Синдром двигательных нарушений (СДН) у младенцев, как патологическое состояние, является чаще всего проявлением перинатального поражения ЦНС (ППЦНС) и включает в себя изменения мышечного тонуса, спонтанной моторной активности, нарушения краниальной иннервации, угнетение рефлексов.
Клинически для определения состояния мышечного тонуса используются угловые показатели позы и положения конечностей, а также различные шкалы [8, 9]. Проводя осмотр ребенка, необходимо помнить, что в первую очередь оценивается двигательная активность, являющаяся первичной и преемственной по отношению к другим формам деятельности плода, младенцев и детей старшего возраста [6]. При изучении двигательных расстройств необходимо строго оценивать уровень развития антигравитационных функциональных систем - всю последовательность реакций выпрямления и равновесия с учетом цефало-каудального направления. В связи с этим выделяют четыре уровня развития антигравитационных функциональных систем: первый к 1-2 месяцам, второй - к 3-4 месяцам, третий - к 6-9 месяцам, четвертый - к 9-12 месяцам [1].
С другой стороны, двигательные нарушения у новорожденных и грудных детей принципиально отличаются от таковых у старших детей и взрослых. Поражение мозга на ранних стадиях онтогенеза вызывает в большинстве случаев генерализованные изменения, что крайне затрудняет топическую диагностику; чаще можно говорить лишь о преимущественном поражении тех или иных отделов мозга. Периостальные (сухожильные, глубокие) рефлексы у новорожденного ребенка достаточно лабильны и их оценка, изолированно от других показателей, малоинформативна [8, 9]. Кроме того, результат неврологического осмотра младенца будет зависеть от многих факторов, а именно: температуры окружающей среды, состояния покоя или бодрствования ребенка, времени после последнего кормления, соматического статуса, опыта врача и т.д.
Необходимо помнить, что нервная система как и все другие органы и системы организма после рождения, адаптируется к качественно новым условиям жизни и может претерпевать ряд транзиторных или девиантных состояний. Последние чаще затрагивают именно двигательную сферу ребенка, что требует индивидуального дифференцированного подхода. В этой связи закономерен интерес врачей к появлению в клинической и исследовательской практике новых диагностических методик, позволивших расширить представление о состоянии нейромышечного статуса у детей первого года жизни.
Цель - исследовать особенности нейромышечного статуса у детей с СДН с помощью поверхностной электромиографии (ЭМГ). С учетом того, что в практику ЭМГ постепенно включаются нелинейные методы обработки сигнала [10, 11, 12], для достижения поставленной цели нами использованы традиционные линейные и новые нелинейные методы обработки интерференционной ЭМГ (иЭМГ).
Материалы и методы исследования
Общее число обследуемых составило 100 человек: 50 здоровых детей (группа контроля) и 50 детей, имеющих в клинике СДН в картине ППЦНС гипоксически-ишемического генеза. Все дети были разделены на возрастные группы с учетом становления антигравитационных реакций по И.А. Аршавско- му [1]. В I группу отнесены дети в возрасте от 5 суток до 28 дней, группу II - дети от 1 до 3 месяцев (грудные дети до реализации антигравитационных систем), в III группу включены дети в возрасте 3-6 месяцев (первый этап развития антигравитационных реакций), IV группу составили дети 6-9 месяцев (второй этап развития антигравитационных реакций), V группа - дети 9-12 месяцев (третий и четвертый этапы антигравитационных реакций).
Дети обследовались в ГУЗ «Детская республиканская больница» (Петрозаводск), с информированного согласия мамы ребенка, с разрешения Этического комитета при Минздрасоцразвитии РК, в присутствии врача-педиатра. Для регистрации иЭМГ использовали поверхностные биполярные электроды фирмы «Нейрософт» (Иваново, Россия). Заземляющий электрод укрепляли в области нижней трети голени или прижимали рукой к коже. Отводящие электроды прижимали рукой к коже ребенка. Соблюдались правила антисептики. Усиление ЭМГ сигнала проводили с помощью электромиографов Нейро-МВП-4 и Нейро-МВП-Микро (ООО «Нейрософт», Иваново, Россия).
Нелинейный анализ иЭМГ (FRACTAN 4.4 ©) включал в себя измерение фрактальной размерности (D), корреляционной размерности (Dc) и корреляционной энтропии (K ).
иЭМГ регистрировалась с 4-х крупных мышц, имеющих достаточную подкожную локализацию: с трехглавой и двуглавой мышц плеча справа; с икроножной и передней большеберцовой мышцы слева. Таким образом в ходе исследования было получено 120 записей иЭМГ.
Исследование детей проводилось между кормлениями на пеленальном столике, кушетке или на руках у матери со строгим соблюдением теплового режима (температура воздуха 24-25 °С) и низкой постоянной скорости движения воздуха (0,1 м/с). При низкой температуре окружающей среды было бы вероятно получить реакцию повышения мышечного тонуса и тремор, а при высокой - мышечную гипотонию. Периферическую температуру измеряли в области бедра с помощью электротермометра (UT-102, A&D Company, Ltd. Japan), с точностью измерения до 0,1 °С.
Обследование проводили между кормлениями, т.к. при насыщении ребенок обычно расслаблен, у него могут быть снижены мышечный тонус и некоторые рефлексы и реакции, а перед кормлением новорожденный может находиться в состоянии относительной гипогликемии, ведущей к беспокойству, тремору и повышению мышечного тонуса. иЭМГ регистрировали во время спонтанной или вызванной двигательной активности.
Статистическая обработка проведена с использованием программы Excel 2003 и SPSS 12.0TM. Для сравнения нелинейных параметров различных возрастных групп использовали двухвыборочный t-критерий для независимых выборок. Для расчета корреляции использован параметрический критерий Пирсона.
Результаты исследования и их обсуждение
Значения корреляционной размерности (Dc) на первом месяце жизни у детей с СДН во всех четырех мышцах были в пределах 7,21-7,84, в группе контроля данный показатель был достоверно более низкий и составил 5,02-6,42 (рис. 1). Необходимо отметить, что максимальное значение Dc в обеих группах наблюдалось в икроножной мышце. Фрактальная размерность (D) и корреляционная энтропия (K2) у детей с двигательными расстройствами в неонатальный период были также выше (1,74-1,8 и 7,93-9,28) по сравнению со здоровыми детьми (соответственно 1,65-1,68 и 6,5-7,59) (рис. 1).
Дальнейшая динамика всех нелинейных параметров в обследуемых группах различалась. У неврологически здоровых детей в течение первого года жизни в целом происходило увеличение нелинейных параметров. Однако наблюдались и отчетливые максимумы значений этих параметров. Так, для Dc и K2 максимальные значения были в возрасте 1-3 месяца (5,78-9,03 и 8,23-9,7), а D - в 6-9 месяцев (1,79-1,82) (рис. 2).
Параметры иЭМГ в группе СДН постепенно уменьшались. Минимальные значения Dc (5,49-7,07) были в возрастной группе 1-3 месяца, D (1,74-1,81) - в 3-6 месяцев, а параметр K2 снижался до 6-9 месяцев и составил 7,03-8,57 (рис. 2). Примерно в середине года динамика параметров иЭМГ была в целом похожей в двух группах. К концу первого года жизни значения нелинейных параметров в группе СДН практически приблизились к значениям группы контроля и составили: Dc = 5,52-7,25 (5,36-7,77 - здоровые дети), D = 1,77-1,84 (1,76-1,83), K2 = 7,62-8,02 (7,34-9,0) (см. рис. 2).
Рис. 1. Сравнительная динамика нелинейных параметров иЭМГ во всех мышцах у детей группы контроля и детей с СДН: а - Dc в группе контроля; б - Dc в группе СДН; в - К2 в группе контроля; г - К2 в группе СДН; д - D в группе контроля, Е - D в группе СДН: * - р < 0,05, ** - p < 0,01 при сравнении с детьми 0-1 месяцев
В целом, можно утверждать, что, несмотря на некоторые различия в течение года происходила конвергенция значений иЭМГ у здоровых детей и детей с СДН.
Подобная динамика параметров иЭМГ у детей с СДН в картине ППЦНС на первом году жизни подтверждается уже имеющимися данными традиционных методик ЭМГ: турн-амплитудного анализа (ТАА) и анализа потенциала действия двигательных единиц (ПДЕ) [3].
Нелинейные параметры позволяют судить о степени сложности биосигнала. Например, корреляционная размерность отражает количество управляющих уравнений для данного сигнала: чем их больше, тем сложнее для понимания сигнал. Аналогично, корреляционная энтропия отражает количество времени, необходимое для прогноза поведения сигнала в будущем. Фрактальная размерность указывает на богатство событий на кривой сигнала (самоподобные фрагменты, перегибы) [5]. В целом, более высокие значения названных параметров отражают большую сложность генератора этого сигнала, то есть нервного центра. В нашем исследовании, у детей с СДН сложность иЭМГ при рождении была выше, чем у здоровых детей. Известно, что у новорожденных здоровых детей достаточно низкие нелинейные параметры (1,2-1,4 для фрактальной размерности) [4], это говорит о высокой ритмичности иЭМГ, которая впоследствии исчезает. У детей с СДН низкая ритмичность (высокая сложность и непредсказуемость) сигнала могут быть следствием адаптации к условиям внутриутробной патологической гипоксии.
Рис. 2. Общая сравнительная динамика нелинейных параметров иЭМГ у детей группы контроля и детей с СДН: а - корреляционная размерность Dc; б - корреляционная энтропия К2;
в - фрактальная размерность D
Выводы
Таким образом, у детей с СДН и здоровых детей имеются исходно различные условия для развития двигательной системы, что отражается на нелинейных параметрах иЭМГ. Вместе с тем вторым интересным результатом является то, что в течение первого года жизни параметры иЭМГ конвергируют в двух группах детей, что свидетельствует о больших компенсаторных возможностях на раннем этапе онто- генеза ЦНС.
Рецензент -
Илюха В.А., д.б.н., доцент, зав. лабораторией экологической физиологии животных, ИБ КарНЦ РАН, г. Петрозаводск.
Работа поступила в редакцию 21.12.2011.