Publication text
(PDF):
Read
Download
Введение. Детский церебральный паралич (ДЦП) - тяжёлое нейроортопедическое заболевание, в основе патогенеза которого лежит повреждение головного мозга плода или новорожденного. Основными проявлениями ДЦП служат изменения мышечного тонуса, нарушения локомоторной функции, системы управления балансом тела, которые ведут к формированию патологических стереотипов позы и ходьбы, а также задержке формирования моторных навыков [1]. Важным направлением реабилитации детей с ДЦП является формирование у них новых двигательных навыков, способствующих улучшению вертикализации и самостоятельного передвижения [2]. Перспективным направлением в нейрореабилитации является роботизированная локомоторная терапия [3, 4], основанная на интенсивности и повторяемости движений у неврологических пациентов, которая также оказывает благотворное влияние на восстановление и улучшение осанки и опорно-двигательных функций больных ДЦП [5]. Однако сохраняется существенная проблема оценки динамики восстановления двигательной активности пациентов в процессе их реабилитации [6]. Использование роботизированной механотерапии при тяжелых формах ДЦП не выявило значимого клинического эффекта [7], доказательная база улучшения локомоций неполная [8], что позволяет некоторым авторам делать выводы о том, что роботизированное локомоторное обучение двигательным навыкам у больных церебральным параличом недостаточно эффективно [9]. Применение метода стабилометрии позволяет повысить качество диагностики результатов исследования для оценки эффективности медицинской реабилитации детей с постуральными нарушениями [10, 11]. Учитывая наличие у больных ДЦП значительного количества функционально ослабленных мышц, представляется актуальным применение дополнительно к остальным процедурам различных способов их электростимуляции. В последние годы для усиления эффекта локомоторного тренинга используют функциональную электростимуляцию мышц (ФЭС) [12] и неинвазивную чрескожную электрическую стимуляцию спинного мозга (ЧЭССМ) [13]. Однако зачастую клинически значимые улучшения двигательных навыков после указанных комбинированных процедур выявлялись только у части пациентов с церебральным параличом [14, 15]. Кроме того, работы по изучению эффективности ФЭС и ЧЭССМ на фоне роботизированной механотерапии представлены единичными тематическими исследованиями, поэтому для более высокой точности сравнительной оценки электростимулирующих методик необходимо исследовать их на одной и той же группе детей с ДЦП. Цель исследования - изучение влияния локомоторных тренировок в сочетании с ФЭС и ЧССМ на восстановление функции поддержания вертикальной позы у пациентов с тяжелыми формами ДЦП. Материал и методы. Проведено обследование 20 больных ДЦП в возрасте от 8 до 12 лет, с нарушениями контроля вертикальной позы при сохранной способности к самостоятельному удержанию вертикальной стойки до 2 минут. Все пациенты проходили реабилитацию в роботизированном тренажере «Локомат» (Hocoma, Швейцария). Курс состоял из 15 сеансов и проводился на протяжении трех недель. Каждый сеанс включал в себя 45 минут тренировки ходьбы в системе «Локомат»с использованием зрительной биологической обратной связи. Все пациенты были распределены на две группы. Контрольная группа, состоящая из 10 детей (средний возраст 9,9 ± 0,51 лет, уровень тяжести клинических проявлений ДЦП по классификации GMFCS [16] 3,1±0,19), получала тренировки ходьбы в локомоторном тренажере без дополнительной электростимуляции мышц. Основная группа, состоящая также из 10 детей (средний возраст 10,7 ± 0,49 лет, уровень тяжести клинических проявлений ДЦП по классификации GMFCS 3,1±0,17), получала роботизированную механотерапию в сочетании с ФЭС и ЧЭССМ. При проведении сеансов ФЭС стимуляцию мышц осуществляли монополярными импульсами длительностью 100 мкс и частотой 65 Гц, которые подавались в определенные фазы циклических движений нижних конечностей пациента. Стимулировали mm. longissimus thoracis, gluteus medius, gluteus maximus, quadriceps femoris, extensor digitorum longus et brevis, fibularis longus, tibialis anterior, extensor hallucis longus et brevis. Интенсивность сигнала подбирали перед каждым сеансом стимуляции индивидуально для каждой мышцы, до появления видимого сокращения мышцы, не допуская появления у ребенка неприятных ощущений. Для проведения ЧЭССМ 2 круглых электрода (катоды) диаметром 2 см с токопроводящим адгезивным слоем размещали накожно по средней линии позвоночника между остистыми отростками позвонков T11-T12 и L1-L2. Анодами служили 2 овальных электрода 5×10 см2, которые размещали накожно над гребнями подвздошных костей. Стимуляция спинного мозга проводилась биполярными модулированными импульсами частотой 30 Гц, частота модуляции 10 кГц, длительность импульса - 1 мс. Интенсивность тока подбирали для каждого из двух уровней стимуляции в процессе процедуры, до появления сокращений мышц нижних конечностей или до появления неприятных ощущений у пациента (в этом случае интенсивность тока уменьшали на 10%). Интенсивность тока обычно составляла 10-30 мА. Пациенты основной группы получали курсы лечения в последовательности: 1) «Локомат» в сочетании с ФЭС, 2) «Локомат» в сочетании с ЧЭССМ, 3) «Локомат» в сочетании с ФЭС и ЧЭССМ. Интервалы между курсами составляли 6 месяцев. Стабилометрическое исследование проводили пациентам обеих групп в начале и в конце реабилитационного курса с использованием программно-аппаратного комплекса МБН «Биомеханика» (ООО НМФ «МБН», Россия). Для сравнения были определены нормативные значения стабилометрических показателей, полученных при дополнительном обследовании 10 здоровых детей того же возраста. Исследования осуществляли по стандартной функциональной пробе с открытыми (ОГ) и закрытыми глазами (ЗГ) с регистрацией параметров смещения центра давления (ЦД) тела. Вычисляли координаты смещения ЦД во фронтальной (X, мм) и в сагиттальной (Y, мм) плоскостях, среднюю длину траектории ЦД (L, мм), площадь статокинезиограммы S (мм2), отношение длины статокинезиограммы к ее площади LFS (мм-1), амплитуду колебаний центра давления А (мм), коэффициент Ромберга RC (%). Статистическую обработку полученных данных осуществляли, используя компьютерные программы IBM SPSS Statistics 22 и Statgraphics Centurion 16.2. Так как в сравниваемых группах хотя бы в одной количественные признаки не соответствовали закону нормального распределения, для сравнения значений несвязанных выборок использовали U-критерий Манна-Уитни, а для внутригрупповых сравнений применяли W-критерий Уилкоксона. Данные представляли в виде медианы (Ме) с межквартильным интервалом 25%-75% [Q1-Q2]. В основной группе больных, которые последовательно подвергалась нескольким методам лечения, применяли дисперсионный анализ повторных измерений с использованием χ2-критерия Фридмана. Для сравнения дисперсий двух выборок использовали F-критерий Фишера (ANOVA). Для исследования взаимосвязи двух признаков применяли корреляционный анализ с использованием непараметрического коэффициента Спирмена rs. Пороговый уровень статистической значимости принимался при значении критерия p<0,05. Исследование было проведено в соответствии с этическими стандартами, изложенными в Хельсинкской декларации. Все пациенты (их законные представители) были проинформированы и дали согласие до их включения в исследование. Результаты. Перед началом процедур контрольная и основная группы больных ДЦП были однородными по всем анализируемым характеристикам статокинезиограмм. При этом по сравнению со здоровыми детьми в обеих группах пациентов определялись выраженные нарушения системы управления балансом тела. Это проявлялось существенным увеличением длины L и площади S статокинезиограмм, а также средней амплитуды колебаний А центра давления. Кроме того, у всех пациентов было выявлено типичное смещение ЦД: латеральное - во фронтальной плоскости (ось X), и в большей степени вперед - в сагиттальной плоскости (ось Y). Поквартильный анализ выявил тенденцию к снижению коэффициента Ромберга по сравнению со здоровыми детьми в обеих группах пациентов, также было установлено резкое снижение параметра LFS. Таким образом, исходно в контрольной и основной группах больных ДЦП вертикальный баланс характеризовался гипостабильностью. Результаты оценки количественных параметров стабилометрии, полученные после курса двигательной реабилитации пациентов обеих групп с позиций описательной статистики, представлены в таблицах 1-2. В таблицы не были включены параметры, показатели которых значимо не изменились по сравнению с исходными до лечения: значения координат X и Y, длина траектории центра давления L и площадь статокинезиограммы S. Из таблицы 1 видно, что в контрольной группе пациентов после локомоторной терапии не было выявлено значимых отличий показателей параметров LFS, A и RC от исходных значений. При этом наблюдался значимый разброс значений параметра А при открытых глазах при сохранности медианных и квартильных значений. В то же время при незначимом увеличении в сторону нормализации медианных значений RC произошло резкое нарастание дисперсии, что указывает на появление патологически сниженных показателей RC. Таблица 1. Стабилометрические показатели здоровых детей и пациентов с ДЦП контрольной группы до и после механотерапии в системе «Локомат» Table 1. Stabilometric indicators of healthy children and patients with cerebral palsy of the control group before and after mechanotherapy in the «Lokomat» system Параметры / Parameters Группы обследованных детей / Groups of children examined p-value Здоровые дети / Healthy children Ме [Q1 - Q2] n = 10 Дети с ДЦП контрольной группы / Children with cerebral palsy in the control group «Локомат» / До «Lokomat» before Ме [Q1 - Q2] n = 10 p «Локомат» / После «Lokomat» after Ме [Q1 - Q2] n = 10 LFS, мм-1 mm-1 ОГ 1,8 [1,3 - 2,0] 0,7 [0,5 - 1,1] 0,367 0,9 [0,3 - 1,3] 0,562 ЗГ 1,6 [1,2 - 1,8] 0,8 [0,6 - 1,0] 0,910 0,9 [0,3 - 1,3] 0,142 A, мм mm ОГ 2,3 [2,1 - 2,8] 4,9 [4,0 - 7,8] 0,367 4,9 [3,6 - 7,0] 0,047 ЗГ 3,0 [2,4 - 3,6] 4,9 [4,5 - 6,3] 0,203 6,7 [4,0 - 7,7] 0,114 RC 121 [92 - 203] 94 [74 - 132] 0,759 109 [56 - 194] 0,004 Примечание: p - уровень значимости различий в группе до и после курса реабилитации (критерий Уилкоксона); p-value - уровень значимости различий между стандартными отклонениями в группе детей с ДЦП до и после лечения (F-критерий Фишера). ОГ - открытые глаза, ЗГ - закрытые глаза Note: p - level of significance of differences in the group before and after rehabilitation (Wilcoxon's criterion); p-value - level of significance of differences between standard deviations in the group of children with cerebral palsy before and after treatment (f-Fisher's criterion). ОГ - open eyes, ЗГ - closed eyes. В основной группе больных ДЦП (табл. 2) наибольшие изменения параметров стабилометрии были выявлены после прохождения механотерапии в сочетании с ФЭС. Это проявлялось в значимом увеличении от исходных значений параметра А при открытых и закрытых глазах, а также резком нарастании дисперсии показателей параметра LFS как при открытых, так и закрытых глазах. Менее существенные изменения параметров стабилометрии произошли после локомоторной терапии в сочетании с ФЭС и ЧЭССМ, которые затронули параметр LFS при закрытых глазах (только значимое увеличение дисперсии) и параметр RC, дисперсия показателей которого указывает на тенденцию к увеличению коэффициента Ромберга в сторону нормализации. Самый незначительный отклик системы вертикального баланса был выявлен после локомоторного тренинга в сочетании с ЧЭССМ, анализ которого показал только значимое нарастание после процедур дисперсии показателей параметра LFS при закрытых глазах. Таблица 2. Стабилометрические показатели детей с ДЦП основной группы до и после механотерапии в системе “Локомат” с последовательным сочетанием с ФЭС и с ЧЭССМ Table 2. Stabilometric indicators of children with cerebral palsy of the main group before and after mechanotherapy in the "Lokomat" system with sequential combination with FES and transcutaneous electrical stimulation of the spinal cord Процедуры / Procedures Параметры / Parameters Дети с ДЦП основной группы / Children with cerebral palsy of the main group p-value До / Before Ме [Q1 - Q2] n = 10 p После / After Ме [Q1 - Q2] n = 10 Локомат + ФЭС/ Lokomat + ФЭС LFS, мм-1 mm-1 ОГ 0,5 [0,4 - 1,0] 0,485 0,6 [0,5 - 0,8] 0,053 ЗГ 0,8 [0,4 - 1,5] 0,312 0,6 [0,5 - 1,0] 0,002 A, Мм mm ОГ 6,0 [4,8 - 7,4] 0,047 6,9 [6,5 - 11,0] 0,036 ЗГ 5,7 [3,9 - 7,5] 0,059 7,9 [6,3 - 9,2] 0,949 RC 116 [55 - 129] 0,485 98 [78 - 112] 0,351 Локомат + ЧЭССМ/ Lokomat + ЧЭССМ LFS, мм-1 mm-1 ОГ 0,6 [0,3 - 0,8] 0,395 0,6 [0,5 - 0,7] 0,367 ЗГ 0,8 [0,5 - 1,1] 0,425 0,8 [0,5 - 1,1] 0,0004 A, Мм mm ОГ 6,5 [4,7 - 10,3] 0,284 6,7 [2,7 - 10,0] 0,378 ЗГ 6,0 [4,5 - 7,2] 0,483 6,2 [4,5 - 8,4] 0,475 RC 77 [70 - 97] 0,311 76 [55 - 110] 0,356 Локомат+ФЭС+ЧЭССМ / Lokomat+ФЭС+ЧЭССМ LFS, мм-1 mm-1 ОГ 0,5 [0,3 - 1,1] 0,278 0,7 [0,4 - 1,0] 0,133 ЗГ 0,5 [0,5 - 1,5] 0,440 0,6 [0,5 - 1,2] 0,003 A, Мм mm ОГ 7,0 [3,7 - 7,5] 0,163 5,8 [3,1 - 6,7] 0,493 ЗГ 5,6 [3,0 - 8,4] 0,325 7,9 [4,7 - 8,1] 0,671 RC 78 [52 - 128] 0,248 130 [52 - 142] 0,019 Примечание: p - уровень значимости различий в группе до и после курса реабилитации (критерий Уилкоксона); p-value - уровень значимости различий между стандартными отклонениями в основной группе детей с ДЦП до и после лечения (F-критерий Фишера). ОГ - открытые глаза, ЗГ - закрытые глаза, ФЭС - функциональная электромиостимуляция; ЧЭССМ - чрескожная электростимуляция спинного мозга. Note: p - level of significance of differences in the group before and after rehabilitation (Wilcoxon's criterion); p-value - level of significance of differences between standard deviations in the main group of children with cerebral palsy before and after treatment (f-Fisher's criterion). ОГ - open eyes, ЗГ - closed eyes, ФЭС - functional electromyostimulation; ЧЭССМ - transcutaneous electrical stimulation of the spinal cord. Применение дисперсионного анализа повторных измерений (критерий Фридмана) позволил сравнить эффективность различных способов электростимуляции при локомоторной механотерапии основной группы детей с ДЦП (табл. 3). Таблица 3. Сравнительная оценка стабилометрических показателей пациентов основной группы, прошедших последовательно курсы механотерапии в сисиеме «Локомат» в сочетании с различными способами электростимуляции (критерий Фридмана) Table 3. Comparative assessment of stabilometric indicators of patients of the main group who have successively undergone courses of mechanotherapy in the «LOKOMAT» system in combination with various methods of electrical stimulation (Friedman's criterion) Ряды / Ranges Средний ранг / Average rank LFS А RC ОГ ЗГ ОГ ЗГ Локомат + ФЭС / Lokomat + ФЭС (n = 10) 1,8 1,7 2,5 2,5 2,1 Локомат + ЧЭССМ / Lokomat + ЧЭССМ (n = 10) 1,9 2,2 1,9 1,9 1,8 Локомат + ФЭС + ЧССМ / Lokomat + ФЭС + ЧССМ (n = 10) 2,3 2,1 1,6 1,6 2,1 Асимптотическая значимость / Asymptotic significance 0,497 0,497 0,122 0,122 0,741 Примечание: ОГ - тест с открытыми глазами, ЗГ - тест с закрытыми глазами Note: ОГ - test with open eyes, ЗГ - test with closed eyes, ФЭС - functional electromyostimulation, ЧЭССМ - transcutaneous electrical stimulation of the spinal cord. Из таблицы 3 следует, что ни у одного из параметров LFS, A и RC показатель асимптотической значимости не приблизился к уровню 0,05. Таким образом, различия между параметрами стабилометрии после различных способов реабилитации больных церебральным параличом основной группы оказались статистически незначимыми (p>0,05). Проведенный корреляционно-регрессионный анализ позволил изучить зависимость параметра LFS статокинезиограмм больных церебральным параличом от амплитуды колебаний А центра давления при различных способах лечения (табл. 4). Таблица 4. Корреляционные связи между параметрами статокинезиограмм LFS и А у детей с ДЦП в зависимости от способа лечения Table 4. Correlations between the parameters of statokinesiograms LFS and A in children with cerebral palsy depending on the treatment method Способ лечения детей с ДЦП / Treatment method children with cerebral palsy Зависимость LFS ~ А / Relation LFS ~ А До лечения / Before treatment После лечения / After treatment Коэффициент / корреляции Correlation coefficient rs p Коэффициент / корреляции Correlation coefficient rs p Локомат / Lokomat (n = 10) ОГ -0,82 0,004 -0,80 0,007 ЗГ -0,92 0,0001 -0,82 0,006 Локомат + ФЭС / Lokomat + ФЭС (n = 10) ОГ -0,92 0,0001 -0,92 0,0002 ЗГ -0,93 0,0001 -0,48 0,163 Локомат + ЧЭССМ / Lokomat + ЧЭССМ (n = 10) ОГ -0,92 0,0001 -0,82 0,004 ЗГ -0,81 0,004 -0,87 0,001 Локомат + ФЭС и ЧЭССМ / Lokomat + ФЭС + ЧССМ (n = 10) ОГ -0,85 0,002 -0,93 0,0001 ЗГ -0,91 0,0003 -0,91 0,0002 Примечание: ОГ - тест с открытыми глазами, ЗГ - тест с закрытыми глазами; p -достигнутый уровень значимости полученной оценки коэффициента корреляции Note: ОГ - test with open eyes, ЗГ - test with closed eyes, p - the achieved level of significance of the obtained correlation coefficient estimation, ФЭС - functional electromyostimulation; ЧЭССМ - transcutaneous electrical stimulation of the spinal cord. У здоровых детей при открытых глазах связь между параметрами LFS и А была обратная, довольно слабая: -0,44 (p=0,148), а при закрытых - значимая, приближающаяся к сильной: -0,63 (p=0,028). У пациентов с ДЦП обеих групп перед курсом реабилитации выявлена сильная обратная связь между указанными параметрами, независимо от зрительной афферентации (рис. 1а). После курса двигательной абилитации снижение корреляции между параметрами LFS и А в сторону нормализации было выявлено только при закрытых глазах после механотерапии в сочетании с ФЭС (рис. 1б). После локомоторного тренинга с другими способами электростимуляции, а также без нее, сохранялась патологически высокая связь LFS ~ А. а) б) Рис. 1. Линия регрессии (жирная) и ее доверительный интервал (тонкие линии) для зависимости параметра LFS статокинезиограмм от амплитуды колебаний А у детей с ДЦП основной группы в тесте с закрытыми глазами: а) до механотерапии в сочетании с ФЭС; б) после механотерапии в сочетании с ФЭС. Fig. 1. Regression line (bold) and its confidence interval (thin lines) for the dependence of the LFS (mm-1) parameter of statokinesiograms on the range of variability A (mm) in children with CP of the main group in the test with closed eyes: a) before mechanotherapy in combination with FES; b) after mechanotherapy in combination with FES. Выявленная у больных с церебральным параличом перед курсом механотерапии сильная корреляционная связь между параметрами LFS и А может указывать на более упорядоченную траекторию ЦД и, следовательно, более высокую синхронизированность системы управления вертикальным балансом тела. Такая высокая упорядоченность траектории ЦД характерна для детей с тяжелой формой ДЦП и считается патологической [17], так как повышенную синхронизированность системы постурального контроля расценивают как динамический показатель ее дефицита [18]. В связи с этим можно констатировать, что в основной группе пациентов после курса механотерапии в сочетании с ФЭС нарушения постурального контроля стали менее выраженными. Обсуждение. Хорошо известно, что роботизированная механотерапия способствует моторному обучению детей с тяжелой формой ДЦП [19] и улучшению паттерна его ходьбы [20]. Однако улучшение постурального контроля, как ведущего признака двигательной функции у больных с церебральным параличом, было выявлено, преимущественно, при заболеваниях легкой и средней степенях тяжести [21]. Поэтому, несмотря на широкое использование роботизированных технологий в нейрореабилитации, их реальные возможности до конца все еще не определены. Проведение модифицированных исследований, направленных на изучение эффективности механотерапии в комбинации с ФЭС [22] и ЧЭССМ [23], выявило улучшение двигательных навыков у детей с ДЦП, но не учло влияния реабилитационных процедур на вертикальный баланс. В настоящем исследовании использование различных комбинаций методов электростимуляции при локомоторном тренинге больных ДЦП имело целью воздействовать на разные уровни кинематических цепей и механизмы организации движения пациентов. Существует мнение, что электростимуляция, синхронизированная с шагательным рефлексом, создает интенсивную дополнительную афферентацию и спосбствует улучшению контроля вертикального баланса [24]. Однако по данным настоящей работы не было выявлено убедительных признаков улучшения регуляции вертикальной позы у детей с тяжелыми формами ДЦП после локомоторных тренировок и с различными способами электростимуляции. Использование различных статистических методов выявило, что только в случае комбинации роботизированной механотерапии и ФЭС следует активный отклик опорно-двигательной системы пациентов на внешнюю реконструкцию ходьбы с использованием программируемой электростимуляции. Это проявлялось в значимом увеличении амплитуды колебаний А центра давления, резком нарастании дисперсии показателей параметра LFS, снижение корреляции между параметрами LFS и А в сторону нормализации. Вполне возможно, что импульсы, инициируемые воздействием ФЭС на группы скелетных мышц, могут являться пусковым механизмом для активации у больных церебральным параличом кинематических цепей, участвующих в постуральном контроле. Однако в обследованной группе пациентов это не привело к повышению стабильности баланса. Дополнительная чрескожная электрическая стимуляция спинного мозга при локомоторном тренинге в этой же группе пациентов не привела к нормализации показателей стабилометрических тестов. Это может указывать на отсутствие оптимизации общего афферентного притока за счет интеграции ритмической проприоцепции, обусловленной пассивными шаговыми движениями и афферентацией, индуцированной ФЭС и ЧЭССМ, что предполагает сохранение патологической постуральной стратегии. Необходимо учитывать, что ФЭС и ЧЭССМ не могут оказать воздействие на вышележащие церебральные структуры, ответственные за контроль вертикальной позы, патофизиологические механизмы которых до конца еще не выяснены [25]. Кроме того, постуральный контроль включен в процессы, обеспечивающие пространственную ориентацию и формирование схемы тела при различной афферентации. Когнитивная информация является основополагающей для поддержания вертикальной позы и запускается для выполнения упреждающей постуральной регулировки с целью достижения оптимального целенаправленного баланса тела [26]. Поэтому продолжаются поиски методов многоуровневой нейростимуляции больных с ДЦП, позволяющих воздействовать на все компоненты моторной активности: центральные (корковые), подкорковые (базальные ганглии, мозжечок, ствол мозга), центры спинного мозга [27, 28]. Вполне возможно, это будет способствовать более эффективной активации не только мышечного контроля, но и сложной сенсомоторной функции равновесия. Таким образом, вследствие многоуровневой организации локомоторных нейросетей человека, обеспечивающих вертикальный баланс, сохраняются нерешенные вопросы о методах воздействия на них, требующие поиска путей дальнейшего развития методологии электростимуляции. Заключение. Не было выявлено убедительных признаков улучшения регуляции вертикальной позы у детей с тяжелыми формами ДЦП после локомоторных тренировок в сочетании с функциональной электромиостимуляцией нижних конечностей и чрескожной электростимуляцией спинного мозга. Только в случае комбинации роботизированной механотерапии и ФЭС следует активный отклик опорно-двигательной системы пациентов, проявляющийся в изменении отдельных стабилометрических параметров. Вследствие тяжести патологии и грубого нарушения баланса тела у детей с церебральным параличом в программе реабилитации необходимо предусматривать возможность расширения зоны воздействия - многоуровневой нейростимуляции, которая может оказаться более эффективной, так как позволяет воздействовать на центральные компоненты моторной активности.
