Импульсная магнитотерапия

Импульсная магнитотерапия – применение с лечебно-профилактическими целям импульсного магнитного поля различной частоты и интенсивности. Как и при других импульсных воздействиях при импульсной магнитотерапии подача энергии фактора чередуется с паузами, т.е. осуществляется в определенном ритме. По сравнению с непрерывной, импульсная магнитотерапия имеет ряд особенностей:

• медленное развитие адаптации организма;
• возможность более широкого варьирования дозиметрических параметров процедуры;
• доступность воздействия на более глубоко расположенные органы и ткани:
• более выраженная специфичность воздействия;
• физиологичность воздействия.

При импульсной магнитотерапии кроме магнитной индукции и продолжительности воздействия биотропное значение имеют и другие характеристики импульсных магнитных полей: форма, частота повторения импульсов, скважность, частота модуляции и др. К сожалению, конкретных данных об их влиянии на различные системы и процессы в организме крайне мало. При исследовании сенсорной индикации импульсных магнитных полей у людей было показано, что из частот 1, 10, 100 и 1000 Гц наибольшей биологической активностью обладает МП с частотой 10 Гц. Подобное явление в электромагнитной биологии получили название частотного окна (М.А. Шишло, 1982).

Среди известных вариантов импульсной  терапии наибольший интерес и наибольшее отличие от других видов магнитотерапии, прежде всего низкочастотной магнитотерапии, представляет высокоинтенсивная импульсная магнитотерапия (ВИМТ). 

1. Физические и биофизические основы метода

Высокоинтенсивная импульсная магнитотерапия заключается в лечебном воздействии импульсным магнитным полем с индукцией 0,5-0,7 Тл (500-700 мТл) и выше. Импульсные поля более низкой интенсивности по своему биологическому действию сходны с низкочастотной магнитотерапией, хотя и активнее их.

В тканях организма под действием импульсных магнитных полей по закону электромагнитной индукции М. Фарадея наводится электродвижущая сила (ЭДС), величина которой зависит от скорости изменения (dB/dt, Тл/с) магнитной индукции. Она в свою очередь определяется частотой и формой импульсного магнитного поля, его амплитудой и радиусом контура, в котором наводится ЭДС. Напряженность электрического поля (Е, В/м) в этом контуре определяется по формуле:

   E=dB/dt × pr²/2pr=0,5(dB/dt) × r

Действие наведенной ЭДС на биологические ткани связано с существованием на клеточных мембранах потенциала  действия (порядка 0,1В), который определяет процессы  диффузии ионов в клетке.

За счет быстрого нарастания вектора магнитной индукции возникающие электрические поля в электропроводящих системах вызывают движение электрических зарядов. Индукционные электрические токи, возникающие при действии высокоинтенсивных импульсных магнитных полей, имеют высокую плотность, на 2-3 порядка выше, чем при использовании низкочастотной магнитотерапии. Их форма и временные характеристики близки к таковым действующего магнитного поля. Наведенные электрические токи большой плотности способны вызывать возбуждение волокон периферических нервов и ритмическое сокращение миофибрилл. Этот феномен, впервые продемонстрированный  еще в 80-х годах прошлого столетия, был положен в основу использования импульсных магнитных полей для миомагнитостимуляции скелетной мускулатуры гладких мышц сосудов и внутренних органов. По приблизительным подсчетам, для вызывания сокращения мышц плотность тока должна составлять около 0,1 мА/см².

Плотность тока, наведенного изменяющимся магнитным полем, зависит от электропроводности ткани, которая изменяется  в очень широких пределах – от максимальных значений для спинномозговой жидкости и крови до минимальных значений, характерных для кожи и кости. Естественно, что и биологические эффекты, вызываемые в этих тканях импульсным магнитным полем, будут существенно различаться.

Проникающая способность импульсного магнитного поля превышает 4-5 см, поэтому индуцированные им токи могут воздействовать на глубоко расположенные возбудимые структуры и внутренние органы. Отсюда понятна возможность использования высокоинтенсивных импульсных магнитных полей для  транскраниальной магнитостимуляции.

Согласно имеющимся расчетам, существенное влияние на электрохимические процессы в тканях может оказать влияние  индуцированное электрическое поле, близкое к значениям 10⁴ В/м. Более или менее приблизиться к этим значениям напряженности электрического поля безопасности повреждения клетки можно, воздействуя на нее относительно редкими одиночными импульсами магнитного поля большой амплитуды. Такие условия и создаются в аппаратах для ВИМТ.

Биологическое действие импульсного магнитного поля может быть связано и с влиянием фактора на переходы электронов и свободнорадикальные реакции. Магнитные поля снижают частоту синглет-триплетных переходов вследствие расщепления вырожденного триплетного уровня на три подуровня с различной энергией. Основные антиоксидантные системы – супероксиддисмутаза и каталаза – более активны в скелетном состоянии и снижение частоты синглет-триплетных переходов повышает активность эндогенных антиоксидантных систем организма. Следовательно, магнитное поле является фактором активации ферментов антиоксидантной защиты.

Как и при других видах магнитотерапии, при ВИМТ определенное значение, по-видимому, имеет влияние на воду. Вызываемое импульсными магнитными полями изменение квазикристаллической структуры и физико-химических свойств воды сказывается на выполнении своих специфических функций молекулами белков, нуклеиновых кислот, полисахаридов и другими макромолекулами, образующими с водой единую систему.

Под воздействием импульсных магнитных полей высокой интенсивности изменяется заряд клеток, дисперсность коллоидов и проницаемость клеточных мембран, что может сопровождаться различными как физиологическими, так и терапевтическими эффектами.

При транскраниальной магнитостимуляции (ТКМС) электрическое  поле наводится в горизонтально ориентированных аксонах интернейронов моторной коры или других зон мозга. Вызываемый электрическим полем ток ионов ведет к активации или возбуждению нервных клеток. От интернейронов возбуждение передается на корковый мотонейрон и по эфферентным путям (чаще всего по толстым миелинизированным быстропроводящим волокнам пирамидного пути) достигает соответствующего эффектора. Известно, что единичное раздражение коры приводит к генерации повторяющихся нисходящих высокочастотных залпов в пирамидных клетках. Важно отметить, что глубина проникновения импульсного магнитного поля пропорциональна диаметру используемого индуктора и магнитной индукции используемого поля. Варьируя параметры и локализацию воздействия импульсным магнитным полем, можно получить как возбуждающий, так и ингибирующий эффект. Наряду с изменением биоэлектрической активности нейронов при транскраниальной магнитостимуляции в структурах мозга происходят биохимические и другие изменения. Они зависят, как будет показано ниже, от амплитудно-частотных характеристик магнитной стимуляции, продолжительности воздействия и стимулируемой области головного мозга.

По мнению Г.Н. Пономаренко (2004), импульсные магнитные поля действуют на человека набором составляющих их спектр сфазированных друг относительно друга гармонических магнитных полей. Это дает возможность одновременного воздействия на больного периодическими магнитными полями с частотами, соответствующими характерным частотам квазипериодических процессов в организме. Такой механизм действия может быть присущ не только высокоинтенсивным, но и малоинтенсивным магнитным полям, используемым в импульсной магнитотерапии.

В связи с применением в импульсной магнитотерапии высокоинтенсивных магнитных полей возникает вопрос о безопасности метода, прежде всего с точки зрения возможности отрицательного влияния сильного импульсного магнитного поля на работу сердца. Согласно расчетам и экспериментам J. Silny (1986), порог для фибрилляции сердца человека может составлять 1 Тл при частоте 50 Гц для магнитных полей, действующих перпендикулярно оси тела. Это соответствует скорости изменения магнитной индукции 300 Тл/с. Позднее J. Reily (1990) привел данные, в соответствии с которыми безопасным порогом скорости изменения магнитной индукции является скорость 70 Тл/с.

В методе ВИМТ скорость изменения магнитной индукции непосредственно под индуктором может достигать значений 10⁴ Тл/с. Поэтому, несмотря на быстрое затухание магнитного  поля по мере удаления от индуктора (на расстоянии от него порядка 10 см оно ненамного превышает естественный фон), воздействие на зоны, прилежащие к области сердца, при больших установленных значениях магнитной индукции нежелательно.

Многие авторы полагают, что по степени выраженности обезболивающего и противовоспалительного действия высокоинтенсивная импульсная магнитотерапия многократно превосходит все известные виды низкочастотной магнитотерапии.

Основными лечебными эффектами высокоинтенсивной импульсной магнитотерапии      считаются следующие: нейростимулирующий миостимулирующий, сосудорасширяющий, трофикорегенераторный, обезболивающий и противовоспалитеьный. Они и определяют показания для лечебного использования этого вида магнитотерапии.

2. Лечебное использование метода

   Хотя показания для импульсной терапии продолжают разрабатываться и уточняться, они и сегодня уже достаточно широкие. 

   Показаниями для высокоинтенсивной импульсной магнитотерапии являются следующие заболевания и состояния:

   - заболевания и травматические повреждения центральной нервной системы (ишемический инсульт, преходящие нарушения мозгового кровообращения, последствия черепно-мозговой травмы с двигательными расстройствами; закрытые  травмы спинного мозга с двигательными нарушениями; детский церебральный паралич;   функциональные истерические параличи);

   - травматические, воспалительные, токсические, ишемические повреждения периферической нервной системы (травматические плекситы и невриты периферических нервов, реконструктивные оперативные вмешательства на периферических нервах, первичные инфекционно-аллергические полирадокулоневриты и плекситы, токсические полинейропатии, токсические и ишемические невриты и плекситы, невралгии);

    - травматические повреждения опорно-двигательной системы (ушибы мягких тканей, суставов и костей; растяжение связок; закрытые переломы костей и суставов при иммобилизации; гипотрофия и атрофия мышц в результате гиподинамии, вызванной травматическими повреждениями опорно-двигательной системы); можно отметить, что аппарат Г.А. Илизарова, погружной металлоостеосинтез, металлические имплантированные суставы не являются противопоказаниями для назначения ВИМТ;

   -воспалительные и дегенеративно-дистрофические заболевания опорно-двигательной системы (деформирующий остеоартроз; распространенный остеохондроз; деформирующий спондилез позвоночника с явлениями вторичного корешкового синдрома; шейный радикулит с явлениями плечелопаточного периартрита; грудной радикулит, пояснично-крестцовый радикулит; анкилозирующий спондилоартрит; сколиотическая болезнь у детей);

    - хирургические воспалительные заболевания (послеоперационный период после оперативных вмешательств на опорно-двигательном аппарате, коже и подкожной клетчатке; вялозаживающие раны; трофические язвы; фурункулы; карбункулы, флегмоны после хирургического вмешательства; мастит);

  - заболевания бронхо-легочной системы (бронхиальная астма легкой и средней степени тяжести; хронический бронхит);

  - заболевания сердечно-сосудистой системы (артериальная гипертензия I-II ст.; окклюзионные поражения периферических артерий атеросклеротического генеза);

  - заболевания органов пищеварения (гипомоторноэвакуаторные нарушения функции желудка после резекции и ваготомии; гипомоторная дисфункция толстой кишки, желудка и желчного пузыря);

 - урологические заболевания (камень в мочеточнике, состояние после литотрипсии; атония мочевого пузыря; слабость сфинктера  и детрузора; простатит; сексуальные расстройства у мужчин);

 - гинекологические заболевания (воспалительные заболевания матки и придатков; заболевания, обусловленные  гипофункцией яичников).

   Импульсное магнитное поле может быть использовано для прерывания беременности в ранние сроки (О.К. Кулага, 1991). Сущность метода заключается в том, что проведение бесконтактного (посредством индукторов) воздействия на матку импульсным магнитным полем интенсивностью 1,2-1,5  Тл, вызывает ритмические сокращения матки, продолжающиеся в течение 24 часов и более после проведения процедуры. Длительность воздействия составляет 10 мин, процедуры проводят ежедневно, от 1 до 5 процедур на курс лечения. Наиболее эффективен метод при сроке беременности до 3 недель.

   Противопоказаниями для высокоинтенсивной импульсной магнитотерапии являются: выраженная гипотония, системные заболевания крови, наклонность к кровотечениям, тромбофлебит, тромбоэмболическая болезнь, переломы костей до иммобилизации, беременность, тиреотоксикоз и узловой зоб, злокачественные новообразования, лихорадочные состояния, желчнокаменная болезнь, эпилепсия, наличие имплантированного кардиостимулятора.

   Транскраниальная магнитостимуляция имеет свои особенности в клиническом применении, а поэтому этот вопрос рассматривается нами отдельно и более подробно.

   ТКМС в лечебных целях рекомендуется применять при следующих заболеваниях и состояниях (В.В. Евстигнеев и соавт., 2004).

   1. Цереброваскулярная патология (преходящие нарушения мозгового кровообращения; инфаркты мозга в остром, раннем и позднем восстановительных периодах; дисциркуляторная энцефалопатия; паркинсонизм сосудистого генеза).

   2. Последствия перенесенной закрытой и открытой черепно-мозговой травмы и  травм спинного мозга.

   3. Невропатия лицевого нерва.

   4. Частичная атрофия зрительного нерва I-III ст.

   5. Вертеброгенная патология (рефлекторно-мышечные, корешковые, сосудистые, сосудистые корешково-спинномозговые синдромы).

   6. Полиневропатии.

   7. Детский церебральный паралич.

   8. Болезнь Паркинсона и другая патология, протекающая с развитием деменции.

   9. Шизофрения, обсессивно-компульсивные расстройства.

   10. Депрессии, резистентные к фармакотерапии; дистимии.

   11. Рассеянный склероз.

   12.Спиноцеребеллярная дегенерация.

   Противопоказания для ТКМС близки к противопоказаниям для других видов импульсной терапии. Они включают следующие заболевания и состояния:

   - злокачественные и доброкачественные новообразования, системные заболевания крови;

   - острые воспалительные заболевания, гнойные осложнения открытых травматических повреждений, сепсис;

   - патология  свертывания крови (гипокоагуляция, тромбоэмболическая болезнь, тромбофлебит);

    - заболевания сердечно-сосудистой системы (инфаркт миокарда в острый и ранний  восстановительный периоды; тяжелые нарушения сердечного ритма, выраженная гипотония, брадикардия; артериальная гипертензия III ст.; недостаточность кровообращения; септический эндокардит; наличие имплантированного электрокардиостимулятора);

    - бронхиальная астма II ст., гормонозависимые формы и другие декомпенсированные состояния дыхательной системы;

   - тиреотоксикоз и узловой зоб;

    - беременность;

    - индивидуальная непереносимость ИМП;

   - наличие больших металлических предметов, расположенных ближе 20 см от края поверхности индуктора магнитного стимулятора.

   В связи с небольшим опытом применения ТКМС в Беларуси имеет смысл дать краткий обзор важнейших результатов ее клинического использования.

   ТКМС с успехом использовалась при эндогенных депрессиях. Наиболее эффективной оказалась левосторонняя стимуляция  префронтальной области коры головного мозга. ТКМС с частотой 20 Гц и индукцией МП, равной 80% от моторного порога, вызывала улучшение на 26% (по шкале депрессии Гамильтона).

   Применение левосторонней префронтальной ТКМС вызывало нормализацию скорости мозгового кровотока, а также улучшение эмоционального состояния, объективизированное психометрическими методами, у больных с дистимией.

   У больных шизофренией при ТКМС в проекции левой височной области наблюдались редукция слуховых галлюцинаций, снижение уровня тревожности и негативизма, уменьшение выраженности маниакальных симптомов.

   При магнитной стимуляции (10 процедур, 1,2-2,0 Тл, 5 Гц) двигательной области коры головного мозга у лиц с болезнью Паркинсона и паркинсонизмом происходит улучшение нейрофизиологических показателей и уменьшение гипокинезии.

   Предложено использование ТКМС (1,2-2,0 Тл, 5 Гц, 8-10 процедур) для лечения частичной атрофии зрительного нерва I-III ст. Область воздействия – над зоной  проекции зрительного анализатора. После курса лечения отмечено повышение остроты зрения, уменьшение количества абсолютных и относительных  скотом, снижение электрочувствительности, а также улучшение электрофизиологических показателей. 

   У больных с центральными гемипарезами различного генеза обычно используют многоуровневую магнитную стимуляцию: 1-й уровень – ТКМС (2,0-2,5 Тл, частота 0,1-0,25 Гц, 1-2 мин); 2-й уровень – магнитная стимуляция спинномозговых корешков (1,0 Тл, частота 0,3 Гц, 5-6 мин); 3-й уровень – электростимуляция паретичных конечностей. У пациентов с последствиями травм центральной и периферической нервной системы под влиянием магнитотерапии уменьшалась степень пареза, наметилась тенденция к нормализации мышечного тонуса, быстрее восстанавливалась чувствительность, заметно ускорились реиннервационные процессы в пораженных нервах.

   Предложена методика ТКМС для лечения больных с инфарктом мозга в острый период. Стимулировали двигательную область коры (1-2 Тл, длительность импульса 100 мкс, частота следования импульсов – 0,1-0,15 Гц; 10 процедур). У больных отмечалось уменьшение степени выраженности спастичности, увеличение объема движений в паретичных конечностях, улучшение походки и спектра соматосенсорных вызванных потенциалов.

   Различными авторами отмечались положительные клинические результаты ТКМС у больных с дисциркуляторной энцефалопатией I ст., мигренью, периферическими парезами лицевой мускулатуры, неврологическими проявлениями остеохондроза позвоночника, вегетативными нарушениями, рассеянным склерозом, боковым  амиотрофическим склерозом.

   Таким образом, использование импульсных магнитных полей открывает новые возможности в лечении самых различных заболеваний. Особенно перспективно применение в клинической практике таких специализированных методов как магнитомиостимуляция и транскраниальная магнитостимуляция. Эти методы не только обладают широким спектром действия, физиологичны, просты и удобны в использовании, но и позволяют в единой методике соединять диагностическое и терапевтическое направление. Все это указывает на перспективность и обоснованность более широкого применения методов импульсной магнитотерапии в медицине. Наличие  выпускаемых промышленностью аппаратов, генерирующих высокоинтенсивное магнитное поле, прежде всего аппаратов серии «Сета», делают эту задачу вполне реализуемой. Вне сомнения, многие лечебные методики ВИМТс целью расширения их применения требуют дальнейшего изучения и более глубокого научного обоснования.

В.С. Улащик – академик НАН Республики Беларусь, доктор медицинских наук, профессор.