Διερεύνηση των διαταραχών του κεντρικού συστήματος και της ισορροπίας στην αιτιοπαθογένεια της ιδιοπαθούς σκολίωσης

Abstract

Idiopathic scoliosis is a three-dimensional deformity of the spine with lateral curvature combined with vertebral rotation. Although the clinical manifestations of this disease have been well described, no one has been able to determine the cause and pathogenesis. The cause of idiopathic scoliosis remains unknown, although research has possibly eliminated some hypothetical causes. The fact that many patients with idiopathic scoliosis appear to be out of balance, has led many researchers to postulate that a brain stem abnormality involving the vestibular system in the cause of this condition. The aim of this study, was to evaluate the postural effects on nystagmus response, during caloric vestibular stimulation. In the study were included 43 female patients 12 to 14 years old (mean age=13.5y) with right thoracic idiopathic scoliosis (study group). All patients had a single major structural curvature between 20°- 40°.The control group comprised 31 non-scoliotic healthy subjects in the same age group (mean age=13.1y) and with about the same sex ratio. In all patients of the study was performed an electronystagmographic study of labyrinthine function with caloric stimulation. We evaluated these parameters for each patient: The frequency of nystagmic movements, the amplitude of nystagmic movements and the slow phase velocity of nystagmus. Therefore we determined the difference in sensitivity between the labyrinths and between left- and right- beating nystagmus in relation to the total response. These differences in labyrinthine sensitivity, evaluated with the use of unilateral weakness parameter. The differences in left- and right- beating nystagmus evaluated with the use of directional preponderance parameter. No one children of the study presented spontaneous nystagmus or positional nystagmus. No significant correlation was noted between direction of convexity and nystagmus. Nineteen patients from the study group (44.2%), revealed unilateral weakness (difference between left and right labyrinth >20%) of the left labyrinth. Twenty four patients from the study group (55.8%) didn't reveal unilateral weakness (difference between left and right labyrinth <20%). Seventeen patients from the study group (39.5%) revealed directional preponderance of the right-beating nystagmus. One patient of the control group (3.2%) revealed unilateral weakness of the left labyrinth (<20%). These differences were statistical significant (p<0.05, Chi-Square test). Seventeen patients from the study group revealed both left unilateral weakness and directional preponderance of the right labyrinth, while two patients revealed only right directional prepoderance. From the above results we conclude that in seventeen patients from the study group the right labyrinth was the preponderant. Also in this study we tried to investigate the involvement of central nervous system (CNS), in the pathogenesis of idiopathic scoliosis, by measuring the corticomotor threshold in both cerebral hemispheres with transcranial magnetic stimulation. Magnetic stimulation of the brain was performed with a figure of eight coil angled 45° to the parasagittal plane and positioned so as to overly the hand area. Threshold measurements included upper (UT) and lower threshold (LT), defined as the stimulus intensities producing MEP’s with a probability of 100 and 0%, respectively. Mean threshold (MT) was the mean of UT and LT. Cortical latencies of MEP's during muscle activation were also measured. In upper limbs there were no significant asymmetries between the two hemispheres in either the control or the patient group. In lower limbs, however, an increased asymmetry of the cortical latencies of the facilitated MEPs was observed in the scoliotic group. The differences in the corticomotor excitability in the upper and lower extremities were not statistical significant. In the study group revealed asymmetries between left and right hemisphere in cortical latencies of MEP’s facilitated. Finally in this study we tried to identify measurable asymmetries during gait analysis in scoliotic and healthy subjects and relating them to the spinal deformity using force plate. In this study were not revealed differences between scoliotic and healthy subjects. In the study group the total time in the foot contact to the force plate revealed statistical significant differences between left and right foot. In the control group these differences were not statistical significant.

Αν και τα τελευταία χρόνια έχει σημειωθεί σημαντική πρόοδος στην έρευνα της αιτιοπαθογένειας της σκολίωσης, με την εμφάνιση νέων ιδεών και νέων σχολών, η ανασκόπηση της βιβλιογραφίας επιβεβαιώνει, ότι το αίτιο της ιδιοπαθούς σκολίωσης εξακολουθεί να παραμένει άγνωστο. Στη μελέτη αυτή, αξιολογήθηκε μία ομάδα 74 κοριτσιών ηλικίας 12-14 ετών. Από αυτά τα 43 (58.1%) έπασχαν από δεξιά θωρακική ιδιοπαθή σκολίωση, με το πρωτοπαθές κύρτωμά τους να κυμαίνεται από 20°- 40° (ομάδα ασθενών). Ενώ τα 31 κορίτσια (41.9%), ήταν φυσιολογικά και δεν είχαν σκολίωση (ομάδα ελέγχου). Όλα τα παιδιά είχαν συγκρίσιμα ανθρωπομετρικά χαρακτηριστικά και αυστηρά κριτήρια εισαγωγής τους στη μελέτη, σύμφωνα με τα διεθνώς αποδεκτά επιστημονικά δεδομένα. Αρχικά υποβάλλονταν σε πειραματικό ερεθισμό του λαβύρινθου με θερμό και ψυχρό διακλυσμό και καταγραφή των νυσταγμικών απαντήσεων με ηλεκτρονυσταγμογραφία. Όλα τα παιδιά της μελέτης, ελέγχθηκαν σχολαστικά πριν τον έλεγχο και κανένα δεν παρουσίαζε αυτόματο νυσταγμό, ούτε νυσταγμό θέσης. Επίσης κανένα από τα παιδιά της μελέτης δεν εμφάνισε παθολογικές απαντήσεις στις κλινικές δοκιμασίες που προηγήθηκαν, με τα αιθουσονωτιαία αντανακλαστικά (Romberg, Babinski-Weil, Unterberger). Αξιολογήθηκαν οι παρακάτω παράμετροι: Η συχνότητα των νυσταγμικών κινήσεων, το πλάτος της νυσταγμικής κίνησης, η γωνιακή ταχύτητα βραδείας φάσης νυσταγμού στη μονάδα του χρόνου, ο δείκτης μονόπλευρης υπαισθησίας, η υπεροχή της νυσταγμικής κατεύθυνσης και ο δείκτης οπτικής προσήλωσης. Όλοι οι σκολιωτικοί ασθενείς δεν εμφανίζουν διαφορές μεταξύ δεξιού και αριστερού λαβύρινθου. Τα 19 (44.2%) από τα 43 σκολιωτικά παιδιά της μελέτης, παρουσίαζαν μονόπλευρη υπαισθησία του αριστερού λαβύρινθου (>20%) και μόνο ένα από τα φυσιολογικά παιδιά (3.2%). Οι διαφορές αυτές μεταξύ σκολιωτικών και φυσιολογικών παιδιών, ήταν στατιστικά σημαντικές (p<0.05, Pearson Chi-Square test). Επίσης στα 19 αυτά σκολιωτικά παιδιά, προέκυψαν και στατιστικά σημαντικές διαφορές, στις τιμές της γωνιακής ταχύτητας βραδείας φάσης νυσταγμού μεταξύ δεξιού και αριστερού λαβύρινθου στους 44°C και 30°C (p<0.05, t-test). 17 (39.5%) από τα 19 σκολιωτικά παιδιά που παρουσίασαν μονόπλευρη υπαισθησία του αριστερού λαβύρινθου , παρουσίασαν και υπεροχή της νυσταγμικής κατεύθυνσης προς το δεξιό λαβύρινθο. Στα 17 αυτά παιδιά, διαπιστώθηκε υπεροχή του δεξιού λαβύρινθου. Οι διαφορές μεταξύ σκολιωτικών και φυσιολογικών παιδιών της μελέτης με βάση την υπεροχή της νυσταγμικής κατεύθυνσης, ήταν στατιστικά σημαντικές (p<0.05, Pearson Chi-Square test). Οι διαφορές μεταξύ σκολιωτικών και φυσιολογικών παιδιών, όσον αφορά την μονόπλευρη υπαισθησία του αριστερού λαβύρινθου, ήταν στατιστικά σημαντικές. Οσο αυξάνει το σκολιωτικό κύρτωμα, ειδικά όταν ξεπερνά τις 35°, τόσο περισσότερο αυξάνει ο δείκτης μονόπλευρης υπαισθησίας και συγκεκριμένα στην παρούσα μελέτη, τόσο περισσότερο υπερισχύει ο δεξιός λαβύρινθος. Σημαντικό ποσοστό των παιδιών με δεξιά θωρακική σκολίωση (44.2%), εμφανίζουν υπεροχή του δεξιού λαβύρινθου. Στη συνέχεια, πραγματοποιήθηκε νευροφυσιολογική μελέτη του κινητικού φλοιού και της κινητικής οδού των παιδιών, με διακρανιακό μαγνητικό ερεθισμό. Για τον προσδιορισμό των ουδών ερεθισμού, ακολουθήθηκε η στατιστική μέθοδος των Mills και Nithi η οποία βασίζεται στον καθορισμό μιας έντασης ερεθίσματος με μηδενική πιθανότητα για τη γένεση κινητικών προκλητών δυναμικών (κατώτερος ουδός, LT), καθώς και μιας έντασης που παράγει κινητικά προκλητά δυναμικά με πιθανότητα ένα (1) (ανώτερος ουδός, UT). Ο αριθμητικός μέσος όρος του ανώτερου και κατώτερου ουδού, αντιστοιχεί στον μέσο ουδό (Mean threshold, ΜΤ). Επίσης μελετήσαμε και τη διαφορά που εμφανίζουν οι προηγούμενες παράμετροι μεταξύ των δύο εγκεφαλικών ημισφαιρίων (UTSSD, LTSSD, MTSSD). Αξιολογήθηκε το εύρος των ουδών ερεθισμού, δηλαδή η διαφορά μεταξύ ανώτερου και κατώτερου ουδού (UT-LT). Με όλες αυτές τις παραμέτρους, αξιολογήθηκε και η ασυμμετρία μεταξύ των δύο εγκεφαλικών ημισφαιρίων. Ο λεπτομερής έλεγχος που πραγματοποιήθηκε στα άνω άκρα, δεν έδειξε καμία διαφορά μεταξύ των δύο ημισφαιρίων στην ομάδα ελέγχου. Στα σκολιωτικά παιδιά, διαπιστώθηκε μία αυξημένη ασυμμετρία μεταξύ των δύο εγκεφαλικών ημισφαιρίων, σε ότι αφορά τους λανθάνοντες χρόνους εμφάνισης των κινητικών προκλητών δυναμικών από τα κάτω άκρα κατά την ευόδωση. Αυτό αποτελεί ένα εύρημα, το οποίο συσχετίζεται και με τους δείκτες της ατροφικής και πλάγιας παραμόρφωσης της σπονδυλικής στήλης (δείκτης Nash and Moe, δείκτης Perdriolle) και δείχνει ίσως και μία τάση συσχέτισης με τις μοίρες του σκολιωτικού κυρτώματος. Τέλος στην παρούσα μελέτη, πραγματοποιήθηκε και κλινικοεργαστηριακός έλεγχος ανάλυσης βάδισης (gait analysis) και αξιολογήθηκαν όλες οι παραμέτροι της ανάλυσης βάδισης, στα σκολιωτικά και φυσιολογικά παιδιά. Η ανάλυση της βάδισης, δεν εμφάνισε διαφορές μεταξύ σκολιωτικών και φυσιολογικών παιδιών. Παρουσίασε διαφορές μεταξύ δεξιού και αριστερού ποδιού στα σκολιωτικά παιδιά. Η χρονική διάρκεια που διήρκεσε η επαφή του δεξιού ποδιού με το δυναμοδάπεδο παρουσίασε στατιστικά σημαντικές διαφορές ανάμεσα στις δύο ομάδες ελέγχου (p=0.062, ANOVA table). Ο χρόνος επαφής του δεξιού ποδιού με το δυναμοδάπεδο, διαφέρει σημαντικά μεταξύ των σκολιωτικών και των φυσιολογικών παιδιών. Οι διαφορές που προέκυψαν στο χρόνο που διήρκεσε η επαφή του δεξιού και του αριστερού ποδιού με το δυναμοδάπεδο ήταν στατιστικά σημαντικές στην ομάδα των σκολιωτικών παιδιών (p=0.002, paired samples t-test), ενώ στην ομάδα των φυσιολογικών παιδιών δεν παρουσίασαν στατιστική σημαντικότητα (p=0.160, paired samples t-test).