Центральный гемипарез является причиной грубого снижения мобильности у пациентов с инсультом, черепно-мозговой травмой, опухолями головного мозга и другими заболеваниями. Снижение мобильности обусловлено как собственно парезом, так и нарушениями биомеханики ходьбы, которые нередко значительно ограничивают возможность передвижения даже у пациентов с относительно сохранной мышечной силой [1]. Последнему обстоятельству до недавнего времени в нейрореабилитационной практике уделялось явно недостаточное внимание. Своевременное выявление и коррекция нарушений биомеханики ходьбы целиком зависели от опыта и субъективных воззрений кинезитерапевта. Объективные же методы анализа биомеханики ходьбы ввиду дороговизны и больших временных затрат оставались уделом научных исследований.

История исследования биомеханики ходьбы насчитывает не одно столетие. Первым в истории методом анализа биомеханики ходьбы стала подометрия, упоминание о которой относится к 1881 г. [2]. Суть подометрии заключается в регистрации времени контакта подошв ног с поверхностью пола [3]. Дополнением к подометрии может служить регистрация давления под стопой. Как правило, с этой целью используют стельки с тензодатчиками, которые вкладывают в обувь. Помимо временных характеристик ходьбы такие системы позволяют получить информацию о распределении нагрузки на стопу в различные фазы цикла шага [4]. Для оценки пространственных характеристик цикла шага (длина, ширина и др.) была создана ихнометрия. Ее простейший вариант — ходьба по бумажной дорожке в обуви, подошвы которой покрыты краской. На бумаге остаются следы, что позволяет с помощью сантиметра измерить пространственные характеристики шага. В настоящее время используются электронные варианты ихнометрии [5].

Перечисленные методики не позволяют получить информацию о кинематике работы суставов нижних конечностей, а также не дают возможности вычислить их гониограммы (график угол—время) движений. Самым простым способом получения гониограммы является использование датчиков угла, прикрепленных к соответствующим сегментам нижней конечности. Такие приборы являются дешевыми, однако весьма громоздкими и неудобными. В результате в настоящее время они используются крайне редко.

Наиболее удобным для испытуемого и в то же время информативным методом является видеорегистрация биомеханики движений. На нижних конечностях и тазе закрепляют небольшие маркеры, как правило, в виде светоотражающих шариков. В помещении располагают несколько видеокамер (до 8—12 и более камер в наиболее совершенных системах), которые с различных сторон регистрируют движения испытуемого. С помощью последующей компьютерной обработки возможно вычислить временные и пространственные характеристики шага, а также построить гониограммы тазобедренного, коленного и голеностопного суставов. Основными недостатками видеоанализа биомеханики ходьбы являются крайняя дороговизна систем, необходимость выделения под установку большого помещения и длительность анализа получаемых данных [6]. По этой причине в рутинной клинической практике используются более компактные системы, такие как ультразвуковые и гироскопические.

В нашем центре в течение многих лет применяется система классического видеоанализа ходьбы, однако ввиду описанных выше препятствий данная методика не стала обычной для клинической работы. Мы также имеем опыт работы с системой регистрации давления стопы «Диаслед» и с ихнометрической платформой «Balance Master». В течение последнего полугода нам стала доступна система «ТРАСТ-М» («Неврокор», Россия), которая ввиду компактности и выгодного соотношения затрат времени и качества получаемой информации представляется перспективной для клинического применения в нейрореабилитации. Собственный опыт позволяет нам выделить достоинства и недостатки различных систем анализа ходьбы и определить их место в нейрореабилитационной практике.

Цель исследования — оценить эффективность различных систем анализа биомеханики ходьбы в ранней реабилитации больных с центральным гемипарезом.

Было обследовано 30 больных (26 мужчин, 4 женщины в возрасте 55,2±15,2 года) с центральным гемипарезом, способных к самостоятельной ходьбе на 10 м и более. Выраженность пареза варьировала от 2 до 4,5 балла (в среднем 3,7±0,9 балла), индекс спастичности Ашфорт составил 1,1±1,2 балла. 4 пациента перенесли черепно-мозговую травму, остальные — инсульт по ишемическому (n=21) или геморрагическому (n=5) типу. Срок инсульта/травмы варьировал от 2 нед до 6 мес. Индекс Ривермид составил 11,8±2,9 балла.

Пациентам проводился анализ биомеханики ходьбы с использованием следующих систем:

— система видеоанализа движений «Raptor-12» («MotionAnalysis», США);

— гироскопическая система «ТРАСТ-М» («Неврокор», Россия);

— платформа «Balance Master» («NeuroCom», США);

— система регистрации давления стопы «Диаслед» («Диасервис», Россия).

Система видеоанализа движений «Raptor-12» («MotionAnalysis», США) включает 12 видеокамер, которые в специальном порядке располагают в помещении. На крестце, бедрах, голенях и стопах испытуемого располагают маркеры в виде светоотражающих стикеров. Все камеры подключают к персональному компьютеру, на котором происходит обработка поступающей информации в режиме реального времени (рис. 1).

Установка «ТРАСТ-М» включает 7 датчиков размерами 64×39×19 мм и массой около 60 г, оснащенных гироскопом (ориентация в пространстве), магнитометром (ориентация в магнитном поле Земли) и акселерометром (измерение ускорений). Датчики закрепляют на крестце, бедрах, голенях и стопах пациента (рис. 2).

Основным назначением платформы «Balance Master» является тренировка равновесия, однако она может использоваться и с целью ихнометрии. Пациент идет по короткой (1,5 м) тензометрической платформе. В результате возможно измерить длину и базу шага, скорость ходьбы (рис. 3).

Система «Диаслед» включает стельки с тензодатчиками, которые подбирают по размеру обуви пациента. На крестце крепят блок сбора информации (соединен со стельками проводами), который передает ее на персональный компьютер через Bluetooth-интерфейс. В результате обработки данных составляется карта давления различных участков стоп в разные фазы шага (рис. 4).

При исследовании биомеханики ходьбы с помощью системы видеоанализа ходьбы и системы «ТРАСТ» были выявлены следующие параметры, влияющие на мобильность пациентов (коррелирующие с индексом Ривермид):

— амплитуды движений (в градусах) в тазобедренном и коленном суставах на здоровой и паретичной сторонах;

— показатели, характеризующие асимметрию цикла шага, из которых наиболее удобным в вычислении является время начала второй двойной опоры (НВДО).

При ROC-анализе были выявлены следующие неблагоприятные значения биомеханических показателей, являющиеся предикторами снижения индекса мобильности Ривермид менее 13 баллов:

— амплитуда движений в тазобедренном суставе на паретичной стороне менее 32° (чувствительность 75%, специфичность 86%, площадь под кривой 0,82);

— амплитуда движений в тазобедренном суставе на здоровой стороне менее 36° (чувствительность 68%, специфичность 73%, площадь под кривой 0,88);

— амплитуда движений в коленном суставе на паретичной стороне менее 44° (чувствительность 63%, специфичность 79%, площадь под кривой 0,7);

— амплитуда движений в коленном суставе на здоровой стороне менее 56° (чувствительность 63%, специфичность 72%, площадь под кривой 0,72);

— разница в НВДО в цикле паретичной и здоровой ноги, превосходящая по абсолютному значению 6% (чувствительность 57%, специфичность 69%, площадь под кривой 0,63).

Интересно, что перечисленные показатели лишь слабо (r<0,5) коррелировали со степенью гемипареза и спастичности, исходя из чего возможно сделать вывод об их самостоятельном клиническом значении. Таким образом, получаемая посредством анализа движений функциональная информация существенно отличается от клинической, при этом оба вида информации друг друга не дублируют.

При визуальном анализе гониограмм было возможным выявить различные патологические феномены, такие как, например, внутренняя блокада тазобедренного сустава (при спастичности мышц бедра) или пассивное замыкание коленного сустава (может быть следствием слабости четырехглавой мышцы бедра). Большое разнообразие выявляемых двигательных феноменов делают затруднительной классификацию нарушений ходьбы. Фактически каждый пациент имеет уникальный стереотип ходьбы, что диктует необходимость дифференцированной реабилитации.

В отличие от исследования на системе «ТРАСТ», при видеоанализе выявлялись не только временные, но и пространственные характеристики цикла шага. Впрочем, пространственные характеристики находились в строгой корреляции с временными. В остальном две системы анализа ходьбы позволяли выявить аналогичные изменения биомеханики и как следствие, имели сходное диагностическое значение. При этом следует отметить, что обработка данных, полученных с помощью системы «ТРАСТ», занимала около 15 мин, в то время как на получение результатов видеоанализа уходило не менее 2 ч. Таким образом, для применения в рутинной клинической практике более удобной оказалась система «ТРАСТ». В то же время следует учитывать, что она не подходит для использования в спортивной медицине ввиду накопления помех при быстрых (бег и пр.) движениях испытуемого. Видеоанализ также остается золотым стандартом исследования биомеханики в научной практике.

Исходя из данных, полученных в ходе видеоанализа ходьбы или исследования на системе «ТРАСТ», разрабатывалась индивидуальная программа реабилитации ходьбы. Возможно выделить несколько наиболее часто встречавшихся отклонений и путей их коррекции:

— при значимой асимметрии шага по параметру НВДО (см. выше) было обязательным включение в программу реабилитации циклических тренажеров;

— при значимом (см. выше) снижении амплитудных показателей проводилась функциональная электростимуляция соответствующих мышц в ходьбе;

— в зависимости от выявляемых на гониограммах феноменов корректировалась структура занятий лечебной гимнастикой (например, тренировка четырехглавой мышцы бедра при пассивном замыкании коленного сустава);

— проводилась динамическая проприокоррекция ходьбы в костюмах «Гравистат» и «Викинг» с подбором натяжения тяг под контролем системы «ТРАСТ».

Платформа «Balance Master» оказалась неудобной в практическом применении. Ввиду короткой длины (1,5 м) пациент не успевал «вработаться» в ходьбу: едва начав движение, он вынужден был переходить к торможению. Как следствие даже у здоровых людей возникала асимметрия длины шага (см. рис. 3). Большинство пациентов произвольно или непроизвольно подстраивали длину и ширину своего шага под размер платформы. Было возможным выявление только крайне грубых изменений, которые нетрудно заметить и при обычном осмотре, вследствие чего исследование не влияло на тактику лечения. Несмотря на быстроту выполнения обследования (5—10 мин), мы не можем рекомендовать использование платформы «Balance Master» с целью анализа биомеханики ходьбы, эта установка должна рассматриваться как чисто стабилометрическая.

Система «Диаслед» позволяла получить особую информацию — изучить распределение нагрузок на стопу в покое и в процессе ходьбы. Наиболее часто встречалось ожидаемое снижение нагрузки на паретичную ногу и увеличение — на здоровую (см. рис. 4), тем более выраженное, чем более выраженным был гемипарез. Таким образом, исследование позволяло выявить характерный патологический феномен — систематическое смещение центра тяжести в сторону здоровой ноги. Кроме того, было возможным оценить опорность стопы. Быстрота исследования (10 мин) позволяла многократно проводить его в ходе реабилитации. При успешном лечении наблюдалось снижение выраженности асимметрии нагрузки, что позволяло количественно оценить эффективность реабилитации. Однако ввиду отсутствия информации о движениях в отдельных суставах на основании обследования «Диаслед» было затруднительно дать конкретные рекомендации по реабилитации пациентов. Кроме этого нужно отметить, что стандартное стабилометрическое исследование также позволяет обнаружить системное изменение положения общего центра тяжести [6, 7].

В настоящее время анализ биомеханики движений становится уделом не только научных исследований, но и рутинной клинической практики. Данные, характеризующие функцию движения, не дублируют клиническое исследование, а существенно дополняют его. Особо привлекательным представляется применение компактных систем анализа ходьбы в нейрореабилитации. Клинический опыт свидетельствует о том, что каждый пациент с гемипарезом имеет уникальный стереотип ходьбы и потому нуждается в раннем индивидуальном подборе реабилитационных мер. Большинство этих различий между пациентами остаются незамеченными при клиническом анализе и требуют инструментальной диагностики. Знание особенностей систем анализа биомеханики ходьбы и их рутинное использование в ходе ранней реабилитации дает возможность выхода на новый методический уровень восстановления функции ходьбы, что является задачей ближайшего будущего.