Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ОЦЕНКИ ЭФФЕКТИВНОСТИ ДВИГАТЕЛЬНОГО ВОССТАНОВЛЕНИЯ БОЛЬНЫХ, ПЕРЕНЕСШИХ ИНСУЛЬТ

Изобретение относится к медицине и может быть использовано для исследования нейрофизиологических механизмов восстановления двигательных функций у больных, перенесших инсульт, в том числе в острый период, что при динамическом исследовании может применяться для оценки эффективности проводимых реабилитационных мероприятий.

Известен способ локализации очагов мозговой активности методом транскраниальной магнитной стимуляции (G Pennisi, G Rapisarda, R Bella, V Calabrese, et al. Absence of response to early transcranial magnetic stimulation in ischemic stroke patients: prognostic value for hand motor recovery. Stroke. 1999 Dec; 30(12): 2666-70). Однако, учитывая его недостаточное пространственное разрешение и дискомфорт при проведении исследования у больных, его использование, особенно при динамическом исследовании, значительно ограничено.

Наиболее близким к изобретению является способ оценки двигательного восстановления больных, перенесших инсульт, путем выполнения пассивных движений конечностью с нарушенной двигательной функцией во время проведения функционального нейровизуалиционного исследования и выявления зон мозговой активности (G Nelles, G Spiekermann, M Jueptner, et al. Reorganization of Sensory and Motor Systems in Hemiplegic Stroke Patients. A Positron Emission Tomography Study. Stroke. 1999; 30: 1510-1516). Выполнение пассивных движений обеспечивалось специальным механическим устройством, которое сгибало и разгибало паретичную руку в локтевом суставе. Данный двигательный паттерн использовался для изучения двигательного восстановления больных в остром периоде инсульта на фоне проведения позитронно-эмиссионной компьютерной томографии (ПЭТ) - исследования с внутривенным введением радиоактивной метки - [¹⁵O]H₂O, отслеживающей активизацию мозгового кровотока. Выполнение именно пассивных движений, не требующих участия больного, особенно важно для обследования пациентов с выраженным двигательным дефицитом в остром периоде инсульта, при невозможности правильного выполнения активных мышечных сокращений, а также при отсутствии достаточного контакта с пациентами и их неадекватности. Пассивные движения обеспечивают сенсорную стимуляцию соответствующих зон коры головного мозга, что ведет к локальному усилению кровотока в них. Усиление мозгового кровотока отражается в данных ПЭТ. Данные, полученные от пациентов, сравнивались с результатами исследования здоровых людей, у которых при пассивных движениях правой рукой выявлялась зона активации в контрлатеральной сенсомоторной коре (здесь отмечался максимум активации), добавочной двигательной зоне, поясной извилине. У пациентов, перенесших инсульт, максимальная зона активации отмечалась в нижней париетальной коре с двух сторон, а также в контрлатеральной сенсомоторной, ипсилатеральных префронтальной, премоторной зонах и поясной извилине. Визуализация зон активации при выполнении пассивных движений пациентами, имеющими выраженный двигательный дефицит, позволяет отметить, за счет каких участков происходит восстановление (или компенсация) двигательных функций. Это может представлять большой научный и практический интерес, так как разные размеры, локализация очага повреждения мозга, исходное состояние нейродинамики обеспечивают различную картину мозговой активности у разных больных при предъявлении им одного и того же двигательного паттерна, и, возможно, обуславливают различные механизмы нейропластичности. Динамическое исследование по данному способу выявляет изменения, которые отражают компенсаторные сдвиги мозговой активности, обеспечивающие двигательное восстановление в более поздний период на фоне тех или иных реабилитационных мероприятий, помогая в оценке их эффективности.

Описанный двигательный паттерн, предъявляемый во время функционального исследования, можно использовать у больных в любой период инсульта, что имеет огромное значение, поскольку позволяет исследовать пациентов с параличами и глубокими парезами.

Однако в данном способе афферентный поток не имеет достаточной интенсивности, поскольку обеспечивается только проприоцептивной стимуляцией пассивного движения. Кроме того, сама методика ПЭТ не не достаточно визуализирует вещество мозга и зону его некроза. Важным является также то, что используемый метод выявляет очаги активации по повышению скорости мозгового кровотока. Вместе с тем, значительная доля ишемических инсультов обусловлена окклюзией сосуда. Поэтому не известно, получат ли визуализацию истинных очагов мозговой активности при недостаточном коллатеральном кровотоке. Следует отметить, что, учитывая использование при ПЭТ радиоактивной метки и дороговизну исследования, а также низкую обеспеченность лечебных учреждений необходимым оборудованием, динамическое использование этого метода в рутинной практике ограничено.

Ограничивает использование описанного способа обеспечения двигательного паттерна сложность в разработке и создании устройств, обеспечивающих пассивных движения в конечностях в нужном для исследователя объеме, заданной частоты и суставе.

Технический результат изобретения - повышение качества оценки двигательного восстановления больных, перенесших инсульт, в различные сроки путем обеспечения выполнения пассивных движений методом нервно-мышечной электростимуляции.

Вместо пассивного движения во время нейровизуализационного исследования в качестве экспериментального (двигательного) паттерна больным проводится нервно-мышечная электростимуляция (НЭС) паретичных мышц такой силы, чтобы вызвать пассивное движение, объем которого близок к максимальному и не вызывает дискомфорта у больного.

Преимуществом использования этого двигательного паттерна является более высокая интенсивность афферентного потока. Так, проприоцептивня стимуляция в данном случае выше, поскольку НЭС вызывает сокращение всех стимулируемых мышечных волокон. Кроме того, усиление афферентного потока при НЭС обеспечивается раздражением током экстерорецепторов. Афферентный поток большей интенсивности позволяет более точно оценить нейродинамические процессы, что особенно важно в остром периоде инсульта, когда зачастую имеется временное торможение некоторых зон коры головного мозга.

Данный способ позволяет проводить стимуляцию любых мышечных групп, для чего необходимо лишь правильно наложить электроды на соответствующие двигательные точки. Это особенно важно, т.к. НЭС обеспечивает возможность изучения мозговой активности при сокращении различных групп мышц у одного и того же больного, зачастую имеющего различную тяжесть пареза в разных участках тела. Исследование восстановления различных двигательных сегментов не требует построения нового механического прибора для обеспечения пассивного движения.

Стимуляция различных мышечных групп, расположенных на достаточном расстоянии друг от друга, ведет к активации различных участков мозговой коры, причем разного размера. Предлагаемый способ позволяет проводить динамическое исследование смещения зон мозговой активности относительно друг друга и инфаркта, а также изменение их размеров. Последующее сопоставление полученных данных с динамикой двигательного восстановления может служить для разработки прогностических критериев и использоваться для оценки эффективности реабилитационных мероприятий. Происходящая в ранний восстановительный период активация здорового полушария при выполнении двигательной нагрузки паретичной конечностью является компенсацией недостаточной активности поврежденного полушария. В дальнейшем, по мере восстановления, происходит смещение основной зоны активности в поврежденное полушарие, т.е. ее размер в поврежденном полушарии больше, чем в здоровом.

Методика НЭС позволяет задавать как ритм, так и амплитуду стимула, т.е. контролировать интенсивность потока. Т.к. промежуток времени подачи функциональной нагрузки должен быть коротким из-за особенностей нейровизуализационной методики, то сенсорный поток, активизирующий кору мозга, должен быть достаточной интенсивности, хорошо переносится больным и быть безопасным. Поэтому в данном способе использована сила тока, вызывающая объем движения, близкий к максимальному, с частотой движений 10-12 в мин, при этом время подачи стимула 1.5-2 сек, а пауза 3.5-4 сек.

В предложенном способе в качестве метода визуализации зон мозговой активности используется функциональная магнитно-резонансная томография (фМРТ). Последняя выявляет очаги мозговой активности при выполнении определенной функциональной нагрузки путем отслеживания уменьшения уровня деоксигемоглобина в соответствующих областях головного мозга. Преимущества данного метода - отсутствие необходимости введения радиоактивного вещества, возможность сопоставления с данными стандартного МРТ-исследования, диффузионно- и перфузионно-взвешенным МРТ исследованием, а также с данными МР-ангиографии, что позволяет правильно интерпретировать результаты исследования.

Оценка двигательного восстановления больного проводится путем анализа локализации и размеров выявленных зон мозговой активности. Выявление в ранний и поздний восстановительный период зон мозговой активности только в поврежденном полушарии головного мозга свидетельствует о благоприятном течении восстановительного процесса у больного, обнаружение зон мозговой активности у больного в поздний восстановительный период только в здоровом полушарии или одновременно в поврежденном полушарии, но меньшего размера, свидетельствует о неблагоприятном прогнозе двигательного восстановления, в связи с чем пересматривают ход реабилитационного лечения.

Представленный способ обеспечения двигательного паттерна во время функционального нейровизуализационного лечения обеспечивает стандартизацию обеспечиваемого афферентного потока, позволяя сравнивать результаты исследования больных как в динамике, так и между собой.

Пример реализации способа.

Обследовано 12 больных, перенесших ишемический инсульт в различные сроки, и 8 лиц возрастной нормы. Средний возраст обследуемых составил 67.5±5.8 лет. Все больные оценивались по стандартизованным международным шкалам: оценка неврологического дефицита производилась по European Stroke Scale (ESS) и National Institute of Health Stroke Scale (NIHSS), навыков самообслуживания по Barthel Index (BI), двигательного дефицита по Fugl-Meyer Scale, которая позволяла оценить отдельно функцию мышц плеча, предплечья, кисти.

Всем больным проводилось фМРТ-исследование в ранний и поздний восстановительный периоды (в первые 2 суток инсульта и через 3 и более месяцев). Здоровым фМРТ проводилась однократно. Во время исследования в качестве двигательного паттерна использовались пассивные движения, вызываемые НЭС. Сокращение мышц исследуемой конечности проводилось с частотой 10-12 движений в минуту, импульс тока подают в течение 1,5-2,0 секунды с паузами между ними 3.5-4 секунды. Стимулировались разгибатели кисти и пальцев руки с нарушенной двигательной функцией, при этом объем разгибания был близок к максимальному.

Проводился анализ объема очага активации и его локализации с последующим сопоставлением с тяжестью неврологического дефицита на момент исследования, выражаемого в баллах.

Результаты.

У здоровых лиц фМРТ выявила зоны активации в полушарии, противоположном стимулируемой руке. На ранних сроках (первая неделя после развития инсульта) у 7 больных происходила активация обоих полушарий, у остальных 5 - только контрлатерального полушария, как и у здоровых.

В более поздние сроки (через 3 месяца) у 3 больных сохранялась активация здорового, ипсилатерального паретичной конечности полушария. При этом динамика восстановления у них двигательных функций была менее выражена, чем в группе больных с локализацией очагов только в поврежденном полушарии (р<0.01). Те пациенты, которые первоначально имели очаги активации в обоих полушариях, но затем активация сохранялась только в поврежденном, имели динамику восстановления двигательных функций, аналогичную больным с активацией только поврежденного полушария.

Проведение НЭС во время фМРТ обеспечивало однотипность проводимого исследования, стандартизацию предъявляемого афферентного потока при динамическом исследовании. Использование фМРТ позволяло сопоставлять очаги активации с результатами применения других МРТ методик с визуализацией состояния вещества мозга и его кровоснабжения.

Таким образом, оценка двигательного восстановления больных, перенесших инсульт, путем выполнения у больного пассивных движений конечностей с нарушенной двигательной функцией, обеспечиваемая нервно-мышечной электростимуляцией во время проведения функционального нейровизуалиционного исследования, выявила зоны мозговой активности. Их локализация и размеры коррелировали с тяжестью неврологического дефицита, что позволило использовать описанный способ для прогнозирования и разработки тактики реабилитационных мероприятий.