medlitГигиена и санитарияHygiene and Sanitation0016-99002412-0650Federal Scientific Center of Hygiene named after F.F. Erisman10.47470/0016-9900-2022-101-11-1341-1346medlit-2704Research ArticleМЕДИЦИНА ТРУДАOCCUPATIONAL HEALTHВзаимоотношения показателей, характеризующих нейрофункциональную активность при вибрационной болезниEvaluation of the interrelationships of indicators characterizing neurofunctional activity in vibration diseasehttps://orcid.org/0000-0003-4842-6791ШевченкоОксана ИвановнаShevchenkoOxana I.

Канд. биол. наук, ст. науч. сотр. лаб. профессиональной и экологически обусловленной патологии ФГБНУ ВСИМЭИ.

e-mail: oich68@list.ru

MD, PhD, Senior Researcher, Laboratory of Occupational and Ecological Pathology, East Siberian Institute of Medical and Ecological Research, Angarsk, 665826, Russian Federation.

e-mail: oich68@list.ru

oich68@list.ruhttps://orcid.org/0000-0002-0013-8013ЛахманО. Л.LakhmanOleg L.noemail@neicon.ruhttps://orcid.org/0000-0002-9072-2781КатамановаЕ. В.KatamanovaElena V.noemail@neicon.ruhttps://orcid.org/0000-0003-1355-3723РусановаД. В.RusanovaDina V.noemail@neicon.ruhttps://orcid.org/0000-0002-3614-2575ПятковЮ. С.PyatkovYuri S.noemail@neicon.ruhttps://orcid.org/0000-0002-6504-2880КодинецИ. Н.KodinetsIrina N.noemail@neicon.ruФедеральное государственное бюджетное научное учреждение «Восточно-Сибирский институт медико-экологических исследований»РоссияEast Siberian Institute of Medical and Ecological ResearchRussian Federation2022261220221011113411346Copyright © Шевченко О.И., Лахман О.Л., Катаманова Е.В., Русанова Д.В., Пятков Ю.С., Кодинец И.Н., 20222022Шевченко О.И., Лахман О.Л., Катаманова Е.В., Русанова Д.В., Пятков Ю.С., Кодинец И.Н.Shevchenko O.I., Lakhman O.L., Katamanova E.V., Rusanova D.V., Pyatkov Y.S., Kodinets I.N.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.rjhas.ru/jour/article/view/2704Введение

Введение. Представлены результаты изучения взаимоотношений биоэлектрической активности головного мозга (ГМ), нейроэнергообмена, состояния экстракраниальных сосудов, когнитивных функций при вибрационной болезни, обусловленной сочетанным воздействием локальной и общей вибрации (ВБсоч.).

Цель исследования — выявление особенностей нейрофизиологических показателей, изменений церебральной гемодинамики и нейропсихологического статуса при ВБсоч..

Материалы и методы

Материалы и методы. Изучены уровни постоянного потенциала (УПП), характеристики соматосенсорных вызванных потенциалов (ССВП), ультразвуковой допплерографии (УЗДГ), электроэнцефалографии (ЭЭГ) и нейропсихологические особенности у 38 пациентов с ВБсоч. и у 32 лиц группы сравнения.

Результаты

Результаты. Установлено, что при вибрационной болезни, обусловленной сочетанным воздействием локальной и общей вибрации, топическая дезорганизация и угнетение альфа- и бета-активности, увеличение патологической дельта-активности, уровни постоянного потенциала в левом лобном, правом височном и задних отделах головного мозга, возрастание латентности компонентов N13, N20, длительности интервала N18–N20 сопряжены с повышением тонуса основных экстракраниальных артерий, снижением ассоциативно-логического мышления, кратковременной и долговременной памяти, динамического праксиса, реципрокной координации. Индикаторами нарушения нейрофункциональной активности (НФА) являются увеличение показателей линейной скорости кровотока (ЛСК) по внутренней сонной артерии (ВСА), индекса циркуляторного сопротивления ВСА, УПП затылочного, центрального правого, теменного левого отведений; снижение показателей индексов θ-ритма в переднелобном и теменном правых, затылочном левом отведениях, индексов ритмов β1 и β2 в затылочном левом отведении.

Ограничения исследования обусловлены небольшим числом индивидов в группах, сравнительно небольшим объёмом обработанных данных иностранной литературы по изучаемому вопросу.

Заключение

Заключение. Установлены диагностические признаки, позволяющие выявлять изменения НФА при ВБсоч., взаимозависимости показателей, характеризующих снижение тонуса коры ГМ, когнитивных функций, состояния гипоталамо-стволовых связей, повышение тонуса экстракраниальных артерий.

Соблюдение этических стандартов. Обследование пациентов проходило в соответствии с этическим стандартом Хельсинкской декларации всемирной медицинской ассоциации «Этические принципы проведения научных медицинских исследований с участием человека» (с поправками 2000 г.) и «Правилами клинической практики в Российской Федерации», утверждёнными приказом Минздрава России № 266 от 19.06.2003 г. Все обследованные лица подписали информированное согласие на участие в исследовании. Имеется заключение локального этического комитета (ЛЭК) (протокол № 5 от 14.11.2012 г.).

Участие авторов

Участие авторов: Шевченко О.И. — разработка концепции и плана исследования, выбор и анализ данных общей базы, сбор данных по НЭК, нейропсихологическому обследованию, написание и оформление статьи, формулировка выводов; Лахман О.Л. — формирование концепции исследования, редактирование;Катаманова Е.В. — сбор данных по ЭЭГ и УЗДГ;Пятков Ю.С. — сбор и обработка данных по УЗДГ;Русанова Д.В. — сбор данных по ССВП;Кодинец И.Н. — организация исследований, обработка данных по УЗДГ.

Конфликт интересов

Конфликт интересов. Авторы декларируют отсутствие явных и потенциальных конфликтов интересов в связи с публикацией данной статьи.

Финансирование

Финансирование. Работа выполнена в рамках государственного задания.

Поступила

Поступила: 20.06.2022 / Принята к печати: 03.10.2022/ Опубликована: 30.11.2022

Introduction

Introduction. The results of studying the relationship between the bioelectrical activity of the brain, neuroenergetic exchange, the state of extracranial vessels, cognitive functions, in case of vibration disease caused by the effect of combined local and general vibration (CLGV) are presented.

Materials and methods

Materials and methods. Constant potential levels (CPP), characteristics of somatosensory evoked potentials (SSEPs), doppler ultrasound (USDG) and electroencephalography (EEG), neuropsychological features were studied in thirty eight patients exposed to CLGV, 32 persons of the comparison group.

Results

Results. Under CLGV topical disorganization and inhibition of alpha and beta activity, an increase in pathological delta activity, in the level of constant potential (DC-potential level) in the left frontal, right temporal and posterior parts of the brain, an increase in the latency of the N13, N20 components, the duration of the N18-N20 interval are associated with an increase in the tone of the main extracranial arteries, a decrease in associative-logical thinking, short-term and long-term memory, dynamic praxis, and reciprocal coordination. Indicators of impaired neurofunctional activity (NFA) are an increase in the linear blood flow velocity (LBFV) in the internal carotid artery (ICA), the circulatory resistance index of the ICA, the DC-potential level of the occipital, central right, and parietal left leads; decrease in indices of theta — rhythm in the anterofrontal and parietal right, occipital left leads, indices of beta1, beta2 — rhythms in the occipital left lead.

Limitations

Limitations. The limitations of the work are presented in the form of a small number of individuals in groups, insufficient depth of the study of foreign literature materials on the issue under study.

Conclusion

Conclusion. The interdependence of indicators characterizing the decrease in the tone of the cerebral cortex, cognitive functions, the state of the hypothalamic-stem connections, the increase in the tone of the extracranial arteries, as well as diagnostic signs that make it possible to detect changes in NFA in CLGV.

Compliance with ethical standards. Examination of patients was carried out in accordance with the ethical standard of the Declaration of Helsinki of the world association “Ethical principles for conducting scientific medical research involving humans”, as amended in 2000. and “Rules of Clinical Practice in the Russian Federation”, approved by the Order of the Ministry of Health of the Russian Federation No. 266 dated 06/19/2003. All examined signed an informed consent to participate in the study and there is a conclusion of the local ethical committee (LEK) (protocol No. 5 dated 11/14/2012).

Contribution

Contribution:Shevchenko O.I. — the concept and design of the study, developed a study plan, formed a common base, collected and analyzed data on NEC, neuropsychological examination, wrote and designed an article, formulated conclusions; Lakhman O.L. — took part in the formation of the concept of the study, took part in editing the article; Katamanova E.V. — collected data on EEG and ultrasound; Pyatkov Yu.S. — collected data on ultrasound; Rusanova D.V. — collected data; Kodinets I.N. — contributed to the organization of research, data processing on ultrasound. All authors are responsible for the integrity of all parts of the manuscript and approval of the manuscript final version. 

Conflict of interest

Conflict of interest. The authors declare no conflict of interest. 

Acknowledgement

Acknowledgement. The study had no sponsorship. 

Received

Received: June 20, 2022 / Accepted: October 3, 2022 / Published: November 30, 2022 

вибрационная болезньнейрофункциональная активностьэлектроэнцефалографиянейроэнергокартированиеультразвуковая допплерографиясоматосенсорные вызванные потенциалынейропсихологическое тестированиеvibration diseasefunctional activity of the brainelectroencephalographyneuroenergy mappingultrasonic dopplerographysomatosensory evoked potentialsneuropsychological testingReferencesГужов В.И., Винокуров А.А. Методы исследования структуры и функционального состояния головного мозга. Автоматика и программная инженерия. 2014; (3): 80-8.Guzhov V.I., Vinokurov A.A. Methods for studying the structure and functional state of the brain. Avtomatika i programmnaya inzheneriya. 2014; (3): 80–8. (in Russian)Александров М.В., Иванов Л.Б., Лытаев С.А. Электроэнцефалография: руководство. СПб.: СпецЛит; 2020.Aleksandrov M.V., Ivanov L.B., Lytaev S.A. Electroencephalography: A Guide [Elektroentsefalografiya: rukovodstvo]. St. Petersburg: SpetsLit; 2020. (in Russian)Азовскова Т.А., Лаврентьева Н.Е., Вакурова Н.В. Актуальные вопросы диагностики ангиодистонических нарушений вибрационного генеза. РМЖ. Медицинское обозрение. 2015; 23(2): 109-12.Azovskova T.A., Lavrent’eva N.E., Vakurova N.V. Topical issues in the diagnosis of angiodystonic disorders of vibrational genesis. RMZh. Meditsinskoe obozrenie. 2015; 23(2): 109–12. (in Russian)Кукс А.Н., Кудаева И.В., Сливницына Н.В. Состояние микроциркуляции у пациентов с вибрационной болезнью, имеющих метаболические нарушения. Гигиена и санитария. 2019; 98(10): 1096-101. https://doi.org/10.18821/0016-9900-2019-98-10-1096-1101Kuks A.N., Kudaeva I.V., Slivnitsyna N.V. The state of microcirculation in patients with vibration disease providing metabolic disorders. Gigiena i Sanitaria (Hygiene and Sanitation, Russian journal). 2019; 98(10): 1096–110. https://doi.org/10.18821/0016-9900-2019-98-10-1096-1101 (in Russian)Катаманова Е.В., Нурбаева Д.Ж. Анализ патологической активности ЭЭГ у лиц, подвергающихся воздействию общей и локальной вибрации. Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. 2016; (3-4): 570-3.Katamanova E.V., Nurbaeva D.Zh. Analysis of pathological activity EEG in individuals exposed to general and local vibrations. Mezhdunarodnyy zhurnal prikladnykh i fundamental’nykh issledovaniy. 2016; (3–4): 570–3. (in Russian)Русанова Д.В., Лахман О.Л. Состояние центральных и периферических проводящих структур у пациентов с вибрационной болезнью. Гигиена и санитария. 2019; 98(10): 1085-90. https://doi.org/10.18821/0016-9900-2019-98-10-1085-1090Rusanova D.V., Lakhman O.L. The state of the central and peripheral conductive structures in patients with vibration disease. Gigiena i Sanitaria (Hygiene and Sanitation, Russian journal). 2019; 98(10): 1085–90. https://doi.org/10.18821/0016-9900-2019-98-10-1085-1090 (in Russian)Шевченко О.И., Лахман О.Л. Взаимосвязь между нейропсихологическими показателями и уровнем постоянного потенциала у пациентов с профессиональными заболеваниями от воздействия физических факторов. Acta Biomedica Scientifica (East Siberian Biomedical Journal). 2021; 6(1): 94-100. https://doi.org/10.29413/ABS.2021-6.1.14Shevchenko O.I., Lakhman O.L. The relationship between neuropsychological performance and level of direct current potential in patients with occupational diseases from exposure to physical factors. Acta Biomedica Scientifica (East Siberian Biomedical Journal). 2021; 6(1): 94–100. https://doi.org/10.29413/ABS.2021-6.1.14 (in Russian)Рукавишников В.С., Панков В.А., Кулешова М.В., Катаманова Е.В., Картапольцева Н.В., Русанова Д.В. и др. Теории сенсорного конфликта при воздействии физических факторов: основные положения и закономерности формирования. Медицина труда и промышленная экология. 2015; (4): 1-6.Rukavishnikov V.S., Pankov V.A., Kuleshova M.V., Katamanova E.V., Kartapol’tseva N.V., Rusanova D.V., et al. On theory of sensory conflict under exposure to physical factors: main principles and concepts of formation. Meditsina truda i promyshlennaya ekologiya. 2015; (4): 1–6. (in Russian)Вибрационная болезнь. Шумовая болезнь. Методическая разработка. Часть 2. Волгоград; 2018.Vibration Disease. Noise Disease. Methodical Development. Part 2 [Vibratsionnaya bolezn’. Shumovaya bolezn’. Metodicheskaya razrabotka. Chast’ 2]. Volgograd; 2018. (in Russian)Гоголева Г.Я., Липатов В.И., Адриановский А.А., Самылкин С.Р., Гусельников В.И. Вибрационная болезнь. Екатеринбург; 2021.Gogoleva G.Ya., Lipatov V.I., Adrianovskiy A.A., Samylkin S.R., Gusel’nikov V.I. Vibration Disease [Vibratsionnaya bolezn’]. Ekaterinburg; 2021. (in Russian)Шевченко О.И., Русанова Д.В., Лахман О.Л. Оценка нейрофункциональной активности у пациентов с вибрационной болезнью, обусловленной сочетанным воздействием локальной и общей вибрации. Медицина труда и промышленная экология. 2021; 61(11): 726-33. https://doi.org/10.31089/1026-9428-2021-61-11-726-733Shevchenko O.I., Rusanova D.V., Lakhman O.L. Assessment of neurofunctional activity in patients with vibration disease caused by combined effects of local and general vibration. Meditsina truda i promyshlennaya ekologiya. 2021; 61(11): 726–33. https://doi.org/10.31089/1026-9428-2021-61-11-726-733 (in Russian)Николаев С.Г. Электромиография: клинический практикум. Иваново; 2019.Nikolaev S.G. Electromyography: Clinical Practice [Elektromiografiya: klinicheskiy praktikum]. Ivanovo; 2019. (in Russian)Фокин В.Ф., Пономарева Н.В. Способ оценки энергетического состояния головного мозга. Патент РФ № 2135077C1; 2019.Fokin V.F., Ponomareva N.V. A method for assessing the energy state of the brain. Patent RF № 2135077C1; 2019. (in Russian)Холин А.В., Бондарева Е.В. Допплерография и дуплексное сканирование сосудов. М.: МЕДпресс-информ; 2015.Kholin A.V., Bondareva E.V. Dopplerography and duplex scanning of blood vessels [Dopplerografiya i dupleksnoe skanirovanie sosudov]. Moscow: MEDpress-inform; 2015. (in Russian)Хомская Е.Д. Нейропсихология. СПб.: Питер; 2007.Khomskaya E.D. Neuropsychology [Nejropsihologiya]. St. Petersburg: Piter; 2007. (in Russian)Глозман Ж.М. Нейропсихологическое обследование: качественная и количественная оценка данных. М.: Смысл; 2012.Glozman Zh.M. Neuropsychological Examination: Qualitative and Quantitative Evaluation of Data [Neyropsikhologicheskoe obsledovanie: kachestvennaya i kolichestvennaya otsenka dannykh]. Moscow: Smysl; 2012. (in Russian)Гнездицкий В.В., Корепина О.С. Атлас по вызванным потенциалам мозга (практическое руководство, основанное на анализе конкретных клинических наблюдений). Иваново: ПрессСто; 2011.Gnezditsky V.V., Korepina O.S. Atlas of Evoked Potentials of the Brain (a Practical Guide Based on the Analysis of Specific Clinical Observations) [Atlas po vyzvannym potentsialam mozga (prakticheskoe rukovodstvo, osnovannoe na analize konkretnykh klinicheskikh nablyudeniy)]. Ivanovo: PressSto: 2011. (in Russian)Зверева З.Ф., Ванчакова Н.П., Золотарёва Н.Н. Клинические и нейрофизиологические показатели у больных с дисциркуляторной энцефалопатией. Журнал неврологии и психиатрии им. С.С. Корсакова. 2010; 110(2): 15-8.Zvereva Z.F., Vanchakova N.P., Zolotareva N.N. Clinical and neurophysiological parameters in patients with dyscirculatory encephalopathy. Zhurnal nevrologii i psikhiatrii im. S.S. Korsakova. 2010; 110(2): 15–8. (in Russian)Мирошник Е.В., Зверева З.Ф., Бобров А.Ф., Баскаков И.С., Ванчакова Н.П., Еланская О.В. Сопоставление показателей биоэлектрической активности головного мозга и энергетических процессов в ткани мозга (величины межполушарных различий мощности биопотенциалов гомологичных отведений и уровня постоянного потенциала головного мозга). Медицина экстремальных ситуаций. 2017; 60(2): 49-59.Miroshnik E.V., Zvereva Z.F., Bobrov A.F., Baskakov I.S., Vanchakova N.P., Elanskaya O.V. Comparison between the brain bioelectric activity indices and energy metabolism the in brain tissue (the magnitude of hemispheric differences in the power of biopotentials of homologous leads and the level of the permanent brain potential). Meditsina ekstremal’nykh situatsiy. 2017; 60(2): 49–59. (in Russian)Зарубина И.В., Павлова Т.В. Функционально-метаболические нарушения в головном мозге при хронической ишемии и их коррекция нейропептидами. Обзоры по клинической фармакологии и лекарственной терапии. 2007; 5(2): 20-33.Zarubina I.V., Pavlova T.V. Functional and metabolic disorders in the brain in chronic ischemia and their correction with neuropeptides. Obzory po klinicheskoy farmakologii i lekarstvennoy terapii. 2007; 5(2): 20–33. (in Russian)Омельченко В.П., Ровда Н.Л. Характеристика функционального состояния больных с нарушениями мозгового кровообращения на основе показателей электроэнцефалограммы и реоэнцефалограммы. Известия ТРТУ. 2000; (4): 92-4.Omel’chenko V.P., Rovda N.L. Characteristics of the functional state of patients with cerebrovascular accidents based on electroencephalogram and rheoencephalogram parameters. Izvestiya TRTU. 2000; (4): 92–4. (in Russian)Lal S., Bekiaris E. The reliability of sensing fatigue from neurophysiology. AusWireless 2006. In: International Conference on Wireless Broadband and Ultra Wideband Communications Proceeding. Washington; 2007: 1-4.Lal S., Bekiaris E. The reliability of sensing fatigue from neurophysiology. AusWireless 2006. In: International Conference on Wireless Broadband and Ultra Wideband Communications Proceeding. Washington; 2007: 1–4.Jap B.T., Lal S., Fischer P., Bekiaris E. Using EEG spectral components to assess algorithms for detecting fatigue. Expert Syst. Appl. 2009; 36(2): 2352-9.Jap B.T., Lal S., Fischer P., Bekiaris E. Using EEG spectral components to assess algorithms for detecting fatigue. Expert Syst. Appl. 2009; 36(2): 2352–9.Бесланеев И.А., Батырбекова Л.М., Курданов Х.А. Роль бета-ритма головного мозга в регуляции ритма сердца и гемодинамики у больных артериальной гипертонией. Успехи современной науки. 2017; 2(12): 128-35Beslaneev I.A., Batyrbekova L.M., Kurdanov Kh.A. The role of brain beta-rhythm in the regulation of heart rate and hemodynamics in patients with arterial hypertension. Uspekhi sovremennoy nauki. 2017; 2(12): 128–35. (in Russian)Zappasodi F., Olejarczyk E., Marzetti L., Assenza G., Pizzella V., Tecchio F. Frаctаl dimension of EEG activity senses neuronаl impairment in аcute stroke. PLoS One. 2014; 9(6): e100199. https://doi.org/10.1371/journаl.pone.0100199Zappasodi F., Olejarczyk E., Marzetti L., Assenza G., Pizzella V., Tecchio F. Frаctаl dimension of EEG activity senses neuronаl impairment in аcute stroke. PLoS One. 2014; 9(6): e100199. https://doi.org/10.1371/journаl.pone.0100199Шмырев В.И., Бояринцев В.В., Ардашев В.Н., Соколова Л.П., Князева И.В. Когнитивные нарушения на фоне психовегетативного синдрома. Клинические, нейропсихологические и нейрофункциональные аспекты. Кремлевская медицина. Клинический вестник. 2013; (3): 57-62Shmyrev V.I., Boyarintsev V.V., Ardashev V.N., Sokolova L.P., Knyazeva I.V. Cognitive disorders in the psycho-vegetative syndrome. Clinical, neuropsychological and neurofunctional aspects. Kremlevskaya meditsina. Klinicheskiy vestnik. 2013; (3): 57–62. (in Russian)

The authors declare that there are no conflicts of interest present.