Идиопатический сколиоз: применение импульсного магнитного поля в комплексном консервативном лечении (клинико-экспериментальное исследование)

Актуальность темы

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

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

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

Известно, что рост позвоночного столба как одного из сегментов опорно-двигательного аппарата идёт по аллометрическому типу (Вельтищев Ю.Е., 1994) и полностью определяется активностью ростковых зон тел позвонков по их краниальной и каудальной поверхностям. Именно это обстоятельство объясняет пристальное внимание исследователей к их функциональному состоянию. Гистоморфологическое строение этих структур достаточно хорошо изучено в норме (Ярошевская Е.Н., 1957; Хэм А., Кормак Д., 1983; Некачалов В. В., 2000), а также при ряде патологических процессов, в частности при рахите, цинге и других (Ярошевская Е.Н., 1957).

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

На «Способ лечения идиопатического сколиоза» получена приоритетная справка № 2 005 104 846 от 22.02.05 на получение патента РФ.

Основные положения, выносимые на защиту:

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

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

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

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

выводы.

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

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

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

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

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

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

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

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

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ.

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

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

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

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