Клиническое обследование пациента в остром периоде спинальной травмы на шейном уровне является первичным, обязательным и наиболее информативным методом диагностики [1]. Применение нейрофизиологических методов происходит позднее, однако уже в раннем периоде позволяет обоснованно прогнозировать восстановление функций ходьбы [2, 3], верхней конечности [4, 5], мочевого пузыря [6], предсказать появление вегетативной дизрефлексии [7]. Стимуляционная электронейромиография (CЭНМГ) используется для диагностики типа пареза в мышцах кисти — отсутствие суммарного мышечного потенциала (СМП) при стимуляции срединного и локтевого нервов ассоциировано с развитием вялого пареза мышц кисти [8], для определения степени повреждения нижнего мотонейрона на ранних сроках после спинальной травмы [9], а также времени окончания периода спинального шока, которое характеризуется увеличением представленности F-волны [10]. В дальнейшем это позволяет более точно планировать и индивидуализировать построение реабилитационных программ.
После спинномозговой травмы существует риск дегенерации двигательных аксонов каудальнее места повреждения [11, 12]. Так, спонтанная активность в мышцах ног обнаруживается у 92% пациентов с посттравматической цервикальной миелопатией (ПЦМ) к концу 1-го года [11]. H. Van De Meent и соавт. [13] обнаружили значимое уменьшение числа аксонов в периферических нервах у пациентов с полным повреждением в первые 5—9 мес после травмы (снижение СМП с локтевого нерва на 15—18%; с большеберцового нерва на 50—57%), которое в дальнейшем в локтевом нерве носило частично обратимый характер. Последнее может быть обусловлено контузией спинного мозга, которая распространяется на 2—4 сегмента дистальнее уровня травмы.
При повреждении конуса спинного мозга нормальные СМП обнаруживаются только у 7% пациентов, а у 71% отмечается полное отсутствие СМП при стимуляции большеберцового нерва уже в первые 1—2 нед после спинномозговой травмы [14]. У пациентов с ПЦМ около 1/2 СМП со срединного и локтевого нервов уже в первые 2 нед патологически снижены [15].
Цель работы — изучить нейрофизиологические механизмы формирования двигательного дефицита у больных с ПЦМ.
Материал и методы
Пациентов классифицировали по структурному принципу в соответствии с международным стандартом неврологической классификации травмы спинного мозга Американской ассоциации спинальной травмы (International Standards for Neurological Classification of Spinal Cord Injury, ISNSCI) [16]: А — «полное повреждение» (отсутствие движений и чувствительных функций в нижних сакральных сегментах), B — «неполное чувствительное» (отсутствуют двигательные функции ниже уровня поражения, сохранена чувствительность в дерматомах S4—5), C — «неполное чувствительное и двигательное» (в ключевых мышцах >5 парных миотомов (10) мышечная сила ниже неврологического уровня <3 баллов), D — более 1/2 пар ключевых мышц имеют силу >3 баллов, E — норма чувствительных и двигательных функций. Неврологический уровень — наиболее каудальный сегмент спинного мозга с нормальными чувствительными и двигательными функциями на обеих сторонах, определяемыми в результате тестирования 28 дерматомов и ключевых мышц (10 миотомов) на правой и левой половинах тела. Двигательный уровень — сегмент спинного мозга с сохранными двигательными функциями (сила мышц >3 баллов), зачастую используется понятие двигательного уровня для одной стороны, уровни могут различаться для левой и правой половин тела. Пациентов распределяли в зависимости от тяжести поражения спинного мозга: полное двигательное повреждение — типы A и B (группа AB) и неполное — типы C, D, E (группа CDE). Исходя из топической организации волокон периферических нервов рук, пациентов распределяли по двигательному уровню на группы С4—С6 (двигательный уровень С4, С5, С6) и С7—Th1 (двигательный уровень С7, С8, Th1).
Всем пациентам выполняли электронейромиографическое исследование — СЭНМГ на электромиографе Keypoint («Medtronic»). Исследовали срединный нерв с регистрацией М-ответа m. abductor pollicis brevis, локтевой нерв с регистрацией М-ответа m. abductor digiti minimi или m. interosseus dorsi I, большеберцовый нерв с регистрацией М-ответа с m. abductor hallucis. Активный регистрирующий электрод располагался на брюшке соответствующей мышцы, референтные — в области пястно-фаланоговых суставов I и V пальцев кисти для срединного и локтевого нервов соответственно и I плюснефалангового сустава для большеберцового нерва. Стимуляцию проводили супрамаксимальным импульсом постоянного тока длительностью 0,2 мс. Оценивали скорость распространения возбуждения (СРВ) на предплечье для срединного и локтевого нервов и на голени для большеберцового нерва, а также амплитуду СМП тестируемой мышцы при стимуляции дистальной точки нерва. М-ответ регистрировали с применением кабеля с зажимами-клипсами для активного, референтного и заземляющего электродов. Использовали одноразовые клеящиеся хлорсеребряные электроды диаметром 10 мм. СМП оценивали в виде амплитуды негативной фазы М-ответа от изолинии до пика негативной фазы. Изменения СЭНМГ по степени выраженности денервационных изменений классифицировали в соответствии с рекомендациями A. Curt, V. Dietz [8]:
1-й тип — нет М-ответа (полное повреждение по типу валлеровского перерождения);
2-й тип — патологическое уменьшение М-ответа и СРВ (тяжелое аксональное повреждение нерва);
3-й тип — уменьшение М-ответа, СРВ — норма (легкое аксональное повреждение нерва);
4-й тип — нормальные М-ответ и СРВ.
За нормальные значения принимали для срединного нерва М-ответ более 4 мВ, СРВ более 49 м/с, для локтевого нерва М-ответ более 4,6 мВ, СРВ более 47 м/с [17], для большеберцового нерва М-ответ более 4 мВ, СРВ более 44 м/с [18].
В группу сравнения по срединному нерву (слева) вошли пациенты с травматической параплегией (10 нервов), активно передвигающихся в ручном кресле-коляске (что позволило нивелировать влияние повышенной нагрузки на верхние конечности с возможным развитием туннельных синдромов), в возрасте 36 [24,0; 43,0] лет, с давностью травмы на уровне Th4—Th12 6 [0,5; 15,0] лет, из них 2 женщины; группа сравнения по большеберцовому нерву состояла из здоровых сотрудников реабилитационного центра (12 нервов) в возрасте 34 [32,0; 37,0] лет, среди них также были 2 женщины.
В основную группу вошли 190 пациентов, проходивших курс стационарной реабилитации в Центре «Преодоление» в период с 2010 по 2018 г. Критерии включения: повреждение шейного отдела позвоночника и спинного мозга давностью более 4 мес, возможность пациента находиться в кресле-коляске в сидячем положении менее 3 ч подряд. Критерии невключения: острые или обострение хронического инфекционного или соматического заболевания на момент исследования, сахарный диабет, травмы или заболевания периферических нервов, прием лекарств, вызывающих возникновение полинейропатии (амиодарон, глюкокортикостероиды, фурадонин, пиридоксин), снижающих свертывание крови (варфарин, низкомолекулярные гепарины), наличие кардиостимулятора, прогрессирующая сирингомиелия. Возраст пациентов составил 27 [21,0;36,0] лет, число вошедших в исследование мужчин — 151 (79%), женщин — 39 (21%). По неврологическому уровню пациенты распределились следующим образом: С3 — 1 (0,5%); С4 — 14 (7%), С5 — 36 (19%), С6 — 67 (35%), С7 — 49 (26%), С8 — 16 (8,5%), Th1 — 7 (4%); по полноте повреждения: тип A — 118, B — 16, C — 44, D — 11, E — 1. По раздельному двигательному уровню (сила наиболее краниальной индикаторной мышцы >3 баллов) имелись различия между правой и левой сторонами тела; двигательный уровень слева С4 — 9, С5 — 21, С6 — 74, С7 — 42, С8 — 27, Th1 — 17 (критерий Холмогорова—Смирнова d=0,22181, p<0,01); справа С4 — 8, С5 — 32, С6 — 66, С7 — 43, С8 — 24, Th1 — 17 (критерий Холмогорова—Смирнова d=0,20837, p<0,01), при этом между группами были обнаружены достоверные различия только по С5: 21/169 против 32/158 (χ2=103; p=0,00), что позволило в дальнейшем отдельно сравнивать нервы правой и левой половин тела.
Причинами повреждения спинного мозга на шейном уровне в 87 (46%) случаях было ныряние на мелководье, в 55 (29%) — дорожно-транспортное происшествие, в 26 (13,5%) — падение, в 5 (2,5%) — нападение в 3 (1,5%) — спортивная травма, в 14 (7,5%) — нетравматические виды повреждений (опухоль, дегенеративный или врожденный стеноз позвоночного канала, нарушение спинального кровообращения). Всего было исследовано 161 левый и 145 правых срединных нервов, 161 левый и 151 правый большеберцовый; 90 левых и 66 правых локтевых.
Полученные результаты обрабатывали при помощи статистического пакета Statistica 10,0. В большинстве наблюдений имелось ненормальное распределение данных, что определило их представление в виде медианы с интерквартильным размахом в 25% и 75%. Уровень значимости принятия нулевой гипотезы был принят <5%. Использовали критерии Манна—Уитни, Вилкоксона, χ2-критерий Пирсона, критерий ранговой корреляции Спирмена, метод логистической регрессии.
Результаты
В основной группе суммарный балл по двигательной шкале ISNSCI составил 26 [16,0; 42,0], отдельно для руки — 23 [16,0; 32,0], неврологический уровень — 6 [5,0; 7,0]. Первичное обследование периферических нервов выполнено в сроки от 1 года до 8 лет (Ме=3 года). При сравнении результатов СЭНМГ по срединному нерву основной группы (305 нервов) СМП составил 4,1 [1,6; 6,1] мВ, СРВ — 56 [51,0; 61,0] м/с, а в группе сравнения были обнаружены достоверные различия по СМП — 11 [7,50; 16,40] мВ (p=0,00), СРВ — 59 [58,0; 62,0] м/с (p=0,00). По возрасту (p=0,15), полу (p=0,98), давности травмы (p=0,66) достоверных различий не было. При анализе результатов СЭНМГ по большеберцовому нерву в основной группе (312 нервов) амплитуда СМП составила 4,3 [0,65; 7,95] мВ, СРВ — 43 [39,0; 48,0] м/с, в группе сравнения СМП — 8,4 [6,4; 10,1] мВ (p=0,00), СРВ — 50 (47,0; 51,0) м/с (p=0,00), а по полу (p=0,82) и возрасту (p=0,07) значимых различий выявлено не было. Были обнаружены достоверные различия по СМП (p=0,02), СРВ (p=0,00), типу денервации (p=0,00) только между большеберцовыми нервами cправа и слева (табл. 1).
Примечание. * — тип денервационных изменений по A. Curt и V. Dietz [15].
По результатам СЭНМГ обнаружено отсутствие признаков денервации (4-й тип) в среднем у 1/2 (50—56%) пациентов при обследовании срединных и большеберцовых нервов, и у 1/3 (35%) при обследовании локтевых нервов, легкая степень денервации (3-й тип) в среднем отмечена у 1/3 (20—42%) пациентов, умеренная степень (2-й тип) — у 2—10%; а выраженную степень денервации (1-й тип) наблюдали у 13—18% (табл. 2). Таким образом, выраженные денервационные изменения были обнаружены в 15—24% (в среднем в 20%) наблюдений во всех исследованных нервах.
Повторную СЭНМГ (n=95 пациентов) выполняли в сроки от 3 до 10 лет (Ме=6 лет), время, прошедшее между обследованиями, составило 2,9 [1,0; 4,0] года, при этом достоверные различия были обнаружены только по СРВ левого локтевого нерва (см. табл. 1).
При построении квадратичной корреляционной матрицы (критерий Спирмена, R) были выявлены слабые значимые корреляции (p<0,05) между амплитудой СМП и неврологическим уровнем (С4—С6 против С7—Th1), полнотой повреждения (AB против CDE), срединный нерв слева: –0,17 и 0,25; справа: –0,18 и 0,38 соответственно; локтевой нерв (только AB против CDE): слева 0,27; справа 0,47; большеберцовый нерв (только AB против CDE): слева 0,29, справа 0,46. Корреляции между давностью спинномозговой травмы (СЭНМГ-обследования от срока травмы) и амплитудой СМП, величиной СРВ не обнаружены.
При анализе данных пациентов основной группы с полным (AB, n=134) и неполным (CDE, n=56) двигательным повреждением были обнаружены различия по возрасту: 25 [20,0; 31,0] и 37 [25,5; 48,5] лет (p=0,00) и двигательной шкале ISNSCI для руки: 18 [14,0; 27,0] и 34 [25,5; 40,0] балла (p=0,00) соответственно. Не обнаружено достоверных различий по полу — 107/27 (мужчины/женщины) против 44/12 (критерий χ2, p=0,84), давности повреждения — 4 [1,0; 8,0] и 3 [1,0; 9,0] года (p=0,81), неврологическому уровню — 6 [5,0; 7,0] и 6 [5,0; 7,0] (p=0,77). При оценке состояния периферических нервов в зависимости от степени повреждения спинного мозга обнаружено статистически значимое снижение амплитуды СМП во всех исследованных нервах, а также снижение СРВ по большеберцовым нервам в подгруппе с полным двигательным повреждением, что указывает на более выраженные денервационные изменения в группе с полным повреждением (табл. 3).
Примечание. Здесь и в табл. 4, 5: р — критерий Манна—Уитни.
При анализе различий между подгруппами с высоким (С4—С6, n=118) и низким (С7—Th1, n=72) уровнями повреждения обнаружены различия по возрасту — 26 [21,0; 34,0] и 30 [22,0; 44,0] лет (p=0,02), полноте повреждения — 1 [1,0; 3,0] и 1 [1,0; 3,0] (1 — тип А, 2 — тип B, 3 — тип С, 4 — тип D, 5 —тип E) (p=0,02). В группе С4—С6 (n=118) распределение по полноте повреждения было следующим: А — 81 (69%), B — 6 (5%), C — 27 (23%), D — 4 (3%) (среднее 1,61); а в группе С7—Th1: А — 37 (52%), B — 10 (14%), C — 18 (25%), D — 6 (8%), E — 1 (1%) (среднее 1,94). Также были обнаружены достоверные различия по двигательному счету ISNSCI для руки — 17 [13,0; 22,0] и 33 [28,0; 40,0] балла (p=0,00) соответственно. Не было обнаружено различий между подгруппами по полу — 97/21 (мужчины/женщины) против 54/18 (критерий χ2, p=0,23), давности повреждения — 4 [1,0; 7,0] и 3 [1,0; 9,5] года (p=0,68), полноте двигательного повреждения — AB к CDE (p=0,21). При анализе результатов СЭНМГ были выявлены достоверные различия только по амплитуде СМП в обоих срединных нервах (табл. 4).
На рисунке представлена модель логистической регрессии распределения амплитуды СМП срединных нервов у пациентов с полным повреждением в зависимости от уровня повреждения спинного мозга.
Учитывая, что различия между подгруппами по уровню повреждения могли быть обусловлены отсутствием между ними различий по полноте повреждения, мы выполнили анализ состояния периферических нервов отдельно в группе только с полным повреждением. В результате нами были подтверждены достоверно значимые различия только по амплитуде СМП между срединными нервами — в группе С4—С6: слева 4,5 [2,3;6,0], справа 4,4 [2,6; 5,7] мВ, в группе C7—Th1: слева 1,7 [0,1; 3,6] (p=0,00), справа 1,1 [0,07; 2,55] мВ (p=0,00) (см. рисунок).
а — срединный нерв слева: p=0,037; χ2=4,32; ОШ — 4,28; б — срединный нерв справа: p=0,034; χ2=4,46; ОШ — 5,46. По оси ординат: 1,0 — группа C4—C6; 0,0 — группа C7—Th1.
При изучении степени выраженности денервационных изменений нами были обнаружены достоверные различия между всеми нервами в зависимости от степени повреждения (AB против CDE) и только между срединными нервами в зависимости от уровня повреждения (C4—C6 против C7—Th1) (табл. 5).
Таким образом, нами были обнаружены распространенные аксональные изменения во всех обследованных нервах, а у 20% пациентов имелись выраженные денервационные изменения (1-й и 2-й типы). Снижение амплитуды СМП) по всем исследованным нервам было более выражено у пациентов с клинически полным повреждением спинного мозга, при этом в обоих большеберцовых нервах также отмечено снижение СРВ, что указывает на большую степень выраженности денервационных процессов в них. Значимое снижение амплитуды СМП при стимуляции срединных нервов также было обнаружено в подгруппе с более низким уровнем повреждения спинного мозга (C7—Th1).
Обсуждение
Обнаруженные нами изменения можно рассматривать как результат развития вторичной специфической аксональной полинейропатии вследствие транссинаптической дегенерации α-мотонейронов и депрессии передних рогов вследствие уменьшения дистального транспорта трофических факторов [13]. S. Kirshblum и соавт. [11] и J. Nogajski и соавт. [19] подобные изменения при ПЦМ обнаруживали уже в 1-й год после травмы. По данным МРТ, у 60% пациентов с вторичной аксональной нейропатией имеется кистозная миеломаляция спинного мозга [19], которая является результатом как прямого повреждения клеток передних рогов спинного мозга [8], так и, вероятно, вторичного повреждения из-за повышения уровня цитокинов с эксайтотоксической каналопатией [20].
Наши результаты соответствуют данным A. Curt и V. Dietz [8], которые выявили у 30% пациентов с ПЦМ умеренное, у 20% — тяжелое повреждение моторной функции срединного и локтевого нервов, более выраженное на уровне C6/7—Th1, где они и формируются, при этом сенсорные потенциалы остались сохранными, что указывало на нейрональный тип повреждения.
Снижение амплитуды СМП может быть обусловлено как прямым повреждением мотонейронов на уровне первичной травмы [21], контузионными синаптическими изменениями, обратимо распространяющимися на несколько сегментов ниже уровня повреждения [22], а также транссинаптической дегенерацией и сдавлением переднего рога спинного мозга ниже уровня повреждения [23]. Для пациентов с неполным повреждением это может быть лимитирующим фактором для спонтанного увеличения мышечной силы, а с полным повреждением — лимитирующим фактором для использования методик функциональной электростимуляции [24], причиной изменения паттерна спастичности кисти [8].
Так, ранние изменения аксонального пула у пациентов с ПЦМ в срединном и локтевом нервах происходят уже через 2 нед после первичного повреждения [15], с дальнейшим снижением СМП в последующие 5—9 мес [13]. Нами было показано, что на протяжении последующих 3—6 лет прогрессирования снижения СМП не происходит.
Объяснения требует и тот факт, что не было обнаружено различий по амплитуде СМП в зависимости от уровня повреждения при стимуляции локтевых нервов, которые имеют сходную топику организации со срединными нервами. Одним из самых вероятных объяснений этому является меньшее количество обследованных локтевых нервов, использование разных мышц при их тестировании (нами использованы m. abductor digiti minimi и m. interosseus dorsi I), и то, что СЭНМГ, имея высокую внутригрупповую надежность, имеет лишь умеренную межгрупповую надежность [25], что делает полученные результаты зависимыми от оператора [26].
Основными нейрофизиологическими механизмами формирования двигательного дефекта у больных с ПЦМ являются сочетание первичного нейронального повреждения при низком уровне локализации шейной травмы (С7—Th1) с развитием вторичной аксональной нейропатии на пояснично-крестцовом уровне уже на 1-м году после получения спинальной травмы.
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.