Регуляция баланса у детей с тяжелыми формами детского церебрального паралича после локомоторных тренировок в комбинации с электростимуляцией мышц и спинного мозга

Основным проявлением детского церебрального паралича (ДЦП) является нарушение локомоторной функции, заключающееся в патологических стереотипах позы и ходьбы. Несмотря на широкий спектр методик восстановительного лечения пациентов с ДЦП, его результаты остаются недостаточно удовлетворительными. Поэтому продолжают совершенствоваться методы терапии с использованием тренажеров [1] и электростимуляции [2]. В последние годы стала использоваться роботизированная локомоторная терапия [3], основанная на концепции моторного обучения и способствующая улучшению координации движений [4, 5]. Для усиления эффекта локомоторного тренинга используют функциональную электростимуляцию мышц (ФЭСМ), которая обеспечивает их фазовую активность в двигательном цикле, замещая патологические стереотипы активности нормальными [6].

Установлено, что эпидуральная электростимуляция поясничного утолщения спинного мозга (локализация электродов на уровне позвонков Th_ХI-Th_ХII) у пациентов с нижним спастическим парапарезом приводит к нормализации их мышечного тонуса [7]. У детей наиболее перспективным является использование метода неинвазивной чрескожной электростимуляции спинного мозга (ЧЭССМ) [8].

Цель исследования - изучить влияния локомоторных тренировок в сочетании с ФЭСМ и ЧЭССМ на восстановление функции поддержания вертикальной позы у пациентов с тяжелыми формами ДЦП, имеющими большие затруднения при сохранении баланса во время ходьбы.

В работу были включены 19 больных ДЦП в возрасте 6-12 лет с нарушениями контроля вертикальной позы, способных самостоятельно удерживать ее до 2 мин и выполнять задания исследователей. Все пациенты были распределены на 2 группы: основную и контрольную.

Дети основной группы (5 мальчиков и 3 девочки, средний возраст 9,1±3,86 года, уровень тяжести клинических проявлений ДЦП по классификации основных моторных функций (Gross Motor Function Classification System, GMFCS) [9] 3,1±0,19) проходили реабилитацию с использованием циклического локомоторного тренажера Локомат в сочетании с ФЭСМ и ЧЭССМ. Курс состоял из 15 процедур по 45 мин, выполняемых на протяжении 3 нед. Каждая процедура включала в себя (последовательно):а) 5 мин тренировки вертикальной стойки с компенсацией массы тела в системе вертикальной подвески на фоне ЧЭССМ; б) 20 мин тренировки ходьбы на тренажере с использованием зрительной биологической обратной связи (БОС) на фоне ЧЭССМ; в) 20 мин тренировки ходьбы на тренажере с использованием зрительной БОС на фоне ФЭСМ.

Для проведения ЧЭССМ 2 круглых электрода (катоды) диаметром около 2 см с токопроводящим адгезивным слоем размещали накожно по средней линии позвоночника между остистыми отростками позвонков T_ХI-T_ХII и L_I-L_II. Анодами служили 2 овальных электрода размером 5×10 см², которые также размещали накожно над гребнями подвздошных костей. Стимуляция спинного мозга проводилась биполярными модулированными импульсами частотой 30 Гц, частота модуляции 10 кГц, длительность импульса 1 мс. Интенсивность тока подбирали для каждого из двух уровней стимуляции в процессе процедуры: до появления сокращений мышц нижних конечностей или неприятных ощущений у пациента (в этом случае интенсивность тока уменьшали на ~10%). Интенсивность тока обычно составляла 10-30 мА. При тренировке вертикальной стойки стимулировали один уровень спинного мозга (электрод размещали на остистых отростках позвонков L_I-L_II). При тренировке ходьбы стимулировали два уровня одновременно.

При проведении процедур ФЭСМ стимуляцию мышц осуществляли монополярными импульсами длительностью 100 мкс и частотой 65 Гц, которые подавались в определенные фазы циклических движений нижних конечностей пациента. Стимулировали длиннейшую грудную мышцу, среднюю и большую ягодичные мышцы, четырехглавую мышцу бедра, короткие и длинные разгибатели пальцев, длинную малоберцовую и переднюю большеберцовую мышцы, короткие и длинные разгибатели большого пальца стопы. Интенсивность сигнала подбирали перед каждой процедурой стимуляции индивидуально для каждой мышцы до возникновения видимого сокращения, не допуская появления у ребенка неприятных ощущений.

Пациенты контрольной группы (4 мальчика и 7 девочек, средний возраст 9,1±4,21 года, уровень тяжести по GMFCS 3,0±0,15) проходили реабилитацию с помощью локомоторного тренажера с использованием зрительной БОС без электростимуляции. Курс состоял из 15 процедур по 40 мин, выполняемых в течение 3 нед.

Стабилометрическое исследование проводили пациентам обеих групп в начале и в конце реабилитационного курса. Исследования осуществляли с помощью стандартной функциональной пробы с открытыми (ОГ) и закрытыми (ЗГ) глазами с регистрацией параметров смещения проекции центра масс (ПЦМ) тела. У детей с нарушениями зрения была использована коррекция очками. На основании стабилограмм вычисляли координаты смещения ПЦМ во фронтальной (X) и сагиттальной (Y) плоскостях, среднюю длину траектории ПЦМ (L), площадь статокинезиограммы (S), коэффициент Ромберга (RC).

По каждому из перечисленных выше параметров вычисляли величину их изменения после проведенного курса лечения по сравнению с исходным значением (Δ).

Для статистической обработки результатов параметры по группам были оценены и представлены в виде медианы (Ме) и интерквартильного размаха 25-75 (Q₁-Q₂). Для сравнения групп использовали непараметрический критерий Манна-Уитни. Статистическую обработку полученных данных производили с использованием компьютерной программы SPSS 12.0.

Динамика способности больных ДЦП удерживать баланс тела в вертикальном положении после курса реабилитации приведена в таблице. Исходно контрольная и основная группы пациентов были однородны по способности сохранять баланс в вертикальном положении, у всех детей в основной стойке наблюдалась гипостабильность. Это проявлялось существенным увеличением значений параметров L и S статокинезиограммы. Отсутствие увеличения значения параметра Sпри выключении влияния зрительного анализатора у больных ДЦП соотносится с выраженной тенденцией к уменьшению значения параметра RCниже 100%. Таким образом, у пациентов обеих групп был сформирован собственный (патологический) стереотип поддержания вертикальной позы с тенденцией улучшения (патологического) стабильности при З.Г. Кроме того, у всех детей было выявлено типичное смещение ПЦМ в плоскости X и в большей степени вперед (в плоскости Y). Смещение ПЦМ в плоскости Х происходило в сторону менее пораженной конечности, чем компенсаторно осуществлялась разгрузка более пораженной стороны.

Выраженная диспозиция ПЦМ в плоскости Y кпереди объясняется компенсаторным нивелированием сгибательного момента тела, действующего на фоне сгибательной контрактуры коленных суставов вследствие спастичности мышц [10].

После проведения курса реабилитации сравнительная оценка количественных характеристик параметров стабилометрии у больных, включенных в исследование, выявила статистически достоверную положительную динамику в восстановлении контроля позы только у пациентов основной группы. У этих детей отмечена нормализация механизмов поддержания баланса, что проявлялось значимым снижением величин параметров L и S при ОГ (р<0,05). Роль ФЭСМ, использование которой в комбинации с локомоторным тренингом больных ДЦП приводит к улучшению их вертикальной устойчивости, считается доказанной [11]. Этот эффект может быть обусловлен созданием целенаправленной и синхронизированной с шагательным рефлексом интенсивной афферентации со стороны стимулируемых мышц [12]. Дополнительные импульсы от проприоцептивных рецепторов, инициируемые воздействием ФЭСМ, являются запускающим механизмом для активации мышц нижних конечностей, участвующих в постуральном контроле, что могло способствовать выработке у больных ДЦП новых двигательных навыков и повышению стабильности баланса. В группе пациентов, получавших в дополнение к локомоторному тренингу электростимуляцию, отмечена тенденция к поддержанию ПЦМ в плоскости Y в нормальном положении, однако отличия между параметрами не достигли достоверного порога. Несмотря на это, можно предположить, что ЧЭССМ вносит свой вклад в улучшение баланса в плоскости Y у больных ДЦП вследствие того, что, помещая один из активных электродов между остистыми отростками позвонков L_I-L_II, мы целенаправленно стимулировали участок спинного мозга, где находятся нейронные пулы мотонейронов мышц-экстензоров, обеспечивающих вертикальную позу [13].

В контрольной группе больных ДЦП занятия на локомоторном тренажере без электростимуляции не привели к нормализации системы управления балансом тела, что может объясняться выраженностью патологии и невысокой эффективностью циклической локомоторной терапии у таких детей [14].

Таким образом, эффективность локомоторного тренинга больных ДЦП в комбинации с методами электростимуляции может быть обусловлена их направленностью на разные уровни и механизмы организации движения. При этом нормализация ряда показателей стабилометрических тестов может указывать на оптимизацию общего афферентного притока за счет интеграции ритмической проприоцепции, обусловленной пассивными шаговыми движениями и афферентацией, индуцированной ФЭСМ и ЧЭССМ, что предполагает изменения двигательного стереотипа от патологического к свойственному здоровому ребенку.

Несмотря на то что вследствие тяжести патологии и грубого нарушения равновесия полного восстановления статокинетических характеристик у больных ДЦП основной группы после реабилитационных процедур не произошло, достигнуты фундаментальные изменения баланса в основной стойке: увеличение его стабильности и тенденция к поддержанию ПЦМ в плоскости Y. Таким образом, сочетанное использование ФЭСМ и ЧЭССМ в комбинации с локомоторными тренировками способствует восстановлению нарушенной системы управления балансом у пациентов с тяжелыми формами ДЦП и оказывает прямое положительное воздействие на формирование физиологических стереотипов координации движений и способности к постуральному контролю.

Статья подготовлена при финансовой поддержке Министерства образования и науки Российской Федерации, грант № 14.576.21.0020 (уникальный идентификатор соглашения RFMEFI57614X0020).

Конфликт интересов отсутствует.

Участие авторов:

Концепция и дизайн исследования: Ю.Г., А.Б.

Сбор и обработка материала: И.Н., С.В.

Статистическая обработка данных: И.Н., Т.М.

Написание текста: И.Н., Т.М.

Редактирование: Ю.Г., С.В.