ARE CHANGES IN ACTIVITY OF CERVICAL AND BACK MUSCLES THE FACTOR CONDITIONING THE OCCURING THE CERVICAL PAIN SYNDROME?

Transkrypt

1 Nowiny Lekarskie 6, 75, 3, PRZEMYSŁAW LISIŃSKI 1, JULIUSZ HUBER, WANDA STRYŁA 3, MAGDALENA WOJTYSIAK, ALEKSANDRA JAWORUCKA-KACZOROWSKA, AGNIESZKA SZUKAŁA CZY ZMIANY W CZYNNOŚCI MIĘŚNI OBRĘCZY BARKOWEJ I PRZYKRĘGOSŁUPOWYCH SĄ CZYNNIKIEM WARUNKUJĄCYM WYSTĘPOWANIE ZESPOŁU BÓLOWEGO KRĘGOSŁUPA SZYJNEGO? ARE CHANGES IN ACTIVITY OF CERVICAL AND BACK MUSCLES THE FACTOR CONDITIONING THE OCCURING THE CERVICAL PAIN SYNDROME? 1 Klinika Fizjoterapii, Reumatologii i Rehabilitacji Akademii Medycznej im. Karola Marcinkowskiego w Poznaniu Kierownik: prof. AM dr hab. med. Włodzimierz Samborski Zakład Patofizjologii Narządów Ruchu Akademii Medycznej im. Karola Marcinkowskiego w Poznaniu Kierownik: prof. AM dr hab. n med. Juliusz Huber 3 Katedra i Klinika Rehabilitacji Akademii Medycznej im. Karola Marcinkowskiego w Poznaniu Kierownik: prof. dr hab. med. Wanda Stryła Streszczenie Wstęp. Pozycja siedząca utrzymywana przez kilka godzin może nasilać zaburzenia przewodnictwa nerwowego u chorych skarżących się na bóle na poziomie szyjnym kręgosłupa. Celem pracy było określenie przyczyn nasilenia dysfunkcji mięśni i zaburzeń czucia u pacjentów usprawnianych z powodu bólu w odcinku szyjnym kręgosłupa, krótkotrwale eksponowanych na czynnik zmęczeniowy w obrębie nadmienionych grup mięśniowych. Materiał badawczy obejmował 4 pacjentów w wieku od 8 56 lat (średnio 35 lat). Metodykę stanowiły badania elektromiograficzne (EMG), elektroneurograficzne (ENG), badania somatosensorycznych potencjałów wywołanych (SPW) oraz krzywych pobudliwości czuciowej (IC-SD) przed oraz po wykonaniu testu zmęczeniowego mięśni obejmujących prostowniki grzbietu, mięśnie mostkowo-obojczykowo-sutkowe oraz nadgrzebieniowe. Wyniki. Testy zmęczeniowe spowodowały przejściowy spadek amplitud elektromiogramów globalnych w mięśniach mostkowo-obojczykowosutkowych i nadgrzebieniowych, nieznaczne deficyty w przewodnictwie włókien ruchowych i nasilenie zaburzenia przewodnictwa czuciowego nerwów pośrodkowych oraz istotne statystycznie zaburzenia percepcji czucia w zakresie włókien nerwów łokciowych. Wnioski. 1. Niefizjologiczna pozycja kończyn górnych może nasilać zmiany w przewodnictwie czuciowym włókien gałęzi splotu barkowego.. Dodatkowym powodem nasilającym dolegliwości bólowe jest ból mięśniowy. 3. Istotną rolę w występowaniu zespołu bólowego kręgosłupa szyjnego odgrywają zaburzenia w obrębie mięśni mostkowo-obojczykowo-sutkowych oraz nadgrzebieniowych. SŁOWA KLUCZOWE: zespół bólowy kręgosłupa szyjnego, elektromiografia, elektroneurografia, badanie somatosensorycznych potencjałów wywołanych, krzywe pobudliwości czuciowej. Summary Introduction. The abnormal sitting position kept by several hours may increase the disorders of nerve transmission among patients suffering from the cervical pain syndrome. The aim of the study was to determine the reasons for disturbances in motor and sensory functions after the short physical effort among patients rehabilitated because of the cervical pain. Material. The investigation includes 4 patients from 8 to 56 years old (the mean age was 35 years). Methods used in this study were electromyography (EMG), electroneurography (ENG), somatosensory evoked potentials (SPW) and the curves of sensory excitability (IC-SD). The mentioned examinations were performed before and after the physical effort of the following muscles: back extensor, sternocleidomastoid and supraspinosus muscles. Results. The physical effort caused the temporary decrease of the electromyographic recording amplitude of the sternocleidomastoid and supraspinosus muscles. It also caused a slight defect in afferent transmission of medial nerves and increase of dysfunctions in sensory transmission of these nerves. The statistically significant disorders of sensory perception concerning the ulnar nerves were also found. Conclusions. 1. The abnormal position of the upper limbs may increase the disorders of sensory transmission in branches of the brachial plexus.. The additional reason for increasing the pain is the muscle pain. 3. The sternocleidomastoid and supraspinosus muscles dysfunction plays the significant role in the cervical pain syndrome. KEY WORDS: cervical pain syndrome, electromyography, electroneurography, somatosensory evoked potentials, curves of sensory excitability. Wstęp Nieprawidłowa pozycja siedząca, powszechnie spotykana z uwagi na technicyzację wielu miejsc pracy na początku XXI wieku, usposabia mięśnie szyi, jak i mięśnie przykręgosłupowe oraz mięśnie obręczy barkowej do nadmiernego wysiłku. Może być dodatkowym czynnikiem nasilającym już istniejące zaburzenia przewodnictwa aferentnego i eferentnego u chorych skarżących się na długotrwałe bóle umiejscowione na poziomie szyjnym kręgosłupa.

2 68 Przemysław Lisiński i inni Jak wynika z danych klinicznych, schorzenia w części szyjnej kręgosłupa nie mają na ogół charakteru pourazowego. Poprzednie badania neurofizjologiczne (głównie elektromiograficzne i elektroneurograficzne) dotyczące tego zjawiska [1,, 3] wskazywały na ich występowanie, ale nie dokonywano szczegółowej analizy dotyczącej ich podłoża. Fragmentaryczne dane pochodzące z badań przewodnictwa czuciowego są dyskusyjne i do końca niewyjaśnione []. Z tych powodów, w prezentowanej obecnie pracy, podjęto próbę określenia przyczyn nasilania dysfunkcji ruchowej i czuciowej u pacjentów usprawnianych z powodu bólu w odcinku szyjnym kręgosłupa, krótkotrwale eksponowanych na czynnik zmęczeniowy w obrębie nadmienionych grup mięśniowych. Materiał i metody Badania kliniczne i elektrofizjologiczne przeprowadzono u 4 pacjentów płci obojga (w wieku od 8 56 lat; średnio 35 lat), usprawnianych z powodu dolegliwości bólowych w odcinku szyjnym kręgosłupa na Oddziale Dziennego Pobytu Ortopedyczno-Rehabilitacyjnego Szpitala Nr 4 im. Wiktora Degi w Poznaniu oraz pacjentów Katedry i Kliniki Rehabilitacji Akademii Medycznej im. Karola Marcinkowskiego w Poznaniu. U pacjentów w trakcie terapii, zostały porównawczo wykonane badania elektromiograficzne (EMG), elektroneurograficzne (ENG), badania somatosensorycznych potencjałów wywołanych (SPW) oraz krzywych pobudliwości czuciowej (IC- SD) przed oraz po wykonywaniu obustronnego testu zmęczeniowego następujących mięśni: prostowników grzbietu na poziomie szyjnym, mostkowo-obojczykowo-sutkowych oraz nadgrzebieniowych. Oprócz pomiaru wyjściowego (wykonywanego przed testem wysiłkowym), w trakcie próby zmęczeniowej trwającej 45 minut, wykonano trzy pomiary (co 15 minut). Wysiłek mięśni polegał na trzymaniu wyprostowanych rąk nad powierzchnią stołu o wysokości 1 cm w pozycji siedzącej. Pacjenci wyrazili na badania zgodę ustną, jak również otrzymały one akceptację Lokalnej Komisji Etycznej. W momencie, gdy pacjenci zgłaszali dolegliwości bólowe kończyn górnych lub mięśni okolicy szyi, testy zmęczeniowe przerywano. Po kolejnych wykonywanych testach neurofizjologii klinicznej według zasad metodycznych opisanych poniżej, otrzymane z nich parametry były porównywane z normami uzyskanymi u zdrowych ochotników obu płci (N = 5). Szczegóły metodyczne badań neurofizjologii klinicznej oraz sposoby ich aplikacji opisano w innych pracach [4 7]. Wykonano również badanie pobudliwości czuciowej nerwu łokciowego obu kończyn po stymulacji bodźcami elektrycznymi o różnym natężeniu i czasie trwania, stosowanymi w obrębie opuszki palca piątego. Otrzymane wyniki zostały odniesione do pięciostopniowej skali porównawczej pobudliwości czuciowej (5 pobudliwość czuciowa prawidłowa, 4 pobudliwość czuciowa w dolnej granicy normy, 3 pobudliwość czuciowa nieznacznie obniżona, pobudliwość czuciowa wyraźnie obniżona, 1 pobudliwość czuciowa zniesiona) [7]. Badanie czynności jednostek ruchowych z mięśni prostowników grzbietu (C7), mostkowo-obojczykowo- sutkowych i nadgrzebieniowych obu stron zostało przeprowadzone w oparciu o rejestracje elektromiogramów globalnych, w następstwie testów wysiłkowych przy odprowadzeniach dwubiegunowych z powierzchni skóry nad brzuścem badanego mięśnia [3, 5]. W rejestracjach EMG analizowano wartości amplitud potencjałów rekrutujących jednostek ruchowych oraz powierzchnie zapisów. W przypadku wyładowań potencjałów jednostek ruchowych z częstotliwością od 7 do 95 Hz określano je jako interferencyjne, od 4 do 6 Hz jako nieznacznie patologiczne o wzorcu niepełnej interferencji oraz od 1 do 3 Hz jako skrajnie patologiczne reprezentujące zapis prosty. Zostały wyznaczone również prędkości przewodzenia włókien ruchowych nerwów pośrodkowych po wykonaniu badań elektroneurograficznych potencjałów wywołanych (fala M), w których wzięto pod uwagę również ich amplitudę. Potencjały wywołane rejestrowano bipolarnie elektrodami powierzchniowymi z mięśni kłębu kciuka, po stymulacji elektrycznej nerwów pośrodkowych na ich przebiegu w okolicy dołu łokciowego. W badaniach ENG analizowano zapisy rzeczywiste i uśrednione (do 3 powtórzeń na każde uśrednienie). W badaniach SPW potencjały rejestrowano po stymulacji elektrycznej nerwu pośrodkowego w okolicy zgięcia łokciowego przy odprowadzeniu nadkręgosłupowym na poziomie szyjnym (C4). Analizowano zapisy rzeczywiste i uśrednione (do 14 powtórzeń na każde uśrednienie). Określano wartości amplitud i latencji potencjałów. Latencje były mierzone od momentu zadziałania bodźca stymulującego do początku potencjału. Obliczane były prędkości przewodzenia włókien czuciowych testowanych nerwów pośrodkowych, uwzględniając wartości latencji potencjałów oraz korespondujące odległości przewodzenia. Otrzymane dane z badań elektrofizjologicznych były składowane do pamięci komputera posiadającego program pozwalający na ich późniejsze opracowanie. Rejestracje wykonywano przy pomocy aparatu KeyPoint firmy Medtronic. Program komputerowy umożliwiał również półautomatyczny pomiar badanych parametrów potencjałów, ich prezentację graficzną i analizę statystyczną. Wyniki Jak widać na rycinie 1., średnie wartości amplitud elektromiogramów globalnych przed wykonywanymi testami zmęczeniowymi badanych mięśni były obniżone, zwłaszcza w przypadku mięśni mostkowo-obojczykowo-sutkowych (patrz również ryc..). Niskoczęstotliwościowy charakter zapisów badanych mięśni (n = 98 na n = 144 ogółem badanych przypadków) wskazuje na istotne zmianyw czynności jednostek ruchowych. Zaobserwowany spadek amplitud zwłaszcza w przypadku mięśni mostkowo-obojczykowosutkowych i nadgrzebieniowych w następstwie wykonywanych wysiłków jest znaczny, sugerując istotne zmęczenie ich jednostek ruchowych, wprost proporcjonalnie do nasilenia stosowanego czynnika w trakcie testów.

3 Czy zmiany w czynności mięśni obręczy barkowej i przykręgosłupowych są czynnikiem warunkującym występowanie Średnie wartości amplitud elektromiogramów globalnych badanych mięśni przed (1) oraz po trzech (-4) kolejnych przeprowadzanych testach wysiłkowych uv m. mostkowo- obojczykowo- sutkowy m.prostownik grzbietu m. nadgrzebieniowy Ryc. 1. Histogram średnich wartości amplitud uzyskanych z rejestracji elektromiograficznych, przeprowadzonych wśród badanych pacjentów z dolegliwościami bólowymi w odcinku szyjnym kręgosłupa z trzech różnych grup mięśniowych. Rejestracje przeprowadzono przed (1) oraz w następstwie trzech kolejnych wykonywanych prób zmęczeniowych ( 4). Strzałki po lewej stronie na osi Y, pokazują wartości dolnych granic normy amplitud obserwowanych w zdrowej populacji osobników w przypadkach poszczególnych badanych grup mięśniowych. Ryc.. Przykłady rejestracji EMG wykonanych u jednego z badanych, które odprowadzano z mięśnia mostkowo-obojczykowosutkowego przed testem wysiłkowym (A) oraz po 45 minutach stosowanego testu wysiłkowego (B). Analiza przewodnictwa włókien ruchowych nerwów pośrodkowych (ryc. 3.) wskazała tylko na nieznaczne deficyty u badanych chorych. Ogólnie ich sprawność należy uznać za zadowalającą, nawet po wykonywanych testach wysiłkowych. Testy zmęczeniowe spowodowały również nasilenie zaburzenia przewodnictwa aferentnego w obrębie włókien nerwów pośrodkowych badanych pacjentów (n = 56 na n = 96 badanych przypadków). Zwłaszcza amplitudy rejestrowanych somatosensorycznych potencjałów wywołanych (ryc. 4.) jak i prędkości przewodzenia (ryc. 5.) były kolejno znacząco obniżone i zwolnione przed wykonywaniem testów, a zjawiska te pogłębiły się w następstwie ich wykonywania. Powyższe dane dobrze korelują z wynikami badań krzywych pobudliwości czuciowej nerwów łokciowych (ryc. 6.). Prawie w każdym przypadku pacjenta, u którego stymulowano włókna czuciowe na poziomie receptora, testy wysiłkowe spowodowały przejściowe zaburzenia percepcji czucia w sposób istotny statystycznie.

4 7 Przemysław Lisiński i inni Ryc. 3. Przykłady rejestracji fal M wykonane u jednego z badanych chorych z mięśnia odwodziciela kciuka po stymulacji nerwu pośrodkowego. Zwraca uwagę nieznaczne obniżenie parametru amplitudy porównując rejestrację przed (A) oraz po (B) wykonanym teście wysiłkowym. Wartości amplitud somatosensorycznych potencjałów wywołanych rejestrowanych przed i po wykonanych testach wysiłkowych amplituda (uv) 3,5 3,5 1,5 1,5 dolna granica normy przed wysiłkiem po wysiłku n Ryc. 4. Histogram wartości amplitud somatosensorycznych potencjałów wywołanych, odprowadzanych na poziomie szyjnym po obustronnej stymulacji nerwów pośrodkowych przed oraz po wykonywanych testach zmęczeniowych u badanych chorych. Pozioma linia wskazuje dolną granicę normy wartości tego samego parametru, charakterystyczną dla populacji zdrowych osobników. Wartości prędkości przewodzenia we włóknach czuciowych nerwu pośrodkowego na podstawie badań somatosensorycznych potencjałów wywołanych prędkość (m\s) n przed wysiłkiem po wysiłku dolna granica normy Ryc. 5. Histogram wartości prędkości przewodzenia we włóknach czuciowych testowanych nerwów pośrodkowych przed oraz po wykonywanych testach zmęczeniowych u badanych chorych uzyskanych z rejestracji somatosensorycznych potencjałów wywołanych. Pozioma linia wskazuje dolną granicę normy wartości tego samego parametru, charakterystyczną dla populacji zdrowych osobników.

5 Czy zmiany w czynności mięśni obręczy barkowej i przykręgosłupowych są czynnikiem warunkującym występowanie n Wartości skali krzywych pobudliwości czuciowych obserwowanych przed i po wykonanych testach wysiłkowych przed wysiłkiem po wysiłku Ryc. 6. Wyniki badań krzywych pobudliwości czuciowej otrzymanych z testów przeprowadzanych u badanych chorych po stymulacji opuszki palca V w zakresie unerwienia nerwu łokciowego, przed oraz po wykonywanych testach zmęczeniowych. Wykorzystano pięciostopniową skalę porównawczą pobudliwości czuciowej, do której odnoszono uzyskane wyniki (5 pobudliwość czuciowa prawidłowa, 4 pobudliwość czuciowa w dolnej granicy normy, 3 pobudliwość czuciowa nieznacznie obniżona, pobudliwość czuciowa wyraźnie obniżona, 1 pobudliwość czuciowa zniesiona). Dyskusja W przedstawionej pracy, z wykorzystaniem dostępnych metod badania przewodnictwa ruchowego i czuciowego wykazano, że już piętnastominutowy wysiłek badanych mięśni, oprócz osłabienia czynności ich jednostek ruchowych wywołuje również przejściowe deficyty w przewodnictwie czuciowym od poziomu receptora do poziomu segmentalnego ośrodka rdzeniowego. Zjawiska te zostały w subiektywnej ocenie badanych chorych skojarzone z objawami bólu w obrębie badanych mięśni. O podobnych obserwacjach donosili poprzedni autorzy [1, ], ale nie wskazywali oni, które grupy mięśniowe są szczególnie podatne na zmęczenie, w przypadkach kiedy chorych leczono z powodu dolegliwości bólowych w odcinku szyjnym kręgosłupa. Zaburzenia w przewodnictwie czuciowym wykazane w tej pracy nie świadczą naturalnie o obserwacji przewodnictwa impulsów nocyceptywnych, a są jedynie wykładnikami przejściowej patologii układu aferentnego. Deficyty przewodnictwa ruchowego i czuciowego w odcinku szyjnym kręgosłupa obserwowane w tej pracy, zostały wykazane analogicznie, chociaż w mniejszym stopniu, u chorych leczonych z powodu dolegliwości bólowych w odcinku lędźwiowo-krzyżowym kręgosłupa [7, 8, 9]. Wnioski 1. U chorych z objawami bólowymi kręgosłupa szyjnego, nawet krótkotrwała, ale niefizjologiczna pozycja kończyn górnych, może nasilać przejściowo zmiany w przewodnictwie czuciowym włókien gałęzi splotu ramiennego. Zmiany te są wyraźnie obserwowane w badaniach somatosensorycznych potencjałów wywołanych oraz w badaniach progu percepcji czucia.. Można założyć, że u tych samych chorych, dodatkowym powodem nasilenia dolegliwości bólowych jest ból mięśniowy, równoległy z dysfunkcją jednostek mięśni szyi oraz przykręgosłupowych, co zaobserwowano w wymienionych badaniach elektromiograficznych. 3. Wyniki badań sugerują istotną rolę zaburzeń czynności jednostek ruchowych mięśni mostkowo-obojczykowo-sutkowych oraz nadgrzebieniowych w występowaniu zespołu bólowego kręgosłupa szyjnego. Piśmiennictwo 1. Casey K.: Pain and central nervous system disease. The central pain syndromes. Raven Press, New York, Mense S.: Nociception from skeletal muscle in relation to clinical muscle pain. Pain, 1993, 54, Seidel H., Beyer H.: Electromyographic evaluation of back muscle fatigue with repeated sustained contraction of different strenghts. Eur. J. Appl. Phys., 199, 56, Głowacki M., Huber J., Szulc A. i wsp.: Badania elektromiograficzne i elektroneurograficzne oraz rejestracje somatosensorycznych potencjałów wywołanych w diagnostyce przed-, śród- i pooperacyjnej u chorych z bocznym idiopatycznym skrzywieniem kręgosłupa. Now. Lek., 1999, 68, 8, Merletti R.: Surface EMG: posibilities and limitations. J. Rehab. Scien., 1994, 7, Grottel K., Michałowska K., Huber J. i wsp.: Wykorzystanie skali Lovetta oraz elektromiografii globalnej do oceny stanu czynnościowego jednostek ruchowych wybranych mięśni kończyny górnej i dolnej w warunkach prawidłowych. Now. Lek., 1999, 68, 1, Huber J., Stryła W., Rogala P. i wsp.: Obraz elektrofizjologiczny różnych zespołów chorobowych w przewlekłych bólach części lędźwiowej kręgosłupa. Now. Lek., 1, 7, 3, Hult L.: Cervical, dorsal and lumbar spinal syndrome. Acta Orthop. Scand., 1954, (Supl.), Kohles S., Barnes D.: Improved physical performance outcomes after functional restoration treatment in patent with chronic low back pain. Spine, 199, 15,, Praca subwencjonowana w ramach tematu własnego Akademii Medycznej im. Karola Marcinkowskiego w Poznaniu.

6 Przemysław Lisiński i inni

7 Czy zmiany w czynności mięśni obręczy barkowej i przykręgosłupowych są czynnikiem warunkującym występowanie... 3

8 4 Przemysław Lisiński i inni n Wartości skali krzywych pobudliwości czuciowych obserwowanych przed i po wykonanych testach wysiłkowych przed wysiłkiem po wysiłku

9 Czy zmiany w czynności mięśni obręczy barkowej i przykręgosłupowych są czynnikiem warunkującym występowanie... 5 Średnie wartości amplitud elektromiogramów globalnych badanych mięśni przed (1) oraz po trzech (-4) kolejnych przeprowadzanych testach wysiłkowych uv m. mostkowo- obojczykowo- sutkowy m.prostownik grzbietu m. nadgrzebieniowy