Сomplex rehabilitation of walking function in central paresis of the lower limb using neuroprosthetic technology

Full Text

Введение

Острые нарушения мозгового кровообращения (ОНМК) являются важнейшей медико-социальной проблемой во всех экономически развитых странах. В Российской Федерации ежегодно регистрируется около 500 тыс. новых случаев заболевания [1, 2]. Постинсультная спастичность паретичных конечностей является частым двигательным нарушением, приводящим к инвалидизации [3–4]. Кроме того, без адекватного лечения спастичность имеет тенденцию к нарастанию со временем [5]. Ранние исследования по исследованию ботулинотерапии были направлены на увеличение мобильности голеностопного сустава. Позднее было проведено крупное рандомизированное исследование S. Pittock et al., которое на большой когорте пациентов показало дозозависимый эффект снижения спастичности и необходимости опоры при ходьбе [6]. Johnson et al. рассматривали комбинированное применение ботулинического токсина типа А (БТА) и функциональной электростимуляции у пациентов с эквиноварусной установкой стопы. Авторы отметили лучшее восстановление при комбинации этих методик [7].

Силовые нарушения после инсульта встречаются в 80–90 % случаев. При этом для пациентов утрата опорной функции ноги на раннем этапе означает потерю мобильности. Восстановление утраченных функций принципиально возможно исходя из господствующей сегодня концепции пластичности нервной системы, опирающейся на два основных принципа: мультисенсорной функции нейронов и филогенетической иерархичности структур нервной системы.

В случае интенсивного реабилитационного лечения с использованием современных технологий, оснащенных биологической обратной связью, применения роботизированных устройств для восстановленных до уровня самообслуживания возрастает в 1,5–2 раза. Для повышения эффективности программ восстановительного лечения требуется максимальное приближение реабилитационного периода к острому этапу лечения, а также использование стратегии индукции и эскалации функциональных возможностей при их ограничении. В последние десятилетия, благодаря изучению фундаментальных механизмов пластичности в нервной системе, стало очевидным, что процесс восстановления утраченных функций происходит в результате реорганизации межнейрональных связей, на основе «адресной» активации пострадавших функций [8, 9].

Основными путями реализации нейрональной пластичности являются модификация количества, конфигурации и свойств нервно-мышечных синапсов, а также изменение структуры отростков нейрона. Повторяемый стимулирующий сигнал при выпадении функции поврежденной структуры переадресовывается соседним нейронам и формирует новый нейроаксональный ансамбль. При мотивированном тренинге возможно частичное возвращение мобильности даже при глубоких парезах [8].

Опыт применения устройств функциональной электростимуляции (ФЭС) для пациентов с двигательными расстройствами привел к внедрению новой технологии, позволяющей создать среду и условия для облегчения двигательных актов у пациентов с грубым нарушением мышечной силы и утратой контроля за движениями.

Для пациента очень важно видеть перспективу восстановления ходьбы, так как инсульт, сопровождающийся парезом и снижением мобильности пациента, часто осложняется возникновением депрессии [9].

Целью явилась оценка эффективности ФЭС в комп лексе мультимодального воздействия при восстановлении движений у пациентов с парезом нижней конечности при ОНМК.

Материалы и методы исследования

Исследование проходило на базе отделения медицинской реабилитации ГБУ «СПб НИИ скорой помощи имени И.И. Джанелидзе», в период с 2016 по 2021 г. В исследование были включены пациенты с двигательными нарушениями верхней конечности после ишемического инсульта (n = 70). Медиана давности инсульта составляла 21 [11; 47] сут, медиана возраста пациентов — 54 [42; 65] лет.

Все пациенты имели выраженный двигательный дефицит с нарушением ходьбы из-за пареза в нижней конечности (средний балл по шкале NIHSS 10,4 ± 2,3 балла), значительное нарушение двигательной активности (по шкале Rivermead менее 4 баллов). Оценка проводилась с использованием индекса Бартел (Barthel index, 1965) и шкалы оценки мышечной силы Medical Research Council Weakness Scale (1981, MRС). В соответствии с клиническими рекомендациями была использована модифицированная шкала спастичности Эшфорта (Modified Ashworth Scale, MAS) как наиболее часто используемая в рутинной практике у пациентов со спастическими парезами.

Критериями исключения стали противопоказания в виде наличия металлических инородных тел в месте наложения электродов стимулятора, кардиостимулятора или водителя ритма, беременности, эпилептических приступов в анамнезе и двигательного дефицита до настоящего заболевания.

Пациенты ретроспективно были разделены на три группы:

1-я группа: пациенты, получавшие ФЭС (n = 25). В эту группу вошли больные с более ранней стадией заболевания, когда проявления сосудистой катастрофы сопровождается явлениями диашиза (слабость мышц ноги в сочетании с низким мышечным тонусом), что требует скорейшей инициации движения и включения конечности в процесс самообслуживания. Пациентам этой группы проводили ФЭС по классической методике в течение 10 дней. ФЭС выполняли с применением Bioness-L 300 (беспроводное устройство, использующее радиоимпульсы для стимулирования походки при синдроме «drop foot», позволяющее пациенту при переносе центра тяжести осуществлять экстензию стопы в момент шага). Процедуры стимуляции в среднем начинались на 24,6 ± 6,3 сут.

2-я группа: пациенты, у которых ФЭС применялась после использования ботулинотерапии как медикаментозной платформы для устранения мышечной спастичности. В эту группу вошли больные (n = 25) с синдромом ранней спастичности нижней конечности, перенесшие полушарный ишемический инсульт со спастичностью не менее 3 баллов по шкале Эшворта (Modified Ashworth Scale, MAS). Ботулинотерапия начиналась в острый период при появлении первых признаков усиления спастичности (13,1 ± 4,7 дней от начала заболевания). В дальнейшем у пациентов данной группы использовались нейропротезы L 300 (Bioness).

3-я группа: пациенты контрольной группы (n = 20). Они имели сходную неврологическую симптоматику и выраженность неврологического дефицита, по возрастному и половому составу не отличались значимо от пациентов первых двух групп, занимались лечебной физкультурой по стандартным программам без использования ФЭС.

Стимуляция: методика, оборудование и задачи

Роботизированное устройство ФЭС для нижней конечности, выполняющее функцию ортеза и экзоробота. ФЭС — метод применения электрического тока безопасного уровня для включения поврежденных или ослабленных нейромышечных систем. Устройство ФЭС осуществляет определенную функциональную задачу, имитируя нормальную функцию для паретичной конечности. С одной стороны, ФЭС обеспечивает функции частичного протезирования при выполнении повседневных задач, с другой — постоянные тренировки в изменяющемся режиме, обеспечивающие лечебную восстановительную программу. Электроды уcтройства, встроенные в манжету, локализованную на переднебоковой поверхности голени, передают электрический импульс, вызывая либо усиливая сокращения, обеспечивающие экстензию стопы. Использовались нейропротезы L 300 (Bioness) в среднем на 28,4 ± 5,3-е сут от начала заболевания и на 16,43 ± 4,7-е сут после введения препарата.

Ботулинотерапия при спастичности

Локальная дополнительная терапия при возникновении спастичности в сгибателях ноги проводилась введением БТА, что обеспечивало нормализацию мышечного тонуса, увеличение пассивного и активного объема движений, облегчало самообслуживание и снижало интенсивность болевого синдрома. Дозировка БТА определялась индивидуально в каждом случае в зависимости от формирующегося патологического паттерна. В последних крупных исследованиях большее внимание уделяется функциональной активности нижней конечности и качеству жизни пациентов. Кроме того, все больше прослеживается тенденция к нарастанию дозы БТА.

Ботулинотерапия начиналась в острый период при появлении первых признаков усиления спастичности (16,3 ± 6,2-е сут от начала заболевания). Пациенты 2-й группы отличались ранним и злокачественным нарастанием спастичности в паретичных конечностях.

Результаты

Получены данные, свидетельствующие о том, что у пациентов первых двух групп отмечается статистически значимое увеличение активности по индексу Бартел, повышение уровня самообслуживания по шкале Ривермид. По шкале количественной оценки мышечной силы (Medical Research Council Weakness Scale (MRC)) при первом осмотре показатели в 1-й и 2-й группах составили 2,3 ± 0,2 и 2,4 ± 0,5 балла соответственно, а на 14-е сут — 4,3 ± 0,6 и 4,5 ± 0,4 балла, что статистически значимо отличалось от группы контроля — 2,6 ± 0,5 на 1-е сут и 3,2 ± 0,3 на 14-е (p < 0,05) (табл. 1).

По шкале Эшфорта были выявлены статистически значимые различия в группе, в которой на 14-е сут от начала применения ФЭС использовался БТ типа А (рисунок).

Изначально все пациенты были сравнимы по скорости ходьбы, оцененной по 10-метровому тесту. Она прогрессивно нарастала у пациентов обеих групп (табл. 2).

 

Таблица 1. Динамика двигательных нарушений в верхней конечности у пациентов с ишемическим инсультом
Группы пациентов	Шкала Ривермид		Индекс Бартел		Шкала оценки мышечной силы
	1-е сут	14-е сут	1-е сут	14-е сут	1-е сут	14-е сут
ФЭС	7,2 ± 1,4	10,4 ± 1,3*	54,6 ± 6,2	84,2 ± 3,4*	2,3 ± 0,2	4,3 ± 0,6*
ФЭС + БТА	7,4 ± 1,6	11,3 ± 1,2*	55,2 ± 5,1	75,5 ± 4,7*	2,4 ± 0,5	4,5 ± 0,4*
Стандартное лечение	6,9 ± 1,9	8,1 ± 0,9	54,8 ± 4,7	61,7 ± 3,6	2,6 ± 0,5	3,2 ± 0,3
* p < 0,05.

 

Таблица 2. Степень увеличения скорости ходьбы в группах с различными лечебными программами
Сроки наблюдения (сут восстановительного лечения)	Скорость ходьбы, м/с
	1-я группа (ФЭС)	2-я группа (ФЭС + БТА)	3-я группа (стандартное лечение)
1-е сут	0,36 ± 0,35	0,34 ± 0,26	0,35 ± 0,4
14-е сут	0,54 ± 0,31*	0,61 ± 0,26*	0,46 ± 0,32
* p < 0,05.

 

Обсуждение

Полученные в ходе исследования результаты согласуются с результатами проведенных ранее исследований, посвященных применению ботулинического токсина и ФЭС в лечении спастических парезов нижних конечностей.

Показано, что у пациентов, в лечении которых применялся БТА (как изолированно, так и в комбинации с ФЭС), значимо снижался мышечный тонус по сравнению с группой пациентов, получавших стандартную терапию. Отмечено более значимое нарастание мышечной силы в группе, где применялся БТА и ФЭС, что согласуется с результатами зарубежных и отечественных исследований [5, 6].

Предварительные результаты проведенного исследования показали, что сочетанное применение ФЭС и ботулинотерапии у пациентов с ОНМК в остром периоде позволяет более эффективно восстанавливать двигательную активность и улучшает качество жизни, увеличивая скорость ходьбы и улучшая качественные характеристики походки, в сравнении с использованием стандартных методов реабилитации.

Таким образом, была показана эффективность применения нейропротеза у пациентов в остром периоде ишемического инсульта.

У пациентов 2-й группы с ранним манифестом спастичности использование препаратов ботулинического токсина позволило нивелировать ее тормозящее действие, что подготовило их к реализации более интенсивных методов физической реабилитации. Без применения ботулинотерапии использование ФЭС применительно к данным пациентам не представлялось возможным: движения сопровождались рефлекторным напряжением мышц.

За время наблюдения не было выявлено ни одного осложнения при применении ФЭС. 90 % исследуемых пациентов отметили, что повседневная активность, обеспеченная аппаратом функциональной электростимуляции, позволила им значительно повысить их уровень самообслуживания и независимости. Все пациенты, участвовавшие в исследовании, выразили желание продолжить пользоваться нейропротезами для дальнейшей реабилитации.

Выводы

1. Использование ФЭС значительно повышает уровень физической активности и улучшает качество жизни.
2. Для повышения эффективности программ восстановительного лечения требуется максимальное приближение реабилитационного периода к острому этапу лечения, а также использование стратегии индукции и эскалации функциональных возможностей при их ограничении.
3. При применении ФЭС в сочетании с ботулинотерапией к концу острого периода инсульта уменьшается спастичность по сравнению с группой контроля.
4. У пациентов с ранней спастичностью предпочтительно раннее применение ботулинического токсина типа А в сочетании с ФЭС.
5. Коррекция спастичности у пациентов с ишемическим инсультом необходима на ранних стадиях ее возникновения для улучшения долгосрочного прогноза на восстановление. Ботулинотерапия для коррекции фокальной спастичности нижней конечности является эффективным методом в отношении снижения мышечного тонуса, увеличения скорости ходьбы и повышения независимости пациента.

 

Рисунок. Динамика спастичности по шкале Эшворта у пациентов со спастическим парезом в ноге в зависимости от полу- чаемой терапии

 

Дополнительная информация

Источник финансирования. Финансирование данной работы не проводилось.

Конфликт интересов. Авторы декларируют отсутствие явных и потенциальных конфликтов интересов, связанных с публикацией данной статьи.

Этическая экспертиза. Проведение исследования одобрено локальным этическим комитетом ГБУ «СПб НИИ СП имени И.И. Джанелидзе».

Вклад авторов. Все авторы внесли существенный вклад в проведение исследования и подготовку статьи, прочли и одобрили финальную версию перед публикацией.

About the authors

Igor A. Voznjuk

I.I. Dzhanelidze Saint Petersburg Research Institute of Emergency Medicine;
S.M. Kirov Military Medical Academy

Email: voznjouk@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-0340-4110
SPIN-code: 3340-2897
Scopus Author ID: 56604172800
ResearcherId: D-4121-2018

D.Sc. (Medicine), Professor

Russian Federation, Saint Petersburg

Alexandra V. Polyakova

I.I. Dzhanelidze Saint Petersburg Research Institute of Emergency Medicine

Email: polyakova.alexandra@bk.ru
ORCID iD: 0000-0002-6426-3091
SPIN-code: 7714-6154

Ph.D. (Medicine)

Russian Federation, Saint Petersburg

Diana V. Tokareva

I.I. Dzhanelidze Saint Petersburg Research Institute of Emergency Medicine;
S.M. Kirov Military Medical Academy

Author for correspondence.
Email: dianat09@rambler.ru
ORCID iD: 0000-0001-9746-5370
SPIN-code: 2567-9370

Ph.D. (Medicine)

Russian Federation, Saint Petersburg

References

Supplementary files