Роботизированная механотерапия с применением системы ERIGO в реабилитации больных неврологического профиля

Даминов В.Д., Рыбалко Н.В., Горохова И.Г., Зимина Е.В., Кузнецов А.Н.

ВВЕДЕНИЕ

Реабилитация больных с двигательными нарушениями вследствие заболеваний и травм ЦНС является одной из наиболее актуальных проблем современной медицины, так как именно патология движения является основной причиной инвалидизации при наиболее значимых в социальном плане заболеваний [1 — 3, 5].

Принципиально новым направлением моторной реабилитации является метод внешней реконструкции ходьбы с применением роботизированных комплексов ERIGO и LOKOMAT (Hocoma, Швейцария), обладающих широкими возможностями моделирования движений больного в реальном масштабе времени [2, 4, 6 — 10]. Аппаратный комплекс ERIGO представляет собой традиционный стол — вертикализатор, объединенный с роботизированной системой ходьбы. Движения ног соответствуют физиологическому движению бедренного, коленного и голеностопного суставов, что особенно актуально для данного контингента. Результаты тренинга сохраняются в компьютере в цифровом и графическом вариантах, что позволяет проследить динамику показателей у каждого пациента.

Цель исследования — изучение функциональных изменений нервной системы и их корреляция с динамикой неврологического дефицита у пациентов с двигательными нарушениями центрального генеза при использовании метода внешней реконструкции ходьбы на роботизированной системе ERIGO. Большая распространенность как сосудистых заболеваний головного мозга, так и травм ЦНС побудили включить в исследование две группы больных с различным уровнем (церебральный и спинальный) поражения ЦНС.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

Характеристика групп больных

В 1 группу были включены 29 пациентов (18 мужчин и 11 женщин) в остром периоде полушарного ишемического инсульта. В клинической картине у всех пациентов определялся гемипарез различной степени выраженности (от 4 баллов до плегии). Период от развития инсульта до начала реабилитации составили 3,4+1,1 суток. Группу 11 составили 39 больных (мужчин — 76%, женщин — 24%) в промежуточном периоде спинно — мозговой травмы (давность травмы 2,3+0,4 мес.) на грудном и поясничном уровнях с синдромом неполного нарушения проводимости. В клинической картине у всех пациентов определялся нижний спастический парапарез различной степени выраженности (от 4 баллов до плегии). Средний возраст составил 31,3+2,6 лет. Всем больным была проведена операция по декомпрессии спинного мозга и стабилизации позвоночника.

Противопоказаниями для включения в исследование являлись: выраженная нестабильность гемодинамики, пролежни в местах соприкосновения с креплениями, тяжелые контрактуры тазобедренных, коленных и голеностопных суставов, тромбоз нижних конечностей.

Методы обследования пациентов

Всем пациентам, перенесшим ишемический инсульт проводился неврологический осмотр с использованием «Шестибалльной шкалы оценки мышечной силы» и «Индекса Активностей Повседневной жизни Бартела» (Bartel ADL INDEX).

Неврологический дефицит спинальных пациентов оценивался при помощи 5 ранговой шкалы Американской Ассоциацией Спинальной Травмы (ASIA).

Для оценки функционального состояния головного мозга и динамики компенсаторно-приспособительных процессов в ЦНС применялся метод вызванных потенциалов (ВП). Исследование коротколатентных сомато — сенсорных вызванных потенциалов (ССВП) проводили при чрескожной стимуляции срединного и большеберцового нервов «прямоугольным импульсом» на уровне запястья и внутренней части лодыжки в двух сериях с помощью аппарата Viking-Quest (Nicolet,USA).

Для оценки системной гемодинамики проводилась импедансная кардиография на аппарате Cardioscreen 1000 (Niccomo PC). Данный метод применялся для неинвазивных гемодинамических измерений и мониторинга гемодинамических параметров на основании определения синхронизированных с пульсом колебаний кровотока и объема в грудной аорте. Регистрировались изменения в электрическом сопротивлении (импедансе) грудной клетки по отношению к электрическому переменному току.

Транскраниальная магнитная стимуляция (ТМС) с определением латентности, амплитуды и времени центрального моторного проведения (ВЦМП) проводилась с использованием магнитного стимулятора MagStim 250 (BiStim), позволяющего получать двойные импульсы с межстимульным интервалом до 1 мс (1000 Гц) и максимальной частотой парных стимулов 0,2 Гц.

Клинико-неврологическое и нейрофизиологическое обследования проводились всем пациентам в начале курса лечения и по его завершению. Статистический анализ выполняли с помощью программного пакета SРSS (определение достоверности по T-тесту для независимых выборок (t), выявление величины силы взаимосвязи между переменными — линейный регрессионный анализ с расчетом коэффициента детерминации (R).

Методы лечения

А. Программы реабилитации больных в остром периоде полушарного ишемического инсульта

В зависимости от содержания лечебного комплекса больные были разделены на статистически однородные по возрасту, длительности заболевания, клиническим проявлениям группы: группа IА (n=18), группа IIА (n=11). Всем больным группы IА проводилось стандартизированное восстановительное лечение (медикаментозная терапия, лечебная физкультура, массаж, механотерапия, функциональная электростимуляция) с включением в него занятий на роботизированной системе ERIGO. Тренировочная процедура у больных основной группы проводилась по схеме: ежедневно от 20 до 30 минут в течение 20 лечебных дней. Режим тренировок подбирался индивидуально, в зависимости от толерантности к нагрузке. В процессе первых трех занятий осуществлялся пошаговый перевод пациента в вертикальное положение от 10 до 30 градусов при скорости 38 — 40 шагов в минуту. Нагрузка на нижние конечности была либо пассивной, либо пассивно-активной. В последующие три занятия больные постепенно переводились в вертикальное положение до 60 градусов при скорости 40 — 56 шагов в минуту. На этом восстановительном этапе перед пациентами ставились максимально- выполнимые задачи для достижения тренировочного эффекта учитывая клинические и нейрофизиологические показатели обследования пациентов. В последующие 14 занятий пациенты вертикализировались до 80 градусов. Объем выполняемых нагрузок закреплялся и постепенно увеличивался. Больные группы IIА получали комплексное лечение, не содержащее роботизированной механотерапии, и составили группу контроля.

Б. Программы реабилитации больных в промежуточном периоде спинно — мозговой травмы.

В зависимости от содержания программы реабилитации пациенты были разделены на две группы: группа IБ (n=22) и группа IIБ (n=17). Группы были статистически однородными по возрасту, длительности заболевания и клиническим проявлениям. Всем пациентам группы IБ проводилось комплексное восстановительное лечение, состоящее из медикаментозной терапии, лечебной физкультуры, массажа, механотерапии, функциональной электростимуляции с включением в него тренировочных занятий на роботизированной системе ERIGO. Режимы тренировки подбирались строго индивидуально в зависимости от исходных возможностей пациента и от толерантности к нагрузке. Занятия на Erigo проводились один раз в день в течение 20 дней. Непосредственно перед началом тренировки оценивался исходный уровень пациента и, исходя из полученных значений, выставлялись параметры нагрузки. Первые тренировки начинались в горизонтальном положении или с минимальным углом подъема — 10-15 градусов, скорость не более 10-15 шагов/минуту, в пассивном режиме, при 100% — ной поддержке робота, по 5-10 минут за сеанс. В дальнейшем, избавление пациента от ортостатической зависимости и адаптация к физической нагрузке позволили нам увеличить угол подъема до 70-80 градусов, скорость до 40-60 шагов/минуту, снизить поддержку робота на 20-50 %, время тренировки составляло 25-30 минут за сеанс. Пациенты группы IIБ получали комплексное восстановительное лечение, но без применения ERIGO и являлись группой контроля.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

А. Результаты лечения пациентов в остром периоде ишемического инсульта.

На момент начала восстановительной терапии степень пареза составляла в IА группе 2,84±0,24 балла и во IIА группе 2,79±0,31 балла, средний угол подъема ноги в коленном суставе составлял 8,4±1,7 градусов у пациентов I группы и 7,7±1,6 градусов у пациентов группы II. Индекс Бартела в 1-е сутки лечения у пациентов IА группы составил 30 баллов у пациентов IIА группы 32 балла. Исследование коротколатентных ССВП до начала лечения при тестировании коркового представительства срединных и большеберцовых мышц выявило выпадение функции центрального мотонейрона подкорково-коркового уровня у 100% больных. Латентность сегментарного ответа при стимуляции n.medianus и n.tibialis до лечения составила 14,4± 0,9 и 26,7± 0,4 мс.

На фоне проведенного лечения анализ изменения двигательной функции отобразил положительную динамику у пациентов обеих групп. Изменения мышечной силы в паретичной конечности, определяемые по «Шестибалльной шкале оценки мышечной силы», представлены в таблице 1.

Таблица 1

Динамика мышечной силы в паретичной нижней конечности (в баллах)

* - значимость различий с исходными данными р<0.05

Как видно из таблицы 1, уменьшение степени пареза отмечено в обеих исследуемых группах, однако, достоверными являются различия только у пациентов группы IА.

В результате лечения достоверно значимая (р<0,05) динамика амплитуды движений на стороне поражения определялась как в основной, так и в контрольной группах. Средний угол подъема паретичной ноги в коленном суставе у пациентов IА группы увеличился с 8,4±1,7 до 30,2±2,4 градусов у пациентов II группы с 7,7±1,6 до 18,5±1,8 градусов у пациентов группы IIА.

Анализ индекса повседневной активности выявил достоверно значимые (р<0,05) различия между группами. Так, средний прирост баллов по шкале Бартела у пациентов IА группы составил 22 балла, у пациентов IIА группы — 8 баллов (рис. 1).

Рис. 1. Средние величины индекса Бартела у пациентов IА и IIА групп.

В результате проведенного лечения получены значимые различия между динамикой нейрофизиологических данных больных основной и контрольной групп.

У 8 пациентов из основной группы появился корковый ответ, латентностью — 40,1±0,6 при стимуляции n.tibialis и у 7 пациентов, латентностью — 27,2±0,4 при стимуляции n.medianus. В группе контроля корковый ответ был выявлен лишь у 1 больного, латентностью — 39,7 мс при стимуляции n.tibialis и у 2 пациентов, латентностью — 28,0±0,7 при стимуляции n.medianus (табл.2).

Таблица 2

Динамика латентности (мс) при стимуляции n.medianus и n.tibialis.

* - значимость различий с исходными данными р<0.05

Латентность сегментарного ответа претерпела более значимые изменения (табл. 2). Достоверно значимое снижение латентности ответа плечевого (с 14,4±0,9мс до 10,1±0,3мс) и поясничного (с 26,9±0,7мс до 21,3±0,4мс) зарегистрированы в IА группе. В группе IIА показатели также улучшились, однако, не достигли достоверно значимых отличий с исходными: латентность ответа плечевого сплетения снизилась до 13,2±0,8; поясничного сплетения — до 25,9 0± 0,9 мс.

При проведении процедуры восстановительной механотерапии не выявлено выраженных и стойких изменений показателей системной гемодинамики (систолическое и диастолическое артериальное давление, ударный объем, работа левых отделов сердца). Во время тренировки артериальное давление не достигало критических значений. В ряде случаев на 8-10 минуте процедуры регистрировалось кратковременное повышение АД на 20-25% с последующим понижением до исходных показателей к 15-20 минуте. В некоторых случаях (при наличии артериальной гипертензии) АД в конце тренировки оставалось выше или ниже исходных величин на 10-15%. За весь период проводимой терапии с использованием аппарата ERIGO не было дестабилизации системной гемодинамики.

Б. Результаты лечения больных в промежуточном периоде спинно — мозговой травмы.

У всех обследованных больных имелись двигательные расстройства, представленные нижним парапарезом различной степени выраженности. Степень неврологического дефицита всех пациентов соответствовала рангу В или С по шкале ASIA. В группе IБ из 22 пациентов 17 были адаптированы к инвалидной коляске и не могли стоять или ходить без помощи, и только 5 были способны шагать по лестнице. В группе IIБ из 17 пациентов 4 больных были не в состоянии ходить.

По данным ТМС при тестировании коркового представительства большеберцовых мышц получен вызванный моторный ответ (ВМО) с латентностью 61,3+2,2 мс и амплитудой 0,3+0,04 мВ. Латентность и амплитуда сегментарного ответа составили 18+2,3 мс и 1,2+0,6 мВ, соответственно (табл. 3).

По завершении курса лечения в группе IБ из 17 больных, которые были не в состоянии ходить до тренировки, 9 обрели способность ходить без посторонней помощи, у 6 пациентов наблюдалось улучшение способности передвигаться с посторонней помощью, и только у 2-х пациентов не отмечено существенных изменений в двигательной сфере. В группе IIБ динамика восстановления двигательной функции была несколько хуже: из 13 больных, которые были не в состоянии ходить до тренировки, обрели способность ходить без посторонней помощи 3 человека, 6 пациентов с улучшением способности передвигаться все еще требовали помощи, и у 4 больных улучшения локомоторных показателей не отмечено.

В результате проведенного лечения получены различия между динамикой нейрофизиологических данных больных основной и контрольной групп. При этом динамика характеристик коркового ВМО не достигла достоверно значимых изменений (табл. 3).

Таблица 3

Данные ТМС коры и поясничного сплетения при регистрации в стандартных точках m. tibialis anterior до и после лечения

— * - различия до и после лечения являются значимыми (p<0,05)

В то же время латентность и амплитуда сегментарного ответа претерпели значимые изменения (табл 3). Достоверно значимое снижение латентности при увеличении амплитуды ответа зарегистрированы в группе IБ. В группе IIБ данные показатели также улучшились, однако не достигли достоверно значимых отличий с исходными данными.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Таким образом, эффективность локомоторной тренировки на роботизированной системе ERIGO превышает эффекты традиционной кинезотерапии в плане восстановления двигательных функций, нарушенных в результате поражения головного и спинного мозга. Так же выявлена корреляция между регрессом клинических симптомов и позитивной динамикой нейрофизиологических показателей. Все это дает веские основания для более активного использования роботизированного комплекса ERIGO в реабилитации пациентов неврологического профиля и дальнейшего изучения эффективности данного метода.

ЛИТЕРАТУРА

1. Кокоткина Л.В. Нейропсихологический статус больных травматической болезнью спинного мозга на стационарном этапе реабилитации / Кокоткина Л.В., Кочетков А.В., Костив И.М., Цыганков Б.Д. // Журн. Курортные ведомости. —  2008. — № 3. —  С. 101-102..
2. Кочетков А.В. Роботизированная локомоторная терапия больных травматической болезнью спинного мозга / Кочетков А.В., Бородин М.М., Костив И.М., Пряников И.В., Кочунева О.Я., Горбешко Г.А. // Журн. Курортные ведомости. —  2008. — № 3. — С. 110 —111.
3. Мусаев А.В.Исследование качества жизни в лечении и реабилитации неврологических больных / Мусаев А.В., Гусейнова С.Г., Имамвердиева С.С., Мустафаева Э.Э., Мусаева И.Р. // Журн. Вопросы курортологии, физиотерапии и лечебной физкультуры. — 2006. — № 1. — С.13 — 19.
4. Черникова Л.А. Эффект применения роботизированных устройств ( «Эриго» и «Локомат») в ранние сроки после ишемического инсульта / Черникова Л.А., Демидова А.Е., Домашенко М.А. // Журн. Вестник Восстановительной медицины. — 2008. — № 5. — С. 73-75.

5. Кадыков А.С. Реабилитация неврологических больных / А.С.Кадыков, Л.А.Черникова, Н.В.Шахпаронова. — М.: МЕДпресс-информ, 2008. — 560с.: ил.

6. Hidler JM, Wall AE. Alterations in muscle activation patterns during robotic-assisted walking. Clin Biomech (Bristol, Avon). 2005 Feb; 20(2):184-93.

7. Hornby TG, Zemon DH, Campbell D.Robotic-assisted, body-weight-supported treadmill training in individuals following motor incomplete spinal cord injury. Physical Therapy 2005; 85(1):52-66.

8. Mirbagheri MM, Tsao C, Pelosin E, Rymer WZ. Therapeutic Effects of Robotic-Assisted Locomotor Training on Neuromuscular Properties. Proceedings of the IEEE 9th International Conference on Rehabilitation Robotics (ICORR), Chicago USA, 2005:561-564.

9. Walsh T, Cotter S, Boland M, Greally T, O’Riordan R, Lyons D: Stroke unit care is
superior to general rehabilitation unit care. Ir Med J 2006; 99:300-302.

10. Winchester P, McColl R, Querry R, Foreman N, Mosby J, Tansey K, Williamson J. Changes in supraspinal activation patterns following robotic locomotor therapy in motor-incomplete spinal cord injury. Neurorehabil Neural Repair 2005; 19: 313-24.