Neurophysiological Factors Associated with Compression and Reflex Mechanisms of Lower Back Pain

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Introduction: Vertebrogenic pain syndromes (PSs) in the lower back (LB) are among the most common neurological disorders in the population. Currently, clinical, neurophysiological and neuroimaging characteristics are used as predictors of the course and effectiveness of the treatment for vertebrogenic PSs in the LB.

Aim: To identify the neurophysiological factors associated with compression and reflex mechanisms of PSs in the LB for their differentiation in complicated diagnostic cases.

Materials and methods: The study included 73 patients, 43 of them men and 30 women of the mean age 46.5 years. Based on the results of clinical neurological examination and the magnetic resonance imaging data, reflex vertebrogenic PSs (lumboischialgia) were verified in 40 cases, and radiculopathy of L5 and/or S1 (compression vertebrogenic PSs) in 33 cases. The patients underwent stimulation electroneuromyography with record of motor and sensory responses from the lower limbs, of F- and H-response, and examination of heart rate variability.

Results: Logit regression analysis was used to create models permitting to divide patients into groups with different mechanisms of PSs based on the neurophysiological parameters. The first model demonstrated high sensitivity in the identification of predominantly compression vertebrogenic disorders with the independent factors being the mean F-wave latency and the sensory response amplitude. The second model was more sensitive in identification of reflex PSs with the main predictors being the F-response amplitude and heart rate variability parameters.

Conclusion: The identified factors reflect the role of conduction disorders in compression PSs, as well as the involvement of segmental motor neuronal apparatus and autonomic regulatory mechanisms in the reaction in reflex PSs, which are additional sources of information in taking medical decisions in complicated diagnostic cases.

About the authors

Irina A. Barinova

Ryazan Regional Clinical Hospital

Author for correspondence.
Email: barinova-irina-a2@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0001-5384-5208
SPIN-code: 4545-1196

Postgraduate Student of the Department of Neurology and Neurosurgery

Russian Federation, Ryazan

Liliya N. Erkhova

Ryazan Regional Clinical Hospital

Email: shu-lilya1@yandex.ru
ORCID iD: 0009-0005-9097-6799
SPIN-code: 3737-7064

MD, Cand. Sci. (Med.)

Russian Federation, Ryazan

Vladimir A. Zhadnov

Ryazan State Medical University

Email: vladimir.zhadnov@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-5973-1196
SPIN-code: 1632-5083

MD, Dr. Sci. (Med.), Professor

Russian Federation, Ryazan

Roman A. Zorin

Ryazan State Medical University

Email: zorin.ra30091980@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-4310-8786
SPIN-code: 5210-5747

MD, Dr. Sci. (Med.), Associate Professor

Russian Federation, Ryazan

Nadezhda N. Kiryukhina

Ryazan Regional Clinical Hospital

Email: centerrsc@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-2561-5960
SPIN-code: 2441-3020

MD, Cand. Sci. (Med.);

Russian Federation, Ryazan

Andrey A. Kosolapov

Ryazan Regional Clinical Hospital

Email: kocolapov2@rambler.ru
ORCID iD: 0000-0001-7593-2353
SPIN-code: 3413-4917

MD, Cand. Sci. (Med.)

Russian Federation, Ryazan

Gennadiy A. Leonov

Ryazan State Medical University

Email: lionlion56.leonov@yandex.com
ORCID iD: 0000-0001-5780-1675
SPIN-code: 5115-3996

MD, Dr. Sci. (Med.), Associate Professor

Russian Federation, Ryazan

Aleksandr O. Burshinov

Ryazan State Medical University

Email: baomz@mail.ru
ORCID iD: 0009-0001-1708-2642
SPIN-code: 8792-9686

MD, Dr. Sci. (Med.), Associate Professor

Russian Federation, Ryazan

References

  1. Csiba L, Zhussupova AS, Likhachev SA, et al. A systematic review of using myorelaxants in treatment of low back pain. Zhurnal Nevrologii i Psikhiatrii imeni S.S. Korsakova. 2018;118(12):100–13. (In Russ). doi: 10.17116/jnevro2018118121100
  2. Khabirov FA. Classification and clinical diagnosis of vertebrogenic pathology. Practical Medicine. 2018;16(10):14–20. (In Russ). doi: 10.32000/2072-1757-2018-10-14-20
  3. Barrey CY, Le Huec J–C. Chronic low back pain: Revelance of a new classification based on the injury pattern. Orthop Traumatol Surg Res. 2019;105(2):339–46. doi: 10.1016/j.otsr.2018.11.021
  4. Nijs J, Apeldoorn A, Hallegraeff H, еt al. Low back pain: guidelines for the clinical classification of predominant neuropathic, nociceptive or central sensitization pain. Pain Physician. 2015;18(3):E333–46.
  5. Erkhova LN, Zhadnov VA. Correlation of neurophysiological characteristics of patients with lumbar vertebral chronic pain syndrome. I. P. Pavlov Russian Medical Biological Herald. 2015;(3):88–93. (In Russ).
  6. Li W, Gong Y, Liu J, et al. Peripheral and Central Pathological Mechanisms of Chronic Low Back Pain: A Narrative Review. J Pain Resh. 2021;14:1483–94. doi: 10.2147%2FJPR.S306280
  7. Seliverstova EG, Sinkin MV, Kordonsky AYu, et al. Electrodiagnostic evaluation in differential diagnosis and neurosurgical treatment of radiculopathies caused by spine disorders. Diagnostic value and methodology. Zhurnal Voprosy Neirokhirurgii imeni N.N. Burdenko. 2022;86(2):109–18. (In Russ). doi: 10.17116/neiro202286021109
  8. Larrson B, Gerdle B, Björk J, et al. Pain Sensitivity and its Relation to Spreading on the Body, Intensity, Frequency and Duration of Pain: A Cross-Sectional Population-based Study (SwePain). Clin J Pain. 2017;33(7):579–87. doi: 10.1097/AJP.0000000000000441
  9. Cakit BD, Taskin S, Nacir B, et al. Comorbidity of fibromyalgia and cervical myofascial pain syndrome. Clin Rheumatol. 2010;29(4):405–11. doi: 10.1007/s10067-009-1342-5
  10. Nakajima N, Tani T, Kiyasu K, еt al. Unilateral repetitive tibial nerve stimulation improves neurogenic claudication and bilateral F-wave conduction in central lumbar spinal stenosis. J Orthop Sci. 2018;23(2):282–8. doi: 10.1016/j.jos.2017.12.006
  11. Gerwin RD. A New Unified Theory of Trigger Point Formation: Failure of Pre- and Post-synaptic Feedback Control Mechanisms. Int J Mol Sci. 2023;24(9):8142. doi: 10.3390/ijms24098142
  12. Lothe LR, Raven TJL, Sandbaek G, et al. Single-motor-unit discharge characteristics in lumbar multifidus muscle of acute low back pain patients. J Neurophysiol. 2019;122(4):1373–85. doi: 10.1152/jn.00004.2019
  13. Phuphanich ME, Convery QW, Nanda U, et al. Sympathetic Blocks for Sympathetic Pain. Phys Med Rehabil Clin N Am. 2022;33(2):455–74. doi: 10.1016/j.pmr.2022.02.002
  14. Parfenov VA, Kalimeeva EYu, Gerasimova ON. Management of patients with acute back pain now and 10 years ago. Neurology, Neuropsychiatry, Psychosomatics. 2019;11(1):66–71. (In Russ). doi: 10.14412/2074-2711-2019-1-66-71
  15. Zorin RA, Medvedeva YuI, Kurepina IS, et al. The vegetative support of purposeful activity and performance efficiency in healthy people. Nauka Molodykh (Eruditio Juvenium). 2019;7(1):38–45. (In Russ). doi: 10.23888/HMJ20197138-45

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2. Fig. 1. Distribution of subjects based on model 2 of logit regression analysis.

Download (54KB)

Copyright (c) 2023 Eco-Vector


 


Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».