Чрескожная электростимуляция спинного мозга и проприоцептивная стимуляция мышц нижних конечностей с биологической обратной связью в коррекции двигательных нарушений центрального генеза

Введение. В настоящее время актуальными являются вопросы коррекции двигательных функций, связанные с нарушениями церебрального кровообращения [4]. Важную роль в коррекции двигательных функций больных после острых нарушений мозгового кровообращения (ОНМК) играют программы физической реабилитации, сопряженные с активным воздействием на двигательные центры ЦНС с использованием средств физиотерапии и лечебной физической культуры [ 1]. Одним из таких подходов является эпидуральная стимуляция спинного мозга, которая показала свою возможность в восстановлении двигательных функций у спинальных больных [7]. Применение ЭССМ способствует активации центрального генератора паттерна (ЦГП) движений у больных с травмами позвоночника, тем самым восстанавливая сохранные локомоторные функции [8, 10]. В последнее время в литературе появляются сведения о влиянии неинвазивной электростимуляции на моторные функции с использованием поверхностных электродов на уровне 11 и 12 грудных позвонков [6, 9]. Предварительные исследования показали, что чрескожная элек- тростимуляция спинного мозга (ЧЭССМ) вызывает локомоторную ритмику у исследуемых, не имеющих отклонений в состоянии здоровья, повышает силовые показатели мышц ног, приводит к увеличению возбудимости мотонейронов и улучшению нейромышечных взаимодействий [2]. Учитывая эти данные, актуальность приобретает вопрос об использовании ЧЭССМ в коррекции двигательных функций при нарушениях церебрального кровообращения и, соответственно, двигательных центров головного мозга (нарушения центрального генеза), сопряженных с функциональными изменениями в мышцах нижних конечностей (парезы, плегии). Известно, что эффективным средством восстановления двигательных функций после ОНМК является активная и/или пассивная нагрузка на мышечные группы, способствующая активации проприоцептивного аппарата, ЦГП движений, межнейронных связей в ЦНС [3]. В связи с вышеизложенным была поставлена цель: оценить влияние ЧЭССМ на уровне 11 и 12 грудных позвонков и механостимуляции мышц ног с биологической обратной связью (БОС) в коррекции двигательных нарушений центрального генеза.

Материал и методы. Исследование проводилось на клинической базе ФГБУ ВО «УлГУ». Исследовано 16 больных: 9 мужчин (56%) и 7 женщин (44%) в возрасте от от 26 до 73 лет (53,5±14,7). Пациенты с ишемическим инсультом головного мозга имели двигательные нарушения в виде гемипарезов и передвигались при помощи ходунков. В соответствии с принципами Хельсинской декларации было получено согласие испытуемых на участие в исследованиях.

Тренировочный курс длился 3 недели и состоял из 16–18 сеансов реабилитационных воздействий. Каждый сеанс включал в себя последовательное использование ЧЭССМ, механостимуляцию мышц ног с БОС и их сочетание. В первой части каждой тренировки проводили ЧЭССМ при величине пороговых стимулов на уровне вызванных моторных ответов (ВМО), при частотах электростимуляции 5 и 30 Гц, которые по предварительным данным тестирования приводили к появлению ЭМГ-признаков шагательных движений. Во второй части тренировки проводилась механостимуляция мышц ног, которая моделировалась в положении лежа в виде навязанных шагательных движений. При этом испытуемые получали установку на полное расслабление мышц и подчинение ритму, амплитуде и скорости автоматически навязанных шагательных движений. Амплитуда, частота и длительность навязанных движений подбирались индивидуально и увеличивались каждый сеанс в течение всего курса. Продолжительность этапа в каждом сеансе варьировала от 10 до 30

мин. В третьей части каждого сеанса тренировки проводилось сочетанное использование электростимуляции при пороговой силе тока и частоте импульсов 5 и 30 Гц с навязанными шагательными движениями. Во время реабилитационных сеансов исследуемые находились на кушетке специализированного аппаратно-программного комплекса с биологической обратной связью в положении лежа на спине (ООО Косима).

ЧЭССМ осуществляли с помощью стимулятора физиологического лабораторного типа СЭЛ-2 (ГУАП, СПб, Россия). Катод, диаметром 2,5 см, фиксировали по средней линии позвоночника на уровне 11 и 12 грудных позвонков между остистыми отростками. Аноды накладывались симметрично на коже над гребнем подвздошных костей.

На исследуемых пациентов заполнялась унифицированная персональная регистрационная карта. Для тестирования состояния больных применяли: шкалы Frankel, Эшворта, NIHSS, Скандинавскую, Рэнкин, Ривермид, Гамильтона, индекс Бартель, MMSE и данные опросника оценки качества жизни SF 36. Способность больных к передвижению анализировали при помощи локомоторных тестов, которые состояли из двух частей: вертикальная локомоция с опорой на вспомогательные средства передвижения (фиксировалось время прохождения дистанции 10 м вперед) и тетрапедальное передвижение (фиксировалось время прохождения дистанции 5 м вперед и назад). Анализировалась динамика изменения времени прохождения дистанции после полного тренировочного курса.

Для анализа биоэлектрических изменений мышц ног после тренировочного курса исследовали вызванные моторные ответы (ВМО) прямой мышцы бедра и большеберцовой мышцы голени, которые отводили с помощью восьмиканального электромиографа «Нейро-МВП-8» (фирма «Нейрософт», Россия). ВМО регистрировались при стимуляции спинного мозга одиночными стимулами пороговой силы и обрабатывались с использованием программы «Нейро-МВП.NET».

Статистическая обработка данных производилась с применением пакета стандартных компьютерных программ (Statistika).

Результаты исследований и их обсуждение. Локомоторные тесты показали улучшение двигательных возможностей большинства испытуемых после тренировочных воздействий. Так, у абсолютного большинства пациентов (13 из 16) при вертикальной локомоции наблюдалось снижение времени прохождения дистанции к концу курса стимуляции в сравнении с тестированием до начала курса. Сокращение времени прохождения дистанции имело индивидуальную зависимость и составило в среднем по группе 12,8%. При тетрапедальном перемещении время сократилось у всех тестированных пациентов: в среднем на 18,6% при движении вперед и на 19,9% при движении назад.

По итогам исследования отмечалась положительная динамика в неврологическом статусе (шкалы Frankel, NIHSS, Рэнкин, Ривермид, индекс Бартель) и в эмоциональной сфере пациентов (шкала Гамильтон, SF36), а так же улучшение нейропсихологических показателей (шкала MMSE). Изменения показателей неврологического статуса исследуемых после тренировочного курса ЧЭССМ и механостимуляции с БОС представлены на рисунке.

Рисунок. Изменения показателей неврологического статуса исследуемых после тренировочного курса ЧЭССМ и механостимуляции с БОС

Так, по окончании тренировочного курса улучшение состояния зарегистрировано у 15 больных (92%) с ОНМК (Скандинавская шкала). Полностью независимы в повседневной жизни от окружающих до лечения – 3 человека (18,8%), после лечения – 8 пациентов (50%) (индекс Бартель). Согласно данным опросника SF 36 физический компонент здоровья улучшился у 14 пациентов (87,5%), психологический – у 12 человек (75%). У 10 больных (62,5%) отмечалась положительная динамика в эмоциональной сфере и у 13 человек (81%) – уменьшение когнитивных нарушений (шкала Гамильтон и MMSE).

В основе клинического улучшения состояния пациентов лежат нейрофизиологические компенсаторные механизмы. Так, при исследовании биоэлектрических параметров после тренировочного курса установлено, что порог ВМО прямой мышцы бедра уменьшился в среднем по группе на 12,9%. В переднеберцовой мышце голени порог ВМО уменьшился в среднем по группе на 10,7%. При оценке изменений амплитудных характеристик ВМО после тренировочного курса отмечается их увеличение. Так, средняя амплитуда ВМО увеличилась в среднем по группе на 17,3%. Средняя амплитуда ВМО переднеберцовой мышцы голени увеличилась на 21,6%.

В работе продемонстрировано, что тренировочный курс с правильно подобранным вариантом комбинирования чрескожной электростимуляции спинного мозга с частотами 5 и 30 Гц и механостимуляции мышц ног с биологической обратной связью является эффективным методом в коррекции двигательных нарушений больных. Следует отметить, что большое значение для достижения эффективности предложенного тренировочного курса имеет схема его проведения, которая предусматривает определенный хронологический порядок и сочетание предлагаемых методов и режимов воздействия. Так, использование ЧЭССМ с частотными режимами 5 и 30 Гц на первом этапе тренировки направлено на повышение возбудимости нейронных сетей пояснично-крестцового отдела спинного мозга, активацию спиннокортикальных и нейромышечных связей. Использование навязанных шагательных движений с БОС направлено на повышение метаболизма, активацию мышечных насосов и улучшение кровоснабжения мышц нижних конечностей. Интеграция нейронного входа от нисходящих влияний при использовании БОС и периферической механостимуляции способствует улучшению функций нисходящих трактов кортикоспинальной, вестибулоспинальной, ретикулоспинальной и проприоспинальной систем; усилению нейрональной пластичности и улучшению моторных функций. При этом виртуальная оценка движений приводит к активации двигательных центров и нейронных связей, участвующих в организации двигательных действий. Известно, что виртуальная тренировка, активирует не только супраспинальные связи, но и способствует образованию новых нейронных связей в моторных зонах коры [5]. Cочетанное использование электростимуляции при пороговой силе тока, частоте импульсов 5 и 30 Гц и навязанных шагательных движений c БОС составляет основной этап тренировочного курса и имеет кумулятивный эффект от синергии предложенных методик. Несмотря на небольшую продолжительность коррекционного курса, удалось достичь достоверного увеличения скорости ходьбы и улучшения координации локомоторного акта. Снижение пороговых характеристик и увеличение амплитуды ВМО служат нейрофизиологическим обоснованием этих позитивных изменений двигательного статуса пациентов.

Выводы. Разработанный нами тренировочный курс и режимы ЧЭССМ, в сочетании с механостимуляцией и БОС, приводят к улучшению моторных функций и неврологического статуса больных с нарушениями движений центрального генеза.