Результат интеллектуальной деятельности: Способ прогнозирования восстановления двигательных функций верхней конечности у больных после инсульта

Изобретение относится к области медицины, а именно, к неврологии и нейрореабилитации, и может быть использовано, преимущественно, при восстановлении двигательных нарушений, вызванных острой цереброваскулярной патологией (инсультом).

Среди всех цереброваскулярных заболеваний инсульт занимает лидирующую позицию по показателям заболеваемости, смертности и инвалидизации в популяции. Показатель заболеваемости инсультом в Российской Федерации вариабелен и колеблется от 2 до 6 случаев на 1000 населения в год. Ежегодно около 500 тысяч россиян переносят инсульт, при этом среди выживших до 50% пациентов имеют нарушение двигательной функции вследствие сохраняющегося спастического пареза руки или руки и ноги, причем нарушение двигательной функции руки бывает более выраженным. Поэтому многие из перенесших инсульт теряют не только трудоспособность, но и возможность самообслуживания. Все это делает актуальной задачу развития реабилитации таких пациентов, но в связи с ограниченностью ресурсов реабилитационной системы возникает необходимость стратифицировать пациентов в зависимости от реабилитационного потенциала, поэтому прогноз восстановления нарушенных функций важен, чтобы проводить в перовую очередь реабилитацию тем пациентам, у кого прогноз восстановления более высокий. Однако до настоящего времени такие методы прогнозирования результатов реабилитации недостаточно разработаны.

Известен способ прогнозирования восстановления двигательной функции у больных в остром периоде ишемического инсульта в бассейне артерий каротидной системы (Патент РФ № 2508048, МПК А61В 5/055, публ. 2014), включающий проведение МРТ головного мозга в остром периоде инсульта - на 14-15 сутки с определением фракционной анизотропии (FA) и коэффициента фракционной анизотропии (rFA), для оценки изменений состояния проводящих путей корково-спинномозгового пути вне области инфаркта, на уровне основания ножки мозга и заднего бедра внутренней капсулы. Определяют значения FA на стороне инфаркта и интактной стороне в симметричных областях и рассчитывают коэффициент rFA по формуле: rFA=FAsd/FAis, где FAsd - на стороне инфаркта, FAis - на интактной стороне. При rFA ниже 0,7 для уровней основания ножки мозга и заднего бедра внутренней капсулы прогноз двигательного восстановления считают неблагоприятным.

Недостатками этого способа являются:

1. Отсутствие прямой корреляции между имеющимся органическим дефектом головного мозга и степенью нарушения функций, поскольку имеется большое количество нервных проводников, контролирующих двигательную функцию, поэтому возможны ошибки при определении реабилитационного потенциала.

2. Не учитывается роль нейропластического механизма, перестраивающего структуру двигательной системы, вовлекая неповрежденные пути, что может привести к не правильной маршрутизации пациента.

3. Предложенный способ не предусматривает повторное тестирование для оценки эффективности проведенного лечения, поэтому существует сложность в оценке восстановительного потенциала.

Известен способ прогнозирования отсутствия регресса двигательного дефицита у пациентов в позднем восстановительном периоде ишемического инсульта с легким или умеренным центральным гемипарезом (Патент РФ № 2686418, МПК А61В 8/06, публ. 2019). Включающий исследование микроциркуляцию и состояние нервно-мышечного аппарата по показателям: среднее квадратичное отклонение регистрируемых допплеровских сигналов от среднего значения (уровень флакса), индекс флаксмоций, амплитуда низкочастотных колебаний тканевого кровотока, амплитуда моторного ответа в дистальной точке нерва, регистрируемая с мышцы, отводящей большой палец кисти - m. abductor pollicis brevis, при стимуляции срединного нерва (n. medianus) одиночным стимулом, находят значение прогностических коэффициентов. Затем рассчитывают сумму прогностических коэффициентов, делят ее на 20,5 и при полученных значениях 0,81-1,1 включительно прогнозируют отсутствие регресса двигательного дефицита.

Недостатком этого способа являются отсутствие прямой взаимосвязи между состоянием периферического двигательного аппарата (нервы и мышцы конечностей) и функционированием церебральных двигательных структур, поэтому учет изменения моторных ответов периферических мышц и кровотока не достаточно информативно для постановки прогноза восстановления движения.

Наиболее близкий способ прогнозирования восстановления двигательной функции верхней конечности у больных после инсульта, включающий определение показателей двигательных функций верхней конечности (Ю.В. Бушкова, и др. Опыт практического применения оценки предикторов восстановления функции верхней конечности после инсульта. https://pharmateca.ru/ru/archive/article/37233?vsclid=l5c9i1rwfh456329696). Оценивают алгоритм предикторов восстановления функции верхней конечности после инсульта - PREP (Predict Recovery Potential algorithm), который состоит из трех этапов. На первом этапе оценивается мышечная сила верхней конечности: SAFE (Shoulder Abduction Flexor Extension) через 72 часа после дебюта инсульта с использованием 6-балльной Британской шкала оценки мышечной силы (MRCWS), и если сумма баллов >8, то прогноз по восстановлению функции верхней конечности в течение первых 3 месяцев достаточно высокий (1-я реабилитационная группа - РГ). Если сумма баллов <8, то далее с целью оценки функциональной целостности нисходящих моторных путей к поврежденной верхней конечности рекомендуется проведение транскраниальной магнитной стимуляции (ТМС) на 5-7-й день от дебюта заболевания. При наличии вызванных моторных ответов (ВМО) от собственных мышц кисти (первая межкостная тыльная мышца) прогноз на восстановление функции верхней конечности в течение первых 3 месяцев благоприятный (2-я РГ). В случае отсутствия ВМО от собственных мышц кисти рекомендуется на 10-й день от дебюта инсульта проведение диффузионно-взвешенной МРТ для оценки структурной целостности заднего бедра внутренней капсулы (фракционная анизотропия) и рассчитывается индекс асимметрии. Если индекс асимметрии составляет <0,15, то пациент имеет ограниченный потенциал для восстановления утраченных функций (3-я РГ). В случае, когда индекс асимметрии >0,15, то прогноз отрицательный (4-я РГ). В зависимости от прогноза пациент попадает в определенные РГ, различные по целям, задачам и реабилитационному воздействию.

Недостатками этого способа являются:

1. Длительность осуществления способа, предусматривающая проведение трех последовательных этапов исследования с применением различных технических средств.

2. Сложность интерпретации полученных результатов.

3. Предложенный способ не предусматривает повторное тестирование, поэтому точность прогноза снижается, т.к. в остром периоде инсульта показатели меняются с течением времени.

Задачей предлагаемого изобретения является устранение указанных недостатков, повышение точности прогноза, разработка более простого для пациента и врача-исследователя метода прогнозирования за счет применения прямой оценки двигательной функции руки пациента с постинсультным парезом и применения исследования динамики восстановления двигательной функции руки после курса реабилитации, а также снижения финансовых затрат на реабилитацию, поскольку первичный курс реабилитации проводится всем пациентам с инсультом, а вопрос о проведении повторных курсов решается в зависимости от реабилитационного потенциала больного, который и определяется при осуществлении предлагаемого способа.

Для решения поставленной задачи при прогнозировании восстановления двигательной функции верхней конечности у больных после инсульта, включающем определение показателей двигательных функций верхней конечности, предложено пациенту устанавливать датчики системы измерения движений на средней части плеча и на дистальной части предплечья паретичной руки, при этом пациент находится в положении стоя. Измеряют угловую скорость при пронации/супинации дистальной части предплечья опущенной вниз руки, выявляют наибольшее значение. Затем проводят курс реабилитационных мероприятий длительностью 10-12 сеансов и после их завершения повторно проводят указанные измерения. При увеличении значения угловой скорости на 50% и более делают вывод о благоприятном прогнозе восстановления двигательной функции руки.

Предлагаемый способ позволяет улучшить определение прогноза восстановления двигательных функций руки, что является очень значимым фактором для определения тактики дальнейшего лечения. В том случае, если имеется реабилитационный потенциал, пациенту рекомендуется продолжить реабилитацию для восстановления силы мышц, координации движений, крупной и мелкой моторики с использованием специальных и высокотехнологических методик. При отсутствии реабилитационного потенциала работа реабилитолога сводится к обучению пациента использовать сохранившиеся движения для самообслуживания, применяя различные адаптированные устройства - ложки и вилки с утолщенными рукоятками, накладки на кнопки выключателей и пр.

Известно, что в процессе восстановления двигательных функций происходит перестройка двигательной системы: включаются дополнительные зоны коры, активизируются ранее не задействованные проводники, образуются новые синаптические связи. К сожалению, несмотря на высокую информативность нейровизуализации (КТ и МРТ головы), полученные данные указывают только величину и локализацию органического дефекта, но не информируют о протекающих процессах перестройки. В отличие от такого подхода к прогнозированию восстановления двигательной функции мы предлагаем прогнозировать по результатам уже проведенного первичного реабилитационного курса, который в обязательном порядке проводится всем пациентам с инсультом. В результате осуществляется косвенная оценка успешности нейропластических процессов, что, собственно, и определяет возможность восстановления.

Способ осуществляется следующим образом.

Активные движения регистрируют с помощью, например, двух датчиков электромагнитной системы TrakStar (Ascension Technology Corp., США), установленных на дистальной части предплечья, и на плече (частота опроса при регистрации движений составляла 100 Hz). Могут быть использованы другие системы измерения биомеханики движения, например, «MBN-Биомеханика». Пациенту, перенесшему инсульт и имеющему двигательный дефект в виде пареза руки, устанавливают на средней части плеча и на дистальной части предплечья паретичной руки. Оптимальной является установка одного датчика движения в области наружной поверхности середины плеча в области межмышечной борозды между двуглавой и трехглавой мышцами, а второго - на тыльной стороне предплечья поблизости к сочленению лучевой кости и запястья. При пронации/супинации руки, движение второго датчика относительно первого позволяет измерить угловую скорость перемещения в процессе движения (град/мин).

Просят пациента встать, опустить руки вниз вдоль туловища. В качестве двигательного теста пациенту предлагается совершить изолированное движение, пронацию-супинацию в локтевом суставе, соответствующее одной из степеней свободы руки, т.н. кинематический портрет. Пациент должен выполнить движение с максимальной для него амплитудой и удобной скоростью. Измерения проводят однократно или большее количество раз с вычислением среднего значения. При этом пациента просят избегать движений по степеням свободы, не входящих в инструкцию (отведение-приведение и сгибание-разгибание в лучезапястном суставе, сгибание-разгибание в локтевом суставе, сгибание-разгибание, отведение-приведение и вращение относительно продольной оси плеча в плечевом суставе).

Непосредственно после этого приступают к курсу реабилитации двигательных функций руки, проводят от 10 до 12 сеансов восстановительного лечения с использованием реабилитационной техники, например, занятия с использованием экзоскелета кисти, управляемого интерфейсом «мозг-компьютер», основанные на кинестетическом воображении движения.

После окончания курса реабилитации производят повторное измерение угловой скорости пронации-супинации по предлагаемому способу.

Далее определяют изменение показателя угловой скорости после проведенных реабилитационных занятий по формуле ΔV=(V2-V1)/V1×100%, где V1 - величина угловой скорости при изолированном активном движении пронации-супинации до проведения реабилитационных процедур, V2 - величина угловой скорости при изолированном активном движении пронации-супинации после проведения реабилитационных процедур, ΔV - показатель изменения угловой скорости движения пронации-супинации (в %).

При увеличении показателя на 50% и более делается вывод о благоприятном прогнозе восстановления двигательной функции руки, а при значениях показателя менее 50% делается вывод о неблагоприятном прогнозе восстановления двигательной функции руки.

Пример 1

Пациент К., 53 лет поступил на восстановительный курс лечения в ГБУЗ МО МОНИКИ в Неврологическое отделение с диагнозом: Ранний восстановительный период ишемического инсульта от 04.07.2017 в бассейне левой средней мозговой артерии. Правосторонний центральный гемипарез с выраженным нарушением двигательной функции.

При поступлении состояние удовлетворительное. Двигательные функции: объем пассивных движений ограничен в правой кисти и стопе вследствие формирующейся сгибательной контрактуры. Спастический гемипарез справа. Сила мышц рук: D<S, S=5 баллов, D=2 балла проксимально и 1 балл дистально, ног D<S, S=5, D=3 балла. Тонус в конечностях повышен справа. Уровень спастичности в правых конечностях - 2 балла по шкале Ашворта. Гиперкинезы не выявлены. Сухожильные рефлексы: с рук D>S, живые. Коленные D>S, живые. Ахилловы D>S, живые. Симптом Бабинского справа. Мышечная сила в правой руке по MRCSS 2 балла. Индекс Бартел - 70 баллов.

Пациенту проведено исследование биомеханики движений паретичной руки по предлагаемому способу: были размещены два датчика движения, один - в наружной области на середине плеча, а второй - в дистальной области предплечья, а именно на тыльной стороне предплечья поблизости к сочленению лучевой кости и запястья. Измерена угловая скорость изолированного активного движения пронации-супинации, которая составила 48 град/сек.

Пациенту проведено 10 ежедневных сеансов реабилитации с использованием тренажера «Экзокисть-2» (экзоскелет кисти, управляемый интерфейсом «мозг-компьютер), после чего выполнено повторное измерение угловой скорости изолированного активного движения пронации-супинации, которая составила 72 град/сек.

ΔV=(72-48)/48×100%=50%

Полученный показатель свидетельствовал о наличии реабилитационного потенциала, сделан вывод о благоприятном прогнозе восстановления двигательной функции руки.

При обследовании через 3 месяца у пациента отмечено существенное нарастание мышечной силы правой руки до 4 баллов, индекса Бартел до 90%, что подтвердило восстановление нарушенных функций.

Пример 2

Пациентка Л., 68 лет поступила на восстановительный курс лечения в ГБУЗ МО МОНИКИ в Неврологическое отделение с диагнозом: Ишемический инсульт в бассейне правой средней мозговой артерии от марта 2019 г, на фоне гипертонической болезни, атеросклероза сосудов головного мозга. Левосторонний гемипарез с умеренным нарушением функции движения.

При поступлении состояние удовлетворительное. Двигательные функции: Объем активных и пассивных движений не ограничен. Сила мышц рук: D<S, S=3 баллов в руке, D=5, ног D<S, S=4, D=5 балла. Тонус в левых конечностях повышен. Уровень спастичности в левых конечностях - 1 балл по шкале MAS. Гиперкинезы не выявлены. Сухожильные рефлексы: с рук D<S, живые. Коленные D<S, живые. Ахилловы D<S, живые. Патологические рефлексы отсутствуют. Мышечная сила в левой руке по MRCSS 3 балла. Индекс Бартел - 85 баллов.

Пациентке проведено исследование биомеханики движений паретичной руки, при этом, поскольку состояние пациентки позволяло провести измерения несколько раз, она осуществила движения пронации/супинации трижды и для прогноза были использованы средние показатели.

Измерена трижды угловая скорость изолированного активного движения пронации-супинации, до лечения, среднее значение которой составило 65 град/сек.

Далее пациентке проведено 12 ежедневных сеансов реабилитации с использованием тренажера «Экзокисть-2» (экзоскелет кисти, управляемый интерфейсом «мозг-компьютер), после чего выполнено повторное измерение угловой скорости изолированного активного движения пронации-супинации, которая составила 112 град/сек.

По приведенной выше формуле подсчитан показатель увеличения угловой скорости движения пронации-супинации после проведенного курса реабилитации, который составил ΔV=72,3%. Полученный показатель свидетельствовал о высоком реабилитационном потенциале, сделан вывод о благоприятном прогнозе восстановления двигательной функции руки.

При обследовании через 3 месяца у пациента отмечено существенное нарастание мышечной силы правой руки до 5 баллов, индекса Бартел до 95%, что подтвердило восстановление нарушенных функций.

Пример 3

Пациентка С., 42 лет поступила на восстановительный курс лечения в ГБУЗ МО МОНИКИ в Неврологическое отделение с диагнозом: Геморрагический инсульт в левой гемисфере от июля 2020 г. Правосторонний спастический гемипарез с нарушениями двигательной функции с преимущественным вовлечением верхней конечности.

При поступлении: Состояние удовлетворительное. Сила мышц рук: D<S, D=3 балла, S=5, ног D<S, D=4, S=5 балла. Тонус в правых конечностях повышен. Уровень спастичности в правых конечностях - 3 балл по шкале Ашворта. Гиперкинезы не выявлены. Сухожильные рефлексы: с рук D>S, живые. Коленные D>S, живые. Ахилловы D>S, живые. Патологические рефлексы отсутствуют.Индекс Бартел - 80 баллов. Оценка по модифицированной шкале Рэнкина - 3 балла.

Пациентке проведено исследование биомеханики движений паретичной руки, она трижды выполнила движения пронации/супинации, для прогноза были использованы средние показатели.

Измерена трижды угловая скорость изолированного активного движения пронации-супинации, до лечения, среднее значение которой составило 57 град/сек.

Далее пациентке проведено 10 ежедневных сеансов реабилитации с использованием тренажера «Экзокисть-2» (экзоскелет кисти, управляемый интерфейсом «мозг-компьютер), после чего выполнено повторное измерение угловой скорости изолированного активного движения пронации-супинации, которая составила 85 град/сек.

По приведенной выше формуле подсчитан показатель увеличения угловой скорости движения пронации-супинации после проведенного курса реабилитации, который составил ΔV=49%. Полученный показатель свидетельствовал о низком реабилитационном потенциале, сделан вывод о неблагоприятном прогнозе восстановления двигательной функции руки.

При обследовании через 3 месяца, несмотря на проведенное реабилитационное лечение, у пациента отмечено незначительное нарастание мышечной силы правой руки в пределах 3 баллов, индекс Бартел 85%, что подтвердило незначительное восстановление нарушенных двигательных функций руки.

По предлагаемому способу были проведены исследования у 74 пациентов, 35 мужчин в возрасте от 45 до 82 лет, и 39 женщин в возрасте от 49 до 76 лет в остром периоде инсульта. При повторном исследовании после проведенного курса реабилитации у 48 пациентов по результатам тестирования было установлено увеличение показателя угловой скорости пронации/супинации на 50% и более, что указывало на благоприятный прогноз восстановления двигательной функции руки. У 26 пациентов установлено отсутствие увеличения показателя угловой скорости пронации/супинации или увеличение менее чем на 50%, что указывало на неблагоприятный прогноз восстановления двигательной функции руки. При повторном обследовании спустя 3 месяца у 48 пациентов с благоприятным прогнозом было выявлено снижение оценки по модифицированной шкале Рэнкина на 1-2 балла, что привело к достижению ими уровня независимости, и увеличение индекса Бартел до 95-100%, что указывало на увеличение повседневной активности, таким образом правильный прогноз восстановления двигательной активности руки по предлагаемому способу получен в 100% случаев. У 26 пациентов с неблагоприятным прогнозом восстановления при повторном обследовании спустя 3 месяца было выявлено отсутствие динамики или снижение оценки по модифицированной шкале Рэнкина не более чем на 1 балл, отсутствие динамики или увеличение индекса Бартел на 5-10 баллов по сравнению с предыдущим обследованием, что указывало на отсутствие или незначительное восстановление двигательных функций, таким образом и в случае неблагоприятного прогноза по предлагаемому способу его правильность подтверждена в 100% случаев.

Применение предлагаемого способа позволяет объективизировать состояние двигательной функции руки у пациентов с парезом мышц верхней конечности после инсульта, что имеет важное значение для определения реабилитационной маршрутизации.

Способ обеспечивает достоверную оценку имеющихся двигательных нарушений у пациентов после инсульта, что позволит назначить им своевременную и персонализированную восстановительную терапию, и повысить эффективность реабилитационного лечения.

Применение предлагаемого способа снижает степень инвалидизации больных, поскольку позволяет на раннем этапе выявление лиц с высоким реабилитационным потенциалом и благоприятным прогнозом восстановления двигательной функции руки, и целенаправленно проводить с ними реабилитационные мероприятия, в результате этого происходит сокращение сроков лечения, что снижает материальные затраты на восстановительное лечение.