений после курса импульсной магнитной терапии. Это позволяет сделать еще один вывод - применение импульсной магнитной терапии безопасно для растущего организма.

Выводы

1. Импульсное магнитное поле с уровнем индукции 1,5 Тл является фактором, вызывающим подавление функциональной активности ростковых зон. Доказательствами такого эффекта от воздействия импульсного магнитного поля являются: уменьшение общей высоты ростковой зоны, изменение соотношения размеров областей пролиферации и дифференцировки в пользу последней и снижение величины индекса меченых ядер, что прямо указывает на подавление синтеза дезоксирибонуклеиновой кислоты. Эти закономерности выявлены в результате сравнения данных, полученных в двух группах животных - экспериментальной и контрольной с помощью морфометриче-ского и авторадиографического методов исследования.

Следует отметить, что у животных контрольной группы пролиферация и дифференцировка клеток ростковых зон в процессе роста и полового созревания имеют нелинейный характер. Пик активного деления хондроцитов приходится на начальный период полового созревания, а к моменту достижения кроликами половой зрелости отмечается преобладание процесса дифференцировки этих клеток.

2. Экспериментальные данные показали, что для получения такого эффекта - подавления функциональной активности ростковых зон, необходимо курсовое воздействие в течение одного месяца при длительности одной процедуры 5 минут одип раз в сутки. Эти же данные показали, что наибольший

эффект от воздействия импульсным магнитным полем наблюдается у экспериментальных животных в возрасте от середины пубертатного периода и до его конца, что можно объяснить нелинейностью процессов пролиферации и дифференцировки.

3. Данные, полученные в ходе экспериментального части исследования, обосновывают применение импульсного магнитного поля с заданными параметрами (уровень индукции 1,5 Тл) в качестве терапевтического фактора у пациентов с идиопатическим сколиозом.

4. Применение одного курса импульсной магнитной терапии в составе комплексного консервативного лечения пациентов с идиопатическим сколиозом достоверно повысило его эффективность. Этот вывод был получен на основании сопоставления результатов лечения в двух идентичных группах больных. В основной группе были получены следующие результаты: уменьшение патологической деформации позвоночного столба у 80% пациентов, её стабилизация - в 14% случаев и продолжение прогрессировать сколиоза - у 6% больных; в контрольной группе эти показатели были соответственно - у 56% , 15% и 29%.

5. Результаты наблюдения за третьей группой пациентов, у которых проведено от 4-х до 6-ти курсов магнитной импульсной терапии, показали, что многокурсовое воздействие еще более эффективно и позволяло в 92% случаев получать положительный эффект - обратное развитие патологической деформации позвоночного столба.

6. Положительный эффект от магнитной импульсной терапии у пациентов с идиопатическим сколиозом можно объяснить ингибирующим влиянием мощного магнитного поля на функциональную активное гь ростковых зон тел позвонков, поскольку самым бесспорным фактом в теории и практике идио-патического сколиоза является связь его возникновения и прогрессирования с процессом роста позвоночного столба в пубертатный период. Этот процесс имеет нелинейный характер и определяется функциональной активностью

ростковых зон тел позвонков. Следовательно, импульсная магнитная терапия может быть названа патогенетической для данной категории больных.

7. Как однокурсовое, так и многокурсовое применение импульсной магнитной терапии у пациентов с идиопатическим сколиозом не имеет отрицательных эффектов, что указывает на безопасность данного вида физиотерапевтического воздействия на растущий организм.

Практические рекомендации

1. Методику применения импульсной магнитной терапии с заданными параметрами целесообразно включать в комплексное консервативное лечение детей с идиопатическим сколиозом.

2. Применение данной методики оптимально у больных детей в возрасте 13-16 лет.

3. Процедуру импульсной магнитной терапии следует проводить при исходном положении пациента «лежа на животе», индуктор прибора располагается на уровне вершины сколиотической дуги, длительность процедуры -10 минут, количество процедур на курс -15.

4. В качестве источника импульсного магнитного поля может быть рекомендован отечественный аппарат «Амит-01».

Список работ, опубликованных по теме диссертации

1. Арссньев A.B., Дудин М.Г., Михайлов В.М. Изучение влияния импульсного магнитного поля на метаэпифизарную зону трубчатых костей в эксперименте // Человек и его здоровье: Матер. IV Рос. нац. конгр,- СПб., 1999,-С.144-145.

2. Dudin М., Arsen'ev A., Michailov V. The new way in IS conservative treatment // Abstract book.- SIROT, 1999.- P.364.

3. Арсеньев A.B., Дудин М.Г., Михайлов В.М. Импульсное магнитное поле нарушает гистологическую структуру эпифизарных пластинок и

изменяет синтез ДНК в них // Тез. докл. II съезда Биофизиков России,-М., 1999.- С.820-821.

4. Арсеньев A.B., Дудин М.Г., Михайлов В.М. Возрастная особенность пролиферации хондроцитов ростковых зон трубчатых костей под влиянием импульсного магнитного поля // Человек и ею здоровье: Матер. V Рос. нац. конгр.- СПб., 2000.- С.72.

5. Арсеньев A.B. Воздействие импульсного магнитного поля на ростковые зоны костей // Матер. Совещ. главных детских ортопедов-травматологов России.- Светлогорск, 2002.- С.44-45.

6. Арсеньев A.B., Дудин М.Г., Михайлов В.М. Применение импульсного магнитного поля в комплексном лечении идиопатического сколиоза // Человек и его здоровье: Матер. VIH Рос. нац. конгр,- СПб., 2003.- С. 164.

7. Арсеньев A.B., Дудин М.Г., Михайлов В.М. Экспериментальное обоснование применения импульсного магнитного поля в системе комплексного лечения идиопатического сколиоза // Адаптация различных систем организма при сколиотической деформации позвоночника. Методы лечения: Матер. Междунар. симпоз.- М., 2003.- С.110-111.

8. Арсеньев A.B., Дудин М.Г., Михайлов В.М. Результаты применения импульсного магнитного поля в комплексном лечении идиопатического сколиоза // Матер, конф. детских травматологов-ортопедов России,-Воронеж, 2004,- С.311-312.

Лицензия ЛР №020593 от 07.08.97

Подписано в печать Формат 60x84/16. Печать офсетная.

Уч. печ. л. ¿¿Г . Тираж /¿>0 . Заказу? .

Отпечатано с готового оригинал-макета, предоставленного автором, в типографии Издательства Политехнического университета. 195251, Санкт-Петербург, Политехническая, 29.

I

f

r

I

í <

r

r

m 3 5 5 9

РНБ Русский фонд

2006-4 7238

Актуальность темы. «Пожалуй, ни одно заболевание в ортопедо-травматологической клинике не доставляет столько забот врачу, не приносит столько разочарования и больному, и врачу, как сколиотическая болезнь» (Цивьян Я.Л., 1972).

В первую очередь это связано с тем, что сколиоз, известный ещё со времён Гиппократа, - самая частая патология опорно-двигательного аппарата у детей и подростков. Так, по данным разных авторов, частота трехплоскостной деформации позвоночного столба среди детского населения составляет от 1% до 9% (Куслик М.И., 1958; Цивьян Л.Л., 1972; Дудин М.Г., 1993; Садовая Т.Н., 1997; Фомичев Н.Г., Михайловский М.В., 2002; Садовой М.А. с соавт., 2004). Среди всего перечня нозологических форм, которые входят в компетенцию ортопеда, идиопатический сколиоз - справедливо считается одним из наиболее проблемных.

Причина идиопатического сколиоза вызывает споры на протяжении столетий, а в патогенезе страдания на сегодняшний день общепринятым считается только один бесспорный факт - прямая связь его возникновения и развития с процессом роста ребёнка. Наиболее наглядно такую закономерность показал Duval-Beaupere (1970). На практике связь интенсивного роста ребёнка в период полового созревания и бурного прогрессирования сколиоза может наблюдать каждый врач, встречающийся с такими больными.

Известно, что рост позвоночного столба как одного из сегментов опорно-двигательного аппарата идёт по аллометрическому типу (Вельтищев Ю.Е., 1994) и полностью определяется активностью ростковых зон тел позвонков по их краниальной и каудальной поверхностям. Именно это обстоятельство объясняет пристальное внимание исследователей к их функциональному состоянию. Гистоморфологическое строение этих структур достаточно хорошо изучено в норме (Ярошевская Е.Н., 1957; Хэм А., Кормак Д., 1983; Некачалов

В.В., 2000), а также при ряде патологических процессов, в частности при рахите, цинге и других (Ярошевская Е.Н., 1957).

Вместе с тем, функциональная активность ростковых зон и, соответственно, продольный рост костей находится под контролем и влиянием многих факторов, к которым могут быть отнесены: генетическая детерминированность, нервная и эндокринная регуляция, сердечно-сосудистая, пищеварительная и другие системы организма (Волков М.В., 1974; Хэм А., Кормак Д., 1983; Старкова Н.Т., 1991; Вельтищев Ю.Е., 1994; Зайдман A.M., 1994; Медведев В.П., Куликов A.M., 1999; Hilibrand A.S., 1997; Machida М., 1997). Нельзя не отметить и воздействие относительно внешнего фактора, к которому можно отнести процессы, связанные с наличием в костной ткани, но вне ростковой зоны, очагов «раздражения», таких как воспаление, травма, новообразования. Они, что отмечено во многих работах (Зацепин Т.С., 1956; Омельян-ченко Н.П. с соавт., 1997), оказывают, как правило, стимулирующее влияние на ростковые зоны.

Несомненно влияние и факторов внешней среды: радиоактивное излучение, электрические и магнитные поля (Хэм А., Кормак Д., 1983). Тем не менее, функциональная активность клеток ростковых зон под влиянием различных экзогенных и эндогенных влияний изучена недостаточно.

При идиопатическом сколиозе, развитие которого связано с процессом роста, роль ростковых зон тел позвонков является очевидной. Поэтому возникают основания для поиска методов управления их функциональной активностью селективно и целенаправленно с целью получения лечебного результата.

Воздействовать на ростковые зоны позвонков при сколиозе пытаются достаточно давно. При этом широко применялись оперативные методы (Михайловский М.В., Фомичёв Н.Г., 2002). Хирургические способы достаточно показательны и эффективны. Однако, помимо очевидной эффективности, ин-вазивные методики, несомненно, являются травматичными.

Наряду с этим следует отметить, что консервативные методы управления активностью ростковых зон так же разрабатывались, но только для метафи-зарных областей длинных трубчатых костей. Предлагалось стимулировать их активность при помощи введения крови в полость сустава, тепловых процедур, электрофореза различных лекарственных препаратов, электростимуляции и других методов (Смирнова А.Ф., 1957, Дедова В.Д., 1958). Известна и методика «биологической стимуляции роста костей» по Т.С. Зацепину, которая заключалась во введении костных штифтов в область большого вертела, дис-тальный метафиз бедра и проксимальный большеберцовой кости, вблизи ростковой зоны. Автор применял указанный метод у пациентов для ускорения роста укороченной конечности после перенесенного полиомиелита (Зацепин Т.С., 1956).

Между тем, в виду необходимости ингибирования активности ростковых зон тел позвонков при идиопатическом сколиозе (что в хирургической вер-тебрологии достигается их прямым разрушением) перспективным представляется поиск физических факторов и основанных на них методик для неинва-зивного подавления активности пролиферативных процессов.

В научной литературе информация на эту тему касается лишь экспериментальных работ на животных, когда сколиотическая деформация позвоночного столба провоцировалась односторонним рентгеновским облучением ростковых зон позвоночного столба (Мовшович И.А., Риц И.А., 1969). Очевидно, что данная конкретная методика неприемлема для использования у детей. Ыо, при этом, указанный факт подчёркивает роль ростковых зон позвонков в патогенезе идиопатического сколиоза.

Между тем, в окружающей среде имеется фактор, под влиянием которого находятся ростковые зоны на протяжении всего периода функционирования, -это магнитное поле. Исследования о реакции костной ткани в целом на магнитные поля проводились (Деген И.Л., 1971; Артёмов Г.С. с соавт., 1976; Кучеренко А.Е., Шевчук В.И., 1976; Хабирова Г.Ф., 1977; Холодов Ю.А., 1991;

Анисимов А.И. с соавт., 1995; Сердюк В.В., 2004). В этих работах магнитное поле использовалось с целью стимуляции костеобразовательного процесса при острой травме длинных трубчатых костей для ускорения консолидации (Артёмов Г.С. и соавт., 1976; Кучеренко А.Е., Шевчук В.И., 1976; Хабирова Г.Ф., 1977; Гунько И.И. с соавт., 1992; Золотова Ы.П. с соавт., 1992; Анисимов А.И. с соавт., 1995).

Следует отметить, что магнитотерапия в целом вызывает повышенный интерес исследователей по многим причинам: лёгкая переносимость ее пациентами разных возрастов, минимум субъективных ощущений у пациента во время процедуры, глубокая проникающая способность и, следовательно, возможность воздействия на внутренние структуры и ткани (Райгородский Ю.М. с соавт., 1987; Белоусова Т.Е., 1992; Гращенкова Т.Н., 1994; Варне Ф.С., 1996; Деген И.Л., 1997; Вермей Э.И., 1998; Боголюбов В.М., Пономаренко Г.Н., 1998; Абрамович С.Г., 2000; Сердюк В.В., 2004). Интересно отметить, что магнитные поля в лечебных целях использовались ещё во времена (!) Гиппократа, а по некоторым источникам - ещё раньше (Сердюк В.В., 2004).

В последние десятилетия магнитотерапия всё шире используется как метод физиотерапии при различных заболеваниях, в том числе - у детей. Уже разработаны и применяются на практике различные аппараты, генерирующие постоянные, переменные, комбинированные и импульсные поля. Однако сведений о влиянии магнитных полей на зоны роста позвонков in vivo в доступной литературе не обнаружено.

Для биофизической оценки реакций, происходящих в биологических тканях и во всем организме в целом, а также для качественной оценки влияния силы (дозировки) воздействия того или иного фактора актуален закон Арндта-Шульца. Он гласит, что в биологических системах слабые стимулы дают сильные реакции, средние - умеренные реакции, умеренно сильные слегка тормозят систему, а очень сильные полностью блокируют ее (Гилинская Н.Ю., 1999).

Анализ литературы с позиций закона Арндта-Шульца позволил среди различных видов магнитотерапии остановиться на импульсном её варианте, обладающем всеми физическими признаками «сильного» раздражителя. Это условие необходимо потому, что при сколиозе требуется такое воздействие на растущий позвоночный столб, результатом которого должно стать ингиби-рование функциональной активности ростковых зон тел позвонков. Однако следует подчеркнуть, что в доступной нам литературе фундаментальных исследований по данному вопросу обнаружить не удалось.

Между тем, если в эксперименте будет установлено именно такое, инги-бирующее, влияние импульсного магнитного поля на ростковые зоны, то это даст возможность разработки консервативной патогенетической терапии идиопатического сколиоза.

Таким образом, экспериментальное исследование изменений функциональной активности ростковых зон под воздействием импульсного магнитного поля и разработка новых методов консервативного лечения идиопатиче-ских сколиозов являются актуальными как с теоретической, так и с практической точек зрения.

Цель исследования: изучить в эксперименте воздействие импульсного магнитного поля с заданными параметрами на ростковые зоны костей и на этой основе разработать методику его применения в комплексном консервативном лечении пациентов с идиопатическим сколиозом.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

1. Выявить естественные закономерности изменений ростковых зон у экспериментальных животных контрольной группы в процессе роста и полового созревания на макро- и микро уровнях.

2. Изучить в эксперименте влияние импульсного магнитного поля с заданными параметрами на ростковые зоны костей в различные возрастные периоды на макро- и микро уровнях и провести сравнительный анализ с данными, полученными в контрольной группе.

3. На основании результатов эксперимента разработать методику применения импульсного магнитного поля у детей, страдающих идиопатическим сколиозом.

4. Оценить эффективность комплексного лечения детей с идиопатическим сколиозом, в состав которого включена импульсная магнитная терапия.

5. Дать практические рекомендации по применению импульсной магнитной терапии в комплексном лечении детей с идиопатическим сколиозом.

Научная новизна результатов работы

Впервые получены фундаментальные сведения об особенностях морфо-функционального состояния ростковых зон у экспериментальных животных в процессе их роста и полового созревания.

Впервые установлены периоды физиологической активации и подавления процессов дифференцировки и пролиферации хондроцитов ростковых зон длинных трубчатых костей.

Впервые получены и научно проанализированы экспериментальные данные о влиянии импульсного магнитного поля с заданными параметрами на ростковые зоны in vivo.

Впервые научно обоснована и разработана оригинальная методика применения импульсной магнитной терапии в комплексном консервативном лечении пациентов с идиопатическим сколиозом.

Практическая ценность работы

В распоряжение практических врачей поступает способ управления мор-фофункциональным состоянием ростковых зон позвонков с помощью импульсного магнитного поля с заданными параметрами и методика практического его применения в комплексном лечении детей с идиопатическим сколиозом.

На «Способ лечения идиопатического сколиоза» получена приоритетная справка № 2005104846 от 22.02.05 на получение патента РФ.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Импульсное магнитное поле с заданными параметрами влияет на мор-фофункциональное состояние ростковых зон костей.

2. Применение импульсной магнитной терапии с заданными параметрами повышает эффективность комплексного лечения детей с идиопатическим сколиозом.

3. Использование импульсной магнитной терапии с заданными параметрами не оказывает отрицательных влияний на организм ребенка.

Объём и структура работы

Материалы диссертации представлены на 125 страницах. Она состоит из введения, трех глав (обзора литературы, материалов и методов исследования, анализа собственных материалов), заключения, выводов, практических рекомендаций, библиографического списка использованной литературы, который включает 164 источника (128 отечественных и 36 иностранных авторов). Работа содержит 31 рисунок, 15 таблиц, два приложения.

выводы

1. Импульсное магнитное поле с уровнем индукции 1,5 Тл является фактором, вызывающим подавление функциональной активности ростковых зон. Доказательствами такого эффекта от воздействия импульсного магнитного поля являются: уменьшение общей высоты ростковой зоны, изменение соотношения размеров областей пролиферации и дифференцировки в пользу последней и снижение величины индекса меченых ядер, что прямо указывает на подавление синтеза дезоксирибонуклеиновой кислоты. Эти закономерности выявлены в результате сравнения данных, полученных в двух группах животных - экспериментальной и контрольной с помощью морфометрического и авторадиографического методов исследования.

Следует отметить, что у животных контрольной группы пролиферация и дифференцировка клеток ростковых зон в процессе роста и полового созревания имеют нелинейный характер. Пик активного деления хондроцитов приходится на начальный период полового созревания, а к моменту достижения кроликами половой зрелости отмечается преобладание процесса дифференцировки этих клеток.

2. Экспериментальные данные показали, что для получения такого эффекта -подавления функциональной активности ростковых зон, необходимо курсовое воздействие в течение одного месяца при длительности одной процедуры 5 минут один раз в сутки. Эти же данные показали, что наибольший эффект от воздействия импульсным магнитным полем наблюдается у экспериментальных животных в возрасте от середины пубертатного периода и до его конца, что можно объяснить нелинейностью процессов пролиферации и дифференцировки.

3. Данные, полученные в ходе экспериментального части исследования, обосновывают применение импульсного магнитного поля с заданными параметрами (уровень индукции 1,5Тл) в качестве терапевтического фактора у пациентов с идиопатическим сколиозом.

4. Применение одного курса импульсной магнитной терапии в составе комплексного консервативного лечения пациентов с идиопатическим сколиозом достоверно повысило его эффективность. Этот вывод был получен на основании сопоставления результатов лечения в двух идентичных группах больных. В основной группе были получены следующие результаты: уменьшение патологической деформации позвоночного столба у 80% пациентов, её стабилизация - в 14% случаев и продолжение прогрессирования сколиоза - у 6% больных; в контрольной группе эти показатели были соответственно - у 56% , 15% и 29%.

5. Результаты наблюдения за третьей группой пациентов, у которых проведено от 4-х до 6-ти курсов магнитной импульсной терапии, показали, что многокурсовое воздействие еще более эффективно и позволяло в 92% случаев получать положительный эффект - обратное развитие патологической деформации позвоночного столба.

6. Положительный эффект от магнитной импульсной терапии у пациентов с идиопатическим сколиозом можно объяснить ингибирующим влиянием мощного магнитного поля на функциональную активность ростковых зон тел позвонков, поскольку самым бесспорным фактом в теории и практике идиопати-ческого сколиоза является связь его возникновения и прогрессирования с процессом роста позвоночного столба в пубертатный период. Этот процесс имеет нелинейный характер и определяется функциональной активностью ростковых зон тел позвонков. Следовательно, импульсная магнитная терапия может быть названа патогенетической для данной категории больных.

7. Как однокурсовое, так и многокурсовое применение импульсной магнитной терапии у пациентов с идиопатическим сколиозом не имеет отрицательных эффектов, что указывает на безопасность данного вида физиотерапевтического воздействия на растущий организм.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Методику применения импульсной магнитной терапии с заданными параметрами целесообразно включать в комплексное консервативное лечение детей с идиопатическим сколиозом.

2. Применение данной методики оптимально у больных детей в возрасте 13-16 лет.

3. Процедуру импульсной магнитной терапии следует проводить при исходном положении пациента «лежа на животе», индуктор прибора располагается на уровне вершины сколиотической дуги, длительность процедуры - 10 минут, количество процедур на курс - 15.

4. В качестве источника импульсного магнитного поля может быть рекомендован отечественный аппарат «Амит-01».