Dynamics of function of the shoulder joint of patients in the acute stroke during rehabilitation

Full Text

Введение Инсульт является ведущей причиной инвалидиза-ции, длительной нетрудоспособности и смертности среди взрослого населения. Во всем мире распространенность инсульта составила 33 млн. человек 2010 году, среди которых 16,9 млн. человек получили первичное нарушение мозгового кровообращения [Heart Disease and Stroke Statistics, 2013]. Данные по заболеваемости и смертности от инсульта в РФ - одни из наиболее высоких в мире. Около 500 тыс. человек ежегодно переносят один из вариантов инсульта, 200 тыс. ежегодно погибают. 80 % пациентов с последствиями нарушения мозгового кровообращения остаются инвалидами [Скворцова, В. И 2007; Парфенов В.А., 2012]. Основными проявлениями инсульта являются двигательные нарушения туловища и конечностей - гемиплегия или гемипарез. Эти нарушения затрудняют процесс самообслуживания, приводят к стойкой утрате трудоспособности, изменяют качество жизни больного, а так же влияют на эмоциональное состояние [Veerbeek J.M., 2011; Morris J.H., 2013]. Восстановление верхней конечности у пациентов с выраженной и грубой степенью пареза достигается лишь у 40% пациентов за первые 6 месяцев [Kwakkel G., 2003], а с умеренной и лёгкой степенью, у 71 % пациентов [Nijland R.H., 2010]. Оценка двигательной функции верхней конечности проводится с помощью субъективной оценки по шкалам. Чаще всего используют стандартные тесты: шкалу комитета медицинских исследований или шестибальную шкалу оценки мышечной силы, шкалу Спастичности Ашфорта, шкалу Бартела и индекс активности Ривермид. Гораздо реже используют шкалы: индекс Мотри-сайти, шкалу Фугл-Майер [Fugl - Meyer A., 1975], тест АРАТ. Шкалы не обладают достаточной чувствительностью, для обнаружения и оценки постепенного прогресса мышц и координации движений в процессе реабилитации [Rymer W.Z., 1994]. Недостатком применения шкал является то, что они не позволяют определить за счёт каких ресурсов и как выполняется движение, каковы его функциональные характеристики [Ertzgaard P, 2016]. Каждодневные индивидуальные тренировки улучшают подвижность и функциональность пациентов, и являются ведущим методом лечения [Gordon N., 2004]. Основными методами восстановления функции верхней конечности после инсульта являются физические упражнения: методика онтогенетической кине-зотерапии («Баланс»), PNF концепция, Bobath therapy [Kollen B.J., 2009] и методы БОС [Pollock A., 2014]. Для объективной оценки существуют инструментальные методы. Важным диагностическим исследованием является функциональная электромиография (ЭМГ) [Cesqui B., 2013]. Исследование кинематики движения позволяет количественно и качественно оценить пространственные характеристики движений в каждом возможном для сустава направлении [Dejnabadi H., 2005; Roetenberg D., 2005]. Для этой цели применяются специальные системы видеоанализа движений. В последние годы для анализа движений и движений в плечевых суставах так же активно применяются безплатформен-ные инерционные сенсоры, которые позволяют получать корректные данные [El-Zayat B.F. et all, 2011]. До сих пор не существует единых стандартизированных протоколов для анализа движения в крупных суставах верхней конечности [Murphy A. et all., 2011; Huangetal, 2012] и, прежде всего, в плечевом суставе, несмотря на то, что движения верхними конечностями в значительной мере определяют возможность самообслуживания. В зависимости от поставленных исследователями задач, в литературе чаще встречаются отдельные исследования кинематики [VanderPas S.C., 2011; Lang C.E., 2007; Thrane G., 2011] и функциональной ЭМГ [Cesqui B., 2013; Kleine B.U., 1999; Canning C.G., 2000] у пациентов в остром периоде церебрального инсульта. Методы тренировки с биологической обратной связью (БОС) больных после перенесённого церебрального инсульта в последние годы стали активно применяться Технологии восстановительной медицины и медицинской реабилитации 27 Вестник восстановительной медицины № 2•2016 в ранние сроки [HsiuYH. et all 2012; Oonagh M., 2013]. Их возможности и сама методика БОС-тренировки остаются в зоне активных дискуссий. Настоящее исследование посвящено изучению функции плечевых суставов у больных в периоде острого инсульта в процессе восстановительного лечения, в том числе, и с использованием метода БОС. Материалы и методы Обследовано три группы. Группа нормы, первая и вторая группы больных в остром периоде церебрального инсульта. Группа нормы - 20 здоровых испытуемых - 7 женщин, 13 мужчин, средний возраст - 52 года. Данная возрастная категория соответствует среднему возрасту пациентов перенесших острое нарушение мозгового кровообращения. Обследуемые не имели в анамнезе травм и заболеваний опорно-двигательного аппарата, жалоб и противопоказаний на момент исследования. Общая характеристика групп пациентов представлена в таблице 1. Обеим группам проводилась оценка по шкалам Motricity Index и Ashfort Scale до начала лечения и после его окончания. В обеих группах проводились занятия ЛФК со второго третьего дня с момента инсульта, до 21 дня (всего 15 занятий). Вторая группа дополнительно получала тренировку с БОС движений в плечевом суставе на стороне пареза (10 занятий БОС). Исследование движений в плечевых суставах выполняли на 3-5-й день и по окончании курса на 21 -й день. Обследуемым, в процессе исследования, предлагалось выполнять движения сгибания/разгибания, отведения/приведения, до 90 градусов, и наружную/ внутреннюю ротацию обеими верхними конечностями в плечевых суставах. Для измерения амплитуды ротационных движений в нашей методике сгибаем руку в локтевом суставе на 90°, чтобы предплечье лежало в сагиттальной плоскости. Такой вариант гораздо легче выполнить пациентам с парезом верхней конечности. Движения выполнялись по следующей схеме: одновременно двумя руками сгибание, отведение и рота-циив положении сидя (голова установлена по средней линии, с открытыми глазами). Каждое упражнение выполнялось два раза. Движение проводилось свободно, без дополнительных указаний в соответствии с первичной инструкцией. Исследование кинематики: Для регистрации движений в плечевых суставах и ЭМГ использовались без-платформенные 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 её время достижения «Т%» в % от цикла движения. (Рис. 2) Значения амплитуд и соответствующих им фаз копировались в таблицу. Исследование функциональной ЭМГ: Каждый сенсор имеет два канала регистрации ЭМГ ЭМГ регистрировалось посредством одноразовых электродов Swaromed. Размещение электродов проводилось в Рис. 1. Обследуемый с фиксированными сенсорами и электродами. Таблица 1. Группы пациентов. Где: Возраст - среднее значение в годах, СМА - средняя мозговая артерия. Параметр Возраст Количество Левая СМА Правая СМА Всего Мужчин Женщин 1 -я группа 63,6 25 12 13 10 15 2-я группа 60,4 25 16 9 12 13 Рис. 2. Слева - графикс максимальной амплитудой «А» в градусах и её время достижения «Т%» в % от цикла движения. Справа - аналогичные параметры для огибающей ЭМГ. 28 Технологии восстановительной медицины и медицинской реабилитации Вестник восстановительной медицины № 2•2016 соответствии со стандартом GCMAS. Регистрацию осуществляли с 6 мышц: правые и левые трапециевидные, передние и средние дельтовидные мышцы. Обработка в соответствии со стандартом. По каждой огибающей ЭМГ строился профиль биоэлектрической активности в процессе выполняемого движения. На графике отмечались максимальная (А) произвольная активность в микровольтах (мкВ), и время её достижения «Т%» в % от цикла движения (Рис. 2). Проведение тренировки с биологической обратной связью. 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 Данные оценки до и после курса лечения в обеих группах по Motricity Index и Ashfort Scale приведены на рисунке 3. Можно отметить относительно скромное улучшение каждого показателя с незначительно большей динамикой во второй 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 первой, так и во второй группе. Для здоровой стороны так же характерно снижение амплитуд, но достоверно только для сгибания до начала лечения в первой группе и ротации до и после лечения в обеих группах. Значения фаз максимальной амплитуды существенно не отличаются от нормативных, кроме отведения (более поздняя по сравнению с нормой), до начала лечения во второй группе (Таблица 1). Рис. 3. Оценка по Motricity Index (MI) и Ashfort Scale (AS) групп пациентов до и после курса лечения. Таблица 1. Группы пациентов. Где: Возраст - среднее значение в годах, СМА - средняя мозговая артерия. Движение Время Норма Группа 1 Группа 2 Пораж. Здоровая Пораж. Здоровая A Т% A Т% A т% A т% A т% Сгибание До 80 54 * 6 5 54 73* 50 43*# 52 78 50 После * 9 5 54 76 50 52*# 50 79 50 Отведение До 86 47 60*# 47 84 48 54*# 54 83 * 0 5 После 63*# 48 48 84 57*# 54 * 0 8 49 Ротация До 56 52 37*# 50 47* 56 34* 47*# 52*# 51 После 41*# 49 51* 51 35* 4 СО * 51*# 50 ЭМГ Сгиб. До 295 48 230*# 59*# 284 50 209* 5 со * 291 51 После 236*# 55*#& 288 49 229* 53 311 51 ЭМГ Отв. До 330 48 259* 60* 329 49 245*# 56*# 304 50 После 55*& 334 50 253*# 53*# 310 48 Примечание: *- достоверно от нормы, # - достоверно от здоровой стороны, & - достоверно от такого же до лечения. Технологии восстановительной медицины и медицинской реабилитации 29 Вестник восстановительной медицины № 2•2016 Исследование ЭМГ активности показало, что в первой группе на стороне поражения имеются достоверные отличия, как по амплитуде (снижение), так и по фазе (более поздняя). При этом, для движения сгибания отличия имеют место и от нормы и от аналогичных показателей здоровой стороны. Фаза максимальной ЭМГ активности достоверно отличается от группы нормы и здоровой стороны (максимум наступает позже). После курса лечения значение фазы становится ближе к норме, но достоверные отличия остаются. Для движения отведения отличия имеются от нормы и по фазе после лечения от таковой до лечения (уменьшение значения, параметр стал ближе к норме). Амплитуды и фазы на здоровой стороне достоверных отличий от нормы не обнаруживают. Для второй группы имеется достоверное уменьшение амплитуд ЭМГ по сравнению с нормой, как до, так и после лечения. 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 от показателей нормы и здоровой стороны для движений отведения. Амплитуды и фазы ЭМГ активности на здоровой стороне не имеют отличий от нормы. У значительной части больных были обнаружены аномальные типы ЭМГ активности с двумя максимумами (Рис. 4). В норме имеется только один максимум. Основная часть больных, на стороне поражения демонстрировала этот же тип активности, хотя и со смещением максимума. В первой группе для движения сгибания тип активности с двумя максимумами отмечен у 9 пациентов, после проведения курса ЛФК только у 6 больных. Для движения отведения до начала лечения феномен имел место у 5 пациентов, после окончания, у 4-х. Для второй группы для движения сгибания феномен найден у 7 больных до начала лечения и у 4-х после его окончания. Для движения отведения - у 5, а по окончании лечения - 2-х. Обсуждение Как показало данное исследование - амплитуда движений в плечевых суставах у больных с гемипарезом снижается не только на стороне поражения, но и отчасти, на здоровой стороне. При этом фаза максимума движения существенно не изменяется. В течение короткого курса лечения, 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 [Rundquis T.P et all, 2011]. ЭМГ активность основных мышц каждого движения демонстрирует 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 характерен для значительной части обследованных до начала лечения. В конце лечения их количество заметно снижается, особенно в группе с БОС-тренировкой. В доступной литературе мы не обнаружили информации о наличии такого феномена. Возможно, потому, что, как показало исследование, уже на третьей неделе после инсульта количество больных с данным феноменом значительно сокращается. Наиболее вероятная причина - это восстановление физиологического функционирования мышцы с течением времени и под влиянием проводимого лечения. Функциональная динамика состояния пациентов демонстрируют основные закономерности процесса восстановления. По причине короткого срока проводимого лечения изменения довольно трудно идентифицируемы клинически, но легко обнаруживаются посредством инструментального исследования. Такие параметры, как изменение биоэлектрической активности мышц в цикле движения или относительно небольшие изменения амплитуды активных движений, очевидно, остаются вне зоны доступности органов чувств. Предложенная методика исследования движений в плечевых суставах может быть использована для проведения объективной оценки функционального состояния больных после перенесённого 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 поддаётся коррекции при проведении восстановительного лечения. Однако, количество пациентов с двумя максимумами активности на ЭМГ в группе получавшей стандартное лечение и сеансы БОС-тренировки, стало меньше по сравнению с такими же пациентами в группе проходившей стандартное лечение. Более точные данные могут быть получены при выполнении более продолжительного применения БОС-тренировки на последующих этапах реабилитации. Других существенных отличий в динамике функционального состояния группы 1 и группы 2, обнаружено ? m u /'|Л .< ifl;.• ï’. •:■ t ■ - " l ï E> b- 1 - ■ ■ t Ï ’ ’ І/ ' ■ s ■ ■ _."Ґ.. ' b_.- d tù M JÜ 4G Ad1 1 tb їй’ «6 1 y ' Рис. 4. Слева график средняя огибающая ЭМГ - нормальный тип с одним максимумом активности. Справа - аномальный тип активности с двумя максимумами. 30 Технологии восстановительной медицины и медицинской реабилитации Вестник восстановительной медицины № 2•2016 не было. 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 [Giggins O.M., 2013]. Однако, обнаружение непосредственного эффекта проводимых тренировок в периоде острого инсульта на исследуемом отрезке времени представляет собой более тонкую задачу и в рамках дизайна данного исследования не позволяет сделать однозначный вывод о возможностях применённой реализации методики БОС. Однако, мы получили уменьшение во второй группе количества пациентов с аномальной ЭМГ, что так же является косвенным аргументом в пользу БОС-тренировки. Полученные биомеханические данные согласуются и с результатами оценки по шкалам, где так же отмечен незначительно лучший результат во второй 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.

About the authors

S. N Kaurkin

FNKC FMBA

Email: kaurkins@bk.ru

D. V Skvortsov

Moscow Medical University

Department of rehabilitation

G. E Ivanova

Moscow Medical University

Department of rehabilitation

References

Supplementary files