Автореферат и диссертация по медицине (14.01.15) на тему:Особенности функционирования центральной нервной системы у детей с идиопатическим сколиозом

904603^

На правах рукописи

Пинчук Ольга Дмитриевна

ОСОБЕННОСТИ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ЦЕНТРАЛЬНОЙ НЕРВНОЙ СИСТЕМЫ У ДЕТЕЙ С ИДИОПАТИЧЕСКИМ СКОЛИОЗОМ

14.01.15 - травматология и ортопедия 14.01.11 - нервные болезни

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

Санкт-Петербург 2010

004608929

Работа выполнена в государственном учреждение здравоохранения «Восстановительный центр детской ортопедии и травматологии «Огонек»»

Научный руководитель:

доктор медицинских наук, профессор Дудин Михаил Георгиевич Научный консультант:

доктор медицинских наук Команцев Владимир Николаевич Официальные оппоненты:

доктор медицинских наук, профессор Ульрих Эдуард Владимирович доктор медицинский наук Чутко Леонид Семенович

Ведущая организация: Федеральное государственное учреждение «Санкт-Петербургский научно-практический центр медико-социальной экспертизы, протезирования и реабилитации инвалидов имени Г.А. Альбрехта Федерального медико-биологического агентства»

Защита состоится 10 г. в_часов на заседа-

нии диссертационного совета Д 208.075.01 при ФГУ «Российский ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский институт травматологии и ортопедии им. Р.Р.Вредена Министерства здравоохранения Российской Федерации» (195427, Санкт-Петербург, ул. Академика Байкова, д. 8).

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке ФГУ «Российский научно-исследовательский институт травматологии и ортопедии им. Р.Р.Вредена».

Автореферат разослан «_»_2010 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета Д.208.075.01

д.м.н., профессор —" ' Кузнецов И.А.

Актуальность исследования

Идиопатический сколиоз относится к числу самых распространенных деформаций позвоночного столба у детей. И если клинико-рентгенологическая картина заболевания всесторонне изучена и подробно описана, то в вопросах его возникновения и развития пока еще нет единого мнения. В конечном результате это приводит к отсутствию действительно эффективных методов его лечения и профилактики.

Еще 150 лет тому назад выдающийся ученый, основоположник клеточной теории Р.Вирхов писал: «Болезнь начинается с недостаточности регуляторного аппарата» (цит. по Г.Н. Крыжановскому, 1997). А сам академик Г.Н. Крыжа-новский (2002), крупнейший патофизиолог современности, уже на своем фактическом материале делает вывод: «Весьма обширный класс заболеваний возникает не вследствие первичного повреждения органа, а в результате первичных нарушений в аппарате его регуляции». Это значит, что причины клинически значимой патологической симптоматики в исполнительских органах и тканях надо искать в системах их управления и контроля, среди которых одной из главных считается нервная.

Вместе с этим, несмотря на то, что большинство процессов протекающих в организме человека, контролируются структурами головного и спинного мозга, далеко не всегда установлено - являются ли эти изменения в указанных структурах нервной системы причиной или следствием конкретного заболевания.

В детской ортопедии достаточно большой перечень заболеваний и нарушений в полной мере можно отнести к условной группе пограничной патологии - с этими заболеваниями работают как классические ортопеды, так и неврологи. В качестве примера можно назвать большую группу миопатий (Яхно H.H. с соавт., 1997; Гринио Л.П., 2004), все варианты детских церебральных параличей (Семенова К.А, Махмудова Н.М., 1979; Бадалян JI.O., 1984), артрогри-поз (Петрова Е.В. 2008) и др. Эти наблюдения даже привели ряд ведущих специалистов в области ортопедии и неврологии к идее о необходимости выделения в отдельную область медицины такого направления, как детская нейроор-топедия (Чаклин В.Д., Абальмасова Е.А., 1973; Ратнер А.Ю., 1985, 1990). Практика детской ортопедии показывает, что рассмотрение большого ряда заболеваний опорно-двигательного аппарата с неврологических позиций позволяет не только иначе взглянуть на их патогенез, но и совершено по-новому подходить к вопросам тактики лечения.

В этот ряд в полной мере могут быть отнесены сколиотические деформации, среди которых наиболее загадочный - идиопатический сколиоз. Это аргументируется хотя бы тем, что позвоночный столб является сложнейшим анато-мо-физиологическим комплексом, в котором самым тесным образом костно-связочно-мышечный сегмент опорно-двигательного аппарата связан со спинным мозгом, неотъемлемым отделом нервной системы.

Распространенность этого сколиоза, по результатам исследования различных авторов, в среднем колеблется от 1% до 9% среди детского населения

(Мовшович И.А., 1963; Закревский JI.K., 1966; Цивьян Я.Л., Зайдман A.M., 1978; Шувчинская В.В., 1981; Андрианов В.Л. с соавт., 1985; Михайловский М.В., Фомичев Н.Г., 2002; Садовой М.А. с соавт., 2004, Садовая Т.Н., 2010 и др.). Таким образом, подавляющее число авторов сходятся во мнении - идиопа-тический сколиоз является самой распространенной, клинически значимой патологической деформацией позвоночного столба у детей и подростков.

Несмотря на многовековую историю изучения этого заболевания, краеугольные вопросы этиологии, патогенеза и лечения идиопатического сколиоза до сих пор продолжают привлекать внимание исследователей самых разных специальностей. Об этом свидетельствует огромное количество публикаций мультидисциплинарного характера, относящиеся к поиску решения «старой и вечно юной проблемы» (Чаклин В.Д., Абальмасова Е.А., 1973). Сегодня можно утверждать: данная проблема перестала быть прерогативой ортопедов.

Пристальное внимание ко всем видам сколиоза в целом и сколиозу идио-патическому в частности обусловлено не только широкой его распространенностью среди детского населения, но и отсутствием по-настоящему эффективного лечения. Идиопатический сколиоз - единственное заболевание в детской ортопедической практике, лечение которого является весьма неблагодарным трудом. «Пожалуй, ни одно заболевание в ортопедо-травмато-логической клинике не доставляет столько забот врачу, не приносит столько разочарования и больному, и врачу, как сколиотическая болезнь» (Цивьян Я.Л., 1972).

Таким образом, решение задач по разработке эффективных методов лечения идиопатического сколиоза требует предварительного получения ответов на вопросы, связанные с патогенезом данного заболевания.

Среди множества характеристик идиопатического сколиоза самым бесспорным и общепризнанным фактом остается связь его возникновения и развития с процессом роста ребенка (Duval-Beaupere G. et al., 1970).

Работы В .И. Осташко (1964), А.И. Казьмина, В.Я.Фищенко (1974), E.H. Бахтиной (1990) и М.Г. Дудина (1993) убедительно показали роль эндокринной системы в патогенезе идиопатического сколиоза за счет влияния остеотропных гормонов на процессы роста костной ткани. При этом М.Г. Дудин (1993) делает предположение, что суть причины трехплоскостной деформации позвоночного столба в функциональном «конфликте» между эндокринной и нервной системами. Эта мысль прослеживается и в его последующих работах (Дудин М.Г. с соавт., 2006; Дудин М.Г., Пинчук Д.Ю., 2009).

О некоторых особенностях состояния нервной системы у детей с идиопа-тическим сколиозом, как втором участнике указанного «конфликта», писали многие авторы (Скрыгин В.П., 1953; Абальмасова Е.А., 1965; Цивьян Я.Л., Лившиц Д.Н., 1972; Рябкова Е.Г. с соавт., 1981; Шевченко С.Д., Веселова И.В., 1981; Ратнер А.Ю., 1990; Яновский A.M., 1995 и др.). Однако приведенные в этих работах сведения касались в основном дисфункций со стороны спинного мозга, вегетативных отделов и периферического звена нервной системы. Изучению же функционального состояния головного мозга у пациентов с идиопа-тическим сколиозом посвящены буквально единичные публикации (Мальцева

Е.В., Воронович И.Р., 1967; Соболев С.Т., 1991; Бутуханов В.В. с соавт., 2002; Lukeschitsch G. et. al., 1980; Robb J.E. et. al., 1986; Dretakis E.K. et. al., 1988; Goldberg CJ. et al., 1995; Manzoni D., Miele F., 2002). При этом в поле внимания авторов находились, как правило, либо отдельные зоны головного мозга, либо отдельные его функции. Объяснение этому видится в отсутствии в распоряжении исследователей соответствующей методологии, обеспеченной необходимым аппаратно-инструментальным комплексом.

Между тем, технические разработки в этом направлении, возможность широкого использования компьютерных и математических технологий (Сороко С.И., Бекшаев С.С., 1984) сегодня позволяют осуществить изучение особенностей функционального состояния головного мозга и их роли в патогенезе идиопатического сколиоза.

Исходя из этого, в настоящей работе была предпринята попытка углубленного исследования наименее изученного у данной категории больных отдела регуляции - головного мозга. Такой подход позволил более полно взглянуть на этиологию и патогенез идиопатического сколиоза, а также предложить новые направления в его лечении и прогнозировании. Последнее крайне важно, так как непредсказуемость течения идиопатических сколиозов представляет собой очень актуальную проблему, поскольку вынуждает проводить длительные (многолетние) дорогостоящие реабилитационные мероприятия всем детям с признаками начинающегося сколиоза. И это несмотря на то, что статистически установлено - «бурнопрогрессирующие» формы составляют лишь 5% детей (а в 45% случаев только до средних степеней тяжести) от общего количества зарегистрированных сколиозов.

В качестве основного метода для исследования функционального состояния головного мозга у данной категории больных была выбрана методика электроэнцефалографии. Однако наряду со стандартной визуальной оценкой электроэнцефалограммы, нами впервые у пациентов с идиопатическим сколиозом был применен метод оценки её временной структуры, для изучения функционального состояния головного мозга при данном заболевании. При использовании данного метода, в отличие от традиционных способов анализа, математической обработке подлежат не количественные характеристики электроэнцефалограммы (такие как частота, амплитуда, спектры мощности ритмов и т.д.), а достоверно отличающиеся от случайного вероятности взаимных переходов друг в друга волн различных энцефалографических диапазонов. Под термином «вероятность переходов» понимается достоверно отличная от случайного, т.е. закономерная, вероятность смены волны одного электроэнцефалографического диапазона волной другого в их непрерывной временной последовательности. Такой способ анализа позволяет выявить тонкие различия во временной структуре связей между основными электроэнцефалографическими диапазонами (а, ß, 0, 5).

Цель исследования: изучить особенности функционального состояния головного мозга у пациентов с идиопатическим сколиозом, установить их роль в

патогенезе заболевания и прогностическую значимость, а также предложить направления их лечебной коррекции.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

1. Выявить особенности функциональной организации головного мозга у здоровых детей (не имеющих ортопедической и неврологической патологии) и у детей с идиопатическим сколиозом, используя метод стандартной электроэнцефалографии.

2. Обосновать и разработать для ортопедической практики методику электроэнцефалографической диагностики с обработкой данных по методу «вероятностей переходов», позволяющей оценивать временную организацию функционирования головного мозга.

3. Провести сравнительный анализ результатов обработки стандартных электроэнцефалограмм, полученных на основе метода «вероятностей переходов» при обследовании детей с идиопатическим сколиозом и у детей контрольной группы.

4. Провести сравнительный анализ данных полученных при обследовании детей с идиопатическим сколиозом внутри группы и их корреляцию с клиническими характеристиками заболевания (форма, степень тяжести, течение ско-лиотической деформации, возраст и др.).

5. Определить роль выявленных особенностей функционального состояния головного мозга в патогенезе идиопатического сколиоза и их прогностическую значимость.

6. Обосновать направления коррекции функционального состояния головного мозга с целью включения их в систему комплексного лечения идиопатического сколиоза.

Научная новизна результатов работы

Впервые получены сведения об особенностях функционального состояния диэнцефальных и стволовых структур головного мозга у пациентов с идиопатическим сколиозом.

Впервые установлены достоверные отличия во временной организации электроэнцефалограммы детей с идиопатическим сколиозом от здоровых детей того же возраста. Установлена корреляционная связь между показателями электроэнцефалографического обследования и клинико-рентгенологическими характеристиками идиопатического сколиоза (величина деформации и темпы её прогрессирования).

Впервые установлены основные характеристики электроэнцефалографической картины у пациентов с различным характером течения идиопатического сколиоза, что позволяет с высокой степенью вероятности прогнозировать течение заболевания.

Впервые научно обосновывается применение метода транскраниальных микрополяризаций головного мозга в системе комплексного лечения больных с идиопатическим сколиозом.

Подтверждены имеющиеся в литературе единичные сведения о возрастных особенностях электроэнцефалограммы подростков в период полового созревания.

Практическая значимость работы

В распоряжение практических врачей-ортопедов поступает неин-вазивный, высокоинформативный, доступный для широкой практики метод диагностики функционального состояния структур головного мозга, позволяющий достаточно достоверно прогнозировать характер течения идиопатического сколиоза.

Фундаментальное значение для практики имеют новые сведения о роли функционального состояния структур головного мозга в патогенезе идиопатического сколиоза, расширяющие результативный поиск новых эффективных методик лечения и профилактики данного заболевания.

Обосновано практическое применение методов коррекции выявленных отклонений в функциональном состоянии структур головного мозга у детей с идиопатическим сколиозом. Последнее обстоятельство расширяет на практике возможности системы комплексного лечения данной категории пациентов.

Основные положения, выносимые на защиту

1. В функциональном состоянии структур головного мозга у детей с идиопатическим сколиозом в сравнении с детьми того же возраста без ортопедической патологии имеются достоверные отличия.

2. Выявленные изменения в электроэнцефалограммах у пациентов с идиопатическим сколиозом достоверно коррелируют с тяжестью деформации и характером течения заболевания.

3. Установленные особенности функционального состояния структур головного мозга у пациентов с идиопатическим сколиозом позволяют прогнозировать развитие патологической деформации позвоночного столба.

Объём и структура работы

Материалы диссертации представлены на 148 страницах машинописного текста и содержит следующие разделы: введение, четыре главы (обзор литературы, материалы и методы исследования, собственные результаты, обсуждение полученных результатов), заключение, выводы, практические рекомендации, библиографический список использованной литературы. Работа содержит 11 рисунков, 18 таблиц и два приложения. Список литературы содержит 243 источника, из них 154 отечественных и 89 зарубежных.

Апробация работы

Основные положения диссертации доложены и обсуждены на заседании нейрофизиологического общества (Санкт-Петербург, май 2008); на Всероссий-

ской научно-практической конференции «Количественная ЭЭГ и нейротера-пия» (апрель 2009), на УИ-ой ежегодной городской научно-практической конференции педиатров «Современные проблемы педиатрии» СПб МАЛО (октябрь 2009), на научно-практических конференциях в ВЦЦОиТ «Огонек» «Особенности диагностики и тактики ведения пациентов с неврологическими расстройствами при идиопатическом сколиозе» (март 2007, февраль 2009).

Публикации и внедрение результатов исследования

По теме диссертации опубликовано 6 научных работ, из них 2 — в журналах, рекомендованных ВАК Минобразования и науки РФ. По материалам работы написано три главы в монографиях.

Результаты исследования внедрены в практику лечебных учреждений Санкт-Петербурга: Восстановительного Центра детской ортопедии и травматологии «Огонек» и городского Восстановительного центра лечения детей с психоневрологической патологией. По результатам исследования проводятся лекционные и практические занятия на кафедре детской травматологии и ортопедии СПб МАЛО.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Объект и методы исследования

Под нашим наблюдением находилось 85 человек в возрасте от 12 до 14 лет, которые составили две группы. Первая группа «Сколиоз» включала 74 пациента с идиопатическим сколиозом. Дня обеспечения сравнительного анализа была взята вторая группа - «Контроль», в которую вошли 11 детей аналогичного возраста, не имевшие ортопедической и неврологической патологической симптоматики.

В соответствии с планом и протоколом исследования, у всех детей проведена комплексная диагностика: клинико-анамнестическая, клинико-неврологическая, клинико-ортопедическая, инструментальное ортопедическое обследование, включающее компьютерно-оптическую топографию спины (в динамике), электромиографию. Рентгенография позвоночного столба проводилась только у пациентов с идиопатическим сколиозом. Как указывалось выше, основным диагностическим методом в настоящей работе была клиническая электроэнцефалография с визуальной оценкой электроэнцефалограмм и последующей их обработкой по математической программе «анализа временной структуры ЭЭГ».

По результатам клинико-инструментального ортопедического обследования было установлено, что группа «Сколиоз» по своим медико-статистическим показателям оказалась типичной для данной категории больных.

На основании динамического наблюдения за этой группой установлен фактический характер течения заболевания. Для его квалификации использовано предложение К.КтёзГа1ег й а1. (1994): к «непрогрессирующим» отнесены деформации, прогрессирование которых в течение 1 года было не более чем на 5 градусов СоЬЫа, к «вялопрогрессирующим» - сколиозы с увеличением де-

формации на 6-9 градусов Cobb'а за 1 год, а к «бурнопрогрессирующим» - при увеличении фронтальной дуги на 10 и более градусов Cobb'а за 10-12 месяцев.

Электроэнцефалографическая диагностика. При обработке полученных электроэнцефалограмм использовалась как традиционная визуальная их оценка (Святогор И.А., 2000), так и анализ её временной структуры (Сороко С.И., Бек-шаев С.С., 1984). Последний уже зарекомендовал себя при обнаружении именно тонких, неявно выраженных изменений в состоянии головного мозга, что крайне актуально при работе с больными, имеющими идиопатический сколиоз, которые в своем большинстве не имеют ярко выраженной органической патологии головного мозга.

Регистрацию электроэнцефалограмм производили по полной стандартной схеме 10-20 (Jasper Н., 1958) с наложением 21-го хлорсеребрянного электрода-мостика с помощью 21-канального цифрового электроэнцефалографа фирмы «Мицар» (Санкт-Петербург) и пакета программного обеспечения WinEEG 1.5 (Пономарев В.А., Институт мозга человека, Санкт-Петербург). Электроэнцефалография осуществлялась в состоянии спокойного бодрствования и при воздействии функциональных нагрузок, в качестве которых использовались ритмическая фотостимуляция (РФС). Вспышки, мощностью 0,1 Дж и длительностью 50мкс, подавались дискретно через 2Гц в диапазоне от 2-х до 26-ти Гц. Применялась полоса пропускания электроэнцефалографического сигнала от 0,5 до 30 Гц и частотой оцифровки 250 Гц.

Результаты работы и их обсуждение

На первом этапе, этапе визуальной оценки полученных электроэнцефалограмм, у детей обеих групп («Сколиоз» и «Контроль») были зарегистрированы три фоновых паттерна осцилляций (по классификации И.А.Святогор, 2000). При этом у детей контрольной группы, помимо ожидаемых «нормальных» паттернов, которые наблюдались лишь в 45,5%, были зарегистрированы «талами-ческий» тип электроэнцефалограммы (45,5%), а в одном случае - «стволовой».

Однако, при сравнении результатов, полученных в группах «Сколиоз» и «Контроль», оказалось, что у пациентов с идиопатическим сколиозом нормальные корково-подкорковые взаимоотношения встречались в 2,5 раза реже, чем у здоровых детей (17,6% и 45,5% соответственно) за счет увеличения количества пациентов, имеющих изменения, характерные для «стволового» типа электроэнцефалограммы. Последние наблюдались в 43,2% случаев в группе «Сколиоз» и лишь в 9,0% в группе «Контроль». Кроме того, 33,8% больных с идиопатическим сколиозом имели пароксизмальные проявления в электроэнцефалограмме, полностью отсутствующие у здоровых.

По данным ритмической фотостимуляции (РФС), в отличие от большинства здоровых детей у пациентов со сколиозом отмечается усиление процессов возбуждения: 50,0% в группе «Сколиоз» против 18,2% в группе «Контроль».

После такого сопоставления обобщенных характеристик указанных групп было проведено сравнение фоновых и реактивных паттернов в подгруппах с непрогрессирующим, вялопрогрессирующим и бурнопрогрессирующим течением сколиоза. Оказалось, что у наших пациентов наблюдается отчетливая тен-

денция к уменьшению количества зарегистрированных «нормальных» паттернов электроэнцефалограмм за счет увеличения «стволового» и «таламического» типов. Так, если в группе «Контроль» детей с «нормальными» и «таламически-ми» паттернами примерно поровну, то в подгруппах пациентов с непрогрессирующим характером течения идиопатического сколиоза отмечается увеличение частоты паттернов «таламического» типа до 71,4%. В подгруппе с вялопрогрес-сирующим течением сколиоза зарегистрирован наибольший процент пароксиз-мальных изменений (46,2%).

По мере нарастания скорости прогрессирования деформации (подгруппа с бурнопрогрессирующим течением) отмечается уменьшение встречаемости изменений, локализующихся в таламической области, и смещение этих изменений в сторону их преобладания на уровне оральных отделов ствола, что является еще менее благоприятной картиной, с точки зрения нормальной работы головного мозга.

При общем же сопоставлении реактивных паттернов оказалось, что для всех трех подгрупп (группа «Сколиоз») было характерно увеличение процессов возбуждения по данным усвоения ритмов РФС по сравнению с контролем.

Необходимо отметить, что у детей из группы «Контроль», нормальный паттерн электроэнцефалограмм был зарегистрирован лишь в 45,5% случаев, и у такого же количества (45,5%) были выявлены такие изменения в электроэнцефалограмме, которые характерны для «таламического» типа. Данные изменения при отсутствии клинических проявлений заболеваний были расценены как вариант нормы для детей в пубертатном периоде, в течение которого происходят основные нейроэндокринные перемены в процессе созревания ребенка.

Таким образом, уже на первом этапе, при визуальном анализе электроэнцефалограмм были выявлены очевидные отличия паттернов биоэлектрической активности головного мозга, встречающихся у пациентов с идиопатическим сколиозом по сравнению со здоровыми детьми, и установлена преимущественная локализация областей головного мозга, нарушения в деятельности которых и формируют наблюдаемые нами картины. Помимо этого имеется зависимость выраженности обнаруженных изменений от «активности» процесса развития сколиотической деформации.

Для более углубленного понимания процессов, происходящих в головном мозге у таких пациентов, стандартное электроэицефалографическое обследование было дополнено углубленным компьютерным анализом временной структуры биоэлектрической активности мозга.

На первом этапе такого анализа проводилось сравнение всего массива электроэнцефалографических параметров, характеризующих временную организацию биоэлектрической активности головного мозга пациентов группы «Сколиоз» и группы «Контроль» по критерию Манна-Уитни.

В результате такого сопоставления установлено, что электроэнцефалограммы детей группы «Сколиоз» в целом достоверно отличается от таковых у здоровых детей по 18 параметрам. При более детальном сравнении, учитывающем степень тяжести заболевания, оказалось, что по мере её увеличения элек-

троэнцефалографическая картина у пациентов со сколиозом все больше начинает отличаться от той, что наблюдалась у детей здоровых. Так, электроэнцефалограммы пациентов с 1-ой степенью сколиоза различались от таковых у здоровых детей по 6 параметрам, у пациентов со П-ой степенью - по 9, у пациентов с Ш-ей степенью - уже по 13 параметрам. Наибольшие же отличия, при сравнении с данными, полученными в группе «Контроль», наблюдались у пациентов с Ш-ей степенью тяжести сколиоза (27 человек). Несмотря на то, что пациентов со П-ой степенью тяжести сколиоза в сравниваемых группах больше (36 человек), но таких различий было меньше на 1/3. Таким образом, количество отличающихся параметров не зависело от числа пациентов в сравниваемых группах.

Особо интересные результаты были получены при аналогичном сравнении электроэнцефалограмм здоровых детей и пациентов группы «Сколиоз» с учетом характера течения заболевания. Так электроэнцефалограммы детей с непрогрессирующими вариантами идиопатического сколиоза и детей группы «Контроль» различались лишь по двум параметрам. В это же время у больных с вялопрогрессирующими сколиозами число различий было уже по 6 параметрам, а при бурнопрогрессирующем его течении их количество достигало 18-ти. Аналогичное сравнение внутри самой группы «Сколиоз» между пациентами, имеющими разнонаправленные дуги искривления ([^.-правосторонний, Ь-левосторонний и 8-образный сколиоз) четких и достоверных закономерностей не установлено.

На следующих этапах сравнения электроэнцсфалографических параметров с использованием других статистических критериев (корреляционный анализ Спирмена, дискриминантиый анализ) при ориентации только на формальные показатели степени тяжести, достоверных различий между подгруппами установлено не было, что позволило основное внимание обратить на «активность» заболевания, т.е. на темп его прогрессировали.

Объяснение последнего обстоятельства может быть найдено в особенностях собственно биоэлектрической активности головного мозга и регистрирующей её электроэнцефалографии, которая позволяет установить не столько факт наличия дисфункций в его структурах, сколько их динамику во времени. Это позволяет считать, что с изменениями в электроэнцефалограмме связан не факт искривления позвоночного столба, а процесс его деформирования.

Именно поэтому дальнейшая обработка полученного материала проводилась в подгруппах пациентов разделенных не по степени тяжести сколиоза, а по характеру его течения, что обосновало следующий этап статистической обработки материала - корреляционный анализ переходов электроэнцефалографических ритмов. Он позволил выявить особенности во временной организации функционального стояния головного мозга у детей группы «Контроль» и у пациентов со всеми вариантами течения идиопатического сколиоза. Оказалось, что общее количество переходов одного ритма в другой практически идентично в группах здоровых детей и пациентов с непрогрессирующим и вялопрогресси-рущим течением заболеваниия (72 и 73 соответственно), а в группе пациентов с

И

бурнопрогрессирующими формами их практически в два раза меньше (39 связей). Причем большая часть переходов, относящихся к р- и 9- диапазонам являлись одинаковыми как для здоровых, так и для больных детей.

Увеличение количества волн 9-диапазона также наблюдается во всех подгруппах. В наибольшей степени это отмечено у здоровых детей (72% от всех достоверных переходов). Несколько меньше таких переходов было у пациентов с непрогрессирующим (63%), вялопрогрессирующим (57%) и бурнопрогресси-рующим (59%) течением сколиоза. Этот факт, факт практически одинаковой реакции, недостоверно коррелирующей с интенсивностью прогрессирования сколиоза, позволительно объяснить общей гиперфункцией гипоталамо-гипофизарных структур, которая сама по себе характерна для пубертатного периода и проявляется в норме высоким содержанием на электроэнцефалограммах волн именно этого диапазона.

Однако у пациентов с вялопрогрессирующим, а особенно с бурнопрогрес-сирующим характером течения идиопатического сколиоза наблюдается тенденция к «разрушению» прямых и обратных переходов между р- и 0-ритмами, т.е. рр и 09 переходы преобладают над Р8 и 9Р (16 и 10 по сравнению с 7 и 6). Такой характер связей, на наш взгляд, отражает разобщенность систем порождающих р- и 6- ритмику.

Кроме этого установлено, что электроэнцефалограммы здоровых детей и пациентов с непрогрессирующим и вялопрогрессирующим течением сколиоза, в отличие от случаев бурнопрогрессирующих, имеют гораздо более богатую структуру связей, включающую наличие переходов, относящихся и к а-диапазону (Ра, ар, аО и 0а), но которые полностью отсутствуют в подгруппе пациентов с бурнопрогрессирующим течением (рис.1)

Рисунок 1. Взаимодействие между основными диапазонами ритмов ЭЭГ в группах: I — здоровых детей; II - пациентов с непрогрессирующим течением идиопатического сколиоза; III - пациентов с вялопрогрессирующим течением идиопатического сколиоза; IV - пациентов с бурнопрогрессирующим течением идиопатического сколиоза.

При этом, особо следует отметить, что самое высокое количество волн а-диапазона регистрировалось у пациентов с вялопрогрессирующим течением

сколиоза. Однако это связано с увеличением переходов между а- и р- диапазонами - в этой подгруппе отмечается существенно большее количество связей между а- и р-диапазонами чем у здоровых детей (13 и 3 соответственно). Эти факты в совокупности с увеличением самого р-ритма указывают на функциональные изменения в оральных отделах ствола мозга, таламусе и заднем гипоталамусе, а так же на ослабление влияния стволовой ретикулярной формации на кору мозга, что по сути может отражать формирование своеобразного «а - р ядра».

По опубликованным данным, такое явление отражает начальные этапы общих для головного мозга дисфункциональных процессов. Если а-диапазон в целом является показателем нормального функционирования структур, то в сочетании с р-ритмом — это уже признак появления некоторого неблагополучия с невротическими и выраженными вегетативными дисфункциями. Кроме того в литературе есть сведения, что с углублением патологического процесса на смену этим связям приходят взаимодействия между р- и 9- диапазонами. Подобную трактовку полученных данных косвенно доказывают результаты клинико-психологического обследования детей с идиопатическим сколиозом, указывающих на значительное повышение уровня тревожности у данной категории больных.

Вместе с этим, если рассматривать переходы относящиеся к а-диапазону обязательными для нормальной электроэнцефалограммы, то у пациентов с бур-нопрогрессирующим течением сколиоза, в отличие от здоровых детей и пациентов с непрогрессирующим и вялопрогрессирующим характером заболевания, таких связей не зарегистрировано. В случае же вялопрогрессирующего течения сколиоза наблюдается относительное увеличение количества связей, относящихся к а-диапазону (18 или 24,6 % от всех значимых переходов) против 10-ти у здоровых детей (13,8 %).

Исходя из того, что электроэнцефалограммы здоровых детей является своего рода эталоном (так как возрастной состав наблюдаемых групп одинаков), увеличение количества этих переходов может быть связано с единственным отличием между двумя этими группами, а именно наличием ортопедической патологии и соответствующей ей симптоматики. Учитывая вялопрогрессирую-щий характер патологии, надо полагать, что увеличение количества переходов между электроэнцефалографическими компонентами, наблюдающимися и у здоровых, но отсутствующих у больных с бурнопрогрессирующим течением заболевания, является отражением напряжения систем регуляции, позволяющим сдерживать прогрессирование заболевания. А полное отсутствие связей в этих диапазонах у пациентов с «бурнопрогрессирующими сколиозами» проявлением уже декомпенсации в функционировании регулирующих структур.

Такая трактовка базируется на результатах и выводах исследований, проведенных на участниках полярных экспедиций и выполненных с применением такого же, как и в настоящей работе, метода анализа. Они показали, что в начальном периоде развития невротического синдрома в ходе полярной зимовки электроэнцефалограммы полярников характеризуется не только сдвигом её

частотного спектра в сторону быстрых частот ф-ритм), но и с увеличением количества 8-волн. Затем, при декомпенсации, происходит разрушение «ядра а-ритма» на что указывает исчезновение связей волн р- и 0-диапазонов с волнами а-диапазона. Другими словами, на смену а-ритму, являющихся у взрослых основным электроэнцефалографическим ритмом, основную роль в организации паттерна начинают играть Р- и 0-ядра. В общем состоянии у наблюдаемых полярников развивались явления декомпенсации с преобладанием возбудительных процессов. Очевидно, что с именно таким явлением мы столкнулись у пациентов из подгруппы с бурнопрогрессирующим течением идиопатического сколиоза, где связей волн а- диапазона с другими компонентами не зарегистрировано.

Таким образом, сопоставление результатов нашего исследования со сведениями из упоминаемых выше работ дает все основания для вывода: речь идет об идентичных процессах в регуляторных структурах головного мозга - о напряжении в их функционировании (при вялотекущей патологии) или о функциональной декомпенсации (при бурном патологическом процессе).

На следующем этапе исследования были изучены корреляции между всеми переходами электроэнцефалографических параметров (которые составили матрицу 157x157) по 21 отведению внутри каждой из четырех подгрупп: здоровые дети, пациенты с непрогрессирующим, вялопрогрессирующим и бурнопрогрессирующим течением идиопатического сколиоза. Оказалось, что в группе здоровых детей основными областями головного мозга, имеющими наибольшее количество связей с другими зонами, являются отведения Ог , Ррг и Р8 (по 6 связей), а также 02 (5 связей) (рис. 2).

Рисунок 2. Характер внутригрупповых корреляций переходов между отведениями ЭЭГ в группе здоровых детей (п=11).

Основное их направление - продольное, лобно-затылочное. Такая структура связей является характерной для нормальной деятельности мозга в состоянии спокойного бодрствования и отражает особенности интракортикальных и

корково-подкорковых взаимодействий в пределах полушарий с преимущественной локализацией в переднецентральных областях справа. Наши выводы находятся в полном соответствии с результатами Русинова B.C. с соавт. (1987), Алферовой В.В. и Фарбер ДА. (1990), Tucker D.M. et al., (1986).

Структура корреляционных связей у пациентов с вялопрогрессирующим характером течения сколиоза сходна с наблюдаемой у здоровых. Однако, несмотря на преобладание продольных интракортикальных (внутри одного полушария) связей, количество межполушарных (поперечных) больше, чем у здоровых. Только два отведения (Cz и F4) имеют по 6 связей, остальные по 3 и меньше (рис.3). Картина связей, наблюдаемая в подгруппе пациентов с непрогрессирующем течением сколиоза, занимает промежуточное положение между здоровыми детьми и пациентов с вялопрогрессирующим течением заболевания.

Рисунок 3. Характер внутригрупповых корреляций переходов параметров ЭЭГ в подгруппе пациентов с вялопрогрессирующим характером течения заболевания (п=13).

У пациентов же с бурнопрогрессирующим характером течения сколиоза картина корреляционных связей кардинально отличается от таковой у здоровых детей. В первую очередь обращает внимание явное доминирование межполушарных связей (2/3 от их общего числа). Корреляционные межполушарные связи, по мнению ведущих специалистов в области электроэнцефалографии, являются отражением преимущественно активности стволовых образований мозга (рис.4).

Ог ] 02

Рисунок 4. Характер внутригрупповых корреляций переходов параметров ЭЭГ в подгруппе пациентов с бурнопрогрессирующим характером течения заболевания (п=54). ■ ч-

С этой точки зрения, увеличение количества таких связей у пациентов со сколиозом (в сравнении со здоровыми детьми того же возраста) прямо указывает на существенное повышение активности именно на этом уровне. При этом основные изменения проходят через отведения (СЗ и С4), в которых ранее уже были обнаружены наиболее выраженные отклонения в электроэнцефалографических параметрах, в одной из немногих работ посвященных изучению особенностей электроэнцефалограмм при сколиозе (Соболев С.Т., 1991).

Кроме этого отметим, что в отличие от здоровых детей и пациентов с вяло-прогрессирующим течением сколиоза, у которых наиболее сильные корреляционные связи наблюдаются преимущественно в правом полушарии (затылочные и передне-центральные отведения, -Гго по литературным данным соответствует возрастной норме), у пациентов с бурнопрогрессирующим течением заболевания количество достоверных корреляционных связей больше в левом полушарии. 7

Наблюдаемое нами преобладание количества корреляционных связей у здоровых детей, так и у пациентов с непрогрессирующим и вялопрогресси-рующим течением идиопатического сколиоза в правом полушарии, по-видимому, является отражением повышенной активности структур диэнце-фальной области характерной и нормальной для пубертатного периода. Увеличение же количества корреляционных связей в левом полушарии у пациентов с бурнопрогрессирующим течением идиопатического сколиоза указывает скорее на повышенную активность стволовых, чем диэнцефальных структур. Основанием для такого заключения является результаты многочисленных исследова-; ний в этой области, свидетельствующие о преобладании функциональных связей правого полушария с деятельностью неспецифических диэнцефальных структур, а левого полушария - с активирующими системами ствола мозга.

Таким образом, и на этом этапе обработки материала можно сделать вывод: приведенные в нашей работе результаты и сопоставление их с выводами, полученными другими исследователями, позволяют трактовать наблюдаемые нами феномены как проявление дисфункций в центральных регуляторных структурах, в ряду которых первыми стоят диэнцефальные и стволовые.

Отметим, что выраженность этих дисфункциональных проявлений возрастает от здоровых детей (для которых они являются отражением нормальных нейроэндокринных перестроек пубертатного периода) к пациентам с вялопрог-рессирующим течением сколиоза (наблюдаемая картина может рассматриваться как проявление процессов «напряженной» компенсации) с последующим резким снижением количества межзональных связей с одновременным обеднением их палитры у пациентов с бурнопрогрессирующим характером заболевания.

Последнее может быть объяснено уже срывом компенсаторных реакций, ведущим к декомпенсации в деятельности центральных представительств эндокринной системы.

В свою очередь, наличие минимальных отличий в электроэнцефалограмме детей с непрогрессирующим течением сколиоза от здоровых детей может указывать на «удачную» реализацию компенсаторных механизмов и остановку прогрессирования деформации.

С точки зрения Г.Н. Крыжановского, патофизиологические механизмы нарушения функционирования рассматриваемого комплекса структур в первую очередь проявляются в дезинтеграционной природе патологических проявлений, патологический процесс (различной этиологии) нарушает существующие взаимосвязи, изменяет интегративный характер физиологических реакций и в результате чего усиливается проявление отдельных сторон деятельности, осуществляемой в нормальных физиологических условиях.

Придерживаясь аналогичных взглядов и говоря об идиопатическом сколиозе как о результате дизрегуляции, мы не имеем в виду какую-либо органическую патологию стволового или диэнцефалыюго уровня, хотя неврологическая микросимптоматика достаточно часто обнаруживается при клиническом обследовании таких больных, что подтверждается и собственными результатами (49% от всех обследованных нами больных) и данными, приводимыми другими авторами. В данном случае, речь, скорее всего, может идти о такой типовой патофизиологической реакции нервной системы, как «патологическая детерминанта» (Крыжановский Г.Н., 1980). Автор этого термина считает, что задачей любых регуляторных механизмов нервной системы является обеспечение физиологических границ реакции, без соблюдения которых физиологическая реакция теряет свое адаптивное значение. Она приобретает патологический характер и становится эндогенным механизмом дальнейшего развития патологического процесса - патологическим может стать любой нормальный физиологический процесс, если он не обеспечивает физиологическую меру реакции. В тех случаях когда имеется выход на периферию патологические эффекты, воз-

никающие в результате деятельности регуляторных структур, приводят к нарушениям в деятельности органов-мишеней (Крыжановский Г.Н., 1997).

В ряду таких мишеней в полной мере может оказаться и позвоночный столб с обслуживающим его нервно-мышечным аппаратом. Таким образом, получив сведения об очевидных функциональных нарушениях в структурах головного мозга в целом, мы обретаем право рассматривать идиопатический сколиоз как проявление так называемой дизрегуляторной патологии.

Конечной целью нашего исследования был поиск ответов на вопросы -существует ли характерный паттерн временной структуры электроэнцефалограмм для различной степени активности процесса прогрессирования идиопа-тического сколиоза и насколько устойчивым является такой паттерн. Решение этих вопросов позволяло вплотную подойти к разработке системы прогнозирования факта деформирования позвоночного столба и вероятности его прогрессирования.

Поэтому после выявления достоверных количественных различий между параметрами характеризующими временную организацию электроэнцефалограмм здоровых детей и пациентов с идиопатическим сколиозом, а следовательно и различий в характере организации функционирования головного мозга, нами был проведен анализ всей совокупности электроэнцефалографических параметров с использованием кластерного и общего дискриминантного анализа.

На основе сравнения средних величин и их дисперсии по каждому из исследуемых параметров (пациенты с идиопатическим сколиозом и здоровые дети), все наблюдения были объединены в ограниченное число групп (кластеров) внутри которых пациенты по совокупности всех исследуемых параметров (электроэнцефалографические параметры и некоторые клинические характеристики) сходны между собой, но отличаются от пациентов других групп. В настоящей работе был использован ''К-теапя-сЬ^епгщ", в котором все пациенты были разделены в заранее заданное количество кластеров.

Проверялось распределение пациентов по параметрам вероятностей переходов (всего 157 параметров) и по клиническим показателям (степень, форма, характер течения). Задача ставилась для 4, 5 и 6 кластеров. Наиболее устойчивым и физиологически обоснованным оказалось объединение пациентов на 5 кластеров.

При подробном рассмотрении каждого кластера (из пяти) были получены следующие результаты. Первый, самый большой из них по составу кластер (37 случаев) объединил только пациентов с идиопатическим сколиозом, имеющими вяло- и бурнопрогрессирующее течение заболевания. Отметим, что 83,7% пациентов этого кластера имели бурнопрогрессирующее течение.

Учитывая достаточную субъективность определения «вялопрогрессирую-щий сколиоз», надо полагать, этот процент еще выше. В этой же группе наибольшее число пациентов с Ш-ГУ-ой степенями тяжести (45,9 % от общего числа). Таким образом, данную группу, можно охарактеризовать, как группу с бурнопрогрессирующим течением сколиоза.

Во второй кластер (20 человек), так же как и в первый, попали только «вя-лопрогрессирующие» и «бурнопрогрессирующие» сколиозы (85,0% и 15,0%). Главным отличием от первого кластера здесь оказался возраст детей: они были моложе, чем дети в первом кластере. В частности, пациенты 12-ти лет составили 65,0%, 13 лет - 35 %, а в возрасте 14 лет - ни одного ребенка (в первом кластере их было 27,0 %). Такая возрастная характеристика второго кластера и прогрессирующий характер заболевания с высокой степенью вероятности позволяют ожидать дальнейшее утяжеление их состояния по мере взросления пациентов. Таким образом, данную группу можно охарактеризовать как группу с особо агрессивным течением идиопатического сколиоза.

Третий кластер (9 человек), выделенный в ходе анализа, может характеризоваться как благополучный и благоприятный в плане прогнозирования исхода заболевания. Эти пациенты характеризуются более легким течением заболевания. Так, у 77,8% пациентов этой группы оказались «непрогрессирующие сколиозы» с 1-ой степенью тяжести (88,9%), а в остальных случаях - так называемое вялопрогрессирующее течение, но при этом в 88,9% они были в возрасте 13-14 лет, когда прогрессирование уже маловероятно.

Четвертый кластер - 8 человек. Данная группа довольно разнородна по составу, тем не менее, ее отличительной особенностью оказалось наличие в ней только пациентов в возрасте 12 лет. В эту группу вошли только больные дети с вялопрогрессирующим (25%) и бурнопрогрессирующим (75%) течением сколиоза. Интересно отметить, что в эту группу не попали пациенты с Э-образной формой сколиоза.

Пятый полученный кластер собрал только здоровых детей (11 человек). Следует отметить, что данная группа оказалась очень устойчива и выделялась в виде независимого кластера при любом количестве произвольно задаваемых классификационных групп.

Поэтапное исключение из обработки отдельных показателей (пола, возраста, степени тяжести, формы и характера течения заболевания), хотя и приводило к некоторому изменению кластеров, однако в целом их структура сохранялась. Обращает на себя внимание то, что структура кластера, содержащая электроэнцефалограммы здоровых детей, сохраняется на 90,9% - 100%, при любом разделении: на четыре, пять и шесть кластеров. Это свидетельствует как о достаточно близкой структуре организации электроэнцефалограмм в группе «Контроль», а также о явных отличиях от таковой у пациентов страдающих идиопа-тическим сколиозом.

На заключительном этапе работы была сделана оценка возможности использования полученной базы данных о временной структуре электроэнцефалограмм пациентов с идиопатическим сколиозом для прогнозирования прогрес-сирования деформации. Для этого был применен общий дискриминантный анализ, который используется в медицине с целью дифференциальной диагностики, прогнозирования осложнений или течения заболевания.

Дискриминантный анализ позволяет выявить различия между группами и помогает классифицировать объекты (в данном случае электроэнцефалографи-

ческие паттерны каждого из обследованных детей) по принципу их максимального сходства, что предоставляет возможность отнести электроэнцефалограмму обследуемого (как здорового ребенка, так и больного со сколиозом) к одной из исследуемых групп («здоровые дети», «непрогрессирующие», «вялопрогрес-сирующие» и «бурнопрогрессирующие» сколиозы) по принципу наибольшего сходства индивидуального временного электроэнцефалографического паттерна с паттерном, характерным для той или иной группы.

Применение пошагового дискриминантного анализа с поэтапным включением данных позволило выявить наиболее значимые электроэнцефалографические параметры, которые лучше предсказывают характер прогрессирования. Оказалось, что только 71 параметр из 157-ми, используемых для анализа электроэнцефалограмм, были достоверно значимыми (являлись дискриминаторами) для разделения пациентов на вышеуказанные группы.

Оказалось, что наиболее важными для разделения пациентов по группам являются параметры переходов в отведениях Б4, Б2 (100%) С г, СЗ, ТЗ (83-88%) и в несколько меньшей степени Рр1, Ррг, РЗ и С4 (71-78%). Приведенные обозначения точек регистрации электроэнцефалограмм четко указывают, что выявленные нами феномены во временной организации деятельности головного мозга связаны с лобно-центральными его областями, что, к тому же, подтверждает результаты, полученные ранее, но другими методами. Добавим, что использование конкретно этих результатов и выводов при прогнозировании развития идиопатического сколиоза обеспечит целенаправленный анализ электроэнцефалографической информации.

По результатам проведенного исключительно по электроэнцефалографическим параметрам дискриминантного анализа процент совпадения компьютерной классификации по показателю «характер течения заболевания» с результатами клинической оценки, полученной при фактическом наблюдении за детьми из группы «Сколиоз», в целом составил 96,5%.

В подгруппе с бурнопрогрессирующим течением идиопатического сколиоза процент правильного совпадения достигал 98,1%, а среди здоровых детей и пациентов с непрогрессирующим характером заболевания даже 100%. И лишь в группе с вялопрогрессирующим течением этот показатель был ниже - 84%.

Надо полагать, что последнее обстоятельство связано с тем, что оценка прогрессирования все же в достаточной степени субъективна и устанавливается ретроспективно по истечении достаточно длительного периода времени (динамика деформации оценивается за период от 6 до 12 месяцев). В первую очередь это относится к «вялопрогрессирующим» формам, которые в любое время могут стать «бурнопрогрессирующими». Тогда как результаты электроэнцефалографии дают интегративную оценку состояния регуляторных систем на настоящий момент и являются своего рода показателем нарушений, являющихся во времени физиологическим базисом будущих изменений.

Надежность классификации получила подтверждение в практической реализации результатов настоящей работы в клинике ВЦЦОиТ «Огонек», имеющей всю необходимую диагностическую аппаратуру.

Таким образом, анализ показателей взаимных переходов ритмов с помощью общего диекриминантного анализа выявил высокую степень специфичности электроэнцефалографических паттернов характерных для вялопрогресси-рующего и бурнопрогрессирующего течения идиопатического сколиоза и при этом существенно отличающихся от возрастной нормы. При упрощении и автоматизации процесса обработки электроэнцефалограмм и увеличения нормативной базы данный метод может быть успешно использован для прогнозирования прогрессирования деформации в широкой клинической практике.

Заключение

Все вышеизложенное позволяет прийти к нескольким общим выводам о характере функционирования головного мозга у пациентов с идиопатическим сколиозом. Можно считать установленным факт, что характер биоэлектрической активности головного мозга у пациентов с идиопатическим сколиозом существенно отличается от биоэлектрической активности, регистрируемой у здоровых детей того же возраста. Наблюдаемые отличия являются отражением регуляторных дисфункций в деятельности стволовых и диэнцефальных структур головного мозга. Они проявляется в первую очередь не столько в изменении количественных параметров электроэнцефалограммы, сколько в нарушении ее тонкой временной организационной структуры. Выраженность наблюдаемых отклонений закономерно нарастает по мере утяжеления состояния. Но учитывая очевидную иерархичность в отношениях между центральной нервной системой и позвоночным столбом, первичными следует считать изменения в структурах головного мозга. Поэтому полагаем, что определенному и характерному патологическому паттерну биоэлектрической активности головного мозга, отражающему особенности функционирования мозга на различных этапах развития ребенка соответствует ответная периферическая реакция в виде непрогрессирующего, вялопрогрессирующего или бурнопрогрессирующего течения идиопатического сколиоза.

Рассматривая идиопатический сколиоз с позиции дизрегуляторной патологии позволительно предполагать, что при внутреннем восстановлении до нормы структур диэнцефальной области допускается прекращение развития периферической реакции в виде трехплоскостной деформации. Но логично допущение, что при формировании устойчивого функционального образования из комплекса уже патологически гиперактивных нейронов, оно выходит из-под самоконтроля и делает невозможным процесс регуляции ее деятельности. По словам Н.П. Бехтеревой (1980): «... в клинической практике мы имеем дело прежде всего с проявлениями гиперактивности этих структур, а не с проявлениями их собственно поражения». На периферии отражением этой ситуации у детей с идиопатическим сколиозом является длительное, неконтролируемое, асимметричное изменение тонуса мышц, обслуживающих позвоночник.

Все это, на наш взгляд, является достаточным основанием для включения неврологической составляющей в комплексную диагностику и в разработку новых методов лечении детей с идиопатическим сколиозом. Среди последних можно назвать физиотерапевтические методы направленного воздействия на

структуры головного мозга, такие как магнитные и электрические транскраниальные микрополяризации и стимуляции головного мозга. В этот же ряд неврологической курации могут быть включены средства из арсенала современной фармакологии, направленные на торможение гиперактивных структур головного мозга, схемы чего уже предложены Г.Н. Крыжановским (1997).

Выводы

1. Электроэнцефалограмма детей с идиопатическим сколиозом достоверно отличается от электроэнцефалограммы здоровых детей того же возраста. Вместе с этим в них в обоих случаях находят отражения особенности функционального состояния головного мозга, которые связаны с его созреванием в пубертатный период.

2. Изменения в нормальной временной организации работы структур головного мозга достоверно коррелируются с развитием у детей пубертаного возраста идиопатического сколиоза. Нарастание изменений в биоэлектрической активности головного мозга сопровождается увеличением скорости прогрессиро-вания сколиотической деформации и усилением её выраженности (степени тяжести).

3. При различных уровнях преимущественных изменений в функциональном состоянии головного мозга наблюдаются различные варианты течения идиопатического сколиоза. Для «запуска» процесса патологического трехпло-скостного деформирования позвоночного столба достаточно дисфункциональных изменений в структурах диэнцефального уровня. В дальнейшем, при вовлечении структур стволового уровня (о чем свидетельствует дезорганизация паттерна электроэнцефалограммы) и невозможности головного мозга восстановить временную физиологически нормальную организацию своего функционирования и устранить возникший дисбаланс, усугубляется клинически значимая симптоматика деформирующегося позвоночного столба.

4. Исходя из иерархичности отношений между структурами головного мозга и тканями опорно-двигательного аппарата, полученные результаты позволяют считать, что изменения в функциональном состоянии головного мозга у пациентов с идиопатическим сколиозом являются патогенетическим фактором и проявляются на «периферии» в виде идиопатического сколиоза.

5. Дня выявления значимых отклонений во временной организации функционального состояния головного мозга и определения уровня преимущественного её нарушения необходимо применение специализированных программ обработки электроэнцефалограмм (метод «анализа временной структуры ЭЭГ»), Диагностика указанных нарушений позволяет достоверно прогнозировать характер течения идиопатического сколиоза (непрогрессирующее, вялопрогрес-сирующее, бурнопрогрессирующее).

6. По результатам проведенной работы становится обоснованным и целесообразным предложение о включении в клиническую практику лечения идиопатического сколиоза методов направленной коррекции отклонений в функционировании структур диэнцефального и стволового уровня головного мозга. В

ряд таких методов могут быть включены транскраниальная электрополяризация и транскраниальная магнитная стимуляция, а также медикаментозные препараты (вегетотропные).

Практические рекомендации

1. Элекгроэнцефалографическая диагностика должна быть включена в протокол обязательного обследования детей, имеющих клинико-рентгенологическую картину идиопатического сколиоза. Обработка полученных данных по методикам, изложенным в настоящем исследовании, позволит иметь достоверные критерии для прогноза течения указанного заболевания, что необходимо для выбора тактики лечения.

2. Для целенаправленной коррекции установленных в настоящей работе отклонений в функциональном состоянии центральных регуляторных структур, участвующих в патогенезе идиопатического сколиоза, в схему комплексного его лечения допустимо включать транскраниальную микрополяризацию головного мозга (ТКМП), разработанную в НИИ экспериментальной медицины РАМН и в настоящее время широко используемую при неврологической патологии различного генеза как в России, так и за рубежом.

Список научных трудов по теме диссертации

1. Дудин М.Г. К вопросу об этиопатогенезе идиопатического сколиоза / М.Г. Дудин, Д.Ю. Пинчук, С.С. Бекшаев, И.А. Святогор, О.Д. Пинчук, С.А. Бумакова, В.Б. Павлова, Д.О. Рыбка // Хирургия позвоночника. - 2006. -№4 . - С. 18-25.

2. Бекшаев С.С. Исследование особенностей функционирования центральной нервной системы детей с идиопатическим сколиозом с помощью метода 3DLocEEG / С.С. Бекшаев, С.А. Бумакова, О.Д. Пинчук, Д.Ю. Пинчук, М.Г. Дудин // Хирургия позвоночника. - 2007. - №2. - С.40-48.

3. Павлова В.Б. Вассерман М.В., Сирбиладзе К.Т., Пинчук О.Д. Глава 12. Результаты обработки протоколов сеансов транскраниальной микрополяризации головного мозга. // Пинчук Д.Ю. Транскраниальные микрополяризации головного мозга. Клиника. Физиология. Монография СПб, 2007. - C.4I6-445.

4. Пинчук Д.Ю. Исследование количества источников дипольной активности в различных образованиях головного мозга у детей с идиопатическим сколиозом / С.С. Бекшаев, С.А. Бумакова, О.Д. Пинчук, М.Г. Дудин // Материалы четвертого международного конгресса «Восстановительная медицина и реабилитация 2007». -М., 2007. - С. 66.

5. Пинчук Д.Ю. Изменение биоэлектрической активности в системе супра-хиазмальные ядра-шишковидная железа у детей с идиопатическим сколиозом. / Д.Ю. Пинчук, С.С. Бекшаев, С.А. Бумакова, О.Д. Пинчук, М.Г. Дудин // Сб.материалов II Всероссийской научно-практической конференции «Количественная ЭЭГ и нейротерапия». - СПб., 2009. - С. 44-45.

6. Pinchuk O.D. EEG diagnostics as Adolescent Idiopathic Scoliosis character development prognostication/ Pinchuk O.D., Bekshaev S.S., Pinchuk D.Y., Dudin M.G. //4th Europaediatrics Congress - Moscow, 3-6 July 2009 - p.515

7. Пинчук О.Д. Коррекция последствий перинатального поражения нервной системы у детей с помощью транскраниальных микрополяризаций на догоспитальном этапе / О.Д. Пинчук, В.М. Шайтор, Д.Ю. Пинчук //Скорая медицииская помощь. - 2009. - №2. - С.70-73.

8. Пинчук Д.Ю. Особенности фоновой биоэлектрической активности в системе «Супрахиазмальные ядра-шишковидная железа» у детей с идиопатиче-ским сколиозом. / Д.Ю. Пинчук, С.С. Бекшаев, С.А. Бумакова, О.Д. Пинчук, М.Г. Дудин // Материалы республиканской научно-практической конференции «Развитие вертебрологии на современном этапе».- Минск, 2009. - С. 301-303.

9. Бекшаев С.С., Бумакова С.А., Пинчук О.Д., Святогор И.А. Раздел 5. Методы диагностики идиопатического сколиоза. Электроэнцефалографическая диагностика (ЭЭГ) // Дудин М.Г. Пинчук Д.Ю. Идиопатический сколиоз: диагностика, патогенез. Монография СПб, 2009. - С. 189-196.

10. Бекшаев С.С., Бумакова С.А., Пинчук О.Д., Святогор И.А. Раздел 8. Директивные системы при идиопатическом сколиозе. Нервная система. // Дудин М.Г. Пинчук Д.Ю. Идиопатический сколиоз: диагностика, патогенез. Монография СПб, 2009. - С.275-280.

Актуальность исследования

Еще 150 лет тому назад выдающийся ученый, основоположник клеточной теории Р.Вирхов писал «болезнь начинается с недостаточности регуля-торного аппарата» (цит. по Г.Н. Крыжановскому, 1997). А сам академик Г.Н. Крыжановский (2002), крупнейший патофизиолог современности, уже на фактическом материале делает вывод: «весьма обширный класс заболеваний возникает не вследствие первичного повреждения органа, а в результате первичных нарушений в аппарате его регуляции». Это значит, что причины клинически значимой патологической симптоматики в исполнительских органах и тканях надо искать в системах их управления и контроля, среди которых одной из главных считается нервная.

Вместе с этим, несмотря на то, что большинство процессов протекающих в организме человека контролируются структурами головного и спинного мозга, далеко не всегда установлено - являются ли эти изменения в указанных структурах нервной системы причиной или следствием конкретного заболевания.

В детской ортопедии достаточно большой перечень заболеваний и нарушений в полной мере можно отнести к условной группе пограничной патологии - с этими заболеваниями работают как классические ортопеды, так и неврологи. В качестве примера можно назвать большую группу миопатий (Яхно H.H. с соавт., 1997; Гринио Л.П., 2004), все варианты детских церебральных параличей (Семенова К.А, Махмудова Н.М., 1979; Бадалян JI.O., 1984), артрогрипоз (Петрова Е.В. 2008) и др. Эти наблюдения даже привели ряд ведущих специалистов в области ортопедии и неврологии к идее о необходимости выделения в отдельную область медицины такого направления, как детская нейроортопедия (Чаклин В.Д., Абальмасова Е.А., 1973; Ратнер А.Ю., 1985, 1990). Практика детской ортопедии показывает, что рассмотрение большого ряда заболеваний опорно-двигательного аппарата с неврологических позиций позволяет не только иначе взглянуть на их патогенез, но и совершено по-новому подходить к вопросам тактики и стратегии лечения.

В этот ряд в полной мере могут быть отнесены сколиотические деформации, среди которых наиболее загадочный - идиопатический сколиоз. Это аргументируется хотя бы тем, что позвоночный столб является сложнейшим анатомо-физиологическим комплексом, в котором самым тесным образом костно-связочно-мышечный сегмент опорно-двигательного аппарата связан со спинным мозгом, неотъемлемым отделом нервной системы.

Распространенность этого сколиоза, по результатам исследования различных авторов, в среднем колеблется от 1% до 9% среди детского населения (Мовшович И.А., 1963; Закревский Л.К., 1966; Ляндрес З.А., Закревский JI.K., 1967; Казьмин А.И., 1968; Казьмин А.И., Фищенко В.Я., 1974; Казьмин

A.И. с соавт., 1981; Кон И.И., 1972; Казакова Т.Л., 1976; Цивьян Я.Л., Зайд-ман A.M., 1978; Шувчинская В.В., 1981; Андрианов В.Л. с соавт., 1985; Никитина Г.И., 1991; Фафенрот В.А., 1991; Шубкин В.Н:, 1991; Михайловский М.В., Фомичев Н.Г., 2002; Садовой М.А. с соавт., 2004). Более высокие статистические показатели, встречающиеся в литературе, по всей видимости обусловлены различиями в подходах к диагностике заболевания. Однако подавляющее число авторов сходятся во мнении — идиопатический сколиоз является самой распространенной, клинически значимой патологической деформацией позвоночного столба у детей и подростков.

Вместе с этим установлено, что идиопатический сколиоз не является заболеванием, затрагивающим только костный скелет. Так, по мере нарастания патологической деформации, страдают сердечно-сосудистая (Данилов

B.Ф., 1991; Корнилов Н.В., Грязнухин Э.Г., 1994; Ульрих Э.В. с соавт., 1997; Андрющенко О.М. с соавт., 1998, 2000; Мутовкина В.Г. с соавт., 2003 и др.), дыхательная (Фищенко В.Я. с соавт, 1982; Шумская Т.Н., 1981; Гэлли Р.Л. с соавт., 1995; Muirhead A., Conner A.N., 1985; Refsum Н.Е. et al., 1990; Pehrsson К. et al., 1991, 2001 и др.), мочевыделительная системы и желудочно-кишечный тракт (Кузнецова Л.Г., Риц И.А., 1978; Ахмедов Ш.Б. с соавт,

1985; Ульрих Э.В., 1995; Абрамова Е.А., 2002; Черноземов В.Г. с соавт, 2002 и др.). Не остается безучастной и нервная система (Григорьев М.А., 1996; Шатохин В.Д., 2005; Kessen W. et al., 1992; Woods L.A. et al, 1995 и др.). Совокупность этих изменений у пациентов со сколиозом привело в конечном итоге к возникновению термина «сколиотическая болезнь» (Цивьян Я.Л., 1972; Чаклин В. Д., Абальмасова Е.А., 1973).

Несмотря на многовековую историю изучения этого заболевания, краеугольные вопросы этиологии, патогенеза и лечения идиопатического сколиоза до сих пор продолжают привлекать внимание исследователей. Об этом свидетельствует огромное количество публикаций мультидис-циплинарного характера, относящиеся к поиску решения «старой и вечно юной проблемы» (Чаклин В.Д. , Абальмасова Е.А., 1973). Сегодня позволительно утверждать — данная проблема перестала быть прерогативой ортопедов.

В страдании, известном еще со времен Гиппократа, до настоящего времени остается много неясного. Если его клинико-рентгенологическая картина описана в литературе достаточно подробно, то вопросы этиологии и патогенеза не имеют окончательного ответа.

Пристальное внимание к проблеме сколиоза в целом, и сколиоза идиопатического в частности, обусловлено не только широкой его распространенностью среди детского населения, но и отсутствием по-настоящему эффективного лечения. Идиопатический сколиоз - единственное заболевание в детской ортопедической практике, лечение которого является весьма неблагодарным трудом. «Пожалуй, ни одно заболевание в ортопедо-травмато-логической клинике не доставляет столько забот врачу, не приносит столько разочарования и больному, и врачу, как сколиотическая болезнь» (Цивьян Я. Л., 1972).

Таким образом, решение задач по разработке эффективных методов лечения идиопатического сколиоза требует предварительного получения ответов на вопросы, связанные с патогенезом данного заболевания.

Среди множества характеристик идиопатического сколиоза самым бесспорным и общепризнанным фактом остается связь его возникновения и развития с процессом роста ребенка (Duval-Beaupere G. et al., 1970).

Работы В.И. Осташко (1964), А.И. Казьмина, ВЛ.Фищенко (1974), E.H. Бахтиной (1990) и М.Г. Дудина (1993) убедительно показали роль эндокринной системы в патогенезе идиопатического сколиоза за счет влияния ос-теотропных гормонов на процессы роста костной ткани. При этом М.Г. Ду-дин (1993) делает предположение, что суть причины трехплоскостной деформации позвоночного столба - в функциональном «конфликте» между эндокринной и нервной системами. Эта мысль прослеживается и в его последующих работах (Дудин М.Г. с соавт., 2006; Дудин М.Г., Пинчук Д.Ю., 2009).

О некоторых особенностях состояния нервной системы у детей с идио-патическим сколиозом, как втором участнике указанного «конфликта», писали многие авторы (Скрыгин В.П., 1953; Абальмасова Е.А., 1965; Цивьян Я.Л., Лившиц Д.Н., 1972; Рябкова Е.Г. с соавт., 1981; Шевченко С.Д., Весе-лова И.В., 1981; Ратнер А.Ю., 1990; Яновский A.M., 1995 и др.). Однако приведенные в этих работах сведения касались в основном дисфункций со стороны спинного мозга, вегетативных отделов и периферического звена нервной системы. Изучению же функционального состояния головного мозга у пациентов с идиопатическим сколиозом посвящены буквально единичные публикации (Мальцева Е.В., Воронович И.Р., 1967; Соболев С.Т., 1991; Бутуханов В.В. с соавт., 2002; Lukeschitsch G. et. al., 1980; Robb J.E. et. al., 1986; Dretakis E.K. et. al., 1988; Goldberg C.J. et al., 1995; Manzoni D., Miele F., 2002). При этом в поле внимания авторов находились, как правило, либо отдельные зоны головного мозга, либо отдельные его функции. Объяснение этому видится в отсутствии в распоряжении исследователей соответствующей методологии, обеспеченной необходимым аппаратно-инструмен-тальным комплексом.

Между тем, технические разработки в этом направлении, возможность широкого использования компьютерных и математических технологий (Со-роко С.И., Бекшаев С.С., 1984) сегодня позволяют осуществить изучение особенностей функционального состояния головного мозга и их роли в патогенезе идиопатического сколиоза.

Цель исследования: изучить особенности функционального состояния головного мозга у пациентов с идиопатическим сколиозом, установить их роль в патогенезе заболевания и прогностическую значимость, а также предложить направления их лечебной коррекции.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

1. Выявить особенности функциональной организации головного мозга у здоровых детей (не имеющих ортопедической и неврологической патологии) и у детей с идиопатическим сколиозом, используя метод стандартной электроэнцефалографии.

2. Обосновать и разработать для, ортопедической практики методику электроэнцефалографической диагностики с обработкой данных по методу «вероятностей переходов», позволяющей оценивать временную организацию функционирования головного мозга.

3. Провести сравнительный анализ результатов-обработки стандартных электроэнцефалограмм, полученных на основе метода «вероятностей переходов» при обследовании детей с идиопатическим сколиозом и у детей контрольной группы.

4. Провести сравнительный анализ данных полученных при обследовании детей с идиопатическим сколиозом внутри группы и их корреляцию с клиническими характеристиками заболевания (форма, степень тяжести, течение сколиотической деформации, возраст и др.).

5. Определить роль выявленных особенностей функционального состояния головного мозга в патогенезе идиопатического сколиоза и их прогностическую значимость.

6. Обосновать направления коррекции функционального состояния головного мозга с целью включения их в систему комплексного лечения идиопатического сколиоза.

Научная новизна результатов работы

Впервые получены сведения об особенностях функционального состояния головного мозга у пациентов с идиопатическим сколиозом.

Впервые установлены достоверные отличия во временной организации электроэнцефалограммы детей с идиопатическим сколиозом от здоровых детей того же возраста. Установлена корреляционная связь между показателями электроэнцефалографического обследования и клинико-рентгеноло-гическими характеристиками идиопатического сколиоза (величина деформации и темпы её прогрессирования).

Впервые установлены основные характеристики электроэнцефалографической картины у пациентов с различным характером течения идиопатического сколиоза, что позволяет с высокой степенью вероятности прогнозировать течение заболевания.

Впервые научно обосновывается применение метода транскраниальных микрополяризаций головного мозга в системе комплексного лечения больных с идиопатическим сколиозом.

Подтверждены имеющиеся в литературе единичные сведения о возрастных особенностях электроэнцефалограммы подростков в период полового созревания.

Практическая ценность работы

В распоряжение практических врачей-ортопедов поступает неин-вазивный, высокоинформативный, доступный для широкой практики метод диагностики функционального состояния структур головного мозга, позволяющий достаточно достоверно прогнозировать характер течения идиопатического сколиоза.

Фундаментальное значение для практики имеют новые сведения о роли функционального состояния структур головного мозга в патогенезе идиопа-тического сколиоза, расширяющие результативный поиск новых эффективных методик лечения и профилактики данного заболевания.

Обосновано практическое применение методов коррекции выявленных отклонений в функциональном состоянии структур головного мозга у детей с идиопатическим сколиозом. Последнее обстоятельство расширяет на практике возможности системы комплексного лечения данной категории пациентов.

Основные положения, выносимые на защиту

1. В функциональном состоянии структур головного мозга у детей с идиопатическим сколиозом в сравнении с детьми того же возраста без ортопедической патологии имеются достоверные отличия.

2. Выявленные изменения в электроэнцефалограммах у пациентов с идиопатическим сколиозом достоверно коррелируют с тяжестью деформации и характером течения заболевания.

3. Установленные особенности функционального состояния структур головного мозга у пациентов с идиопатическим сколиозом позволяют прогнозировать развитие патологической деформации позвоночного столба.

Объём и структура работы

Выводы.

1. Электроэнцефалограмма детей с идиопатическим сколиозом достоверно отличается от электроэнцефалограммы здоровых детей того же возраста. Вместе с этим в них в обоих случаях находят отражения особенности функционального состояния головного мозга, которые связаны с его созреванием в пубертатный период.

2. Изменения в нормальной временной организации работы структур головного мозга достоверно коррелируются с развитием у детей пуберта-ного возраста идиопатического сколиоза. Нарастание изменений в биоэлектрической активности головного мозга сопровождается увеличением скорости прогрессирования сколиотической деформации и усилением её выраженности (степени тяжести).

3. При различных уровнях преимущественных изменений в функциональном состоянии головного мозга наблюдаются различные варианты течения идиопатического сколиоза. Для «запуска» процесса патологического трехплоскостного деформирования позвоночного столба достаточно дисфункциональных изменений в структурах диэнцефального уровня. В дальнейшем, при вовлечении структур стволового уровня (о чем свидетельствует дезорганизация паттерна электроэнцефалограммы) и невозможности головного мозга восстановить временную физиологически нормальную организацию своего функционирования и устранить возникший дисбаланс, усугубляется клинически значимая симптоматика деформирующегося позвоночного столба.

Исходя из иерархичности отношений между структурами головного мозга и тканями опорно-двигательного аппарата, полученные результаты позволяют считать, что изменения в функциональном состоянии головного мозга у пациентов с идиопатическим сколиозом являются патогенетическим фактором и проявляются на «периферии» в виде идиопа-тического сколиоза.

Для выявления значимых отклонений во временной организации функционального состояния головного мозга« и определения уровня преимущественного её нарушения необходимо применение специализированных программ обработки электроэнцефалограмм (метод анализа временной структуры ЭЭГ). Диагностика указанных нарушений позволяет достоверно прогнозировать характер течения идиопатического сколиоза (непрогрессирующее, вялопрогрессирующее, бурнопрогрессирующее). По результатам проведенной работы становится обоснованным и целесообразным предложение о включении в клиническую практику лечения идиопатического сколиоза методов направленной коррекции отклонений в функционировании структур диэнцефального и стволового уровня головного мозга. В ряд таких методов могут быть включены транскраниальная электрополяризация и транскраниальная магнитная стимуляция, а также медикаментозные препараты (вегетотропные).