Home Table of Contents

 

FUNCTIONAL MAGNETIC STIMULATION

Translated by Maria Zhukova

Sponsor: Institute of Spinal Cord Injury, Iceland

 

 

1) Introduction

2) Respiration & Airway Clearance (Cough)

3) Gastric Clearance & Colon Transfer

4) Bladder Control

5) Deep Vein Thrombosis

 

FUNCTIONAL MAGNETIC STIMULATION

ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ МАГНИТОСТИМУЛЯЦИЯ

ВВЕДЕНИЕ

Поскольку нервы представляют собой клетки, управляемые электромагнетическим образом, не удивительно, что пульсирующие магнитные поля могут вызвать нейрональное распространение сигналов к парализованным мышцам. Эти нервные сигналы, вызванные искусственным путем, могут стимулировать мышечные сокращения, если они активированы в двигательных нервах.

Применение магнитных полей для достижения положительного воздействия в области функционирования или реабилитации называется функциональной магнитостимуляцией. При ТСМ магнитостимуляция используется для стимулирования дыхания, пищеварения, кровообращения, контроля мочеиспускания и дефекации. (Другие методы применения магнитостимуляции обсуждались ранее).

Так же, как и при электростимуляции, обсуждаемой выше, для воздействия на функции организма и мышечные сокращения при помощи магнитостимуляции, требуется сохраненная иннервация целевых мышц и органов (т.е. неповрежденных периферических нервов). Как и электростимуляция, магнитостимуляция применяется ниже уровня травмы для активизации функций, которые были потеряны или нарушены.

Системы магнитостимуляции состоят из трех компонентов: генератор импульсов тока высокого напряжения, электромагнитная катушка и источник питания. Генераторы импульсов для магнитостимуляции выделяют ток 5000 ампер или больше с продолжительностью импульсов около 250 микросекунд. Этот высокий электрический заряд требует мощного источника энергии. Внутренняя схема генератора импульсов состоит из накопительного конденсатора, который заряжается до нескольких тысяч вольт, схемы управления и тиристора полупроводникового устройства, переключающего большие значения электрического тока в течение нескольких микросекунд.

Чтобы вызвать распространение сигнала, электромагнитные катушки генерируют поле мощностью в 2 Тесла или более, электромагнитная мощность, сравнимая с мощностью, используемой для магнитно-резонансной томографии (МРТ). Электромагнитная катушка обычно состоит из одной или более хорошо изолированных медных катушек, температурных датчиков и предохранительных выключателей все находится в коробке из литого пластика. Для питания используются либо аккумуляторы, либо стационарные источники электричества.

В отличие от электростимуляции, в которой электрический ток воздействует непосредственно на кожу или нервы при помощи внешних или имплантированных электродов, магнитостимуляция оказывает воздействие на нервы при помощи пульсирующего магнитного поля, которое исходит из одной или нескольких электромагнитных катушек, помещенных снаружи над целевыми нервами, или нервными корешками. Электростимуляция и магнитостимуляция имеют свои преимущества  и недостатки.

Преимущества:

1)      Магнитостимуляция проникает в ткани, включая кожу, жировую ткань, костную, периферические нервы, спинной мозг, корешки спинальных нервов, головной мозг и внутренние органы без хирургического вмешательства.

2)      Магнитостимуляция вызывает электрическое поле в области применения, тем самым одновременно стимулируя множество нервов (Примечание: если необходима функциональная стимуляция мышечной группы, то это свойство является преимуществом, тогда как при необходимости активации отдельного нерва или мышцы, оно становится недостатком).

3)      Магнитостимуляция не влечет за собой рисков, связанных с имплантацией электродов для электростимуляции.

4)      Магнитостимуляцию можно применять поверх одежды, применение магнитостимуляции не предполагает непосредственного контакта с кожей.

Недостатки:

  1. Магнитостимуляция может активировать ненадлежащие нервы, находящиеся в области ее применения, поскольку магнитостимуляция скорее излучает магнитное поле, чем сфокусированный электрический ток.
  2. Имеющиеся системы магнитостимуляции довольно громоздки.

Согласно д-ру Вернону Лину (США) ведущему пионеру в области применения магнитостимуляции при ТСМ, два технических фактора замедлили распространение магнитостимуляции для клинического и домашнего применения рассредоточенность магнитного поля и размер аккумуляторов. Однако для улучшения свойства концентрироваться на определенных нервах, постоянно производятся изменения конструкции магнитостимуляторов. Над аккумуляторами также ведутся работы, направленные на разработку портативных магнитостимуляторов для индивидуального использования. Хотя небольшой рынок, представленный потенциальными пользователями магнитостимуляторов, а также их стоимость, замедляет коммерческое развитие магнитостимуляции, Лин верит, что магнитостимуляция имеет разнообразные методы применения при ТСМ.

FMS APPLICATIONS FOR SCI

МЕТОДЫ ПРИМЕНЕНИЯ МАГНИТОСТИМУЛЯЦИИ ПРИ ТСМ

 

Respiration & Airway Clearance (Cough)

Дыхание и очищение дыхательных путей (кашель):

Дыхание, вызываемое магнитостимуляцией, оказывает положительное воздействие даже отчасти превосходящее воздействие электростимуляции. Магнитная катушка, расположенная в области шейного позвонка С7, стимулирует диафрагмальный нерв, контролирующий диафрагму, без хирургического вмешательства. В сравнении с электростимуляцей, магнитостимуляция приводит к более высокому давлению диафрагмы, что, по мнению ученых,  является результатом не только работы диафрагмальных нервов, но и нервов, ведущим к мышцам стенки верхней грудной клетки.

Группа ученых под руководством д-ра Лина изучили воздействие магнитостимуляции на адаптацию мышц, используемых для вдыхания у 8 пациентов с ТСМ. Из 8 участников, у 7 была травма на шейном уровне от С5 до С7, у одного травма на грудном уровне Т5. Возраст пациентов в среднем составлял 51 год, время после травмы 18 лет. Каждый пациент прошел 4-недельную программу, состоящую из 20-минутного сеанса магнитостимуляции дважды в день, пять раз в неделю. Магнитная катушка размещался на уровне Т10-Т11, а пациенты  оставались в своих колясках. Такое размещение позволяет стимулировать нижние межреберные и брюшные мышцы.

Функция легких оценивалась до начала программы, в ходе ее, сразу после и две недели спустя после ее окончания. При сравнении с исходными данными, магнитостимуляция привела к значительному улучшению произвольного давления при выдохе (116%), объему (173%) и скорости потока (123%). Однако через две недели после прекращения программы, эти улучшения сократились до исходных уровней, что говорит о необходимости постоянной стимуляции, если нужно добиться более длительного полезного эффекта.

Gastric Clearance & Colon Transfer

Очищение желудка и опорожнение кишечника:

ТСМ может оказывать отрицательное воздействие на желудочно-кишечный тракт, замедляя перемещение веществ через желудок и кишечник. Признаками нейрогенного кишечника является уплотнение стула, запор, вздутие живота, длительная гигиена кишечника и затяжной кишечный транзит. Согласно оценкам, 41-86% пациентов с ТСМ отмечают одну из вышеупомянутых проблем, а 41% посвящают, по крайней мере, один час в день гигиене кишечника.

Д-р Лин и коллеги продемонстрировали, что магнитостимуляция увеличивает ректальное давление и сокращает время кишечного транзита у пациентов с ТСМ. Данное исследование было поделено на два протокола, первый был направлен на оценку воздействия магнитной стимуляции на ректальное давление, а второй на время кишечного транзита. В первом протоколе, после выполнения предварительных экспериментов по установке процедуры у нескольких здоровых человек, ученые изучили 9 пациентов с полными и неполными травмами от шейного уровня С3 до поясничного L1. Магнитная катушка помещалась в область низа живота, напрягающую абдоминальную мускулатуру, а затем на крестцово-поясничный отдел, стимулируя крестцовые нервы, контролирующие толстую и прямую кишку. При абдоминальной стимуляции ректальное давление увеличилось на 42%, при пояснично-крестцовой на 80%.

Во втором протоколе, время кишечного транзита оценивалось у 4 пациентов с ТСМ до и после 5-недельной магнитной стимуляции. В данном исследовании пациенты в течение первых трех дней в ходе завтрака получили 20 рентгеноконтрастных маркеров, и велось наблюдение за их передвижением по желудочно-кишечному тракту. Пятинедельная программа магнитостимуляции состояла из 20-минутных сессий дважды в день, постепенно увеличивающихся по интенсивности. После 5-недель стимуляции время кишечного транзита сократилось в среднем со 105 до 89 часов.

В исследовании, опубликованном в 2002 году, Лин и коллеги оценили опорожнение кишечника с использованием магнитостимуляции и без у пяти здоровых мужчин и 4 пациентов с ТСМ (3 мужчины и 1 женщина). После ночного голодания в течение 12 часов, все пациенты получили завтрак из жареных яиц с радиоактивными маркерами. Участники ложились на спину, на живот помещался детектор радиоактивности, а магнитная катушка размещалась вниз, на уровне Т9. В течение 30 минут применялась попеременная магнитостимуляция. Хотя магнитостимуляция усилила опорожнение кишечника у всех участников, особо эффективным воздействие оказалось на пациентов с ТСМ. У здоровых участников исследования магнитостимуляция сократила опорожнение кишечника на 8%, у пациентов с травмой спинного мозга на 33%. У одного пациента с ТСМ опорожнение кишечника было на 38 минут быстрее с магнитостимуляцией.

В более недавнем исследовании с большим количеством участников д-р По-Йи Тсай и др. (Тайвань) дальше регистрировал эффект магнитостимуляции на функцию кишечника после ТСМ. В исследовании участвовали 22 пациента (19 мужчин, 3 женщины) в среднем 47 лет, получившие травмы в среднем 39 месяцев назад. Участники были поделены на подгруппы, состоявшие из пациентов с травмой на нижних уровнях, и на высоких уровнях. Это различие важно, поскольку уровень травмы по-разному воздействует на физиологию кишечника. Соответственно, из-за стимулируемых нервов, эффективность лечения может значительно различаться.

Все пациенты получали 20 минутные сеансы магнитной стимуляции дважды в день в течение 3 недель. Магнитная катушка размещалась на уровне Т9 на первые 10 минут, а затем на уровне L3 в течение последующих 10 минут. Функция кишечника оценивалась до и после программы при помощи 1) замера времени транзита, следя за передвижением рентгеноконтрастных маркеров; 2) анкеты, регистрирующей впечатления пациентов об их здоровье и функции кишечника; 3) телефонных бесед в ходе последующего наблюдения  раз в две недели в течение 3 месяцев.

После программы магнитостимуляции среднее время кишечного транзита сократилось с 63 часов до 50. Улучшения кишечного транзита отмечались в обеих группах.  В анкетах, заполненных до и после курса, также зафиксировано улучшение функции кишечника. Например, отмечалось снижение потребности в слабительных, сокращение неудачных попыток опорожнения, ощущение неполной дефекации, сложности при опорожнении и необходимого времени.

Bladder Control:

Контроль мочевого пузыря:

В ходе клинического исследования группы ученых под руководством д-ра Вернона Лина было выявлено, что магнитостимуляция может стимулировать мочеиспускание у 17 из 22 пациентов с ТСМ. Было обнаружено, что пациенты со спастическими или рефлекторными мочевыми пузырями (опустошающимися спонтанно, в результате рефлекса, при наполнении) хорошо откликнулись на использование магнитной стимуляции для контроля мочеиспускания. Чаще всего рефлекторные мочевые пузыри встречаются у пациентов с травмами выше уровня Т12. Магнитостимуляция оказалась неэффективной для пациентов с мочевыми пузырями, не опустошающимися самостоятельно (вялый мочевой пузырь).

Deep Vein Thrombosis:

Тромбоз глубоких вен

При тромбозе глубоких вен (ТГВ) формируются сгустки крови в глубоких венах ног, таза и иногда рук. Потенциально сгусток может отделиться и дойти до легких, что приведет к легочной эмболии, угрожающей жизни. В целом заболеваемость ТГВ у пациентов с ТСМ варьируется  от 47% до 72%. В острой фазе травмы, заболеваемость составляет 13,6%, затем примерно через 20 дней после травмы риск снижается. ТГВ чаще возникает у пациентов с параплегией и при полной травме.

Д-ра Вернон Лин, Ян Хсяо и коллеги оценили эффект магнитостимуляции мышц ног на расщепление фибрина, белка, свертывающего кровь (фибринолиз). В процессе свертывания молекулы фибрина сочетаются и формируют длинные нити, в которых запутываются тромбоциты, постепенно формируя образование, которое затвердевает до сгустка. Исследователи проанализировали фибринолиз до и после 60-минутных сокращений ног, вызванных магнитной стимуляцией, у 22 пациентов с ТСМ. В основе исследования лежит идея о том, что способствуя расщеплению фибрина можно сократить риск возникновения ТГВ. Исследователи пришли к выводу, что магнитостимуляция приводит к стабильному усилению системного фибринолиза, который может быть полезным при профилактике ТГВ.

TOP