Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ РЕАБИЛИТАЦИИ ПАЦИЕНТОВ ПОСЛЕ ТРАВМ И ПОРАЖЕНИЙ ГРУДНОГО И ПОЯСНИЧНОГО ОТДЕЛОВ ПОЗВОНОЧНИКА

Изобретение относится к медицине, в частности к неврологии, и может быть использовано при реабилитации больных после травм и поражений грудного и поясничного отделов позвоночника.

Известно большое число способов реабилитации пациентов с заболеваниями и последствиями травм позвоночника и спинного мозга с грубыми двигательным нарушениям (параплегиями и глубокими парапарезами). Инвалидизация этого контингента пациентов остается на очень высоком уровне, а прогноз на возвращение к активной повседневной жизни и работе неблагоприятным. Реабилитационные методики направлены не только на восстановление утраченной функций ходьбы, но и на протезирование этой функции. Активная реабилитация направлена на профилактику осложнений, связанных с гиподинамией - поддержанием в функционально сохранном состоянии суставов, профилактику гипотрофий мышц, мышечных контрактур, остеопороза, трофических нарушений, уменьшения емкости вен нижних конечностей, снижения жизненной емкости легких, ударного объема сердца и на повышение толерантности к физическим нагрузкам. Важной составляющей реабилитационного процесса является обеспечение мобильности пациента, его адаптация в обществе, возврат к трудовой деятельности, возможность встать из кресла-коляски и видеть окружающий мир с высоты собственного роста. Поэтому поиск методик, способствующих реализации не только медицинской, но и социальной составляющей реабилитации, направленной на восстановление и/или протезирование функции ходьбы, является крайне актуальным.

Разными авторами предложены методики протезирования функции ходьбы, в том числе в сочетании с различными способами электростимуляции.

Так известен способ лечения заболеваний и последствий повреждений опорно-двигательного аппарата: пациенту, передвигающемуся на костылях, проводится электростимуляции мышц при помощи электродов (RU 2098149, Витензон А.С. и др., 10.12.1997). Электроды накладывают на основную и вспомогательную группы мышц, длительность электростимуляции на первом сеансе составляет 20 мин, а с 5-6 сеанса его продолжительность доводят до 60 мин, затем увеличивают амплитуду напряжения с 30 до 60 В, длительность импульсов с 20 до 200 мкс и частоту следования от 30 до 60 Гц. Электростимуляцию осуществляют путем подачи электрического импульса в фазах естественного возбуждения и ретракции мышц, при этом размер электрода выбирают равным поперечнику стимулируемой мышцы или группы мышц, а сам электрод располагают перпендикулярно ходу мышечных волокон.

Известен способ синхронизированного лечения в предварительно изготовленном и надетом на пациента корсете (ортезе) (RU 2126276, Витензон А.С. и др., 20.02.1999). Пациенту, установленному в жесткий ортез, проводят электростимуляцию мышц при ходьбе за счет установки пары электродов, при этом за счет ортеза осуществляют воздействие - корригирующее, разгружающее, фиксирующее, повышающее опороспособность пораженного отдела опорно-двигательного аппарата путем установки на пациента жесткого ортеза. Электростимуляцию проводят в фазах естественного возбуждения и сокращения мышц, осуществляя синхронизацию электростимуляции мышц с фазами шага при помощи датчиков углов, устанавливаемых в области коленного или тазобедренного суставов. Однако недостаток указанных решений состоит в том, что в данных методиках у пациентов отсутствует физиологическая ходьба и полноценные фазы шага как при хождении на костылях, так и при хождении в ортезе.

Известен способ реабилитации функциональных нарушений опорно-двигательного аппарата (варианты) (RU 2235566, Сахнюк И.Г., 06.08.2002). В данном способе проводят электростимуляцию мышц одновременно с совершением пациентом двигательного акта в фазах естественного возбуждения и сокращения мышц. При этом осуществляют синхронизацию с помощью угловых датчиков электростимуляции мышц с фазами двигательного акта, совершаемого пациентом самостоятельно с использованием велотренажера, либо имитатора ходьбы с эллипсоидной характеристикой движения опорных педалей, либо имитатора ходьбы по лестнице. Используются тренажеры типа «Kettler», «Cosmos», которые укомплектовывают угловыми датчиками и дополнительным приводом. При невозможности самостоятельных движений имитацией двигательного акта служит многократно повторяемое системное движение по траектории, заданной тренажером, которое осуществляют принудительно, с помощью дополнительного привода. Угловые датчики устанавливают на осях вращения элементов тренажера. Для проведения электростимуляции мышц применяют электроды. В начале цикла реабилитации продолжительность сеанса электростимуляции мышц составляет 30-40 минут, а затем продолжительность сеанса электростимуляции мышц доводят до 60-90 минут, при состояниях пациента, не сопровождающихся нарушением нервно-мышечной проводимости, амплитуда стимулирующего импульса составляет 30-80 В, длительность стимулирующих импульсов 20-200 мкс, частота следования стимулирующих импульсов 25-150 Гц, при состояниях пациента, сопровождающихся нарушением нервно-мышечной проводимости, амплитуда стимулирующего импульса составляет 30-80 В, длительность стимулирующих импульсов варьируется от 20-200 мкс, частота следования стимулирующих импульсов составляет 25-150 Гц. Недостатком данного способа является отсутствие полной вертикальной нагрузки веса пациента при занятиях на велотренажере, отсутствие мобильности пациента, отсутствие возможности передвижения в пространстве во время тренировок.

Был предложен способ восстановительного лечения больных с нижним моно- и парапарезом с повреждением периферического нерва (RU 2506970, ФГБУ ''РНЦ ''Восстановительная травматология и ортопедия'' имени академика Г.А. Илизарова'', 20.02.2014), при котором проводят комплексную электростимуляцию одновременно с занятием на роботизированном комплексе Локомат. При этом электростимуляцию частотой 40-60 Гц, амплитудой 30 мА, длительностью воздействия 900 секунд осуществляют с электрода, введенного пункционно в эпидуральное пространство на уровне, соответствующем поражению, или с одного накожного электрода, расположенного в проекции автономной области иннервируемых мышц. Недостатком этого способа является установка электродов эпидурально, необходимость проведения нейрохирургического вмешательства, дополнительный риск воспалительных осложнений, один накожный электрод стимулирует всего одну группу мышц, только в случае повреждения периферического нерва, как следует из примеров, содержащихся в описании изобретения, охраняемого указанным выше патентом.

Наиболее близким является способ реабилитации пациентов после травм и поражений поясничного отдела позвоночника (RU 2614890, РНИМУ им. Н.И. Пирогова Минздрава России, 30.03.2017), при котором проводят накожную функциональную электростимуляцию синхронно с локомоторной терапией на роботизированном комплексе Локомат. Активный и индифферентный электроды пары накладывают накожно на стороне поражения при монопарезе или с обеих сторон при парапарезе перпендикулярно ходу мышечных волокон на большую ягодичную, четырехглавую мышцу бедра, икроножную и заднюю группу мышц бедра, при этом активный электрод пары располагают на брюшке мышцы, а индифферентный электрод - дистальнее места расположения активного электрода. В течение первых 3-4 сеансов к электродам прикладывают однополярные прямоугольные импульсы электрического тока с амплитудой 60-65 мА, длительностью 100-105 мкс и частотой следования 40-45 Гц, при последующих сеансах проводят постепенное увеличение амплитуды до 100-120 мА и длительности до 110-120 мкс. При этом режим ходьбы на комплексе Локомат устанавливают со скоростью 1,5 км/ч с начальной разгрузкой массы тела пациента от 30% с последующим повышением нагрузки.

Недостатком данного способа является расположение комплекса Локомат в одном помещении, по сути - ходьба на месте по беговой дорожке тренажера, пациент постоянно находится в одной комнате, видит перед собой стены этой комнаты и экран монитора с виртуальной картинкой. Отсутствует главный фактор ходьбы, ее конечная цель - реальное перемещение человека в пространстве.

Настоящее изобретение направлено на решение технической проблемы - повышение эффективности восстановительного лечения больных с вялым нижним парапарезом или параплегией, улучшение функционального результата реабилитации с одновременной социализацией пациента, что и является техническим результатом изобретения.

Патентуемый способ восстановительного лечения больных с глубоким вялым нижним моно- или парапарезом включает локомоторную терапию и проводимую синхронно накожную электростимуляцию мышцы, выпрямляющей позвоночник, большой ягодичной, четырехглавой и икроножной мышц нижних конечностей с обеих сторон через активный и индифферентный электроды.

Отличие состоит в следующем. Локомоторную терапию проводят с использованием экзоскелета «Экзоатлет», в процессе которой от начала к концу курса увеличивают длину шага и снижают интервал между шагами, до ходьбы без интервала, при этом время ходьбы устанавливают с 20 минут на первом занятии до 55 минут в конце курса, который составляет 20 занятий.

Начиная со второго занятия проводят функциональную электростимуляцию указанных мышц, поддерживающих вертикальное положение туловища и мышц нижних конечностей в режиме, соответствующем естественному сокращению мышц здорового человека в двигательном акте, причем электроды на мышцу, выпрямляющую позвоночник, накладывают так, что индифферентный электрод пары располагают на мышечном массиве, на 2 см латеральнее остистых отростков позвонков, а активный электрод - латеральнее места расположения индифферентного электрода по задней подмышечной линии.

В течение первых двух сеансов электростимуляцию проводят однополярным низкочастотным импульсным током прямоугольной формы с амплитудой в диапазоне от 100 до 115 мА, длительностью от 105 до 110 мкс и частотой следования от 50 до 60 Гц, а начиная с третьего сеанса - с постепенным увеличением амплитуды до 200 мА и длительности до 125 мкс с уменьшением частоты следования импульсов от 25 до 35 Гц.

Способ может характеризоваться тем, что активный и индифферентный электроды пары накладывают накожно с обеих сторон перпендикулярно ходу мышечных волокон, при этом активный электрод пары располагают на брюшке мышцы, а индифферентный электрод - дистальнее места расположения активного электрода, а на мышце, выпрямляющей позвоночник, индифферентный электрод пары располагают на мышечном массиве на 2 см латеральнее остистых отростков позвонков, а активный электрод - латеральнее места расположения индифферентного электрода по задней подмышечной линии.

В соответствии с изобретением проводилась электростимуляция мышц туловища и свободных мышц нижних конечностей во время локомоторной терапии в экзоскелете «Экзоатлет» (роботизированный комплекс производства фирмы ООО «ЭкзоАтлет», Россия) со следующими характеристиками: короткий шаг на первых занятиях, длинный шаг в конце курса; интервал (задержка) между шагами 1 с на первых занятиях, ходьба без задержки между шагами в конце курса; время ходьбы с 20 минут на первом занятии до 55 минут в конце курса. В течение каждого занятия были двухминутные перерывы, во время которых пациент стоял в экзоскелете, электростимуляция в это время не проводилась (время перерывов во время занятия не включено). Курс 20 занятий в экзоскелете. Со второго занятия проводилась функциональная электростимуляция мышц нижних конечностей и мышц, поддерживающих вертикальное положение туловища, посредством программно-управляемых низкочастотных импульсов тока, подающихся в точном соответствии с естественным сокращением мышц здорового человека в двигательном акте. Электроды, активный и индифферентный, накладывали накожно на следующие группы мышц с обеих сторон: большую ягодичную, четырехглавую мышцу, икроножную мышцу и мышцу, выпрямляющую позвоночник, с целью увеличения эффективности поддержания вертикального положения туловища и повышения опороспособности нижних конечностей. Для всех мышечных групп активный электрод располагали на брюшко мышцы, индифферентный электрод дистальнее. При электростимуляции мышцы, выпрямляющей позвоночник, индифферентный электрод располагали на массив мышцы на 2 см латеральнее остистых отростков позвонков, а активный электрод - латеральнее места расположения индифферентного электрода по задней подмышечной линии. Расстояние между электродами зависело от размера мышечной группы и составляло от 12 см для большой ягодичной мышцы, до 3 см для икроножной мышцы. Размер электродов для стимуляции каждой из перечисленных мышечных групп зависел от размера мышцы: для электростимуляции мышц, выпрямляющих позвоночник, использовали электроды размером 17×4 см, для ягодичных и четырехглавых мышц - 13,5×4 см, для икроножных мышц - 9×4 см. Располагали электроды перпендикулярно ходу мышечных волокон.

В течение первых двух сеансов электростимуляция проводилась однополярным низкочастотным импульсным током прямоугольной формы с амплитудой 100-115 мА длительностью 105-110 мкс и частотой следования 50-60 Гц. Начиная с третьего сеанса проводили постепенное увеличение амплитуды электрического сигнала до 200 мА, длительности до 115-125 мкс и уменьшения частоты следования импульсов до 25-35 Гц с целью повышения функциональных свойств ослабленных мышц. Первый сеанс начинали с 20 мин, затем с 3-4-го сеансов продолжительность процедуры увеличивали до 50-55 мин, в соответствии с увеличением проходимого пациентом расстояния. Стимулирующий ток подавался на мышцы в фазах естественного возбуждения и сокращения в резонансе с движениями пациента. Определение фаз стимуляции мышц осуществляли с помощью углового датчика синхронизации, укрепленного в области коленного сустава. Несмотря на большую амплитуду и длительность стимуляции пациенты при ходьбе сравнительно мало утомлялись, так как дополнительное сокращение мышц облегчает выполнение локомоторных движений. Об этом свидетельствуют специальные исследования сердечно-сосудистой системы (пульса, артериального давления, ЭКГ), которые проводились до и после курса процедур.

Способ позволяет повысить эффективность восстановительного лечения больных с вялым нижним моно- или парапарезом, улучшить функциональный результат, обеспечить адекватную опороспособность нижних конечностей, оптимизировать функциональные свойства ослабленных мышц, увеличить мышечную массу паретичных мышц, при проведении тренировок пациент перемещается в пространстве, не привязан к кабинету, в котором установлено оборудование, что улучшает психологическое состояние. Локомоторные тренировки в экзоскелете в сочетании с сеансами функциональной электростимуляции обеспечивают не только улучшение нарушенной функции ходьбы, но и протезирование этой функции, мобильность пациента, возможность возвращения в социальную среду.

Устройство Экзоатлет доступно и выпускается промышленностью (www.exoatlet.ru). «Применение экзоскелета «Экзоатлет» в клинической нейрореабилитации», НМХЦ им. Н.И. Пирогова, 2016.

Клинический пример 1. Мужчина 29 лет, с травматической болезнью спинного мозга, последствиями компрессионно-взрывного перелома L1 позвонка, ушиба конуса и эпиконуса спинного мозга. Глубокий вялый парапарез до плегии в стопах. Нарушение функции тазовых органов. Травма трехлетней давности. В день травмы выполнена операция - транспедикулярная фиксация на уровне Th12-L2, замещение разрушенного тела L1 позвонка имплантом. Ежегодно проходил восстановительное лечение с незначительным положительным эффектом - в течение первого года после травмы - увеличение силы в проксимальных отделах нижних конечностей на 1 балл. При поступлении: нижний вялый парапарез, справа: отведение/приведение бедра 0/3,5 балла, сгибание/разгибание голени 3/3; слева: отведение/приведение бедра 0/5 баллов, сгибание/разгибание голени 2/3 балла, в стопах 0 баллов. Контрактур нет. Гипотрофия мышц нижних конечностей. Анестезия по проводниковому типу с L1 сегмента. Мочеиспускание по типу спинального автоматизма. Стул самостоятельный, со склонностью к запорам. Передвигается в кресле-коляске, до 15 метров может пройти с помощью ходунков. Проведен курс восстановительного лечения с использованием экзоскелета «Экзоатлет» с одновременной функциональной электростимуляцией мышц (20 занятий в экзоскелете и 19 электростимуляций). Локомоторные тренировки с использованием экзоскелета «Экзоатлет» проводились с параметрами, приведенными в Табл. 1. Одновременно с локомоторной терапией с использованием экзоскелета «Экзоатлет» со второго занятия проводили функциональную электростимуляцию следующих мышц на обеих нижних конечностях - четырехглавые мышцы, икроножные мышцы, большие ягодичные мышцы и мышцы, выпрямляющие позвоночник с обеих сторон. На всех мышцах активный электрод располагали проксимальнее - на уровень брюшка мышц, индифферентный - дистальнее. Для электростимуляции мышц, выпрямляющих позвоночник, использовали электроды размером 17×4 см, для ягодичных и четырехглавых мышц - 13,5×4 см, для икроножных мышц - 9×4 см. Располагали электроды перпендикулярно ходу мышечных волокон. Расстояние между активным и индифферентным электродами зависели от размеров мышц, от 3 см для икроножных мышц, до 12 см - для больших ягодичных. Характеристики электростимуляции приведены в табл. 2. В результате проведенного курса достигнуто увеличение объема мышц голеней и бедер +1 см на каждой ноге (окружность измерялась в средней трети бедра и в средней трети голени), увеличение силы мышц: справа отведение/приведение бедра 0/4,5 балла, сгибание/разгибание голени 3/3,5 балла. Слева: отведение/приведение бедра 0/5 баллов, сгибание/разгибание голени 3/3, увеличение проходимого расстояния с дополнительной опорой до 50 метров. Увеличение силы мышц кистей при динамометрии кистевым динамометром с - правая/левая кисть 42/40 даН, до - правая/левая кисть 46/44 даН. При оценке выносливости мышц спины: из исходного положения лежа на животе. Нижняя часть туловища расположена на кушетке, верхняя до гребней подвздошных костей приподнята и находится на весу, руки на поясе, ноги фиксированы ассистентом. Время удержания туловища 2 мин 14 с - до начала занятий; 2 мин 59 с - в день выписки. За время реабилитации отмечено снижение показателей уровня ситуативной и личностной тревожности (48 и 39 баллов против 20 и 24, соответственно, по опроснику Ч.Д. Спилберга - Ю.Л. Ханина; повышение параметров оценки самочувствия, активности и настроения (64, 60, 69 против 58, 57, 70 баллов соответственно по опроснику САН).

Клинический пример 2. Мужчина, 34 лет, с травматической болезнью спинного мозга в позднем периоде (травма пятнадцать лет назад). Последствия осложненного компрессионного переломовывиха тела L1 позвонка, компрессионного перелома тела L3 позвонка, ушиба и сдавления спинного мозга и корешков конского хвоста. Глубокий вялый парапарез, до плегии в стопах. Нарушение функции тазовых органов. Через месяц после травмы оперирован, выполнена декомпрессивная ламинэктомия L1-L3, задний спондилодез с фиксацией металлоконструкцией за остистые отростки. Через год реоперирован - металлоконструкция удалена. Проводимые ранее курсы восстановительного лечения с положительным эффектом - снизился уровень чувствительных расстройств. Стал чувствовать позывы к мочеиспусканию, частично удерживать мочу, мочиться произвольно, с натуживанием. Стул произвольно, склонность к запорам. Регресса двигательных нарушений не было. При поступлении - нижний вялый парапарез проксимально до 3-х баллов слева, до 2-х баллов справа, в стопах плегия. Контрактур нет. Гипотрофия мышц нижних конечностей. Болевая гипестезия с уровня колен с двух сторон. Передвигается с опорой на костыли с опорой под локоть, на большие расстояния передвигается в кресле-коляске. Проведен курс локомоторной терапии в экзоскелете «Экзоатлет» с одновременной функциональной электростимуляцией мышц (20 занятий в экзоскелете и 19 сеансов электростимуляции). Локомоторная терапия в экзоскелете «Экзоатлет» проводилась с режимами, приведенными в Табл. 3. Одновременно с локомоторной терапией в экзоскелете «Экзоатлет» со второго занятия проводили функциональную электростимуляцию следующих мышц на обеих нижних конечностях: четырехглавые мышцы, икроножные мышцы, большие ягодичные мышцы и мышцы, выпрямляющие позвоночник с обеих сторон. Принцип расположения электродов такой же, как в предыдущем примере. Параметры электростимуляции приведены в Табл. 4. В результате проведенного курса достигнуто увеличение силы мышц в проксимальных отделах нижних конечностей до 3,5-4 баллов, увеличение объема бедер +1 см (окружность измерялась в средней трети бедра) увеличение скорости передвижения, стал более свободно ходить с использованием костылей с опорой под локоть, стал меньше пользоваться креслом-коляской, 5-7 метров стал проходить без опоры. При оценке выносливости мышц спины: из исходного положения лежа на животе. Нижняя часть туловища расположена на кушетке, верхняя до гребней подвздошных костей приподнята и находится на весу, руки на поясе, ноги фиксированы ассистентом. Время удержания туловища 1 мин 53 с - до начала занятий; 2 мин 46 с - в день выписки. За время реабилитации отмечено снижение показателей уровня ситуативной и личностной тревожности (36 и 37 баллов против 23 и 28, соответственно, по опроснику Ч.Д. Спилберга - Ю.Л. Ханина; повышение параметров оценки самочувствия, активности и настроения (57, 63, 66 против 54, 47, 62 баллов соответственно по опроснику САН).