Современные технологии реабилитации плечевого сустава после инсульта: сочетание доказательных методов и перспективных технологий (обзор литературы).

Полный текст

ВВЕДЕНИЕ

Нарушение работы плечевого сустава у пациентов после инсульта, согласно различным литературным источникам, наблюдается от 12 до 64% случаев [1-3]. Несвоевременная реабилитация приводит к развитию серьезных осложнений, таких как: болевой синдром [1], подвывих плеча [3] и формирование контрактур [4]. Данные осложнения создают значительные препятствия для реабилитационного процесса, снижая ее эффективность. Это вызывает стойкие нарушения бытовой активности и снижает качество жизни пациентов, увеличивая нагрузку на медицинский персонал и лиц, осуществляющих уход [5].

Современные исследования в области нейрореабилитации подчеркивают необходимость раннего начала восстановительных мероприятий, важности комплексного подхода и формирование индивидуальных программ реабилитации плеча у пациентов после перенесенного инсульта [5].

Цель обзора: систематизация современных подходов к реабилитации, основанных на принципах доказательной медицины с акцентом на анатомо-функциональные особенностях биомеханики плечевого сустава и клинически подтвержденные методы коррекции двигательных нарушений.

Материалы и методы

Обзор литературы составлен на основании анализа 38 опубликованных ранее исследований по данной тематике. Поиск статей проводился с использование ключевых слов из открытых баз данных: PubMed, Cochrane, E-Library, Scopus. Для обзора были отобраны все материалы, соответствующие теме исследования, опубликованные на русском и английском языке в период с 2014 по 2025 год.

результаты и обсуждение

1. краткая анатомия плечевого сустава

Верхний плечевой пояс состоит их трех костей и четырех суставов. К костям плечевого сустава относится ключица, лопатка и плечевая кость. Этими костями образованы четыре сустава – плечевой, грудино-ключичный, акромиально-ключичный и лопаточно-грудной.

Плечевой сустав – самый подвижный сустав тела человека, что делает его ключевым в выполнении повседневных задач. Как основной сустав верхнего плечевого пояса, он представляет собой самое подвижное сочленение человеческого организма, что обусловлено его уникальной анатомической структурой. Плечевой сустав – шаровидный, он образован суставной впадиной лопатки и головкой плечевой кости. Сустав является многоосевым, он имеет три оси движения – вертикальную, сагиттальную и поперечную. Основные типы движения в плечевом суставе включают (рис. 1):

1. Сгибание – подъем руки вперед (до 180 градусов с участием лопатки) и разгибание – движение руки назад (до 60 градусов).
2. Отведение – подъем руки в сторону (до 180 градусов с участием лопатки) и приведение – возвращение руки к туловищу.
3. Наружная ротация – поворот плеча наружу, внутренняя ротация – поворот плеча внутрь.
4. Круговое движение – комбинация сгибания, отведения, разгибания и приведения (конусообразное движение).

В лопаточно-ключичном поясе выделяют дополнительные движения, которые влияют на положение лопатки и ключицы, и, соответственно, на функциональность плечевого сустава. Данные движения включают:

1. Протракцию – выдвижение лопатки вперед, ретракцию – сведение лопаток назад.
2. Элевацию – подъем лопатки вверх, депрессию – опускание лопатки вниз.

Широкий диапазон движений в плечевом суставе обеспечивается сложным взаимодействием развитой мускулатуры и прочного связочного аппарата. Нарушение функции любого из этих элементов приводит к значительным ограничениям в выполнении повседневных бытовых задач.

Высокая подвижность плечевого сустава напрямую сопряжена с относительной нестабильностью, обусловленной его анатомическими особенностями. Главная особенность – это несоответствие размеров суставных поверхностей. Суставная ямка покрывает менее 25-30% головки плечевой кости, оставляя часть головки неконгруэнтной. Слабая суставная капсула и большие размеры головки плечевой кости обеспечивают высокую степень свободы движения в данном суставе. Это делает плечевой сустав самым подвижным суставом в организме и, одновременно, самым нестабильным [7].

Статическая устойчивость плечевого сустава зависит от суставной капсулы, формы суставных поверхностей и суставной губы. В то время как динамическая стабильность плечевого комплекса обусловлена связочным аппаратом и тремя основными группами мышц.

Первая группа – плечелопаточная – состоит из мышц вращательной манжеты плеча (надостная, подостная, малая круглая и подлопаточная мышца). Вторая группа – аксиолопаточная – состоит из мышц, которые действуют на лопатку – ромбовидная, трапециевидная, передняя зубчатая и мышца, поднимающая лопатку. Третья группа – аксиоплечевая – состоит из тех мышц, которые берут начало на грудной клетке и прикрепляются к плечевой кости, к ним относится широчайшая мышца спины и большая грудная мышца. Мышечная сила, создаваемая данными мышцами во время выполнения движений в плечевом суставе, улучшает стабильность сустава, сближая головку плечевой кости с суставной ямкой. Большое количество мышц обеспечивают широкий диапазон движения и защищают плечевой сустав от механических повреждений (рис. 2).

У пациентов, перенесших острое нарушение мозгового кровообращения, наблюдается нарушение работы в мышцах плечевого пояса. Основные проявления – спастичность и мышечная слабость. Повышенный тонус чаще возникает в приводящих и сгибающих мышцах, чаще всего страдают внутренние ротаторы плеча (подлопаточная и большая грудная мышца) и широчайшая мышцы спины. Слабость с гипотонией чаще возникает в мышцах-антагонистах. К ним относятся наружные ротаторы (подостная и малая круглая), а также стабилизаторы лопатки (передняя зубчатая, трапецевидная). Данные нарушения в работе мышц приводят к нарушению координации и потери синхронности в работе данных мышц.

Возникновение таких нарушений в мышцах плечевого пояса приводит к определенным биомеханическим последствиям, а именно к формированию синдрома «замороженного плеча» (адгезивного капсулита), сублюксации и появлению болевого синдрома.

В последнее время все чаще публикуются исследования, которые показывают, что реабилитация проксимального отдела руки может косвенно влиять на восстановление функции кисти, а также может улучшать равновесие и ходьбу у данной группы пациентов [8, 9].

Поэтому при разработке реабилитационных программ необходимо учитывать данные механизмы. Также важно соблюдать принцип этапного воздействия: от пассивных и активно-пассивных движений на ранних этапах до сложных функциональных упражнений, направленных на восстановление бытовой активности, по мере восстановления мышечного контроля.

2. подходы к реабилитации

1. Профилактика подвывиха плечевого сустава

Сублюксация плечевого сустава – частое осложнение у пациентов после инсульта, которое встречается в 17-64% случаев [3]. В первые три-четыре недели после инсульта в верхней конечности наблюдается вялый парез, соответственно, мышцы плеча из-за сниженной силы и гипотонуса не могут должным образом закрепить головку плечевой кости в суставной впадине. Слабость мышц вращательной манжеты плеча и вес паретичной руки, вызывают смещение головки плечевой кости вниз из неглубокой суставной ямки, тем самым вызывая подвывих плеча. Нарушение механической целостности и стабильности сустава приводит к пальпируемому зазору между акромионом и головкой плечевой кости.

Подвывих плеча после инсульта может привести к развитию гемиплегической боли, контрактуре и вторичному необратимому повреждению связок, суставной капсулы, нервов и кровеносных сосудов. Данные нарушения могут привести к серьезным ограничениям в повседневной деятельности, в том числе и к нарушению равновесия [3]. 

Для профилактики подвывиха плеча применяют ортезы и бандажи на плечевой сустав, тейпирование, а также различные виды нейростимуляции.

Один из методов профилактики и лечения сублюксации плечевого сустава – применение ортезов, обеспечивающих механическую поддержку сустава. В недавнем исследовании Kim M. и других авторов было выявлено, что ношение плечевых ортезов сразу после вертикализации пациента, снижает риск развития гемиплегической боли в плече и уменьшает подвывих. В результате этого пациенты могли более активно участвовать в реабилитации верхней конечности, что позволило им максимально увеличить свое функциональное восстановление и независимость [3]. По результатам систематического обзора литературы также было показано, что ношение ортезов уменьшают вертикальный подвыхих, снижает риск развития гемиплегической боли в плече [10]. В другом исследовании было показано, что ношение плечевого бандажа (N1-Neurosling) также положительно влияет на постуральную устойчивость пациентов, что способствует снижению риска падения по сравнению с контрольной группой, а также продемонстрировало уменьшение боли в плечевом поясе (рис. 3) [11].

Исследования показали, что механическая поддержка плеча снижала степень подвывиха в первые недели после инсульта. Однако до сих пор нет клинических рекомендаций, касающихся длительности ношения ортезов и бандажей в постинсультном периоде. При более детальном изучении опубликованных исследований можно дать общие рекомендации по выбору длительности ношения бандажа. Краткосрочное ношение показано в острый период инсульта на стадии вялого пареза для профилактики подвывиха. Ортез снимается после появления активных движений в проксимальном отделе руки [12]. У пациентов с тяжелым парезом и высоким риском подвывиха требуется длительное ношение бандажа в сочетании с упражнениями и элекстростимуляцией для предотвращения мышечной атрофии [13].

Тейпирование плечевого сустава по результатам систематического обзора также является эффективным методом профилактики подвывиха плечевого сустава после инсульта у пациентов с легким парезом руки.  В литературном обзоре показано, что тейпирование является вспомогательным методом, который способствует уменьшению сублюксации и боли в плече [14, 15].

Другим видом профилактики подвывиха плечевого сустава является нейростимуляция – функциональная электростимуляция (ФЭС) и нервно-мышечная стимуляция (НМЭС). Оба метода используют электрические импульсы для активации мышцы, но отличаются целями и клиническим применением.

Основная цель нервно-мышечной стимуляции – это укрепление мышц и улучшение трофики тканей. При его использовании происходит стимуляция отдельных мышц в покое. Основные показания для использования данного метода в реабилитации – профилактика атрофии при вялом парезе (первые 2-4 недели после инсульта), снижение мышечного тонуса за счет стимуляции антагонистов спастичных мышц [16].

Функциональная электростимуляция – это метод стимуляция ослабленных мышц, для получения мышечных сокращений, напоминающие сокращения при выполнении функциональных задач. Метод направлен на восстановление конкретных движений (например, захват предмета) и синхронизрован с активностью пациента. Основными мишенями для стимуляции в плечевом поясе являются надостная и дельтовидная мышца, что способствует стабилизации головки плечевой кости [17]. Результаты метаанализа показали, что функциональная электростимуляция может использоваться для предотвращения или уменьшения подвывиха плеча [18].

2. Коррекция спастичности мышц плечевого сустава

Спастичность мышц – это одно из наиболее частых проявлений после инсульта, которое встречается у 30-80% пациентов [19].  Характерно повышение мышечного тонуса в сгибателях и приводящих мышцах (большая грудная, подлопаточная, широчайшая мышца спины), что приводит к ограничению амплитуды движения, вторичным контрактурам и болевому синдрому.

Ботулинотерапия (инъекции ботулотоксина типа А) является современным, доказанным и эффективным методом коррекции спастичности плеча после инсульта, обеспечивая временную хемоденервацию гиперактивных мышц. Основные мишени для терапии спастичности – большая грудная мышца, широчайшая мышца и подлопаточная мышца. Инъекции ботулотоксина типа А снижают мышечный тонус на 1,5-2 балла по шкале Эшворта через 2-4 недели, с сохранением эффекта до 3-4 месяцев [20]. Клинические исследования демонстрируют, что инъекции ботулотоксина способствует уменьшение болевого синдрома и увеличения диапазона движений [21]. Оптимальные результаты реабилитации, по данным метаанализа, достигаются при комбинации с физической терапией, включая растяжку и тренировку антагонистов. Наибольший эффект наблюдался при сочетании ботулинотерапии с традиционной лечебной физкультурой, растяжкой, ношением ортеза или применение нейростимуляции [22].

Нейромодуляционные методы (транскраниальная магнитная стимуляция) занимают одно из ключевых мест в современных протоколах реабилитации, предлагая неинвазивные подходы к коррекции двигательных нарушений. Основой метода является ингибирование гиперактивного контралатерального полушария. Проведение низкочастотной транскраниальной магнитной стимуляции над контралатеральной моторной корой (1 Гц) уменьшает мышечный тонус и улучшает функцию руки. По данным исследования 10 сеансов транскраниальной магнитной стимуляции улучшает показатели по шкале Фугл-Мейер и уменьшает мышечный тонус по модифицированной шкале Эшворта [23, 24].

3. Восстановление функции плечевого сустава

Функциональное восстановление плеча после инсульта требует комплексного подхода, которые должен быть направлен на нормализацию мышечного баланса, восстановление активного контроля движений, улучшение координации и точности движений. Особенно важно интегрировать работу плеча в повседневную деятельность человека.

Роботизированная терапия представляет собой современный подход к восстановлению функции плеча с использованием программируемых устройств и экзоскелетов, обеспечивающие точные и дозированные движения с биологической обратной связью. Ключевые преимущества включают в себя возможность адаптивной нагрузки, объективный мониторинг процесса и возможность интеграции с виртуальной реальностью. По данным систематического обзора литературы было выявлено, что применение роботизированной терапии в реабилитации плеча позволяет уменьшить боль в плече, а также снизить спастичность и увеличить диапазон движения в паретичной руке [25-29].

В современной реабилитационной практике выделяют два принципиально разных подхода к роботизированной терапии: пассивные и активно-вспомогательные. Пассивные роботизированные системы – устройства, которые не обеспечивают дополнительное силовое воздействие через свои приводные механизмы, а лишь поддерживают и направляют движения пациента. Активно-вспомогательные роботизированные комплексы – оснащены приводами, которые компенсируют недостаток мышечной силы пациента, помогая выполнять движения при выраженном парезе (рис. 4) [30].

Перспективным направлением является разработка экзоскелетов с управлением движений на основе искусственного интеллекта, которые могут адаптироваться к мышечной активности пациента в реальном времени [31].

Терапия с использование виртуальной реальности (VR-терапия) представляет собой один из инновационных методов реабилитации, позволяющий улучшить функциональное восстановления плечевого сустава после инсульта за счет интерактивных тренировок в контролируемой среде. Современные системы виртуальной реальности обеспечивают проведение тренировок, включающие выполнение функциональных задач, такие как достижение цели, хват и другие манипуляции с виртуальными объектами. Также VR-терапия обеспечивает биологическую обратную связь в реальном времени и адаптацию сложности упражнений под возможности пациента. Наиболее важными результатами, по мнению исследователей, было улучшение повседневной активности и движения верхней конечности (увеличение балла по шкале Фугл-Мейер) [32, 33].

Реабилитация с применением технологий виртуальной реальности становится перспективной для домашнего использования, демонстрируя высокую эффективность. Современные исследования подтверждают, что VR-терапия может успешно применяться пациентом, сохраняя при этом свои терапевтические преимущества [34]. В настоящее время активно ведутся разработки, направленные на улучшение проприоцепции, так, например, разрабатывают перчатки с функцией передачи температуры и веса виртуального объекта, которым манипулирует пользователь [35].

Искусственный интеллект (ИИ) и компьютерное зрение в последние годы активно применяется для реабилитации пациентов с постинсультным поражение плеча. Данные технологии применяются как для оценки результатов реабилитации, так и самом процессе восстановительного лечения [36]. Для клинической оценки и прогнозирования результатов реабилитации разработаны алгоритмы искусственного интеллекта и датчики движения, анализирующие через камеру двигательную активность руки пациента и автоматически определяющие баллы по шкале Фугл-Мейер. Данная технология позволяет упростить процесс тестирования и дает возможность проводить его удаленно [37]. Носимые датчики движения, обученные на определение конкретных движений, способны анализировать качество выполняемых упражнений, облегчая отслеживание прогресса реабилитации. Данная технология дает возможность проведения дистанционной реабилитации верхней конечности [38].

Одной из перспективных методик восстановления функции плеча является использованием компьютерного зрения в реабилитации. Современные системы компьютерного зрения, использующие глубинный анализ и технологии захвата движения, позволяют проводить безмаркерную гониометрию плечевого и других суставов верхних конечностей без непосредственного участия врача [38].  

Технологии компьютерного зрения находят все более широкое применение в реабилитационной практике, включая восстановление функции плечевого сустава. В настоящее время проходит апробацию инновационная методика, позволяющая пациентам управлять курсором компьютера и вводить текст с помощью движений плеча и лопатки. Веб-камера компьютера отслеживает перемещение цветных маркеров, закрепленных на плече пациента, преобразуя их движение по осям X и Y в управление курсором (рис. 5). Комбинирование реабилитационных упражнений для плечевого сустава с практическим использованием компьютера (работа в интернете, переписка, видеозвонки) стимулирует восстановление двигательных функций в плечевом поясе. Методика не требует специализированного оборудования – достаточно компьютера с веб-камерой. Программа бесконтактного управления компьютером может быть адаптирована для длительной домашней реабилитации и представляет особую ценность для молодых пациентов, которые часто используют компьютер для работы, учебы или досуга. Таким образом, методика соединяет реабилитацию и адаптацию, давая пациенту возможность интегрировать восстановительное лечение в повседневную активность.

Заключение

Реабилитация плечевого сустава после инсульта остается сложной, но решаемой задачей, требующая комплексного и персонализированного подхода. Современные методы, рассмотренные в данном обзоре, подчеркивает важность сочетания традиционных подходов (ортезирование, ботулинотерапия) и инновационных технологий (роботизированная терапия, ФЭС, применение искусственного интеллекта).  Основными моментами, которые обеспечивают успех в реабилитации плечевого сустава, являются:

• Раннее начало восстановительного лечения с акцентом на стабилизацию плече-лопаточного комплекса.
• Комбинирование различных методов реабилитации, что дает большую эффективность, чем монотерапия.
• Индивидуализация программ на основе степени пареза, спастичности и стадии инсульта.

В настоящее время необходимо проведение рандомизированных исследований для разработки клинических алгоритмов выбора реабилитационных стратегий и развитие платформ для домашней непрерывной реабилитации.

Современная реабилитация плеча после инсульта в настоящее время – это синтез доказательной медицины и инновационных технологий, в которой традиционные методы терапии эффективно дополняются робототерапией, виртуальной реальностью, нейромодуляцией и алгоритмами искусственного интеллекта. Дальнейшее развитие направления требует не только внедрения новых инструментов, но и их адаптацию к реальной клинической практике и жизни пациента.

Рис 1. Движения в верхнем плечевом поясе. Источник: заимствовано из [6].
Fig. 1. Movements in the upper shoulder girdle. Source: borrowed from [6].

Рис. 2. Мышцы верхнего плечевого пояса. Источник: заимствовано из [6].
Fig. 2. Muscles of the upper shoulder girdle. Source: borrowed from [6].

Рис. 3. Плечевой бандаж N1-Neurosling. Источник: заимствовано из [11].
Fig. 3. Shoulder brace N1-Neurosling. Source: borrowed from [11].

Рис. 4. Слева представлен активно-вспомогательный роботизированный комплекс, справа – пассивный. Источник: заимствовано из [30].
Fig. 4. On the left is an active-auxiliary robotic complex, on the right is a passive one. Source: borrowed from [30].

Рис. 5. Компьютерное зрение в реабилитации плечевого сустава (фотоматериал авторов).
Fig. 5. Computer vision in shoulder joint rehabilitation (photo material by the authors).

Об авторах

Дарья Олеговна Савчиц

Красноярский государственный медицинский университет имени профессора В.Ф. Войно-Ясенецкого

Автор, ответственный за переписку.
Email: dar.shabalina@gmail.com
ORCID iD: 0000-0001-9161-5235
Россия, Красноярск

Семен Владимирович Прокопенко

Красноярский государственный медицинский университет им. профессора В.Ф. Войно-Ясенецкого

Email: v.proc.58@mail.ru

д.м.н., проф., зав. кафедрой нервных болезней с курсом ПО, профессор кафедры физической и реабилитационной медицины с курсом ПО

Россия, Красноярск

Список литературы

Дополнительные файлы