Применение транскраниальной магнитной стимуляции для функциональной диагностики двигательных нарушений у больных с ишемическим инсультом

По данным экспертов ВОЗ, цереброваскулярные заболевания занимают 3-е место в структуре причин смертности. Каждый год в мире около 16 млн человек переносят мозговой инсульт (МИ), из них 7 млн умирают, еще 6 млн остаются со стойкими нарушениями функций, что значительно снижает качество их жизни [1-3].

У 50% больных, перенесших МИ, даже через год наблюдаются двигательные расстройства различной степени тяжести, а 30% не могут передвигаться без посторонней помощи [4, 5].

За последние 15-20 лет достигнуты значительные успехи в изучении механизмов возникновения МИ, разработана теория гетерогенности ишемического инсульта (ИИ) с практическим применением тромболизиса [1, 6].

Однако тромболитическая терапия при остром МИ может проводиться не более чем 10% больных [1, 5-7] и только у 30% из них регистрируется существенное восстановление нарушенных функций, в остальных случаях лечебные вмешательства в остром периоде инсульта чаще были менее успешными. Одним из наиболее значимых достижений стало внедрение инсультных блоков (Stroke Units), которые позволяют снизить летальность и улучшить функциональный результат при остром инсульте примерно на 20% [7].

Повышение точности прогноза по восстановлению независимости в повседневной жизни дало бы возможность клиницистам, пациентам и их родственникам ставить достижимые цели и более эффективно использовать имеющиеся ресурсы [8].

Принято считать, что оценка степени двигательных нарушений в остром периоде инсульта по клиническим данным является важнейшим прогностическим показателем, а именно: чем тяжелее исходное нарушение, тем хуже восстановление функций [9, 10].

R. Nijland и соавт. [11] сообщали, если пациент в первые 72 ч после ИИ мог произвольно разгибать пальцы и отводить плечо паретичной руки, вероятность восстановления движений в руке составляла 98%. Если он не мог это сделать в такие сроки, вероятность восстановления через 6 мес составляла 25%, а если пациент не мог сделать хотя бы одно из этих движений в течение 5 сут после инсульта, то она снижалась до 14%. Эти исследования проводились с балльной оценкой функции руки - тест ARAT (Action Research Arm Test - тест для исследования движений руки), который может служить клиническим экспресс-тестом.

Однако клинические экспресс-тесты показательны у больных с легким течением инсульта (по шкале NIHSS <8 баллов), а у больных с тяжелым течением они неинформативны [12]. Малоинформативны эти тесты также у больных с ИИ средней степени тяжести, когда проведение этих тестов возможно не ранее 4-й недели заболевания, - информативность до 70% [13]. Современные нейровизуализационные технологии (АКТ и МРТ) также являются недостаточно информативными для объективной оценки функции двигательных центров и проводящих структур головного и спинного мозга [13, 14].

С появлением метода транскраниальной магнитной стимуляции (ТМС) [15, 16], который является неинвазивным и безболезненным, появилась объективная возможность изучать функцию двигательных путей и устанавливать тяжесть или уровень их повреждения на момент обследования [17, 18]. Однако оценка целостности кортикомускулярного пути методом ТМС для прогноза восстановления двигательных функций у постинсультных больных использовалась в единичных случаях [19].

Цель исследования - определение информативности ТМС для функциональной диагностики двигательных нарушений и оценки реабилитационного потенциала у больных ИИ с расстройствами моторики в остром и раннем восстановительном периодах.

Проведено обследование 112 больных с впервые возникшим полушарным ИИ в остром и раннем восстановительном периодах с умеренным неврологическим дефицитом. Мужчин было 58, женщин - 54, средний возраст 59,2±5,67 года. Локализация ишемического очага была в бассейне средней мозговой артерии (СМА): у 59 (52,7%) больных - левосторонняя, у 53 (47,3%) - правосторонняя. Из 112 пациентов, которые были под нашим наблюдением, у 19 человек обследование с использованием ТМС проведено в первые 3 сут, еще у 37 - с 4-х по 12-е сутки, на 13-21-е сутки - у 41 больного, в более поздние сроки - у 15 пациентов. Это дало возможность оценить информативность ТМС в разные сроки от начала заболевания. В программу обследования входила также обязательная нейровизуализация ишемического очага (АКТ или МРТ), клиническое обследование с использованием стандартизированных шкал и тестов: шкалы NIHSS (National Institutes of Health Stroke Scale), Рэнкина (Rankin), Бартел (Barthel).

Проводились также общепринятые лабораторные и биохимические (общий анализ крови и мочи, содержание глюкозы в крови, С-реактивный протеин, гематокрит и др.), а также электрографические (ЭКГ, электромиография - ЭМГ, при необходимости ЭЭГ) исследования.

Кроме указанных общепринятых методов обследования инсультных больных в программу нашего исследования, как подчеркивалось, входило применение ТМС с диагностической целью и дальнейшего отбора больных для дифференцированного применения активных реабилитационных мероприятий.

По дизайну исследования в когорту наблюдения включались пациенты с первичным полушарным инсультом в бассейне СМА с наличием двигательных нарушений и по показателям стандартизированных шкал - с умеренным неврологическим дефицитом: по шкале NIHSS 9,3±1,4 балла; по индексу Бартел 55,0±2,1 балла; по шкале Рэнкина 3,5±0,4 балла.

Противопоказаниями (критериями исключения) в исследовании были: тяжелое клиническое состояние больного (по шкале NIHSS более 12 баллов); тяжелые сопутствующие заболевания или осложнения; непосредственные противопоказания для проведения ТМС.

Контролем служили показатели, полученные при обследовании 30 пациентов такого же возраста (16 мужчин, 14 женщин, средний возраст 57,8±4,33 года) без неврологической патологии.

Для магнитостимуляции использовали аппарат серии Нейро-МС фирмы «Нейрософт» (Россия) с возможностью регуляции магнитных импульсов от 0 до 2,2 Тл, который соединен с электромиографом Нейро-ЭМГ-МИКРО и соответствующим программным обеспечением для автоматической синхронизации работы магнитного стимулятора и миографа.

В начале исследования накладывали электроды на мышцы, из которых было запланировано получить моторные вызванные потенциалы (МВП). Обычно использовались: m. abductor pollicis brevis, m. biceps brachii - на руках, m. extensor digitorum brevis, m. tibialis anterior, m. qudriceps femoris - на ногах. МВП регистрировали с помощью электронейромио­графа билатерально с симметрично расположенных мышц. Обследовали две мышцы и более на верхних и нижних конечностях как на паретичной, так и на непаретичной стороне. Далее переходили к ТМС моторной коры с помощью электромагнитного индуктора (койла). Методика проведения ТМС изложена в ряде методических пособий и рекомендаций [20-22].

Оценку результатов диагностической ТМС у больных с двигательными нарушениями при ИИ проводили по следующим параметрам:

1) Латентность МВП - время (в мс) от начала стимуляции корковых моторных зон до момента возникновения МВП в соответствующей мышце.

2) Порог возникновения МВП - минимальная индукция магнитного поля (МП), которая вызывает моторный ответ. Вычислялся процент от максимальной индукции МП стимулятора.

3) Амплитуда МВП - от пика до пика положительного и отрицательного отклонений от изолинии. Измеряется в милливольтах.

4) Площадь МВП. Используется размерность мВ·мс.

5) Разность латентности МВП между левым и правым полушарием (в мс).

6) Амплитудный коэффициент - отношение амплитуды МВП при корковой стимуляции до амплитуды М-ответа при электрической стимуляции. Рассчитывается в процентах.

7) Коэффициент площади. Исчисляется путем деления площади МВП с пораженной стороны на площадь МВП с непораженной стороны. Рассчитывается в процентах.

Корреляционная связь между различными показателями МВП и балльными оценками неврологического дефицита по шкалам NIHSS рассчитывалась с помощью непараметрического коэффициента корреляции Спирмена.

У всех лиц контрольной группы (без неврологической патологии) при ТМС удалось получить МВП с каждой обследованной мышцы, что свидетельствовало о целостности кортикомускулярных путей. Величины усредненных показателей МВП справа и слева были без достоверной разницы для всех симметричных мышц. Однако параметры МВП для верхних конечностей достоверно отличались от МВП нижних конечностей (р<0,05), что можно объяснить разной площадью представительства руки и ноги в корковых моторных зонах, а также неодинаковой длиной нервных путей к исследуемым мышцам.

У 42 (34,4%) из 112 обследованных больных с наличием выраженных парезов (3 балла по школе NIHSS, домен 5) МВП на пораженной стороне отсутствовали в первые 10-12 сут после развития ИИ и, как показали наши исследования, это свидетельствовало о значительном повреждении кортикоспинальных путей и малой вероятности их восстановления в последующие сроки. У большинства таких пациентов ишемический очаг локализовался в глубинных структурах мозга. Отсутствие вызванного моторного ответа при ТМС пораженного полушария сопровождалось также уменьшением периферического М-ответа с мышц паретичных конечностей. Такие изменения (сочетание пирамидных нарушений и периферических расстройств) развивались через 5-6 нед после перенесенного инсульта и прогностически свидетельствовали о тяжелом двигательном дефиците с достаточно ранним формированием выраженной спастичности в паретичных конечностях. Все это позволило нам у таких пациентов установить низкий реабилитационный потенциал по восстановлению двигательных функций в паретичных конечностях, и основанием для этого стали показатели ТМС двигательных центров головного мозга.

Последующее наблюдение за этой группой больных (n=42) с контролем через 3 и 6 мес показало, что, несмотря на реабилитационные мероприятия (необходимое медикаментозное лечение, лечебная гимнастика и кинезитерапия, массаж, лечение положением, ранняя вертикализация, двигательные ограничения здоровых конечностей, электромиостимуляция и т.д.), у большинства из них (n=37) сформировался тяжелый гемипарез с классической позой Вернике-Манна.

У 70 (65,6%) из 112 пациентов МВП с паретичных мышц при ТМС пораженного полушария можно было зарегистрировать, хотя и меньшей амплитуды и увеличенной латентности. Эти факты свидетельствовали о сохранном реабилитационном потенциале относительно восстановления двигательных функций в паретичных конечностях. Анализ результатов реабилитации в этой группе больных показал, что если по шкале NIHSS (домены 5 и 6 для руки и ноги) исходно парез равнялся 5,4±0,3 балла, то через 6 мес балльная оценка составила 1,3±0,5 балла (р<0,05).

Усредненные величины параметров МВП при ТМС пораженного полушария головного мозга и зарегистрированные на контралатеральной верхней конечности (m. abductor pollicis brevis) по сравнению с аналогичными показателями при стимуляции интактного полушария в этой группе больных приводятся в табл. 1.

При анализе этих параметров наиболее значительная разница была зарегистрирована в показателе площади МВП с пораженного полушария - снижение на 63,4%, уменьшение амплитуды МВП с этого полушария составило 59,1%, а увеличение латентного периода - 48,4%. Порог возникновения МВП отличался между полушариями на 15,3%. Практически все параметры МВП с мышц верхних конечностей при ТМС интактного и пораженного полушарий головного мозга достоверно различались между собой (р<0,001).

Усредненные показатели МВП, зарегистрированные с нижней конечности (m. tibialis anterior) при магнитной стимуляции пораженного и интактного полушарий головного мозга достоверно отличались друг от друга, как это было выше отмечено для рук.

Порог возникновения МВП был увеличен на 16,5%, латентность - на 34,3%. Средняя величина амплитуды МВП на пораженной стороне была на 50,0% меньше, чем на непораженной, а площадь МВП - на 54,2%. То есть, разница показателей МВП, зарегистрированных с мышц нижней конечности, соответствовала установленным нарушениям (снижение площади и амплитуды МВП, увеличение латентности и порога возникновения) для верхних конечностей.

С учетом длины кортикомускулярного пути величина латентности МВП с мышц нижних конечностей была в среднем на 10 мс больше, чем с мышц рук.

Амплитуда МВП при сравнении показателей на нижних и верхних конечностях оказалась более чем в 2 раза ниже, что можно объяснить увеличением явлений десинхронизации в связи с удлинением пути прохождения нервных импульсов от корковых центров к мышцам ног.

При сравнении основных показателей при ТМС моторных центров руки и ноги с пораженного полушария в зависимости от степени выраженности пареза (оценка по шкале NIHSS в 4-балльной системе отдельно для руки и ноги) получены следующие данные. У больных со слабовыраженными двигательными нарушениями (парез на уровне 1 балла) регистрировалось заметное увеличение порога и снижение амплитудных показателей МВП по сравнению с непораженными конечностями. Латентность МВП при этом существенно не менялась. Это же относилось и к параметрам периферического М-ответа с мышц паретичных конечностей.

У больных с более грубыми нарушениями (2 балла по шкале NIHSS), что соответствует умеренно выраженному парезу, регистрировалось увеличение порога и латентности и уменьшение амплитуды МВП на стороне пареза по сравнению с непораженной стороной. Параллельно регистрировалось снижение периферического М-ответа с мышц пораженных конечностей. Примерно у 30% больных при выраженном парезе (3 балла по шкале NIHSS, домен 5) МВП регистрировались только при мышечном усилии пациента, что может свидетельствовать о более значительной пирамидной дисфункции.

С целью оценки корреляционной связи между различными показателями МВП и балльными оценками неврологического дефицита по шкалам NIHSS рассчитаны непараметрические коэффициенты корреляции Спирмена (табл. 2, 3).

Для верхней конечности корреляционная связь между всеми вычисленными парами оказалась статистически достоверной, а именно: установлена прямая связь для порога возникновения МВП, латентности и разности латентности, обратная - для амплитудных параметров (амплитуда МВП, межамплитудный коэффициент, площадь МВП, коэффициент площади) как с суммарным баллом NIHSS, так и с баллом домена 5. Величины коэффициентов корреляции для связи показателей площади МВП со шкалами NIHSS оказались высокими и колебались от 0,42 до 0,49 (р<0,01-0,001) (см. табл. 2).

Для нижней конечности корреляционная связь между вычисленными парами показателей в целом повторяла картину, которая была характерной для верхней конечности (см. табл. 3). Однако величины коэффициентов корреляции для порога возникновения МВП и его латентности колебались лишь в пределах 0,19-0,25 и оказались недостоверными (р>0,05 для всех вычисленных пар). Разница латентностей и все амплитудные параметры МВП показывали достоверную корреляционную связь со шкалами NIHSS (р<0,05-0,01 для всех пар). В общем, обращает на себя внимание более слабая корреляция для всех вычисленных пар показателей на нижней конечности в сравнении с верхней. Это можно объяснить меньшей площадью представительства ноги` в моторной коре, чем руки`, что обусловливает лучшие условия ТМС для последней.

В целом установленная корреляционная связь между вычисленными показателями МВП и NIHSS свидетельствует о том, что регистрация определенных временно-амплитудных параметров ТМС является валидным тестом для оценки функционального состояния двигательной системы у больных, перенесших ИИ.

Следовательно, применение ТМС в комплексе диагностических методов у больных в остром и раннем восстановительном периодах при полушарном ИИ позволяет оценить функциональное состояние кортикоспинального тракта, объективизировать степень пареза и в определенной степени прогнозировать возможность восстановления двигательных функций. Отсутствие любого ответа с мышц на пораженной стороне указывает на неудовлетворительное восстановление двигательных функций в дальнейшем.

Результаты нашего исследования согласуются с данными литературы, где подчеркивается важность «наличия» МВП для оценки сохранности кортикоспинального тракта [17, 18]. Полифазия МВП отражает демиелинизацию волокон кортикоспинального тракта и возможное наличие нескольких очагов ишемии в подкорковых областях головного мозга [13]. Использование методов ТМС и ЭМГ у больных с ишемическим инсультом можно рекомендовать как важную составляющую в определении перспективы проведения реабилитационных мероприятий при двигательных нарушениях.

Объективные данные, полученные нами и другими авторами при ТМС у постинсультных больных, дают основание рекомендовать использование показателей ТМС для определения степени двигательных проводниковых нарушений у таких пациентов. Понятно, что они должны дополняться исследованием «морфологической структуры» головного мозга (КТ, МРТ и др.) и это даст наиболее полное представление об ожидаемых результатах реабилитационных мероприятий [8].

Таким образом, объективное определение функционального состояния корково-мышечного пути с помощью ТМС безопасно для больного, не вызывает болезненных ощущений, не нарушает целостности тканей, позволяет проводить исследования у постели больных. Программное обеспечение позволяет автоматически производить расчет информативных параметров и сохранять полученные результаты на электронных носителях.