Динамика восстановления функции плечевого сустава у больных в остром периоде церебрального инсульта

Обложка
  • Авторы: Кауркин С.Н1, Скворцов Д.В1,2, Иванова Г.Е2
  • Учреждения:
    1. ФГБУ Федеральный научно-клинический центр специализированных видов медицинской помощи и медицинских технологий ФМБА России
    2. ФГБОУ ВО Российский национальный исследовательский медицинский университет им. Н.И.Пирогова Минздрава России
  • Выпуск: Том 18, № 9 (2016)
  • Страницы: 62-67
  • Раздел: Статьи
  • Статья опубликована: 15.09.2016
  • URL: https://consilium.orscience.ru/2075-1753/article/view/94591
  • ID: 94591

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Введение. Нарушение функции плечевого сустава - одно из распространенных патологических состояний, которые существенно ограничивают возможность пациента к самообслуживанию. Организация исследования. Обследовано три группы: 20 здоровых, 50 больных с церебральным инсультом, сопровождающимся парезом верхней конечности, из них 25 проходили традиционное лечение и 25 - такой же курс добавления тренировок с биологической обратной связью (БОС) для движений в плечевом суставе. Проведено исследование кинематики движений в плечевых суставах в сочетании с электромиографической (ЭМГ) регистрацией на 3-4 и 21-й день. Результаты и заключение. Обнаружено, что обе группы больных имеют снижение амплитуд движений в плечевом суставе паретичной стороны, с сохранением в норме временной цикличности движения. Отчасти снижаются амплитуды движений и на здоровой стороне. В отличие от кинематики основные действующие мышцы на стороне поражения характеризуются не только уменьшением амплитуды ЭМГ, но и более поздним максимумом активности. Обнаружен феномен аномальной двухфазовой активности мышц на стороне пареза. По окончании лечения амплитуды движений в пораженном плечевом суставе возрастают, но остаются достоверно меньше таковых в норме. Величина запаздывания максимума ЭМГ-активности уменьшается. Снижается также количество аномальных вариантов ЭМГ-активности. Уменьшение таких вариантов больше в группе, получающей БОС-тренировки. Предложенная методика исследования функции плечевых суставов является чувствительной и в отличие от клинических шкал позволяет определить количественно и качественно функциональную динамику.

Полный текст

Введение Инсульт является ведущей причиной инвалидизации, длительной нетрудоспособности и смертности среди взрослого населения. В 2010 г. во всем мире распространенность инсульта составила 33 млн человек, из них 16,9 млн получили первичное нарушение мозгового кровообращения (НМК) [12]. Данные по заболеваемости и смертности от инсульта в Российской Федерации - одни из наиболее высоких в мире. Около 500 тыс. человек ежегодно переносят один из вариантов инсульта; 200 тыс. ежегодно погибают; 80% больных с последствиями НМК остаются инвалидами [1, 2]. Основными проявлениями инсульта становятся двигательные нарушения туловища и конечностей - гемиплегия или гемипарез. Потеря или частичная утрата функции верхней конечности представляет собой одно из наиболее тяжелых последствий инсульта. Эти нарушения затрудняют процесс самообслуживания, приводят к стойкой утрате трудоспособности, изменяют качество жизни пациента, а также влияют на психологическое и эмоциональное состояние [19, 29]. Восстановление верхней конечности у больных с выраженной и грубой степенью пареза достигается лишь у 40% за первые 6 мес [17], а с умеренной и легкой степенью - у 71% [21]. НМК проявляются патологическими синкинезиями и изменениями со стороны содружественных движений или их комплексов, направленных на совместное решение определенной двигательной задачи (или синергии). Данные синергии развиваются за счет дисфункции пораженных мышц. Эти нарушения приводят к снижению использования мышцы и ее атрофии [5]. Оценка двигательной функции верхней конечности проводится с помощью субъективной оценки по шкалам. Чаще всего используют стандартные тесты: шкалу комитета медицинских исследований или 6-балльную шкалу оценки мышечной силы, шкалу спастичности Ашфорта, шкалу Бартел и индекс активности Ривермид. Гораздо реже используют шкалы: индекс Мотрисайти, шкалу Фугл-Майер [9], тест ARAT. Шкалы не обладают достаточной чувствительностью для обнаружения и оценки постепенного прогресса мышц и координации движений в процессе реабилитации [25]. Недостатком многих традиционных используемых методов клинической практики является то, что они сообщают, может ли человек выполнить определенную задачу (например, поднять стакан и пить из него), но не позволяют определить, за счет каких ресурсов и как выполняется движение, каковы его функциональные характеристики [8]. Это может повлиять на реальную оценку эффективности восстановительных мероприятий и выбор индивидуальной программы реабилитации. Исследования показали, что каждодневные индивидуальные тренировки улучшают подвижность и функциональность пациентов и являются ведущим методом лечения [11]. Основными методами восстановления функции верхней конечности после инсульта являются физические упражнения: методика онтогенетической кинезотерапии («Баланс»), PNF-концепция, Bobath therapy [16] и методы БОС [23]. Для качественной оценки существуют инструментальные методы. Важным диагностическим исследованием является электромиография (ЭМГ), позволяющая получать информацию об иннервации мышц, изучать их функциональное состояние при разных патологических изменениях или в результате проводимого ими физиологического действия, координацию движений, выработку двигательного навыка при различных видах работы и спортивных упражнениях, перестройку работы поврежденных мышц и их утомление [4]. Исследование кинематики движения позволяет комплексно и разносторонне оценить пространственные характеристики каждого движения в трех плоскостях [6, 26]. В последние годы для анализа движений в плечевых суставах также активно применяются бесплатформенные инерционные сенсоры, которые позволяют получать корректные данные [7]. До сих пор не существует единых стандартизированных протоколов для анализа движения в крупных суставах верхней конечности, прежде всего в плечевом суставе, несмотря на тот факт, что функциональные движения верхними конечностями имеют важное значение для пациентов с острым НМК (ОНМК) [14, 20]. В зависимости от поставленных исследователями задач в литературе чаще встречаются отдельные исследования кинематики [18, 27, 28] и функциональной ЭМГ [3, 4, 15] у больных в острый период церебрального инсульта. Методы тренировки с биологической обратной связью (БОС) пациентов после перенесенного церебрального инсульта в последние годы стали активно применяться в ранние сроки [13, 22]. Их возможности и сама методика БОС-тренировки остаются в зоне активных дискуссий. Данная работа посвящена исследованию движений в плечевых суставах у больных после инсульта в остром периоде. Материалы и методы Исследование проводилось у 20 здоровых испытуемых - 7 женщин, 13 мужчин, средний возраст - 52 года. Данная возрастная категория соответствует среднему возрасту пациентов, перенесших ОНМК. Обследуемые не имели в анамнезе травм и заболеваний опорно-двигательного аппарата, жалоб и противопоказаний на момент исследования. Общая характеристика групп больных представлена в табл. 1. Обеим группам проводилась оценка по шкалам Motricity Index (MI) и Ashfort Scale (AS) до начала лечения и после его окончания. В обеих группах проводились занятия лечебной физкультурой (ЛФК) со 2-3-го дня с момента инсульта до 21-го дня. Всего проводилось 15 занятий. Вторая группа кроме этого получала еще и БОС-тренировку движений в плечевом суставе на стороне пареза. В среднем больные 2-й группы получали 10 занятий. Исследование движений в плечевых суставах выполняли на 3-5-й день и по окончании курса на 21-й день. Испытуемые перед исследованием инструктировались по последовательности диагностики. Обследуемым в процессе исследования предлагалось выполнять движения сгибания/разгибания, отведения/приведения до 90° и наружную/внутреннюю ротацию обеими верхними конечностями в плечевых суставах в сагиттальной, фронтальной и поперечной плоскостях соответственно. Ротация верхней конечности по отношению к продольной оси может происходить при любом положении плечевого сустава. Мы используем произвольную ротацию в суставе с тремя осями и тремя степенями свободы. Эту ротацию обычно отсчитывают от нейтрального положения, при котором рука свободно свисает вдоль туловища - положение нулевой ротации. Для измерения амплитуды ротационных движений сгибаем руку в локтевом суставе на 90°, чтобы предплечье лежало в сагиттальной плоскости. Пациентам с парезом верхней конечности сложно выполнять отведение или сгибание в плечевом суставе, поэтому ротацию исследовали в исходном положении верхней конечности. Движения выполнялись по следующей схеме: одновременно двумя руками сгибание, отведение и ротации в положении сидя (голова установлена по средней линии, с открытыми глазами). Каждое упражнение выполнялось 2 раза. Движение проводилось свободно, без дополнительных указаний в соответствии с первичной инструкцией. Исследование кинематики. Для регистрации движений в плечевых суставах и ЭМГ использовались бесплатформенные инерционные сенсоры. Сенсоры устанавливались посредством эластичных манжет на плече и грудине (рис. 1). На каждое движение в программном пакете строилась индивидуальная гониограмма. На графике отмечались максимальная амплитуда «А» в градусах и ее время достижения «Т%» в процентах от цикла движения (рис. 2). Значения амплитуд и соответствующих им частот копировались в таблицу. Исследование функциональной ЭМГ. Каждый сенсор имеет два канала регистрации ЭМГ. ЭМГ регистрировалось посредством одноразовых электродов Swaromed. Размещение электродов проводилось в соответствии со стандартом GCMAS. Регистрация проводилась с 6 мышц: правые и левые трапециевидные, передние и средние дельтовидные мышцы. По каждой огибающей ЭМГ строился профиль биоэлектрической активности в процессе выполняемого движения. На графике отмечались максимальная (А) произвольная активность в микровольтах (мкВ) и время ее достижения «Т%» в процентах от цикла движения (см. рис. 2). Проведение БОС-тренировки. Применялся тот же сенсор, фиксированный на паретичном плече пациента, работающий со специальным программным пакетом, включающим игровую среду и инструменты настройки. В результате пациент управлял виртуальным объектом движениями плеча в двух плоскостях. Начальные положения и масштаб настраивались индивидуально. Статистическая обработка выполнялась в пакете Statistica 6.0 методами стандартной вариационной статистики. Результаты Результаты оценки до и после курса терапии в обеих группах по MI и AS приведены на рис. 3. Можно отметить относительно скромное улучшение каждого показателя с незначительно большей динамикой во 2-й группе. При этом достоверных отличий в показателях до и после получено не было. Для теста сгибания, отведения и ротации в плечевых суставах обнаружено достоверное уменьшение амплитуд на стороне поражения по сравнению с нормой для больных как в 1, так и во 2-й группе. Для здоровой стороны также характерно снижение амплитуд, но достоверно только для сгибания до начала лечения в 1-й группе и ротации - до и после терапии в обеих группах. Значения фаз максимальной амплитуды существенно не отличаются от нормативных, кроме отведения (более поздняя по сравнению с нормой), до начала лечения во 2-й группе (табл. 2). Исследование ЭМГ-активности показало, что в 1-й группе на стороне поражения имеются достоверные отличия как по амплитуде (снижение), так и фазе (более поздняя). При этом для движения сгибания имеют место отличия и от нормы, и от таких же показателей здоровой стороны. Фаза максимальной ЭМГ-активности также достоверно отличается от группы нормы и здоровой стороны (максимум наступает позже). После лечения значение фазы становится ближе к норме, но достоверные отличия остаются и становятся отличными от таковых до терапии. Для движения отведения отличия имеются от нормы и по фазе после лечения от таковой до терапии (уменьшение значения, параметр стал ближе к норме). Амплитуды и фазы на здоровой стороне достоверных отличий от нормы не обнаруживают. Для 2-й группы имеется достоверное уменьшение амплитуд ЭМГ по сравнению с нормой как до, так и после терапии. Для движений отведения имеются дополнительно достоверные отличия от таких же показателей для здоровой стороны. Фаза максимума ЭМГ-активности более поздняя, что достоверно отличается от нормы для сгибания до начала лечения и показателей нормы и здоровой стороны для движений отведения. Амплитуды и фазы ЭМГ-активности на здоровой стороне не имеют отличий от нормы. Кроме этого, у ряда больных в 1 и 2-й группе были обнаружены аномальные типы ЭМГ-активности с двумя максимумами (рис. 4). В норме имеется только один максимум. Большая часть больных на стороне поражения демонстрировали этот же тип активности, хотя и со смещением максимума. В 1-й группе для движения сгибания тип активности с двумя максимумами отмечен у 9 пациентов, после проведения курса ЛФК данный феномен отмечен у 6 больных. Для движения отведения до начала лечения феномен отмечен у 5 пациентов, после окончания - у 4. Для 2-й группы для движения сгибания феномен имел место у 7 больных до начала терапии и у 4 - после его окончания. Для движения отведения - у 5, а по окончании лечения - у 2. Обсуждение Проведенное исследование обнаружило, что амплитуда движений в плечевых суставах у больных с гемипарезом снижается не только на стороне поражения, но и отчасти здоровой стороне. При этом фаза максимума движения существенно не изменяется. В течение короткого курса терапии, хотя амплитуды и возрастали, но не столь значительно, чтобы не отличаться от нормы или здоровой стороны. Данный результат ожидаем и не противоречит опубликованным в литературе [24]. ЭМГ-активность основных мышц каждого движения показала снижение максимальной амплитуды на стороне поражения и более позднее наступление момента максимума активности. При этом сам момент максимума амплитуды имеет явную тенденцию смещения в сторону нормы в процессе лечения, но данное изменение не всегда достигает статистически достоверного уровня. Обнаруженный феномен активности с двумя максимумами имеет относительно высокую долю у больных до начала лечения и ее снижение после его окончания. В доступной литературе мы не обнаружили информации о наличии такого феномена. Возможно, потому, что, как показало исследование, уже на 3-й неделе после инсульта число пациентов с данным феноменом значительно сокращается. Наиболее вероятная причина - это восстановление физиологического функционирования мышцы с течением времени и под влиянием проводимого лечения. Перечисленные симптомы и функциональная динамика состояния больных демонстрируют основные закономерности процесса восстановления. По причине короткого срока проводимого лечения функциональная динамика может быть обнаружена посредством инструментального исследования, но такие параметры, как изменение биоэлектрической активности мышц в цикле движения или относительно небольшие изменения амплитуды активных движений, очевидно, остаются вне зоны доступности простых клинических методов исследования. Предложенная методика исследования движений в плечевых суставах может быть использована для проведения объективной оценки функционального состояния больных после перенесенного инсульта и других состояний, сопровождающихся нарушением функции плечевого сустава. Обнаруженный феномен аномальной ЭМГ-активности является одним из частых симптомов нарушения функции мышц при центральном гемипарезе. Данный феномен поддается коррекции при проведении восстановительного лечения. Однако число пациентов с двумя максимумами активности на ЭМГ в группе, получавшей стандартную терапию и сеансы БОС-тренировки, стало меньше по сравнению с такими же больными в группе, проходившей стандартное лечение. Существенных отличий в динамике функционального состояния группы, проходившей стандартное лечение, и группы, получавшей такую же терапию и сеансы БОС-тренировки, не обнаружено. Возможно, что это связано прежде всего с малой длительностью как одного, так и другого типа лечения. БОС-тренировка с использованием биомеханических параметров используется успешно в течение длительного времени [10]. Отсутствие непосредственного эффекта проводимых тренировок в периоде острого инсульта на исследуемом отрезке времени не позволяет сделать однозначный вывод о возможностях данной реализации методики БОС. Однако мы получили уменьшение во 2-й группе числа пациентов с аномальной ЭМГ, что также является косвенным аргументом в пользу БОС-тренировки. Полученные биомеханические данные согласуются и с результатами оценки по шкалам, где также отмечен незначительно лучший результат во 2-й группе. Таким образом, мы не получили негативного эффекта применения БОС-тренировки у больных в острой стадии церебрального инсульта. Более подробные данные могут быть получены в дальнейшем исследовании.
×

Об авторах

С. Н Кауркин

ФГБУ Федеральный научно-клинический центр специализированных видов медицинской помощи и медицинских технологий ФМБА России

Email: kaurkins@bk.ru
науч. сотр. Центра спортивной медицины и реабилитации НИИ ФГБУ ФНКЦ специализированных видов медицинской помощи и медицинских технологий 115682, Россия, Москва, Ореховый б-р, д. 28

Д. В Скворцов

ФГБУ Федеральный научно-клинический центр специализированных видов медицинской помощи и медицинских технологий ФМБА России; ФГБОУ ВО Российский национальный исследовательский медицинский университет им. Н.И.Пирогова Минздрава России

Email: rsmu@rsmu.ru; hr@fnkc-fmba.ru; hr@fnkc-fmba.ru
д-р мед. наук, проф. каф. реабилитации, спортивной медицины и физической культуры ФГБОУ ВО РНИМУ им. Н.И.Пирогова, рук. центра спортивной медицины и реабилитации НИИ ФГБУ ФНКЦ специализированных видов медицинской помощи и медицинских технологий 115682, Россия, Москва, Ореховый б-р, д. 28; 17997, Россия, Москва, ул. Островитянова, д. 1

Г. Е Иванова

ФГБОУ ВО Российский национальный исследовательский медицинский университет им. Н.И.Пирогова Минздрава России

Email: rsmu@rsmu.ru
д-р мед. наук, проф., зав. каф. мед. реабилитации, зав. отд. медико-социальной реабилитации инсульта НИИ цереброваскулярной патологии и инсульта ФГБОУ ВО РНИМУ им. Н.И.Пирогова, гл. специалист по мед. реабилитации Минздрава России, председатель Общероссийской общественной организации содействия развитию медицинской реабилитологии «Союз реабилитологов России» 17997, Россия, Москва, ул. Островитянова, д. 1

Список литературы

  1. Парфенов В.А., Хасанова Д.Р. Ишемический инсульт. М.: МИА, 2012.
  2. Скворцова В.И. Снижение заболеваемости, смертности и инвалидности от инсультов в Российской Федерации. М.: Литера, 2007.
  3. Canning C.G, Ada L, O'Dwyer N.J. Abnormal muscle activation characteristics associated with loss of dexterity after stroke. J Neurol Sci 2000; 176 (1): 45-56.
  4. Cesqui B, Tropea P, Micera S, Krebs H. EMG-based pattern recognition approach in post stroke robot - aided rehabilitation: a feasibility study. J Neuroeng Rehabil 2013; 10: 75.
  5. Darling W, Cole K. Muscle activation patterns and kinetics of human index finger movements. J Neurophysiol 1990; 63: 1098-108.
  6. Dejnabadi H, Jolles B.M, Aminian K. A new approach to accurate measurement of uniaxialjoint angles based on a combination of accelerometers and gyroscopes. IEEE Trans Biomed 2005; p. 1478-84.
  7. El-Zayat B.F, Efe T, Heidrich A et al. Objective assessment of shoulder mobility with a new 3D gyroscope - a validation study. BMC Musculoskelet Disord 2011; 12: 16.
  8. Ertzgaard P, Ohberg F, Gerdle B, Grip H. A new way of assessing arm function in activity using kinematic Exposure Variation Analysis and portable inertial sensors - A validity study. Manual Ther 2016; 21: 241-9.
  9. Fugl-Meyer A, Jaasko L, Leyman I et al. The post - stroke hemiplegic patient. 1. a method for evaluation of physical performance. Scand J Rehabil Med 1975; 7: 3-31.
  10. Giggins O.M, Persson U.M, Caulfield B. Biofeedback in rehabilitation. J Neuroeng Rehabil 2013; 10: 60.
  11. Gordon N, Gulanick M, Costa F et al. Physical activity and exercise recommendations for stroke survivors. Circulation 2004; 109: 2031-41.
  12. Heart Disease and Stroke Statistics-2013 Update: A Report From the American Heart, Circulation is published by the American Heart Association, 7272 Greenville Avenue, Dallas, TX 75231.
  13. Hsiu-Yun H, Cheng-Feng L, Fong-Chin S et a;. Clinical application of computerized evaluation and re - education biofeedback prototype for sensorimotor control of the hand in stroke patients. J Neuroeng Rehabil 2012; 9: 26.
  14. Huang S, Luo C, Ye S, Liu F et al. Motor impairment evaluation for upper limb in stroke patients on the basis of a microsensor. Int J Rehabil Res 2012; 35: 161-9.
  15. Kleine B.U, Schumann N.P, Bradl I et al. Surface EMG of shoulder and back muscles and posture analysis in secretaries typing at visual display units. Int Arch Occup Environ Health 1999; 72 (6): 387-94.
  16. Kollen B.J, Lennon S, Lyons B et al. The effectiveness of the Bobath Concept in stroke rehabilitation: what is the evidence? Stroke 2009; 40 (4): e89-e97.
  17. Kwakkel G, Kollen B.J, Van der Grond J, Prevo A.J. Probability of regaining dexterity in the flaccid upper limb:impact of severity of paresis and time since onset in acute stroke. Stroke 2003; 34 (9): 2181-6.
  18. Lang C.E, Wagner J.M, Edwards D.F, Dromerick A.W. Upper extremity use in people with hemiparesis in the first few weeks after stroke. JNPT 2007; 31: 56-63.
  19. Morris J.H, Van Wijck F, Joice S, Donaghy M. Predicting health related quality of life 6 months after stroke: the role of anxiety and upper limb dysfunction. Disabil Rehabil 2013; 35 (4): 291-9.
  20. Murphy M, Willens H.J, Sunnerhagen K.S. Kinematic variables quantifying upper - extremity performance after stroke during reaching and drinking from a glass. Neurorehabil Neural Repair 2011; 1: 71-80.
  21. Nijland R.H, Van Wegen E.E, Harmeling-van der Wel B.C, Kwakkel G. Presence of finger extension and shoulder abduction within 72 hours after stroke predicts functional recovery: early prediction of functional outcome after stroke: the EPOS cohort study. Stroke 2010; 41: 745-50.
  22. Oonagh M, Giggins O.M, Persson U.M, Caulfield B. Biofeedback in rehabilitation. J Neuroeng Rehabil 2013; 10: 60.
  23. Pollock A, Farmer S, Brady M, Langhorne P. Interventions for improving upper limb function after stroke. Cochrane Database Syst Rev 2014; 11.
  24. Rundquist P, Dumit M, Hartley J et al. Three - dimensional shoulder complex kinematics in individuals with upper extremity impairment from chronic stroke. Disabil Rehabil 2011; p. 1-6.
  25. Rymer W.Z, Katz R.T. Mechanism of spastic hypertonia. Phys Med Rehab 1994; 8: 442-53.
  26. Roetenberg D, Luinge H.J, Baten C.T. Compensation of magnetic disturbances improves inertial and magnetic sensing of human body segment orientation. IEEE Trans Neural Syst Rehabil Eng 2005; 13 (3): 395-405.
  27. Thrane G, Emaus N, Askim T, Anke A. Arm use in patients with subacute stroke monitored by accelerometry: Association with motor impairment and influence on self - dependence. J Rehabil Med 2011; 43 (4): 299-304.
  28. Van der Pas S.C, Verbunt J.A, Breukelaar D.E et al. Assessment of arm activity using triaxialaccelerometryin patients with a stroke. Arch Phys Med 2011; 92 (9): 1437-42.
  29. Veerbeek J.M, Kwakkel G, Van Wegen E.E et al. Early prediction of outcome of activities of daily living after stroke: a systematic review. Stroke 2011; 42: 1482-8.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML

© ООО "Консилиум Медикум", 2016

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International License.

СМИ зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор).
Регистрационный номер и дата принятия решения о регистрации СМИ: серия ПИ № ФС77-63969 от 18.12.2015. 
СМИ зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор).
Регистрационный номер и дата принятия решения о регистрации СМИ: серия
ЭЛ № ФС 77 - 69134 от  24.03.2017.