Functional electrical stimulation for foot drop syndrome in patients with cerebral stroke

Full Text

Список сокращений

А1/Ах1 ― амплитуда первого разгибания / фаза максимального разгибания

А2/Ах2 ― амплитуда максимального разгибания при отрыве стопы для переноса / фаза максимального сгибания

А3 ― амплитуда сгибания в фазу переноса

ВПС ― высота подъёма стопы

ДО ― суммарный период двойной опоры

ДЦШ ― длина цикла шага

Ка1/Кх1 ― амплитуда первого сгибания и её фаза

Ка2/Кх2 ― амплитуда разгибания и её фаза

Ка3/Кх3 ― амплитуда махового сгибания в периоде переноса и её фаза

КР ― коэффициент ритмичности (симметрии)

НВД ― начало второй двойной опоры

ОО ― период одиночной опоры

ПО ― период опоры

Та1 ― амплитуда сгибания в начале периода опоры

Та2 ― амплитуда максимального разгибания

ТХ ― фаза максимального разгибания

ФЭС ― функциональная электромиостимуляция

Ц ― циркумдукция

ЦШ ― цикл шага

ЧШ ― частота шага

ОБОСНОВАНИЕ

Ухудшение функции ходьбы в результате острого нарушения мозгового кровообращения является важнейшим ограничивающим фактором, приводящим к потере самостоятельности и независимости пациентов [1]. Ограничения проявляются как в бытовой сфере (ходьба по квартире, лестнице; выход на улицу; посещение магазина) [2], так и в трудовой и общественной деятельности [3]. Изменённый в результате инсульта акт ходьбы увеличивает риск падений и травм [4], влияет на повседневную мобильность и физическую активность, уменьшая их, что впоследствии ведёт к снижению общей толерантности к нагрузке, астении, гиподинамии [5], которые в свою очередь увеличивают вероятность повторных нарушений мозгового кровообращения и других сосудистых заболеваний [6].

В результате острого нарушения мозгового кровообращения в структурах голеностопного сустава формируется наиболее распространённая клиническая картина в виде спастичности подошвенных сгибателей и слабости тыльных сгибателей (foot drop ― «отвисающая» стопа). Последующее ограничение движения в суставе изменяет механические свойства мышц и соединительной ткани, ещё больше ограничивая функциональные возможности сегмента [7]. Помимо двигательных нарушений, диагностируются сенсорные расстройства в виде онемения и невозможности дифференцировать расположение конечности в пространстве, выполнять опорную функцию [8]. В результате данной патологии у пациентов возникают трудности с удержанием равновесия в положении стоя [9], снижается скорость ходьбы, появляется асимметрия опоры, изменяется паттерн походки, образуется патологический алгоритм передвижения, увеличивается риск падений. Особенно данная картина проявляется при «отвисающей» стопе, что приводит к увеличению заместительных стратегий в фазу переноса в виде увеличения сгибания или отведения в тазобедренном суставе, сгибания в коленном суставе с последующими «шлепками» стопы [10, 11].

На данный момент при синдроме «отвисающей» стопы существует множество методов, направленных на восстановление функционирования голеностопного сустава, а также возможности выполнять опорную функцию и ходьбу. К ним относятся мануальные, аппаратные приёмы, использование физиотерапевтического оборудования, техники виртуальной реальности и тренировки с биологической обратной связью, ортезирование. Использование голеностопного ортеза увеличивает угол тыльного сгибания, увеличивает расстояние и улучшает качество ходьбы [12].

Среди не самых распространённых методов лечения стоит отметить кинезиотейпирование, зеркальную терапию и применение экзокостюмов. B.F. Koseoglu и соавт. [13] продемонстрировали эффект применения тейпирования на musculus tibialis anterior совместно с индивидуальными мануальными техниками в отношении улучшения паттерна походки, равновесия и качества жизни. Использование зеркальной терапии в дополнение к классической индивидуальной программе реабилитации оказывает положительное влияние с продолжительностью эффекта в течение 8 недель на такие составляющие, как моторика, равновесие, двигательные функции, передвижение и скорость ходьбы; не увеличивает выраженность спастичности [14]. Реабилитационные процедуры в мягком экзокостюме с кабельным приводом, размещённом на голеностопном суставе и голени, производящем целенаправленное сопротивление движениям, увеличили подвижность сустава, мышечную силу и увеличение пика фазовых параметров [15].

В последние десятилетия высокую актуальность приобрели методики, использующие функциональную электромиостимуляцию m. tibialis anterior во время лечебных упражнений и ходьбы. Функциональная электрическая стимуляция (ФЭС) представляет собой метод восстановления функции паретичных мышц с помощью кратковременных электрических импульсов с использованием поверхностных электродов в фазу, когда мышца должна работать в периоде переноса цикла шага. Данные литературы демонстрируют убедительные доказательства того, что ФЭС в сочетании с индивидуальной программой тренировки улучшает произвольную активность и имеет терапевтический эффект у пациентов с хроническим инсультом [16].

С момента создания ФЭС рассматривается в качестве многообещающего метода лечения у больных, в том числе после инсульта [17], при этом техническое развитие последних десятилетий существенно сказалось и на реализации приборов для проведения ФЭС [18]. Использование инерционных сенсоров и сложных алгоритмов распознавания цикла шага позволило создать компактные устройства, которые не содержат внешних контактных датчиков. Такие устройства созданы для одного из частых осложнений ― отвисающей стопы [19], что дало новый толчок к исследованию возможности их применения у больных после перенесённого инсульта [20–24].

В основном устройства ФЭС, применяемые при синдроме падающей стопы, ориентированы на постоянное их применение. Вопрос, могут ли быть достигнуты положительные результаты у больных после перенесённого церебрального инсульта при коротком времени ФЭС-тренировки, остаётся открытым, как и возможные результаты такого применения.

Цель исследования ― изучить функциональные и клинические результаты короткого курса ФЭС у больных с синдромом отвисающей стопы после церебрального инсульта.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

Дизайн исследования

Экспериментальное проспективное нерандомизированное интервенционное продольное пилотное.

Критерии соответствия

Критерии включения: пациенты с гемипарезом в раннем и позднем восстановительном периоде впервые возникшего полушарного ишемического инсульта; возраст до 75 лет; функциональная готовность к вертикализации; адекватная реакция на пробу с ортостазом; возможность держать вертикальную стойку в течение не менее минуты; ходьба без посторонних вспомогательных предметов; ясное сознание с уровнем бодрствования, достаточным для усвоения и выполнения инструкций при проведении исследования и тренировок; отсутствие когнитивных нарушений, препятствующих пониманию поставленных исследователем задач; отсутствие сенсомоторной афазии; наличие патологического тонуса в musculus triceps surae паретичной нижней конечности ниже 2-х баллов и выше по модифицированной шкале спастичности Ашфорта (Ashworth Scale); отсутствие декомпенсированной соматической патологии, ишемических изменений на электрокардиограмме, сердечной недостаточности (II класс и выше по Killip); отсутствие заболеваний центральной и периферической нервной системы помимо инсульта, сопровождающихся неврологическим дефицитом (последствия травм, опухолей, полинейропатии и т.п); отсутствие ортопедической патологии (суставные деформации и контрактуры, выраженный болевой синдром, ампутации конечностей, операций на суставах нижних конечностей с использованием металлоконструкций и др.).

Критерии исключения: неадекватная реакция сердечно-сосудистой системы во время проведения тренировки; индивидуальная непереносимость чрескожной электрической стимуляции; отказ пациента от проведения лечебных мероприятий; отрицательная динамика неврологического и/или соматического статуса; наличие в организме имплантированных генераторов импульса и искусственных водителей ритма; наличие в организме металлоконструкций в непосредственной близости от предполагаемой области воздействия; выраженный болевой синдром в паретичной нижней конечности в покое либо при движении, препятствующий выполнению упражнений; грубые когнитивные расстройства; психоэмоциональное возбуждение; признаки истерии; псевдобульбарный синдром (насильственный смех, плач); грубые речевые расстройства; повреждения кожных покровов; кожные заболевания паретичной нижней конечности (исключение: заключение врача-дерматолога об отсутствии противопоказаний к проведению ФЭС); тромбоз вен нижней конечности без признаков реканализации либо артериальный тромбоз; паркинсонизм и другие виды тремора; диагноз эпилептического синдрома.

Условия проведения

Исследование проводилось в период с 2020 по 2022 год в лаборатории Научно-исследовательского центра медицинской реабилитации ФГБУ «Федеральный центр мозга и нейротехнологий» Федерального медико-биологического агентства России.

Описание медицинского вмешательства

В исследовании принимали участие группа контроля, состоящая из 20 здоровых испытуемых, и основная группа пациентов из 20 человек с гемипарезом в раннем и позднем восстановительном периоде впервые возникшего полушарного ишемического инсульта, которым был проведён курс ФЭС m. tibialis anterior совместно с основной программой двигательной реабилитации.

Методы регистрации исходов

Методика оценки функции ходьбы. Биомеханическое объективное исследование функции ходьбы выполнялось с помощью комплекса «Стэдис» (Нейрософт, Иваново). Применялось 7 инерционных сенсоров (рис. 1), каждый из которых содержит по два канала электромиографической регистрации. Сенсоры размещаются на крестце, наружной поверхности средней трети бедра, наружной лодыжке и подъёме стопы с обеих сторон. Электромиография регистрировалась с поверхностных мышц: прямой мышцы бедра и суммарной активности двуглавой и полусухожильной мышцы, передней большеберцовой мышцы и суммарной активности наружной и внутренней головок трёхглавой. Использовались одноразовые поверхностные электроды Mederen.

 

Рис. 1. Процесс биомеханической диагностики функции ходьбы.

Fig. 1. Biomechanical diagnostics of walking function.

 

Инерционные сенсоры передают данные через сеть Wi-Fi в компьютер с регистрирующей программой. Регистрация биомеханических параметров производится во время ходьбы пациента в лаборатории в произвольном темпе на дистанции 15 метров, разворачиваясь каждый раз в крайних точках и снова продолжая движение. Шаги с неустановившимися параметрами (разгон, развороты, торможение) программное обеспечение автоматически отбрасывает. Регистрация завершалась при достижении 40 циклов шага.

Программное обеспечение определяло циклы шага (ЦШ) для паретичной и контралатеральной конечностей и в соответствии с ними рассчитывало другие параметры ЦШ. Регистрировались пространственные, временные и кинематические биомеханические параметры.

Временные параметры: длительность ЦШ (в секундах); коэффициент ритмичности (симметрии) (КР; отношение времени опоры, меньшее к большему); частота шага (ЧШ, в шагах в минуту). Отдельные временные периоды ЦШ измерялись в процентах от ЦШ: период опоры (ПО), период одиночной опоры (ОО), суммарный период двойной опоры (ДО) и параметр начала ЦШ другой ноги (начало второй двойной опоры, НВД).

Пространственные параметры: длина цикла шага (ДЦШ, в сантиметрах), высота подъёма стопы (ВПС, в сантиметрах), скорость ходьбы (V, в км/ч), циркумдукция (Ц, в сантиметрах).

Кинематические параметры регистрировались для тазобедренного, коленного и голеностопного суставов в сагиттальной плоскости (сгибание-разгибание) с построением гониограммы за ЦШ с последующим определением следующих показателей:

• для тазобедренного сустава: амплитуда сгибания в начале периода опоры (Та1, в градусах), амплитуда максимального разгибания (Та2, в градусах), фаза максимального разгибания (ТХ, в % от ЦШ) и максимальная амплитуда в суставе за ЦШ (Т_общ., в градусах);
• для коленного сустава: амплитуда первого сгибания (Ка1, в градусах) и её фаза (Кх1, в % от ЦШ); амплитуда разгибания (Ка2, в градусах) и её фаза (Кх2, в % от ЦШ); амплитуда махового сгибания в периоде переноса (Ка3, в градусах) и её фаза (Кх3, в % от ЦШ);
• для голеностопного сустава: развиваемая в течение ЦШ амплитуда (А_общ., в градусах); амплитуда первого разгибания «перекат через пятку» (А1, в градусах) и фаза максимального разгибания (Ах1, в % от ЦШ); амплитуда максимального разгибания при отрыве стопы для переноса (А2, в градусах) и фаза максимального сгибания (Ах2, в % от ЦШ); амплитуда сгибания в фазу переноса (А3, в градусах).

Электромиограммы мышц анализировали максимально развиваемую амплитуду за ЦШ (в мкВ) для передней большеберцовой мышцы (tibialis anterior, TА), икроножных мышц (gastrocnemius, GA), прямой мышцы бедра (rectus femoris, RF), полусухожильной и полуперепончатой мышц бедра (semimembranosus and semitendinosus, SMT).

Функциональные возможности пациента оценивались с помощью клинических шкал: оценки мышечной силы (Medical Research Council Weakness Scale, MRC), оценки мышечного тонуса (Modified Ashworth Scale, MAS), индекса ходьбы Хаузера (Hauser Ambulation Index, HAI) [25], теста «Встань и иди» (Timed Up and Go Test, TUG), динамического индекса ходьбы (Dynamic Gait Index, DGI) [26]. Оценивались также результаты достижения описанных и измеренных нарушений здоровья и возможностей пациента в доменах Международной классификации функционирования, ограничений жизнедеятельности и здоровья «активность и участие»: функция стереотипа походки (d770), преодоление препятствий (d4551) и ходьба на короткие расстояния (d4500) [27].

Методика ФЭС-тренировки. Для проведения ФЭС-тренировки использовали прибор WalkAide (AxioBionics, США). Устройство закрепляется с помощью манжеты на верхней трети голени пациента (рис. 2). Внутри манжеты находятся многоразовые электроды, которые располагаются в проекции брюшка передней большеберцовой мышцы.

 

Рис. 2. Процесс тренировки с использованием функциональной электромиостимуляции.

Fig. 2. Training with functional electromyostimulation.

 

Процедура ФЭС состояла из занятия, включающего настройку устройства с учётом индивидуальных параметров ЦШ, так чтобы электрические импульсы возбуждали переднюю большеберцовую мышцу в начале-середине периода переноса. Задачей пациента ставилась ходьба по ровной поверхности в течение 30 минут без дополнительных средств опоры. В процессе первичной настройки для пациента подбирались индивидуальные параметры стимуляции, такие как начало, окончание и интенсивность стимуляции. Устройство ФЭС оснащено собственным инерционным сенсором, который детектирует начало каждого ЦШ. Система позволяет вносить изменения в реальном времени в случае необходимости. Интенсивность стимуляции в среднем варьировала от 64 до 94 мкВ. Пациенты, помимо основной программы медицинской реабилитации, получили по 12 процедур ФЭС (см. рис. 2).

Критериями к прекращению тренировки являлись жалобы пациента на ухудшение самочувствия, внешние признаки усталости, изменения объективных параметров, указывающих на переутомление пациента. За период сессии нежелательных реакций, требующих завершения курса реабилитационных мероприятий, не отмечено.

Основная программа двигательной реабилитации длительностью 60 минут включала занятия лечебной физической культурой на столе Бобата с использованием мануальных техник (Бобат-терапия, проприоцептивная нейромышечная фасилитация, онтогенетически обусловленная кинезитерапия); механотерапию на тренажёре Thera-vital (суставная гимнастика и увеличение мышечной силы); индивидуальные тренировки ходьбы с инструктором-методистом лечебной физической культуры.

Этическая экспертиза

Исследование выполнено в соответствии с этическими принципами Хельсинкской декларации с получением письменного согласия пациента на участие в исследовании и одобрено локальным этическим комитетом ФГБУ ФЦМН ФМБА России (Протокол № 7 от 19.07.2021).

Статистический анализ

Обработка полученных результатов проведена стандартными методами описательной вариационной статистики с расчётом средних значений и среднеквадратичного отклонения. Использовался программный пакет Statistica 12. Оценку достоверности различий выполняли с помощью критерия Вилкоксона–Манна–Уитни при р <0,05. Проводили сравнительную оценку аналогичных параметров контралатеральной и паретичной сторон с показателями контрольной группы.

РЕЗУЛЬТАТЫ

Объекты (участники) исследования

В исследовании приняли участие две группы пациентов. Основную группу составили 15 мужчин и 5 женщин с гемипарезом вследствие впервые возникшего полушарного ишемического инсульта, из них у 8 было поражено правое полушарие головного мозга, у 12 ― левое; средний возраст 56,05±10,33 лет (35–74), средний рост 173±7,88 см (164–198), средний вес 80,05±13,46 кг (52–100), дней после острого нарушения мозгового кровообращения 179,75±115,43 (19–363).

В группу контроля вошли 20 практически здоровых добровольцев, не имеющих в анамнезе травм и заболеваний опорно-двигательного аппарата, из них 10 женщин и 10 мужчин; средний возраст 28,8±3,66 лет (23–35), средний рост 176,8±5,53 см (168–188), средний вес 76,25±14,09 кг (55–100).

Основные результаты исследования

Результаты исследования динамики состояния по функциональным шкалам и доменам Международной классификации функционирования, ограничений жизнедеятельности и здоровья представлены в табл. 1. Как видим, в результате проведённого лечения происходит достоверное улучшение по всем используемым функциональным шкалам, а домены Международной классификации функционирования, ограничений жизнедеятельности и здоровья демонстрируют уменьшение проблематики (p <0,05).

 

Таблица 1. Динамика по шкалам и доменам Международной классификации функционирования, ограничений жизнедеятельности и здоровья (в баллах)

Table 1. Dynamics by scales and domains of the International Classification of Functioning, Disability and Health (in points)

Шкала / Домен	До лечения	После лечения
Динамический индекс ходьбы (DGI)	17,3±2,4	21,1±1,8*
Индекс ходьбы Хаузера (HAI)	3,6±0,5	2,9±0,7*
Тест «Встань и иди» (TUG)	27,7±13,5	20,1±9,0*
d770 (функция стереотипа походки)	2,4±0,9	1,6±0,8*
d4551 (преодоление препятствий)	2,0±0,9	1,1±0,8*
d4500 (ходьба на короткие расстояния)	1,1±0,8	0,6±0,7*

Примечание. * Достоверно с вероятностью p <0,05 (по сравнению с таким же показателем до лечения).

Note: * Significance at p <0.05 (compared with the same value before treatment).

 

Результаты исследования по шкалам оценка мышечной силы (Medical Research Council Weakness Scale, MRC) и оценка мышечного тонуса (Modified Ashworth Scale, MAS) представлены в табл. 2. Можно наблюдать, как в результате проведённого лечения происходит достоверное улучшение по всем мышечным группам (p <0,05), при этом для голеностопного сустава достоверно увеличивается функция только мышц-разгибателей.

 

Таблица 2. Оценка мышечной силы и мышечного тонуса (в баллах)

Table 2. Muscle Strength and Muscle Tone assessment scale (in points)

Группа мышц	Шкала оценки	До лечения	После лечения
Тазобедренные сгибатели	MRC	3,5±0,7	3,8±0,6*
	MAS	0,1±0,3	0,1±0,3
Тазобедренные разгибатели	MRC	3,5±0,7	3,8±0,6*
	MAS	-	-
Коленные сгибатели	MRC	3,3±0,8	3,6±0,7*
	MAS	0,1±0,3	0,1±0,3
Коленные разгибатели	MRC	3,5±0,7	3,7±0,7*
	MAS	-
Голеностопные тыльные сгибатели	MRC	2,6±0,8	3,0±1,0*
	MAS	-	-
Голеностопные подошвенные сгибатели	MRC	2,6±0,8	3,1±1,0*
	MAS	1,1±1,0	1,0±0,8

Примечание. * Достоверно с вероятностью p <0,05 (по сравнению с таким же показателем до лечения). MRC (Medical Research Council Weakness Scale) ― шкала оценки мышечной силы; MAS (Modified Ashworth Scale) ― шкала оценки мышечного тонуса.

Note: * Significance at p <0.05 (compared with the same value before treatment). MRC ― Medical Research Council Weakness Scale; MAS ― Modified Ashworth Scale.

 

Данные анализа пространственно-временных параметров ходьбы представлены в табл. 3. Согласно полученным данным, параметр ЦШ продемонстрировал достоверное увеличение как с паретичной, так и контралатеральной стороны по сравнению с группой контроля до и после лечения (p <0,05). Высота подъёма стопы паретичной конечности достоверно меньше по сравнению с той же группой и контралатеральной стороной как до, так и после лечения (p <0,05). Циркумдукция паретичной конечности достоверно больше по сравнению с группой контроля и контралатеральной стороной как до, так и после лечения (p <0,05). Параметры частоты шага и коэффициента ритмичности ходьбы демонстрируют достоверное снижение по сравнению с группой контроля до и после лечения (p <0,05). Длина ЦШ достоверно меньше по сравнению с контрольной группой до и после лечения (p <0,05). Длина ЦШ достоверно увеличивается после проведённого лечения (p <0,05). Скорость ходьбы пациентов демонстрирует достоверное снижение по сравнению с группой контроля до и после лечения (p <0,05). Скорость ходьбы пациентов демонстрирует достоверное увеличение после проведённого лечения (p <0,05).

 

Таблица 3. Пространственно-временные параметры ходьбы

Table 3. Space-time parameters of walking

Параметры	До лечения		После лечения		Контроль
	Контралатеральная сторона	Паретичная сторона	Контралатеральная сторона	Паретичная сторона
ЦШ, сек	1,6±0,4*	1,6±0,4*	1,6±0,5*	1,6±0,5*	1,1±0,1
ВПС, см	11,4±2,3	9,6±2,2*#	12,1±2,2	9,9±2,2*@	12,6±2,1
Ц, см	2,7±1	5,6±2,1*#	2,7±1,2	5,7±2,6*@	3±0,9
ЧШ, шагов в мин	39,2±7,3*		39,4±7,8*		54,6±3,5
КР	0,7±0,1*		0,7±0,1*		1±0,0
ДЦШ, см	70,3±16,3*		77,8±15,6*$		135,6±11,2
V, км/ч	1,7±0,6*		1,9±0,6*$		4,4±0,6

Примечание. * Достоверно с вероятностью p <0,05 (по сравнению с таким же значением в контрольной группе); ^# достоверно с вероятностью p <0,05 (по сравнению с таким же показателем контралатеральной стороны до лечения); ^@ достоверно с вероятностью p <0,05 (по сравнению с таким же показателем контралатеральной стороны после лечения); ^$ достоверно с вероятностью p <0,05 (по сравнению с таким же показателем до лечения). ЦШ ― цикл шага; ВПС ― высота подъёма стопы; Ц ― циркумдукция; ЧШ ― частота шага; КР ― коэффициент ритмичности (симметрии); ДЦШ ― длина цикла шага; V ― скорость ходьбы.

Note: * Significance at p <0.05 (compared with the same value in the control group); ^# significance at p <0.05 (compared with the same value of the contralateral side before treatment); ^@ significance at p <0.05 (compared with the same value of the contralateral side after treatment); ^$ significance at p <0.05 (compared with the same value before treatment). ЦШ ― step cycle; ВПС ― foot lift height; Ц ― circumduction; ЧШ ― step frequency; КР ― coefficient of rhythmicity (symmetry); ДЦШ ― step cycle length; V ― walking speed.

 

Данные анализа фаз ЦШ представлены в табл. 4. Видим, что показатель ПО контралатеральной конечности достоверно больше, чем такой же показатель группы контроля и паретичной конечности до и после лечения (p <0,05). Параметр ОО паретичной конечности меньше, чем показатель контралатеральной стороны и группы контроля до и после лечения (p <0,05). Период ДО демонстрирует достоверное увеличение по сравнению с группой контроля для обеих сторон до и после проводимого лечения (p <0,05). Показатель НВД контралатеральной стороны достоверно выше по сравнению с группой контроля и паретичной стороной до и после лечения (p <0,05). Показатель НВД паретичной стороны достоверно ниже по сравнению с группой контроля до и после проводимого лечения (p <0,05).

 

Таблица 4. Фазы ходьбы

Table 4. Phases of walking

Параметры	До лечения		После лечения		Контроль
	Контралатеральная сторона	Паретичная сторона	Контралатеральная сторона	Паретичная сторона
ПО, %	75,8±4,6*	62,6±5,4#	74,3±5,3*	63,3±5,1@	62,9±1,5
ОО, %	37,8±5,4	24,6±4,8*#	37,1±4,4	25,3±5,9*@	37,2±1,4
ДО, %	38,0±8,0*	38,1±7,6*	37,2±8,8*	38,0±10,4*	25,6±2,8
НВД, %	58,3±4,0*	42,1±4,5*#	56,3±3,2*	43,4±2,7*@	49,9±0,4

Примечание. * Достоверно с вероятностью p <0,05 (по сравнению с таким же значением в группе контроля); ^# достоверно с вероятностью p <0,05 (по сравнению с таким же показателем контралатеральной стороны до лечения); ^@ достоверно с вероятностью p <0,05 (по сравнению с таким же показателем контралатеральной стороны после лечения). ПО ― период опоры; ОО ― период одиночной опоры; ДО ― суммарный период двойной опоры; НВД ― начало второй двойной опоры.

Note: * Significance at p <0.05 (compared with the same value in the control group); ^# significance at p <0.05 (compared with the same value of the contralateral side before treatment); ^@ significance at p <0.05 (compared with the same value of the contralateral side after treatment). ПО ― the period of support; OO ― the period of a single support; ДО ― the total period of a double support; НВД ― the beginning of the second double support.

 

Кинематические параметры для тазобедренного, коленного и голеностопного суставов представлены в табл. 5–7.

 

Таблица 5. Амплитудно-фазовые параметры движения суставов: тазобедренный сустав

Table 5. Amplitude-phase parameters of joint movement: hip joint

Параметры	До лечения		После лечения		Контроль
	Контралатеральная сторона	Паретичная сторона	Контралатеральная сторона	Паретичная сторона
Та1, град.	20,2±4,0*	9,5±4,7*#	20,0±5,1*	9,4±3,9*@	23,1±5,1
Та2, град.	-7,6±3,3*	-6,3±3,9*	-8,4±4,5	-6,2±4,7*@	-10,0±4,2
ТХ, % от ЦШ	63,1±5,8*	51,1±5,6#	61,2±6,3*	52,5±6,4@	53,2±3,0
Тобщ., град.	31,6±5,6*	17,6±6,2*#	31,9±5,8	18,8±5,4*@	34,9±5,9

Примечание. * Достоверно с вероятностью p <0,05 (по сравнению с таким же значением в группе контроля); ^# достоверно с вероятностью p <0,05 (по сравнению с таким же показателем контралатеральной стороны до лечения); ^@ достоверно с вероятностью p <0,05 (по сравнению с таким же показателем контралатеральной стороны после лечения). Та1 ― амплитуда сгибания в начале периода опоры; Та2 ― амплитуда максимального разгибания; ТХ ― фаза максимального разгибания; ЦШ ― цикл шага; Т_общ. ― максимальная амплитуда в суставе за цикл шага.

Note: * Significance at p <0.05 (compared with the same value in the control group); ^# significance at p <0.05 (compared with the same value of the contralateral side before treatment); ^@ significance at p <0.05 (compared with the same value of the contralateral side after treatment). Та1 ― the amplitude of flexion at the beginning of the support period; Та2 ― the amplitude of maximum extension; ТХ ― the phase of maximum extension; ЦШ ― the step cycle; Т_общ. ― the maximum amplitude in the joint per step cycle.

 

Таблица 6. Амплитудно-фазовые параметры движения суставов: коленный сустав

Table 6. Amplitude-phase parameters of joint movement: knee joint

Параметры	До лечения		После лечения		Контроль
	Контралатеральная сторона	Паретичная сторона	Контралатеральная сторона	Паретичная сторона
Ка1, град.	4,9±2,7*	6,0±5,8*	6,2±3,8*	7,2±6,5*	14,6±3,5
Кх1, % от ЦШ	8,8±3,7*	8,7±5,0*	8,7±5,3*	10,1±6,4	13,1±3,5
Ка2, град.	-5,2±6,0*	-0,7±8,4*	-3,27,4*	-2,4±9,7*	4,8±4,8
Кх2, % от ЦШ	35,9±7,6	31,8±9,2	36,9±7,0	32,0±12,9	36,5±4
Ка3, град.	42,5±7,4*	24,8±8,5*#	44,6±10,2*	27,6±9,7*@	56,5±7,3
Кх3, % от ЦШ	80,4±4,1*	69,1±5,2#	79,5±4,8*	69,3±5,6@	69,1±2,9

Примечание. * Достоверно с вероятностью p <0,05 (по сравнению с таким же значением в группе нормы); ^# достоверно с вероятностью p <0,05 (по сравнению с таким же показателем контралатеральной стороны до лечения); ^@ достоверно с вероятностью p <0,05 (по сравнению с таким же показателем контралатеральной стороны после лечения). Ка1/Кх1 ― амплитуда первого сгибания и её фаза; Ка2/Кх2 ― амплитуда разгибания и её фаза; Ка3/Кх3 ― амплитуда махового сгибания в периоде переноса и её фаза; ЦШ ― цикл шага.

Note: * Significance at p <0.05 (compared with the same value in the norm group); ^# significance at p <0.05 (compared with the same value of the contralateral side before treatment); significance at p <0.05 (compared with the value of the contralateral side after treatment). Ка1/Кх1 ― the amplitude of the first flexion and its phase; Ка2/Кх2 ― the amplitude of extension and its phase; Ка3/Кх3 ― the amplitude of the flywheel flexion in the transfer period and its phase; ЦШ ― the step cycle.

 

Таблица 7. Амплитудно-фазовые параметры движения суставов: голеностопный сустав

Table 7. Amplitude-phase parameters of joint movement: ankle joint

Параметры	До лечения		После лечения		Контроль
	Контралатеральная сторона	Паретичная сторона	Контралатеральная сторона	Паретичная сторона
Аобщ., град.	27,3±8*	26,4±5,8*	26,5±6,1*	25,5±6,3*	33,8±4,4
А1, град.	10,7±2,2*	11,0±3,0	10,9±2,1*	11,1±3,1	13,6±5,1
Ах1, % от ЦШ	62,3±5,6*	50,7±7,0*#	60,6±5,8*$	51,4±8,2*@	46,7±3,7
А2, град.	-16,0±8,0	-6,0±5,3*#	-14,6±6,5*	-3,3±8,6*@	-20,2±7
Ах2, % от ЦШ	76,5±5,0*	72,2±8,0*#	75,3±6,3*	69,9±8,0*@	63,7±2,3
А3, град.	-8,8±5,0*	-14,6±5,3*#	-9,4±6,1*	-12,3±6,8*	-3±5,1

Примечание. * Достоверно с вероятностью p <0,05 (по сравнению с таким же значением в группе нормы); ^# достоверно с вероятностью p <0,05 (по сравнению с таким же показателем контралатеральной стороны до лечения); ^@ достоверно с вероятностью p <0,05 (по сравнению с таким же показателем контралатеральной стороны после лечения); ^$ достоверно с вероятностью p <0,05 (по сравнению с таким же показателем до лечения). А_общ. ― развиваемая в течение цикла шага амплитуда; А1/Ах1 ― амплитуда первого разгибания «перекат через пятку» и фаза максимального разгибания; А2/Ах2 ― амплитуда максимального разгибания при отрыве стопы для переноса и фаза максимального сгибания; А3 ― амплитуда сгибания в фазу переноса.

Note: * Significance at p <0.05 (compared with the same value in the norm group); ^# significance at p <0.05 (compared with the same value of the contralateral side before treatment); ^@ significance at p <0.05 (compared with the same value of the contralateral side after treatment); ^$ significance at p <0.05 (compared with the same value before treatment). А_общ. ― the amplitude developed during the step cycle; А1/Ах1 ― the amplitude of the first extension «rolling through the heel» and the phase of maximum extension; А2/Ах2 ― the amplitude of maximum extension when the foot is removed for transfer and the phase of maximum flexion; А3 ― the amplitude of flexion in the phase of transfer.

 

Амплитуда Та1 контралатеральной и паретичной конечностей достоверно меньше, чем в группе нормы, как до, так и после лечения (p <0,05). Амплитуда Та1 паретичной конечности достоверно меньше, чем у контралатеральной до и после лечения (p <0,05). Амплитуда Та2 контралатеральной конечности до лечения, а паретичной ― до и после лечения достоверно больше, чем в группе контроля (p <0,05). Амплитуда Та2 паретичной конечности после лечения достоверно больше, чем у такого же значения контралатеральной конечности (p <0,05). Момент (фаза) полного разгибания (ТХ) с контралатеральной стороны наступает достоверно позже, чем в группе контроля и с паретичной стороны, как до, так и после лечения (p <0,05). Общая амплитуда тазобедренного сустава контралатеральной конечности достоверно ниже по сравнению с группой контроля до лечения (p <0,05). Общая амплитуда тазобедренного сустава (Т_общ.) паретичной конечности достоверно ниже по сравнению с группой контроля и показателем контралатеральной конечности до и после лечения (p <0,05).

Амплитуды Ка1 и Ка2 достоверно ниже показателей нормы с обеих нижних конечностей как до, так и после лечения (p <0,05). Момент сгибания (Кх1) наступает достоверно раньше показателей контрольной группы для обеих нижних конечностей до и с контралатеральной конечности ― после лечения (p <0,05). Маховые амплитуды (Ка3) обеих конечностей достоверно меньше показателя нормы до и после лечения (p <0,05). Маховые амплитуды (Ка3) паретичной конечности достоверно меньше такого же показателя контралатеральной стороны до и после лечения (p <0,05). Фаза маховой амплитуды (Кх3) контралатеральной конечности наступает позже, чем в группе контроля и в паретичной конечности, как до, так и после лечения (p <0,05).

Общая амплитуда голеностопного сустава (А_общ.) паретичной и контралатеральной конечностей достоверно ниже по сравнению с группой контроля до и после лечения (p <0,05). Амплитуда А1 контралатеральной конечности достоверно меньше показателей нормы (p <0,05). Фаза амплитуды (Ах1) контралатеральной и паретичной конечностей наступает позже, чем в контрольной группе (p <0,05). Фаза амплитуды (Ах1) паретичной конечности наступает раньше, чем на контралатеральной стороне до и после лечения (p <0,05). Фаза амплитуды (Ах1) контралатеральной конечности после лечения наступает раньше, чем до лечения (p <0,05). Амплитуда А2 паретичной конечности достоверно больше показателей нормы и контралатеральной стороны до и после лечения (p <0,05). Амплитуда А2 контралатеральной конечности достоверно больше показателя контрольной группы после лечения (p <0,05). Фаза амплитуды (Ах2) контралатеральной и паретичной конечностей наступает позже, чем в группе контроля, как до, так и после лечения (p <0,05). Фаза амплитуды (Ах2) паретичной конечности наступает раньше, чем с контралатеральной конечности до и после лечения (p <0,05). Амплитуда А3 достоверно меньше показателей нормы с обеих нижних конечностей до и после лечения (p <0,05). Амплитуда А3 паретичной конечности достоверно меньше показателя контралатеральной стороны как до, так и после лечения (p <0,05).

Максимальные амплитуды электромиограммы исследуемых мышц приведены в табл. 8. Так, максимум электрической активности m. тibialis anterior и m. gastrocnemius паретичной конечности достоверно ниже показателя нормы и показателя контралатеральной стороны до и после лечения (p <0,05). Максимум электрической активности m. rectus femoris паретичной конечности достоверно ниже показателя контралатеральной стороны до и после лечения (p <0,05). Максимум электрической активности m. rectus femoris паретичной конечности после лечения достоверно выше показателя до лечения (p <0,05). Это единственный параметр, который достоверно изменился в результате проведённого лечения. Максимум электрической активности m. semi-bic. fem паретичной конечности достоверно ниже, а контралатеральной стороны ― больше показателей нормы до лечения (p <0,05). Максимум электрической активности m. semi-bic. fem паретичной конечности достоверно меньше показателей контралатеральной стороны до и после лечения (p <0,05).

 

Таблица 8. Максимальные амплитуды электромиограммы исследуемых мышц

Table 8. Maximum electromyograms amplitudes of the studied muscles

Мышца	До лечения		После лечения		Контроль
	Контралатеральная сторона	Паретичная сторона	Контралатеральная сторона	Паретичная сторона
TA	138,3±65,2	66,3±45,3*#	154,6±50,7	74,5±39,4*@	135,5±29
GA	130,0±57,3	42,9±21,9*#	139,5±58,1	51,5±28,2*@	118,2±44,5
RF	89,0±33,8	49,3±24,6#	88,4±34,2	62,0±33,0@$	67,6±43,8
BF	105,3±55,0*	46,4±24,1*#	98,2±43,8	55,1±39,2@	75±27,2

Примечание. * Достоверно с вероятностью p <0,05 (по сравнению с таким же значением в группе нормы); ^# достоверно с вероятностью p <0,05 (по сравнению с таким же показателем контралатеральной стороны до лечения); ^@ достоверно с вероятностью p <0,05 (по сравнению с таким же показателем контралатеральной стороны после лечения); ^$ достоверно с вероятностью p <0,05 (по сравнению с таким же показателем до лечения). TA (tibialis anterior) ― передняя большеберцовая мышца; GA (gastrocnemius) ― икроножная мышца; RF (rectus femoris) ― прямая мышца бедра; BF (biceps femoral) ― двуглавая мышца бедра.

Note: * Significance at p <0.05 (compared with the same value in the norm group); ^# significance at p <0.05 (compared with the same value of the contralateral side before treatment); ^@ significance at p <0.05 (compared with the same value of the contralateral side after treatment); ^$ significance at p <0.05 (compared with the same value before treatment). TA ― tibialis anterior; GA ― gastrocnemius; RF ― rectus femoris; BF ― biceps femoral.

 

ОБСУЖДЕНИЕ

В группе пациентов мы не получили отрицательных результатов и реакции на тренировку с помощью функциональной электростимуляции как во время их проведения, так и в последующий период. По окончании процедур пациенты отмечали общую и мышечную усталость в месте проведения стимуляции.

Функциональные возможности пациента по результатам двигательных шкал демонстрируют значительное статистическое улучшение. Показатель динамического индекса ходьбы соответствовал критерию высокого риска падений, а после восстановительного курса находился близко к параметрам безопасной ходьбы (>22 баллов). Индекс Хаузера и тест «Встань и иди» свидетельствовали об увеличении независимости пациента при ходьбе и способности поддерживать равновесие во время смены положений.

Мышечная сила тестируемых групп мышц также достоверно возросла в отличие от мышечного тонуса.

Пространственно-временные параметры, полученные в результате объективной диагностики походки, продемонстрировали характерный для постинсультной ходьбы синдромокомплекс [28]: медленную скорость, увеличенное время ЦШ, асимметрию ПО с большей длительностью на здоровой стороне и ОО с меньшей опорной функцией на паретичной ноге. Показатель высоты подъёма стопы показал достоверное снижение ниже нормы на паретичной конечности при отсутствии изменений с контралатеральной стороны. В результате проведённого лечения достоверно увеличились скорость ходьбы и длина ЦШ, что подтверждается литературными данными [29]. Такой специфичный для синдрома отвисающей стопы показатель, как циркумдукция, не показал достоверных изменений в результате курса ФЭС.

Функция тазобедренных и коленных суставов не обнаружила существенной динамики после лечения. Амплитудные параметры с паретичной стороны были достоверно ниже нормы и контралатеральной стороны как до лечения, так и после.

Обращает на себя внимание отличие от контрольной группы показателей контралатеральной стороны в коленном и тазобедренном суставах. Данные результаты демонстрируют двустороннее функциональное вовлечение в патологический процесс. Данный процесс имеет общий характер, что было обнаружено нами ранее и для движений в верхних конечностях [30]. Из значимых параметров в результате реабилитационных мероприятий наблюдалось изменение амплитуды тазобедренного сустава на контралатеральной стороне до показателей контрольной группы, имея изначально значения достоверно ниже.

Показатели развиваемой в течении ЦШ амплитуды голеностопного сустава паретичной и контралатеральной сторон не имеют различий друг с другом.

Гониограммы голеностопных суставов паретичной конечности демонстрируют характерные для отвисающей стопы показатели. В норме в последней фазе периода опоры и первой фазе периода переноса (с 50 до 66% фазы ЦШ) происходит второе разгибание голеностопного сустава, переходящее в последующее сгибание почти до нейтрального уровня, продолжающееся до конца фазы продвижения периода переноса (87% ЦШ). Данные амплитудные изменения в строго фиксированные временные промежутки обеспечивают достаточный клиренс стопы с опорной поверхностью [31]. У пациентов с «отвисающей» стопой на фоне дисфункции тыльного сгибания отсутствует описываемый переход, что подтверждается амплитудными параметрами. Таким образом, мы не обнаружили ожидаемых для результата ФЭС специфичных изменений со стороны функции голеностопного сустава паретичной стороны.

Со стороны функции мышц можно было увидеть достоверное снижение функции m. тibialis anterior, m. gastrocnemius и semi biceps femoris на стороне пареза. Такая же функциональная активность осталась и после курса реабилитации. Достоверные изменения происходили в m. rectus femoris паретичной конечности после лечения.

Собственно, прямым результатом синдрома отвисающей стопы является следующее изменение биомеханических показателей: увеличение параметра циркумдукции на стороне пареза, общая амплитуда движений тазобедренного сустава, сгибание коленного сустава в период переноса (Ка3), амплитуда сгибания голеностопного сустава в период переноса (А3). Данные параметры не показали изменений в результате курса ФЭС.

Наши данные вступают в противоречие с результатами исследования [32], где было получено заметное улучшение функции ходьбы, при этом все пациенты, как и в нашей группе, имели срок впервые возникшего полушарного ишемического инсульта до 6 месяцев. В то же время в исследовании [33] получены улучшения как общих параметров ходьбы, так и специфичной для отвисающей стопы функции голеностопного сустава на амбулаторном этапе реабилитации. При этом все пациенты находились в хронической фазе. Исследование проводилось посредством двойного слепого метода. Относительно клинических параметров противоречия отсутствуют. В исследовании [34] изучались только клинические параметры, и тоже обнаружено их улучшение в результате ФЭС-тренировки, при этом лучшие результаты показала группа, проходившая тренировку на тредмиле.

Ограничения исследования

Мы не могли исключить в данном исследовании влияния и таких факторов, как другие виды восстановительного лечения, проводимые обследуемым пациентам (их нельзя было отменить); собственные занятия отдельных пациентов вне лечебного плана; ряд индивидуальных особенностей, способствующих или противодействующих эффективному восстановлению. Кроме того, данное пилотное исследование не включало группу сравнения клинически и функционально аналогичную, но без проведения одноканальной ФЭС. В анализируемой группе присутствовали больные с существенно разными стадиями заболевания, что также могло сказаться на полученных результатах.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Проведённое исследование не подтвердило гипотезу, что короткий курс одноканальной ФЭС позволит снизить интенсивность симптома отвисающей стопы. Мы получили по всем клиническим параметрам улучшение состояния, при этом по объективным, биомеханическим параметрам имелось некоторое улучшение, но общего характера. Однако вся биомеханическая симптоматика, связанная непосредственно с синдромом отвисающей стопы, осталась без изменений. Таким образом, мы не обнаружили существенного влияния на функцию голеностопного сустава курса ФЭС в том варианте, в котором он проводился. Последующее исследование планируется с учётом ограничений настоящей работы.

ДОПОЛНИТЕЛЬНО

Источник финансирования. Работа выполнена в рамках государственного задания ФМБА России (НИР «Разработка новых технологий медицинской реабилитации у пациентов с поражениями и заболеваниями головного мозга») ― АААА-А19-119042590030-2.

Конфликт интересов. Авторы декларируют отсутствие явных и потенциальных конфликтов интересов, связанных с проведённым исследованием и публикацией настоящей статьи.

Вклад авторов. Д.В. Скворцов ― дизайн исследования, поиск и обработка литературы, написание рукописи; С.Н. Кауркин ― поиск и обработка литературы, проведение исследования, статистическая обработка, написание рукописи; Г.Е. Иванова ― общее руководство, дизайн исследования; Д.А. Лобунько, А.К. Баранова ― проведение исследования, обработка данных. Все авторы подтверждают соответствие своего авторства международным критериям ICMJE (все авторы внесли существенный вклад в разработку концепции, проведение исследования и подготовку статьи, прочли и одобрили финальную версию перед публикацией).

ADDITIONAL INFORMATION

Funding source. The study was performed as part of the state assignment of the Federal Medical and Biological Agency of Russia (R&D “Development of new technologies of medical rehabilitation in patients with lesions and diseases of the brain”) ― AAAAA-A19-119042590030-2.

Competing interests. The authors declare that they have no competing interests.

Authors’ contribution. D.V. Skvortsov ― research design, literature search and processing, manuscript writing; S.N. Kaurkin ― literature search and processing, research, statistical processing, manuscript writing; G.E. Ivanova ― general guidance, research design; D.A. Lobunko, A.K. Baranova ― research, data processing. All authors made a substantial contribution to the conception of the work, acquisition, analysis, interpretation of data for the work, drafting and revising the work, final approval of the version to be published and agree to be accountable for all aspects of the work.

About the authors

Sergey N. Kaurkin

Federal Center of Brain Research and Neurotechnologies; The Russian National Research Medical University named after N.I. Pirogov

Author for correspondence.
Email: kaurkins@bk.ru
ORCID iD: 0000-0001-5232-7740
SPIN-code: 4986-3575

MD, Cand. Sci. (Med.)

Russian Federation, Moscow; Moscow

Dmitry V. Skvortsov

Federal Center of Brain Research and Neurotechnologies; The Russian National Research Medical University named after N.I. Pirogov; Federal Research and Clinical Center of Specialized Medical Care and Medical Technologies

Email: skvortsov.biom@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-2794-4912
SPIN-code: 6274-4448

MD, Dr. Sci. (Med.)

Russian Federation, Moscow; Moscow; Moscow

Danila A. Lobunko

Federal Center of Brain Research and Neurotechnologies

Email: lobunko.92@mail.ru
ORCID iD: 0009-0009-7741-2904
Russian Federation, Moscow

Galina E. Ivanova

Federal Center of Brain Research and Neurotechnologies; The Russian National Research Medical University named after N.I. Pirogov

Email: reabilivanova@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-3180-5525

M.D., Ph.D., Professor

Russian Federation, Moscow; Moscow

Anna K. Baranova

Federal Center of Brain Research and Neurotechnologies

Email: anika_baranova@mail.ru
Russian Federation, Moscow

References

Supplementary files