Биомеханика нижней челюсти у пациентов с бисфосфонатным остеонекрозом по данным нейрофизиологического мониторинга
Aннотация
Эффективная реабилитация пациентов с объёмными дефектами челюстей на современном этапе развития науки и техники невозможна без всестороннего анализа биомеханических нарушений и совершенствования технических аспектов оперативных способов их устранения. Цель исследования: провести анализ биомеханической активности жевательной мускулатуры у пациентов с бисфосфонатным остеонекрозом по результатам нейрофизиологического мониторинга. Контролю подверглись 184 пациента с бисфосфонатным остеонекрозом нижнечелюстной кости, из которых 112 мужчин и 72 женщины; 1-я группа включала 60 % пациентов, которым фиксировали аппарат для внеочагового остеосинтеза челюстных костей, 2-я – 40 % пациентов, которым челюстные фрагменты фиксировали накостными мини-пластинами различного профиля и сечения. В предоперационном периоде всем пациентам выполнялись общеклинические исследования, мультиспиральная компьютерная томография, мониторинг критериев качества жизни по модифицированному опроснику «TheMOS 36-itemShort-FromHervey». Результаты и обсуждение. Показатели в отдаленном послеоперационном периоде у пациентов 1-й группы приближались к физиологической норме на здоровой стороне и значительно улучшались на поражённой стороне в сравнении с пациентами из 2-й группы, не получившими в послеоперационном периоде устройства для внеочагового остеосинтеза. Выводы. Позиционирование фрагментов челюстей в трех взаимно перпендикулярных плоскостях внеочаговым устройством способствует восстановлению биомеханического равновесия, ускоряет сроки реабилитации с положительной динамикой критериев качества жизни.
Ключевые слова: бисфосфонатный остеонекроз, нижняя челюсть, биомеханика, нейрофизиологический мониторинг
Введение
Специфические эффекты бисфосфонатных препаратов изначально запланированы для оказания лечебного действия на костную ткань [Керимова, 2018; Виноградова, 2019; Есин, 2021]. Однако в ряде случаев их использование приводит к развитию патологического процесса в ней, а впоследствии и в прилежащих мягких тканях, способствуя их функциональной несостоятельности. Указанные побочные эффекты препаратов бисфосфонатной группы с каждым годом встречаются чаще [Адмакин, 2022; Моисеев, 2023; Стогов, 2023]. Рост обусловлен расширяющимися показаниями для их применения у пациентов с патологией костной ткани, включая такие заболевания, как болезнь Педжета, оссифицирующая дисплазия, метастатический процесс и другие [Багрова, 2022; Марченкова, 2022]. Частота остеонекрозов челюстных костей, по данным ряда отечественных и зарубежных авторов, варьирует в пределах 4–7 % на 100 тыс. пациентов [Fan, 2024; Wadhwa, 2024]. Несмотря на возрастающую частоту случаев осложнений, патоморфологические механизмы развития бисфосфонатного остеонекроза достоверного объяснения не имеют, как и нет объяснений патофизиологическим аспектам развития биомеханических нарушений. Предположения о нейро-биохимических основах биомеханических нарушений послужило основанием для изучения нейрофизиологических показателей функциональной активности жевательных мышц. Для понимания объёма функциональных нарушений и разработки способов их профилактики необходимо использование специфических методов обследования, так как понять характер биомеханических нарушений в мышцах без изучения их нейронального ответа на раздражители невозможно. В настоящее время фиксация показателей двигательных актов мышц возможна с помощью электромиографии, посредством которой определяются амплитуда потенциала действия и время мышечного сокращения [Ferreira, 2024; Yeung, 2024]. Необходимость оценки структурных и потенциал зависимых явлений, возникающих в периферической нервной системе, предопределила необходимость изучения биомеханических нарушений посредством нейрофизиологического мониторинга [Fadillioglu, 2024; Farook, 2024]. Биомеханические нарушения в зубочелюстной системе проявляются дисфункцией акта жевания и речеобразования. Клиническая картина, в зависимости от протяженности и локализации дефекта, наличие присоседившейся вторично инфекции сопровождается ограничением открывания рта, девиацией нижней челюсти, разной степени выраженности болевыми ощущениями, патологическим стиранием зубов и другими местными проявлениями [Sharma, 2022]. Впервые метод электронейромиографии провел H. Piper в 1907 г., успешное клиническое применение метода документально протоколировано R. Hodes в 1948 г., определившим скорость распространения возбуждения по двигательным волокнам периферических нервов. Нейрофизиологический мониторинг в общеклинической сети практикуется сравнительно недавно, еще 10–15 лет назад проведение исследования осуществлялось только в крупных научно-исследовательских центрах. На данный момент исследования широко применяются среди большинства специальностей. В рутинной практике челюстно-лицевых хирургов практически не используется. Нейрофизиологический мониторинг позволяет изучить состояние двигательных единиц (ДЕ) – собственно потенциала действия и визуализировать регистрируемый биоэлектрический потенциал мышц, благодаря которым можно определить состояние аксонов периферических нервов и нервно-мышечной передачи, определяющих биомеханическую функциональную активность или лабильность мышечных структур зубочелюстной системы [Ishimaru, 2024].
Цель исследования – совершенствовать методы диагностики биомеханических нарушений, обосновывающие способы оперативных доступов, фиксирующих элементов устройств для фиксации фрагментов челюсти.
Материалы и методы
Интраоперационный мониторинг проведен методом биполярной конфигурации игольчатыми датчиками, фиксированными подкожно по два с каждой стороны на исследуемой мышце в соответствии размеру, площади сечения и месту фиксации. Датчики установлены согласно методике «10–20», предложенной Jasper в 1958 г., рекомендованной к применению Международной Федерацией клинических нейрофизиологов. Датчики устанавливаются на стороне поражения и симметрично на условно «здоровой» стороне.
Для регистрации показателей с собственно жевательных мышц первый датчик располагался подкожно у медиального края жевательной мышцы по краю нижней челюсти с учетом расположения сосудисто-нервного пучка, второй устанавливали в проекции нижнего края скуловой дуги в точке наибольшего напряжения.
Датчики в проекции височной мышцы устанавливали с учётом её архитектоники и морфотипа. Чаще всего встречалась треугольная форма мышцы, в связи с чем один из датчиков устанавливали у вершины «треугольника», который располагался на 1–1,5 см ниже волосистого края в наивысшей своей точке. Второй датчик устанавливали в центральной точке у основания абстрактного «треугольника» в проекции верхнего края скуловой кости.
Датчики контроля биоэлектрических потенциалов с латеральных и медиальных крыловидных мышц функционально активны только интраоперационно в виду незначительного объема и площади сечения их мышечных волокон. Поэтому для регистрации в предоперационном и послеоперационном периодах использовали накожные чашеобразные датчики с их наименьшим диаметром, это способствовало стабильной фиксации на всех этапах мониторинга.
Нейрофизиологический мониторинг проводился на аппарате «NicoletEDX 8-ch». Использовались электрические импульсы, стабилизированные по току, длительности стимула 0,3 мс, интенсивности стимуляции от 1,5 до 5,0 мА. Все показатели для регистрации соответствовали анатомо-морфологическим особенностям мышечной единицы: площади ее сечения, объему, которые определялись по результатам МС КТ или МРТ. Заземляющие электроды располагали парасаггитально, между лобными долями, вдоль линии роста волос, с шагом между электродами в 10–20°.
В используемых методиках соматосенсорные вызванные потенциалы действия (ССВП) и моторные вызванные потенциалы (МВП) не имеют технических различий. Записывающие программы отличаются по способу регистрации и имеют различия по силе и частоте подачи электрического тока. Результаты исследования зависели от числа и частоты выданных импульсов, которые колебались от 50 до 3000, а также от объема мышечного волокна и выбранного способа и режима их фиксации.
Регистрация М-ответа моторных вызванных потенциалов была получена после стимуляции прецентральной извилины, которая является моторной зоной коры головного мозга, и пирамидального тракта в области его внутренней капсулы, который является двигательным проводником.
Известно, что сокращение мышечной ткани возникает в ответ на достижение потенциалом действия альфа-мотонейрона переднего рога спинного мозга. Ответ формируется как следствие на раздражение электрическим импульсом с последующей активацией нисходящих двигательных путей позитивным током. Интраоперационная активация альфа-мотонейрона осуществлялась посредством «трейн» стимуляции и включала несколько импульсов (1–6), что было сопряжено с действием наркозных препаратов, блокирующих однократные импульсы [Pumklin, 2023; She, 2023]. Для точности диагностики существовала необходимость исключения эффектов миорелаксирующих препаратов. Контролю подверглись 184 пациента с бисфосфонатным остеонекрозом нижнечелюстной кости, из которых 112 мужчин и 72 женщины, в возрасте от 34 до 76 лет. Критерии исключения: активный метастатический процесс, интраоперационное применение антиконвульсантов и препаратов миорелаксирующего ряда. Пациенты разделялись на две группы по данным предоперационной диагностики: 1-я группа включала 60 % пациентов, которым фиксировали аппарат для внеочагового остеосинтеза челюстных костей, 2-я – 40 % пациентов, которым челюстные фрагменты фиксировали накостными мини-пластинами различного профиля и сечения. В предоперационном периоде всем пациентам выполнялись общеклинические исследования, мультиспиральная компьютерная томография, мониторинг критериев качества жизни по модифицированному опроснику «TheMOS 36-itemShort-FromHervey», за основные критерии приняты жизнеспособность, психическое и физическое функционирование, психологическое здоровье и интенсивность боли. Каждый из критериев оценивался по шкале от 0 до 100 баллов согласно объективной оценке пациентов.
Статистический анализ. Результаты представлялись в виде (М ± m) и М (s). Процентное отношение доверительного интервала равнялось 95 %. При сравнении средних показателей между различными группами использовали критерий Стьюдента, внутри одной группы в динамике с помощью ANOVA-тест связанных выборок.
Результаты и обсуждение
Клинически при внешнем осмотре у абсолютного большинства пациентов отмечено ограничение открывания рта до 2 см между фронтальной группой зубов, при максимальном открывании пациенты отмечают чёткую болезненную точку с диссеминацией к периферии, с девиацией нижней челюсти в пораженную сторону. Выраженный коллатеральный отек со значительной асимметрией лица у 85 % больных обусловлен вяло функционирующими свищевыми ходами. Пальпаторно жевательные мышцы на стороне поражения гипертрофированы, болезненны на всем протяжении. У 20 % триггерная точка в месте фиксации этих мышц.
В полости рта на условно «здоровой» стороне стираемость зубов 2 степени, у 40 % пациентов гипертрофический гингивит в проекции сохранившихся зубов, у 10 % – генерализованный пародонтит 2 степени тяжести, у 50 % – катаральный гингивит в проекции боковой группы зубов. Боль по субъективным ощущениям больных в предоперационном периоде в пределах 75–90 баллов, жизнеспособность – 25–30 баллов, психическое функционирование – 30–40 баллов, физическое функционирование – 20–25 баллов, психологическое здоровье – 15–20 баллов. Нейрофизиологические показатели жевательных мышц на условно «здоровой» стороне в предоперационном периоде по амплитуде потенциала действия превышали в 6–8 раз данные показатели на пораженной стороне. Время мышечного сокращения на «здоровой» стороне колебалось в пределах 0,02 секунды, акт покоя прерывистый, биоэлектрическая активность на электронейромиограмме имеет вид остро возвышающихся пиков в 70 мВ. Аналогичные ответы на стороне патологического процесса с низкой организационной активностью при средней силе тока в 4,0 мА (рисунок).
Пациент Ш. Интерфейс встроенной системы визуализации «Synergy» с данными ответа с жевательных мышц
Patient Sh. Interface of the integrated "Synergy" visualization system with response data from the chewing muscles
Интраоперационный мониторинг нейрофизиологических показателей не имел значимых изменений в сравнении с предоперационным этапом. Амплитуда потенциала действия височных мышц на условно «здоровой» стороне превышала в 4 раза пораженную. Время сокращения в пределах 0,02 секунды, акт покоя – 0,005 секунды, биоэлектрическая активность также в виде остро возвышающихся пиков в 50 мВ с меньшей частотой в сравнении с жевательной группой мышц. Мышечные ответы на стороне патологического процесса с низкой организационной активностью при средней силе тока в 4,0 мА. Интраоперационно вышеуказанные показатели имели статистически не значимые отклонения, они несколько снижались, что, очевидно, было связано с отсутствием постурального действия (положение больного лежа на спине). Амплитуда потенциала действия медиальных и латеральных крыловидных мышц «здоровой» стороны превышала в 3–4 раза показатели пораженной стороны. Биоэлектрическая активность имела вид остро возвышающихся беспрерывных пиков в 30 мВ, их регистрация на пораженной стороне имела 0 динамику, время сокращения фиксировать не удалось ввиду отсутствия ответа на раздражение электрическим током.
Показатели в послеоперационном периоде к 10-м суткам характеризовались положительной динамикой. Амплитуда потенциала действия жевательных мышц «здоровой» стороны также превышала изначальные показатели в 3–4 раза. Время мышечного сокращения в пределах нормы, биоэлектрическая активность характеризовалась остро возвышающимися пиками в 50 мВ с умеренным актом покоя. Амплитуда потенциала действия височной мышцы на «здоровой» стороне в 2 раза превышала пораженную. Биоэлектрическая активность отражалась в виде возвышающихся пиков в 30 мВ с умеренным интервалом покоя при анализе электромиограмм на стороне патологического процесса. В ходе всех этапов обследования установлен факт низкой организационной активности мышц при их раздражении средней силой тока в 4,0 мА. В послеоперационном периоде боль по субъективным ощущениям больных и отметкам в анкете колебалась в пределах 30 баллов, жизнеспособность – 50 баллов, психическое функционирование – 50–60 баллов, физическое функционирование – 50–70 баллов, психологическое здоровье – 40–50 баллов.
Показатели в отдаленном послеоперационном периоде у пациентов 1-й группы приближались к физиологической норме на здоровой стороне и значительно улучшались на поражённой стороне в сравнении с пациентами из 2-й группы, не получившими в послеоперационном периоде устройства для внеочагового остеосинтеза (таблица).
Показатели критериев качества жизни в отдаленном послеоперационном периоде у пациентов 1 группы
Indicators of quality of life criteria in the long-term postoperative period in patients of group 1
Критерий качества жизни | Боль | Социальное функционирование | Физическое функционирование | Психологическое | Жизнеспособность |
Временной промежуток | M ± m | M ± m | M ± m | M ± m | M ± m |
Предоперационный этап | 85 ± 0,6 | 35 ± 0,6 | 23 ± 0,6 | 17 ± 0,6 | 26 ± 0,6 |
10-е сутки от начала проведения терапии | 30 ± 0,6 | 50 ± 8 | 60 ± 0,6 | 40 ± 0,6 | 50 ± 0,6 |
Через 1 месяц | 40 ± 0,6 | 70 ± 0,6 | 72 ± 0,6 | 80 ± 0,6 | 70 ± 0,6 |
Через 3 месяца | 30 ± 0,6 | 70 ± 0,6 | 70 ± 0,6 | 80 ± 0,6 | 80 ± 0,6 |
Через 6 месяцев | 10 ± 0,6 | 70 ± 0,6 | 80 ± 0,6 | 80 ± 0,6 | 80 ± 0,6 |
ANOVA-тест | < 0,05 | < 0,05 | < 0,05 | < 0,05 | < 0,05 |
Амплитуда потенциала действия жевательных мышц на «здоровой» стороне превышала минимум в 1,5 раза аналогичные показатели изначальных измерений во всех группах и на всех этапах исследования. Время сокращения мышц соответствовало оптимальным показаниям нормы, биоэлектрическая активность в виде остро возвышающихся пиков с умеренным актом покоя. Амплитуда потенциала действия височных мышц имела биоэлектрическую активность с умеренным интервалом покоя и была оптимально симметричной показателям нормы. Показатель боли колебался в пределах 5–10 баллов, жизнеспособность – 80 баллов, психическое функционирование – 80 баллов, физическое функционирование – 80–90 баллов, психологическое здоровье – 80–90 баллов.
Выводы
Сравнительный анализ показателей биоэлектрической активности жевательных мышц на условно «здоровой» стороне без значимых отклонений с патологической стороной, в пред- и интраоперационном периоде характеризовались выраженной дисфункцией структур зубочелюстного аппарата. Анализ амплитуды потенциалов действия, которые по сути являлись эквивалентом силы сокращения мышц, характеризовали глубину биоэлектрического покоя, напрямую зависящими от высоты степени утомляемости, клинически проявлявшимися мышечной контрактурой с одной стороны и гипермобильностью элементов ВНЧС – с другой. Выраженность болевой реакции напрямую зависела от локализации патологического процесса и степени биомеханических нарушений в зубочелюстной системе. Угнетение психического и физического функционирования, а также психологического здоровья соответствует объему клинических проявлений и страху перед предстоящим оперативным вмешательством. Нейрофизиологический мониторинг в предоперационном периоде позволял диагностировать уровень биомеханических нарушений, что способствовало определению объёма оперативного вмешательства, выбору доступа и фиксирующего аппарата для динамической фиксации фрагментов челюстных костей. Согласно исследованию, в послеоперационном периоде к 21-м суткам у пациентов 1-й группы (фиксация фрагментов челюстных костей аппаратом для внеочагового остеосинтеза) показатели достигали нормальных значений, у пациентов 2-й группы (фиксация фрагментов челюстных костей титановыми мини-пластинами) показатели характеризовались минимальной амплитудой, и только к 3-му месяцу восстанавливались в половине объема от нормы. Результаты, полученные в группах, подтверждают необходимость использования аппаратов для внеочагового остеосинтеза, так как они, позиционируя фрагменты челюстей в анатомически оптимальное положение, не только адаптируют плоскости повреждённых фрагментов, но и, способствуя восстановлению биомеханического равновесия структур зубочелюстного аппарата, ускоряют сроки реабилитации пациентов.
Благодарности
Работа выполнена без внешних источников финансирования.
Список литературы
Адмакин О.И., Локтионова М.В., Жидовинов А.В., Слетова В.А., Габбасова И.В., Слетов А.А. 2022. Сравнительный анализ показателей минерального состава лейкоцитарной, эритроцитарной фракций и PRP-плазмы крови у пациентов с бисфосфонатным остеонекрозом челюстных костей. Стоматология для всех. 3(100): 32–40. doi 10.35556/idr-2022-3(100)32-40
Багрова С.Г., Басин Е.М., Валиев А.К. 2022. Профилактика и лечение патологии костной ткани при злокачественных новообразованиях. Злокачественные опухоли. 12(3S2-2): 40–54. doi 10.18027/2224-5057-2022-12-3s2-40-54
Виноградова Н.Г., Харитонова М.П., Львов К.В. 2019. Анализ показателей качества жизни у пациентов с диагнозом бисфосфонатный остеонекроз. Уральский медицинский журнал. 7(175): 90–94. doi 10.25694/URMJ.2019.07.33
Есин В.А., Кудряшова Е.А., Давыдова О.Б., Белов Д.И. 2021. Особенности ведения пациентов с бисфосфонатным остеонекрозом челюстей. Молодежь и медицинская наука : Тезисы докладов VIII Всероссийской межвузовской научно-практической конференции молодых ученых с международным участием, Тверь, 26 ноября 2020 года. – Тверь: Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Тверская государственная медицинская академия Министерства здравоохранения Российской Федерации. С. 32.
Керимова К.М., А.П. Петрова. 2018. Бисфосфонатный остеонекроз челюсти: Текущее состояние проблемы, рекомендации по профилактике и тактике лечения. Международный студенческий научный вестник. 4–1: 152–155.
Локтионова М.В., Габбасова И.В., Слетова В.А., Магомедова Х.М., Узденов Э.М., Захарян В.С., Слетов А.А. Экспериментальное моделирование дефекта челюстных костей и анализ функциональной эффективности экзоскелета челюсти. 2023. Врач. – 2023. – Т. 34, № 2. – С. 59–62. doi 10.29296/25877305-2023-02-13
Марченкова Л.А. 2022. Современные подходы к реабилитации пациентов с переломом бедра на фоне остеопороза: роль патогенетической терапии золедроновой кислотой. Вестник восстановительной медицины. 21(2): 139–149. doi 10.38025/2078-1962-2022-21-2-139-149
Моисеев Д.А., Швецов Д.С., Лосева А. 2023. Особенности ведения пациента с остеонекрозом челюсти, вызванным приемом бисфосфонатов: клинический случай. Клиническая стоматология. 26(2): 86–92. doi 10.37988/1811-153X_2023_2_86
Стогов М.В., Дюрягина О.В., Силантьева Т.А., Шипицына И.В., Киреева Е.А., Степанов М.А. 2023. Оценка биосовместимости новых костнопластических ксеноматериалов, содержащих золедроновую кислоту и ранелат стронция. Травматология и ортопедия России. 29(2): 57–73. doi 10.17816/2311-2905-2035
Хелминская Н.М., Магомедов М.М., Гончарова А.В., Кравец В.И., Краснов Н.М., Багдасарян А.А. 2019. Опыт междисциплинарного подхода к диагностике и лечению пациентов с бисфосфонатным остеонекрозом верхней челюсти. Вестник оториноларингологии. 84(5): 44-47. doi 10.17116/otorino20198405144
Fadillioglu C., Kanus L., Möhler F., Ringhof S., Schmitter M., Hellmann D., Stein T. 2024. Persisting Effects of Jaw Clenching on Dynamic Steady-State Balance. PLoS One. Feb 22; 19(2): e0299050. doi: 10.1371/journal.pone.0299050
Fan X., Yan Z., Lin Y., Wang Q., Jiang L., Yao X., Dong L., Chen L., Zhao T., Zhao J., Hu H., Wang H. 2024. Mechanism Exploration of Zoledronic Acid Combined with PD-1 in the Treatment of Hepatocellular Carcinoma. Cancer. Immunol. Immunother. Mar 2; 73(4): 62. doi: 10.1007/s00262-024-03652-2
Farook T.H., Haq T.M., Ramees L., Dudley J. 2024. Deep Learning and Predictive Modelling for Generating Normalised Muscle Function Parameters from Signal Images of Mandibular Electromyography. Med. Biol. Eng. Comput. Feb 20. doi: 10.1007/s11517-024-03047-6
Ferreira E.F., Camões-Barbosa A. 2024. Incobotulinumtoxin A in Refractory Temporomandibular Disorder Due to Disk Dislocation: A Prospective Study. J. Stomatol. Oral. Maxillofac. Surg. 26: 101804. doi: 10.1016/j.jormas.2024.101804
Ishimaru T., Yamaguchi T., Saito T., Hattori Y., Ono T., Arai Y., Hasegawa Y., Shiga H., Tamaki K., Tanaka J., Tsuga K., Abekura H., Miyawaki S., Maeda-Lino A., Mikami S., Gotouda A., Satoh K., Shimizu K., Kato Y., Namita T. 2024. Actual State of the Diurnal Masseteric Electromyogram: Differences between Awareness and Non-Awareness of Awake Bruxism. J. Prosthodont. Res. Jan. 12. doi: 10.2186/jpr.JPR_D_23_00072
Pumklin J., Sowithayasakul T., Thaweemonkongsap C., Saptasevee P., Sangprasert P. 2023. Effects of Occlusal Conditions on Masseter and Temporalis Muscle Activity: An Electromyographic Evaluation. Saudi. Dent. J. Dec; 35(8): 946–952. doi: 10.1016/j.sdentj.2023.07.018
Sharma N.K., Yadav B.S., Hirani M.S., Dhiman N.K., Singh A.K., Tripathi R. 2024. Electromyographic Assessment of Masticatory Muscles & their Asymmetries in Adult Indian Population. J. Maxillofac. Oral. Surg. Feb; 23(1): 197–203. doi: 10.1007/s12663-022-01770-x
She W.J., Xie J.L., Jiao T. 2023. Accuracy Evaluation of Recording Maxillomandibular Relation with the Mandibular Kinesiography]. Shanghai Kou Qiang Yi Xue. Oct; 32(5): 497–500. Chinese. PMID: 38171519.
Wadhwa R., Gupta N., Dixit J., Malhotra P., Lakshmi P., Prinja S. 2024. Cost-Effectiveness Analysis of Denosumab in the Prevention of Skeletal-Related Events Among Patients with Breast Cancer with Bone Metastasis in India. JCO Glob. Oncol. Mar; 10: e2300396. doi: 10.1200/GO.23.00396
Yeung D., Negro F., Vujaklija I. 2024. Adaptive HD-sEMG Decomposition: Towards Robust Real-Time Decoding of Neural Drive. J. Neural. Eng. Mar 13. doi: 10.1088/1741-2552/ad33b0