Применение биологической обратной связи по электромиограмме в комплексном лечении больных с центральными гемипарезами (обзор литературы)

Центральные гемипарезы остаются одной из наиболее актуальных проблем современной медицины, так как остается высоким процент в структуре заболеваемости, приходящийся на церебральные инсульты [3] и черепно-мозговые травмы [2] – основные причины, вызывающие развитие данных двигательных расстройств.

Несмотря на то, что за последние 10 лет троекратно увеличилось количество методов лечения центральных гемипарезов, наилучшая технология реабилитации все еще не определена ЭМГ [65]. Среди множества стратегий оперативного, медикаментозного лечения, физиотерапии, кинезотерапии одним из перспективных направлений в решении этой проблемы в настоящее время считается биологическая обратная связь (БОС).

БОС – методика, позволяющая с минимальной временной задержкой информировать человека о состоянии его телесных функций, за счет чего возникает возможность их сознательной регуляции. Это направление зародилось в конце

XIX века. У его истоков стояли E. Hering, I. Breuer, E.D. Cyon, C. Ludwig, в России же основоположниками БОС считаются В.М. Бехтерева, М.Н. Ливанов, К.М. Быков, И.Р. Тарханов.

Суть БОС-сеансов заключается в непрерывном мониторинге определенных физиологических показателей (мышечное напряжение, частота пульса, периферическая температура, ритмы головного мозга), регистрируемых специальной аппаратурой и представляемой в визуальной (рисунки, графики) [67] или аудиоформе (музыка, звуки) [42, 43]. Пациент в процессе выполнения предложенного врачом задания (напрячь или расслабить мышцу, замедлить частоту сердцебиения), видя, что желаемый эффект достигается, старается запомнить своё состояние в это время. Путем многократного повторения формируется и закрепляется навык, то есть в центральной нервной системе создается и фиксируется новая стратегия поведения, дающая возможность произвольно корригировать нарушенные физиологические функции. Таким образом, БОС-методика представляет собой «физиологическое зеркало» человека, отражающее его внутренние процессы, оценивая которые, появляется возможность усилить или ослабить данный физиологический показатель, а значит, уровень тонической активации той регуляторной системы, чью активность данный показатель отражает. Эта методика уникальна тем, что в процессе лечения пациент сам принимает активное участие в коррекции своих физиологических функций и двигательных навыков. Кроме того, в ходе БОС-тренинга у больного присутствует высокий уровень мотивации, так как имеется возможность непосредственной оценки достигаемого результата [19]. Поддержание высокого уровня мотивации достигается либо появляющейся при успешном тренинге возможности просмотра красивой иллюстрации на экране монитора, либо констатацией победы в видеокомпьютерном состязании (в случае игрового БОС-тренинга) вплоть до использования материальных поощрений [54]. В других случаях аналогичный результат достигается, наоборот, путем слабого электрического воздействия через накожный электрод, подаваемого в случае снижения у пациента усердия в выполнении поставленной задачи.

Одним из основных направлений применения данной технологии в клинике нервных болезней является лечение двигательных нарушений у больных с постинсультными или посттравматическими гемипарезами, используя электромиографию (ЭМГ). Применение БОС по ЭМГ в реабилитационной практике у больных с центральными гамипарезами началось в 1970-е годы [5, 38]. Эффективность БОС по ЭМГ при лечении больных с последствиями инсульта в настоящее время ни у кого не вызывает сомнения. Это многократно подтверждено как отдельными работами [1, 23, 28, 35, 41, 49, 51, 57], так и данными мета-анализов подобных исследований [45, 55].

Методика БОС-тренировки заключается в коррекции функции мышечных групп, ответственных за двигательный эффект (ведущее звено патологии) [4]. В результате появляется возможность точно и избирательно восстанавливать функцию пораженной или атрофированной мышцы или нерва. БОС-сигналы предъявляются больному на экране монитора либо в виде интерференционной кривой ЭМГ, либо в виде ЭМГ, преобразованной в более удобный для восприятия сигнал - «огибающей ЭМГ», а также возможно отражение характеристик ЭМГ в значениях стрелочных индикаторов, цветных графиков, колонок из светодиодов различного цвета [5]. Кроме того, в качестве сигналов обратной связи могут применяться специально разработанные для этой задачи компьютерные игры.

Показано, что для успешного применения

БОС по ЭМГ необходимо учитывать ряд факторов: подбор оптимальных методик, правильное заземление, применение соответствующих электродов, соблюдение существующих правил проведения БОС-сеансов [73]. Но самое важное условие состоит в том, чтобы лечение проводилось с учетом знания нейрофизиологии [36].

В отношении применения данной методики в клинике постинсультных двигательных расстройств показана эффективность в плане увеличения силы паретичных мышц [64], снижения спастичности мускулатуры [17, 27, 56]. Следующим этапом БОС-реабилитации является восстановление активного диапазона движений в суставах [69] и выработки согласованности в работе мышц-антагонистов [26], поддержание симметричности позы (удержание равновесия при стоянии, сидении) [18, 37, 53, 59], а затем -восстановление целостных двигательных актов, в том числе - походки [15, 24, 29, 33, 52]. В частности, показано, что при применении БОС-тренинга у данных больных увеличивалась длина шага и возрастала скорость ходьбы [47, 58]. Все это способствует расширению диапазона самообслуживания, больные меньше пользуются вспомогательными устройствами при ходьбе [69], у них появляется возможность самостоятельно передвигаться на значительно большие расстояния, что, в конечном итоге, приводит к повышению качества их жизни.

Однако начиная с пионерских исследований в этом направлении и до настоящего времени нет единого мнения по ряду вопросов о применении БОС по ЭМГ в клинике центральных гемипарезов. Во первых - это количество сеансов БОС-тренинга, необходимых для полноценной реабилитации подобных пациентов. Разные авторы приводят различное количество примененных процедур, начиная от сравнительно коротких курсов (5 раз в неделю в течении 3 недель) [9, 14] до многомесячных периодов реабилитации - 2,5 [50] - 4-5 месяцев [70].

Кроме того, некоторые исследователи придерживаются точки зрения, согласно которой в ходе БОС по ЭМГ нужно стремиться увеличивать силу агонистов, а не снижать активность антагонистов [13]. Данные показывают, что тренировку на увеличение силы можно начинать и без предварительных сеансов, направленных на расслабление спастичных антагонистов [48]. Но большинство авторов считает, что необходимо уделять внимание обоим типам тренинга, то есть БОС-лечение начинать с того, чтобы постараться уменьшить гиперфункцию в спастичной мускулатуре, а затем - усиливать функцию слабых мышц [9, 39].

В процессе изучения влияния характеристик пациентов на эффективность БОС-тренировок установлено, что возраст [44, 63], пол, сторона поражения [62], длительность заболевания [25, 44]

или предшествующей реабилитации и число БОС-тренировок не имели существенного влияния на результаты лечения [72]. Отмечается, что в более молодом возрасте тренировки идут несколько легче [5], но существуют сообщения о полученных хороших результатах даже у пациентов в возрасте 82 лет с давностью инсульта 7 лет [46]. Кроме того, БОС по ЭМГ наиболее эффективно, если паретические проявления не грубые, спастичность менее выражена [70] и при раннем начале применения – в течение 3 месяцев после инсульта [31]. При этом нижние конечности поддаются тренировки лучше, чем верхние [72].

Кроме того, установлено, что успешность восстановления после инсульта с помощью ЭМГ-БОС зависит и от когнитивных способностей больного. А в общем, психологические факторы (мотивация и т.д.) были менее значимы, чем биологические [66].

Оценка эффективности проводимого лечения в большинстве работ приводится описательного характера. Но для внесения объективности в данный вопрос необходимо привлечение нейрофизиологических методик [1, 34], а также клинических балльных шкал (Fugl-Meyer) [61].

Традиционно результаты БОС-лечения сравниваются с показателями пациентов, получавших только общепринятую терапию, в частности, ЛФК, физиолечение, медикаментозную терапию [20, 21, 32, 61]. Показана достоверно большая эффективность применения лечения в комплексе с БОС-тренингами (по некоторым данным эффективность возрастает в два раза [21]). В то же время подчеркивается важность использования данной методики в комплексном лечении, так как подобный подход многократно повышает эффективность БОС по ЭМГ по сравнении с применением ее в качестве монотерапии. Кроме того, имеются данные об эффективном сочетании БОС с электростимуляцией мышц паретичных конечностей [22, 25].

Относительно продолжительности сохранения эффектов БОС по ЭМГ показано, что при результатах тренировки, оцениваемых как «успешные» и «умеренные», эффект сохранялся и при контроле, проведенном через 1 год после завершения лечения [71], а по другим наблюдениям – даже до 3 лет [17]. Наряду с этим, некоторые авторы считают необходимым продолжение БОС-процедур и после выписки из стационара – в домашних условиях [16].

Существующий дефицит глубоких теоретических разработок в области ЭМГ-БОС-технологий заметно ограничивает сферу их эффективного применения. Иными словами, расширение спектра БОС-методик возможно лишь на основе смещения акцента исследований на фундаментальные разработки по изучению нейрофизиологических механизмов их эффективности (применительно к различным этиологиче- ским формам сенсомоторной недостаточности). В противном случае возможно появление несоответствия между ожидаемой и реальной эффективностью применения БОС [40].

Эффект БОС неспецифичен [46], т. к. «применяется для решения совершенно различных задач, в различных отраслях медицины, в то же время является и в высокой степени специализированным подходом в пределах конкретной системы регуляции (в нашем случае – двигательной), позволяя проводить целенаправленную тренировку изолированных мышечных групп и даже отдельных порций одной мышцы» [5]. В ходе лечебного процесса с использованием БОС по ЭМГ закладывается физиологический базис клинического улучшения, который далее реализуется в ходе последующих тренировок целостных двигательных актов [5].

Механизмы клинической эффективности БОС (в частности, ЭМГ-БОС) нуждаются в дальнейшем уточнении. С момента возникновения и внедрения БОС-технологий выдвинуто множество гипотез [30, 60, 68], однако единого мнения по данному вопросу до сих пор не существует.

Предполагается, что БОС оказывает свой эффект посредством активизации пластических перестроек в ЦНС (образование новых межнейрональных связей, феномен спраутинга и т.д.) [17]. Выдвигалась теория о том, что улучшение может явиться следствием биомеханических (периферических), а не нервно-мышечных изменений в пораженных конечностях [48]. Очевидным является факт того, что в процессе тренировок в центральной нервной системе больного происходит дестабилизация устойчивого патологического состояния, формирование и фиксация в долговременной памяти новой двигательной программы [6].

Все вышеизложенное активно побуждает к поиску путей повышения эффективности использования БОС, изучению механизмов действия данного вида лечения, а также разработки методов оптимизации применения БОС в рамках конкретных комплексных программ реабилитации больных с центральными гемипарезами.

В Российском научном центре «Восстановительная травматология и ортопедия» имени академика Г.А. Илизарова (РНЦ «ВТО») на протяжении ряда лет успешно применялась методика БОС по ЭМГ при различной ортопедической патологии [8, 10, 11]. В настоящее время на базе отделения нейрохирургии и вертебрологии проходят реабилитацию больные с последствиями церебральных инсультов и тяжелых черепномозговых травм, имеющие в неврологическом статусе спастические гемипарезы. Восстановительное лечение осуществляется с привлечением комплекса реабилитационных мероприятий, включающего медикаментозную терапию, физиолечение, лечебную физкультуру, а также разработанную в РНЦ «ВТО» [12] оперативную технологию направленной стимуляции церебрального кровотока – вазоактивную краниоостеопластику [7]. Реализация данной реабилитационной программы приводит к частичному регрессу последствий перенесенного инсульта или травмы. Естественно, что нейрохирургов и реабилитологов волнует вопрос о совершенствовании и дополнении комплекса методов восстановительного лечения, применяемого при лечении данного контингента больных для максимального повышения эффективности реабилитации. В связи с этим представляется целесообразным введение новой составной части в реабилитационную программу в виде применения технологии биологической обратной связи по ЭМГ. Накопленный собственный опыт применения данного способа лечения, а также ана- лиз соответствующей литературы позволяет надеяться на перспективность применения БОС по ЭМГ при лечении больных с центральными гемипарезами.

В перспективе применения технологии обратной связи представляется необходимым разработать и обосновать собственную оригинальную реабилитационную программу БОС по ЭМГ, максимально адаптированную к комплексному лечению больных с данной патологией, реализуемому на базе РНЦ «ВТО». Кроме того, проанализировав динамику нейрофизиологических показателей пролеченных пациентов, появится возможность сделать новый шаг в понимании механизмов компенсации патологических состояний системы организации и управления движениями в процессе восстановительного лечения.