Введение

Мозговой инсульт (МИ) является третьей по значимости причиной потерянных лет жизни во всем мире: потерянные годы потенциальной жизни (ПГПЖ) увеличились на 12,9% (10,6—15,2%) с 1990 по 2007 г. и на 12,1% (9,9—14,1%) с 2007 по 2017 г. Число смертей от инсульта в мире увеличилось с 5,29 (5,22—5,40) млн до 6,17 (6,04—6,33) млн за период с 2007 по 2017 г. [1]. Рост заболеваемости МИ и последствий долголетия, о которых сообщает глобальное бремя болезней, увеличил годы жизни с поправкой на инвалидность (DALY) из-за инсульта с 3,54 до 9,66% с 1990 по 2013 г. За последние четыре десятилетия страны с высоким уровнем дохода показали снижение числа инсультов на 42%, тогда как в странах с низким и средним уровнем дохода отмечен 100% рост МИ. Во всем мире насчитывается около 62 млн лиц, перенесших инсульт, ¹/₃ из них живут с тяжелыми формами инвалидности [2].

МИ являются ведущей причиной стойкой и длительной инвалидизации населения [3, 4]. Анализ показателей инвалидности за 2015—2019 гг. показал уменьшение удельного веса инвалидов I группы на 28% с одновременным повышением на 30% доли пациентов III группы инвалидности среди лиц трудоспособного возраста. Вместе с тем отмечен прирост числа пациентов с последствиями острого нарушения мозгового кровообращения на 15,4% (с 4,2 до 6,1 на 1000 населения). Все вышеперечисленное свидетельствует об увеличении потребности в медицинской реабилитации (МР) этой категории пациентов.

В снижении инвалидизации вследствие МИ важное место принадлежит организации системы оказания медицинской помощи [4] и доступности высокотехнологичных инновационных комплексных индивидуализированных реабилитационных мероприятий, включающих профилактику повторного инсульта и реабилитационные технологии [5].

В острой фазе МИ у 60—80% выживших наблюдаются двигательные нарушения. Из них только 20% с тяжелым гемипарезом достигают полного восстановления двигательных функций по сравнению с 80% пациентов с легким гемипарезом и лишь 50% пациентов с гемиплегией частично восстанавливают двигательную функцию. Двигательные расстройства в виде односторонних спастических гемипарезов, постуральной неустойчивости часто сочетаются с когнитивными и эмоциональными расстройствами, нарушениями речи [3, 6]. Примерно у 50% выживших после МИ в течение первого года возникают боли в верхней конечности (особенно в области плеча) и сложный региональный болевой синдром I типа, влияющие на их повседневную деятельность (ADL). Около 40% больных с острым правополушарным инсультом и 20% больных с левополушарным инсультом имеют геминеглект, частота которого снижается до 15 и 5% соответственно к 3-му месяцу после начала заболевания [6, 7]. Неглект пагубно сказывается на функциональном восстановлении и связан со снижением качества жизни [7, 8].

Последние достижения в области неврологии подтвердили, что восстановление функций взаимосвязано с нейропластичностью, основанной на распределенных функциональных нейронных сетях в неповрежденных областях. Тип и степень нейронной пластичности зависят от конкретной задачи, времени и факторов окружающей среды, а также от мотивации и внимания. Показано, что повторение [9], функциональная целенаправленная активность и электростимуляция (ЭС) благоприятно влияют на процессы нейропластичности. Это же подтверждено систематическими клиническими наблюдениями, где повторение/интенсивность, функциональная активность и ЭС при проведении реабилитации способствовали восстановлению двигательной и функциональной активности [10]. Следовательно, повторяющиеся, интенсивные и специфичные для конкретной задачи стратегии реабилитации позволяют активизировать нейропластичность. Доказано, что ускорению процесса функционального восстановления способствует стимуляция мультисенсорных систем [11]. Сообщается, что раннее начало МР (от 16 ч до 6 мес после МИ) значимо улучшает показатели ADL [3, 6, 7].

В настоящее время считается обоснованным появление в нейрореабилитационной практике новых комплексных технологий мультимодального действия [11, 12]. Результаты исследований последних лет показывают значимую эффективность мультимодальной нейрореабилитации в сравнении с отдельными однодоменными вмешательствами или монофакторным воздействием. Мультимодальные реабилитационные программы расширяют возможности реабилитационного процесса, улучшают условия для адаптивных нейропластических изменений в головном мозге за счет инициации синергических и аддитивных процессов, повышая эффективность восстановления сенсомоторного функционирования. При этом наряду с оценкой эффективности новых технологий ведутся исследования их безопасности [7, 13—16].

Среди большого числа методов МР пациентов после МИ признанными являются подходы, предполагающие индивидуально дозированную стимуляцию сенсорных и моторных функций пациента, включая когнитивно-двигательную активацию. Однако нет единого мнения о сроках начала реабилитации, продолжительности ежедневных тренировок (от 30 мин до 2 ч) и длительности курсовой терапии. Все это определяет необходимость разработки, научного обоснования и внедрения технологий реабилитации и алгоритмов комплексной реабилитационной программы с включением мультимодальной стимуляции, направленной на коррекцию стато-локомоторных нарушений, дисфункции верхней конечности и нарушенных высших корковых функций [15, 17, 18].

С учетом неоднородности проявления симптомов после МИ был разработан спектр реабилитационных методик, ориентированных на обучение. В их основе лежит теория моторного обучения, которая предполагает, что моторное переобучение сравнимо с моторным обучением и что пациенты способны учиться [8—10, 15]. Фундаментальным законом моторного обучения являются приобретение навыков, двигательная адаптация и принятие решений. Ключевыми особенностями успешного восстановления считаются большое количество повторений, высокая интенсивность, сенсорная подготовка, коррекция тренирующих режимов и предоставление обратной связи [19]. Обратная связь (Feedback — FB) облегчает детальную оценку производительности, усиливая сенсорный аспект в сенсомоторном контуре, что повышает вовлеченность и мотивацию пациента. Последнее особенно важно, поскольку никакая терапия не будет эффективной при отсутствии мотивации к восстановлению [20].

В настоящей работе представлен обзор инновационных технологий, основанных на методах сенсомоторного переобучения пациента с использованием разных видов биологической обратной связи (БОС) как наиболее перспективных при МР пациентов с МИ. Поиск публикаций проводили в базах данных Medline, PubMed, Cochrane Library, ClinicalTrials.gov. Были выбраны данные высокого уровня доказательности: рандомизированные контрольные исследования (РКИ), национальные и международные клинические рекомендации, метаанализы, систематические обзоры.

Метод биологической обратной связи

Метод БОС направлен на активизацию внутренних резервов организма для восстановления или совершенствования физиологических навыков, что приводит к саморегуляции важных физиологических функций организма [19].

Как лечебное направление терапия с применением БОС была сформирована в конце 60-х годов XIX века и в настоящее время рассматривается в качестве эффективного самостоятельного метода МР пациентов после МИ, успешно сочетающегося с различными методиками восстановительного лечения.

Неоднозначность результатов применения БОС в практике МР пациентов после инсульта в значительной степени связана с многообразием видов БОС (по статокинезиограмме, электромиограмме, длине шага и пр.), различиями между проектами и методами оценки эффективности МР. Кроме того, чем более скрыта функция (например, активность глотательных мышц, внимание, функционирование коры головного мозга и т.д.), тем более результативна обратная связь. БОС демонстрирует положительное влияние за счет смещения локуса контроля и мгновенного получения информации об изменениях в физическом функционировании в результате когнитивного контроля.

Тренировка с БОС включает в себя побуждение к изменению поведения путем предоставления пациенту количественной информации о целевой переменной [21]. Полученная в режиме реального времени информация о нарушениях, выявленных во время тренировки, способствует самокоррекции отклоняющихся моделей функций.

При МИ механизмы обеспечения организма разномодальной афферентной информацией страдают в разной степени и сочетании. Поэтому важной частью МР становятся дифференцированные подходы к работе с сенсорным анализатором равновесия и движения.

В ряде исследований оценивали использование БОС для тренировки походки после МИ. Так, K. Kondo и соавт. [22] провели анализ 16 систематических обзоров, в которых БОС рассматривали отдельно или в качестве дополнительного вмешательства. Полученные данные показали эффективность применения БОС при восстановлении равновесия после МИ.

Кохрейновский обзор, включающий 7 РКИ, подтвердил улучшение симметрии осанки у выживших после МИ в возрасте моложе 65 лет при использовании БОС со стабилометрической платформой, однако изменений показателей баланса или ADL не было выявлено [23].

В другом исследовании [24] тренировки баланса с БОС у 20 пациентов с инсультом (возраст 60—72 года) позволили улучшить статическое и динамическое равновесие. Авторы сообщили о том, что тренировки с БОС привели к большему увеличению длины шага и других временных параметров по сравнению с занятиями на беговой дорожке без БОС. J. Jonsdottir и соавт. [25] установили, что использование БОС с электромиографической (ЭМГ) активностью m. triceps surae во время ходьбы приводило к увеличению силы мышц голеностопного сустава, скорости походки и длины шага.

В исследованиях T. Kesar и соавт. [26] результаты применения ЭМГ-БОС для восстановления походки пациентов после инсульта продемонстрировали, что тренировка походки с БОС эффективна для модуляции асимметрии длины шага. В серии случаев у 2 пациентов уменьшилась асимметрия длины шага после 10-недельной тренировки походки с БОС по длине шага.

В отечественном РКИ (Е.В. Костенко, 2019) показано, что комплексирование функциональной ЭС и БОС-стабилометрического тренинга в МР 42 пациентов в восстановительном периоде после МИ позволило более эффективно восстанавливать нарушенный двигательный стереотип и повысить повседневную активность по сравнению со стандартными методами МР (25 пациентов). Авторы отметили уменьшение площади статокинезиограммы и отклонения общего центра давления в сагиттальной плоскости, уменьшение коэффициента Ромберга, улучшение показателя положения общего центра давления во фронтальной плоскости (p<0,05), значимое увеличение суммарного балла индекса Бартел [27].

Современные концепции МР отдают предпочтение повторяющимся подходам, ориентированным на конкретные задачи, с высокой интенсивностью и ранней мультисенсорной стимуляцией [6, 7]. Эти требования реализуются при обучении походке с помощью робота (RAGT). Недавние исследования показали, что сочетание стандартной МР и RAGT у пациентов с МИ значительно улучшает восстановление самостоятельной ходьбы по сравнению с одной стандартной терапией. Наилучший эффект ожидается у неамбулаторных пациентов в раннем восстановительном периоде МИ [28]. Ключевыми аспектами эффективности роботизированной терапии являются мотивация, активное участие и обучение на основе ошибок [29]. Это возможно при сочетании с БОС, что улучшает взаимодействие робота с пациентом. Среди разнообразных типов БОС в парадигмах роботизированной реабилитации походки наиболее широко применяются ЭМГ, кинематические, а также сгенерированные роботом индексы.

Вышеописанные реабилитационные программы нацелены на функциональные проблемы и проблемы с мобильностью. Однако в дополнение к этим нарушениям пациенты с МИ демонстрируют широкий спектр когнитивных и эмоциональных расстройств, что требует проведения когнитивной реабилитационной терапии (КРТ) [30].

КРТ включает в себя любое вмешательство, направленное на восстановление, коррекцию и адаптацию таких когнитивных функций, как внимание, концентрация, память, речь, рассуждение, решение проблем, планирование, инициация, суждение, самоконтроль и осознание [30]. Хотя когнитивная терапия существует с начала XIX века, в 1970-х годах было отмечено активное внедрение БОС в КРТ, известное как нейротерапия, или нейрофидбэк (NFB). Этот метод основан на мониторинге электроэнцефалографии (ЭЭГ) и модуляции конкретного ритма путем БОС (ЭЭГ-нейрофидбэк). В классическом NFB активность ЭЭГ-волн предоставляется пациенту в качестве визуального или слухового сигнала [31]. Используя эти подсказки, пользователь может сознательно адаптировать свою активность мозговых волн для достижения целевых пороговых значений обучения. Физиологическая стимуляция определенных частот над поврежденными участками головного мозга стимулирует кортикальный метаболизм. NFB также используется для противодействия чрезмерной медленноволновой активности, которая обычно регистрируется в зоне МИ [20]. При анализе 7 исследований (возраст пациентов 20—70 лет) в подострый и восстановительные периоды МИ проведение NFB сопровождалось умеренными положительными улучшениями памяти, настроения, концентрации внимания, способности к чтению и речи [30].

Зеркальная терапия

Зеркальная терапия (ЗТ) относится к новому реабилитационному подходу, при котором отражение (визуальный ввод) движущейся неповрежденной конечности создает иллюзию движения в пораженной конечности. ЗТ базируется на визуальной и проприоцептивной БОС неповрежденной конечности, которая может обеспечить замещающие входные данные для нарушенной проприоцептивной FB от пораженной стороны тела [32].

Для объяснения позитивного воздействия ЗТ на двигательную активность предложено несколько гипотез:

1) наличие системы зеркальных нейронов в лобно-височной области и верхней височной извилине, которые разряжаются при целенаправленном действии верхней конечности или при наблюдении за действием другого человека;

2) наличие потенциальных механизмов, повышающих пространственное внимание и осознанное восприятие сенсорной FB за счет активации верхней височной извилины, прекунеуса, задней поясной извилины, первичной и вторичной зрительной и соматосенсорной областей, что устраняет неиспользование пораженной конечности;

3) ЗТ влияет на активацию и восстановление бездействующих ипсилатеральных двигательных путей, берущих начало в незатронутом полушарии и проецирующихся ипсилатерально на пораженную сторону тела.

Также выдвинута гипотеза о влиянии ЗТ на нормализацию баланса в полушариях путем модуляции возбудимости первичной моторной коры (М1). A. Bhasin и соавт. [33] наблюдали кортикальную реорганизацию в виде увеличения индекса латеральности ипселезионных зон Бродмана 4 и 6 после ЗТ.

В крупном обзоре (28 РКИ) в более чем половине исследований авторы сообщали о положительном влиянии ЗТ на реабилитацию в острой фазе и в ранний восстановительный период после МИ. Полученные результаты показали, что ЗТ может использоваться при плегии и тяжелых парезах, в отличие от других подходов к реабилитации (CIMT, терапия с помощью компьютерных игр, виртуальной реальности и т.д.), где минимальное количество произвольных движений является необходимым условием для начала терапии [8]. В ряде работ описано, что ЗТ в сочетании с двусторонней тренировкой рук усиливает визуальную или мысленную FB, что улучшает моторные и сенсорные функции верхних конечностей, а также геминеглект в острый и восстановительный периоды МИ [8].

Растущее количество публикаций в области научной литературы демонстрирует влияние ЗТ на механизмы нейропластичности, благодаря чему улучшаются двигательные функциональные исходы, стратегии контроля движений и повседневная деятельность [32].

Виртуальная реальность

Виртуальная реальность (VR) — технология, недавно появившаяся в сфере реабилитации, которая позволяет взаимодействовать с моделируемой средой и получать непрерывную БОС, связанную с определенной деятельностью. VR создает обогащенную среду, в которой пациенты после МИ могут решать повседневные проблемы и осваивать новые навыки. VR обладает потенциалом основных концепций нейрореабилитации пациентов, перенесших МИ, таких как интенсивное, повторяющееся и ориентированное на задачи обучение. Немаловажно, что VR, являясь мотивирующим методом терапии, способствует вовлечению пациентов в реабилитационное обучение [34].

В последнее время для разработки новых реабилитационных систем VR применяются коммерческие игровые устройства. В частности, VR без погружения не требует высокой производительности графики или специального оборудования и является хорошей недорогой, доступной и полезной программой терапии [35].

К сегодняшнему дню опубликован ряд систематических обзоров, в которых рассматривается эффективность VR для реабилитации пациентов после МИ [36—43].

В обновленном Кохрейновском обзоре 2017 г. представлено 72 РКИ (2470 пациентов) с небольшими размерами выборок, разными целями лечения и используемыми устройствам VR. Таким образом, несмотря на большое количество РКИ, доказательства эффективности этого метода остаются неубедительными. Результаты анализа не были статистически значимыми для функции верхних конечностей (стандартизированная средняя разница (SMD) 0,07; 95% доверительный интервал (ДИ) от 0,05 до 0,20; 22 исследования, 1038 участников, доказательства низкого качества). Однако при использовании VR в дополнение к стандартной терапии наблюдалась значимая разница между группами (SMD 0,49, ДИ 0,21—0,7; 10 исследований; 210 участников, доказательства низкого качества). По сравнению с традиционными подходами не выявлено значимых изменений скорости походки или равновесия. Результаты были статистически значимы для ADL (SMD 0,25, 95% ДИ 0,06—0,43; 10 исследований, 466 участников); однако не представлялось возможным объединить результаты для когнитивных функций, ADL или качества жизни [36].

A. Aramaki и соавт. [37] в 2019 г. провели интегративный анализ 1396 статей за 2011—2018 гг., касающихся использования VR после МИ, в отобранных 13 статьях оценивались равновесие, двигательные функции верхних конечностей, качество жизни и повседневная деятельность. Исследования показали улучшение динамического равновесия, двигательной функции верхних конечностей и качества жизни. VR была более эффективной, чем обычные методы МР, для достижения динамического равновесия.

Во многих клинических исследованиях предпочтение отдавалось вмешательству на основе VR для улучшения двигательных функций, равновесия, походки и ADL у пациентов с МИ. Многочисленные систематические обзоры и метаанализы продемонстрировали, что тренировки на основе VR эффективны для двигательной функции верхних и нижних конечностей, равновесия, походки и повседневной деятельности [36—44]. Однако в двух статьях, опубликованных в The Lancet Neurology, K. Laver (2016) и B. Silver (2016), авторы утверждали, что методологические проблемы, существовавшие в некоторых исследованиях, заключались в сравнении VR в сочетании с обычной реабилитацией и только обычной реабилитацией без активного контроля [36, 39]. Такой дизайн исследования может привести к дисбалансу в общем времени реабилитации, и этот эффект может быть вызван любым активным вмешательством и не может быть объяснен VR [36].

Эффективность вмешательства на основе VR для улучшения когнитивных функций у пациентов в восстановительный период МИ является спорной.

Y. Gao и соавт. [42] провели метаанализ 5 РКИ (177 участников), в которых изучалось влияние метода VR в сочетании с традиционной реабилитацией на когнитивные способности, двигательные функции, настроение и ADL у пациентов в восстановительный период МИ. Анализ результатов показал значительный эффект обучения на основе VR на общую когнитивную функцию, внимание (g=0,642; 95% ДИ 0,134—1,149; p=0,013) и настроение (g=1,421; 95% ДИ 0,448—2,393; p=0,004). Статистически значимых изменений показателей глобальных когнитивных способностей, оцененных по шкалам МоСА и MMSE (g=0,553; 95% ДИ –0,273—1,379; p=0,189), ADL и двигательной активности не выявлено.

В другом исследовании говорится о потенциальном улучшении когнитивной функции при использовании VR у пациентов с МИ за счет влияния на настроение и мотивацию [43].

A. Aminov и соавт. (2018) [40] анализировали данные 4 РКИ, которые показали, что VR может привести к значительному улучшению когнитивных функций. B. Zhang и соавт. (2021) [41] объединили 7 РКИ для оценки эффективности VR-вмешательств для когнитивных результатов по сравнению с контрольными группами, но существенных различий не обнаружили. В этих двух метаанализах [40, 41] авторы рассматривали глобальное познание с использованием MMSE или MoCA, конкретные области познания не были исследованы. E. Wiley и соавт. (2020) [44] представили систематический обзор, который включал 5 рукописей для оценки вмешательства на основе VR в сочетании с реабилитационными упражнениями по глобальному познанию и конкретным областям познания, и пришли к выводу, что VR-терапия не лучше традиционных реабилитационных вмешательств с точки зрения улучшения когнитивных функций у лиц, перенесших МИ. Однако из-за ограниченного количества оригинальных статей, небольших размеров выборок, использования разных типов устройств VR, неоднородности методологии исследований, результаты остаются противоречивыми.

Предпринимаются попытки оценить влияние VR на нейропластичность. В двух исследованиях описано функциональное улучшение после тренировки в VR, сопровождающееся латерализацией нейронной активации по данным нейровизуализации [45]. По данным E. Tunik и соавт. [46], при предоставлении пациентам с МИ FB активировалась область M1 в большей степени, чем без БОС. Примечательно, что когда FB соответствовала пораженной движущейся руке, вовлекалась контралатеральная область M1. И наоборот, при движениях здоровой рукой с виртуальной зеркальной FB активировалась ипсилатеральная (пораженная) область M1 (при неподвижной пораженной руке). Авторы сделали вывод о том, что манипуляции с визуальной FB в VR могут служить инструментом адаптации к потребностям пациента при МР.

Поскольку использование технологий становится неотъемлемой частью повседневной жизни, вероятно, что VR станет еще более широко использоваться в условиях клинической реабилитации. Важным представляется дальнейшая оценка эффективности VR.

Реабилитационные перчатки

Реабилитационные перчатки (РП) разрабатывали в течение последних 40 лет для поддержки взаимодействия человека с компьютером на основе движения рук и пальцев. Идея создания РП появилась при совершенствовании технологий VR. За последние годы VR, дополненная (AR), смешанная (MR) реальности были объединены термином «расширенная реальность» (XR) и значительно эволюционировали, обеспечивая обогащенный опыт погружения. Тем не менее для более реалистичного восприятия требовалась тактильная FB, основанная на кинестетических и тактильных коммуникациях [47].

Доказано, что чувство погруженности в XR возрастает при получении пользователем ощущения прикосновений. Активные движения с тактильной FB создают впечатление «свободы действий» и восприятие «глобального моторного контроля», что подразумевает субъективный выбор, сознательное и целенаправленное регулирование и контроль конкретного движения с учетом индивидуального двигательного стереотипа [47].

В большинстве решений используют ручные контроллеры для взаимодействия с устройствами XR, существуют решения «отслеживания тела», которые представляют пользователя или его часть (например, его руку) в виртуальном сценарии. Однако эти движения не воспринимаются как естественные. Появление устройств, высвобождающих руки, распознающих жесты и предоставляющих тактильную и кинестетическую FB для повышения реалистичности ощущений в виртуальной среде, является перспективным инструментом МР. К таким решениям, улучшающим ощущение погружения, степени воплощения и присутствия, можно отнести концепцию РП [48].

Общепризнанными целями использования РП в МР являются следующие [47]:

Оценка положения кисти и пальцев и отслеживание движения («реконструкция положения кисти», «отслеживание движений кисти», «синтез движений кисти»). Необходима для обнаружения манипуляционных жестов и управления движением аватара руки в виртуальной среде. Для имитации и воспроизведения точных манипуляций и тонких жестов требуются датчики, расположенные на кончиках пальцев, высокая степень свободы аппарата, высокие разрешение и частота обновления программы.

Тактильная обратная связь. Технология тактильных ощущений имитирует осязание в вычислительной технике и включает в себя две функции: кинестетическую (создание впечатления движения и сопротивления мышц) и тактильную FB (воссоздание ощущений формы, текстуры, тепла, гладкости и т.д.).

В имеющихся на данный момент РП применяются оптические, акустические и магнитные, инновационные методы и технологии, связанные с волоконной оптикой, тензометрическими датчиками, методами зондирования [47]. Повышение практического использования РП связано с повышением точности и стабильности данных, упрощением надевания и снимания системы, облегчением калибровки, уменьшением веса и адаптацией под разные размеры рук.

Существующие в настоящее время РП можно условно разделить на три категории по принципу БОС: 1) с механической FB; 2) имитирующие FB; 3) с комбинированной FB.

К первому типу относятся перчатки Dexmo [47], представляющие собой экзоскелет, надеваемый на руку, с помощью которого осуществляется FB с XR: при взятии виртуального предмета в руку сервоприводы не дают руке сжаться, показывая границы предмета.

Ко второму типу РП относятся RAPAEL, Noitom Hi5 VR, CaptoGlove, Senso, Manus VR [46] и др. Эти системы оснащены несколькими IMU-датчиками с 9 степенями свободы, датчиками изгиба и средствами FB, позволяющими отслеживать положение пальцев и кисти в пространстве, сгибание пальцев.

К третьему типу относят перчатки HaptX Gloves, сочетающие использование экзоскелета и имитирования тактильной FB [47].

Имеющиеся в доступной литературе работы касаются, как правило, описания РП с детализацией основных характеристик: степени свободы, дальности и точности движения, частоты обновления. Информация об этих функциях для разных РП неоднородна, что затрудняет их детальное сравнение. Современные исследования не проводили в соответствии с требованием методологии PRISMA, они были сосредоточены на каком-то конкретном виде возможностей. Таким образом, информации по использованию в МР крайне мало, что затрудняет сравнение по эффективности.

M. Kang и соавт. [49] изучали влияние тренировки с помощью РП у пациентов в подострый период инсульта. Результаты проведенного проспективного многоцентрового РКИ (32 пациента с умеренным гемипарезом) показали, что 10 процедур 30-минутной стандартной физиотерапии и 30-минутной тренировки с помощью РП имели значимые преимущества по сравнению со стандартной физиотерапией и самообучением верхних конечностей, оцененные по шкале Фугла—Мейера (FMA-UE), FMA-dist. и FMA-coordination/speed (p=0,018, p=0,002, p=0,006 соответственно).

Hee-Tae Jung и соавт. [50] изучали целесообразность использования RAPAEL для восстановления двигательных функций кисти у 13 пациентов, перенесших инсульт: 3-недельный курс реабилитации (15 процедур) включал 30-минутную игровую терапию и 30-минутную стандартную физиотерапию ежедневно. В контрольной группе пациенты получали две стандартные методики терапии по 30 мин. В исследовании оценивали показатели теста Вольфа (WMFT) и активный диапазон движений предплечья и запястья. Средний балл WMFT для основной группы был значимо выше, чем для контрольной группы. Авторы пришли к выводу, что скорость восстановления двигательной активности может быть улучшена при включении РП в стандартную программу реабилитации.

Схожие данные были получены J. Shin и соавт. [51], которые провели одно слепое РКИ, включавшее 46 пациентов с инсультом. Пациенты были рандомизированы в группу РП и группу обычного вмешательства (контроль). В обеих группах реабилитация была направлена на дистальный отдел верхней конечности. Первичной точкой являлось изменение оценки по шкале FMA-UE, вторичными — изменения в тесте функции кисти Джебсена—Тейлора (JTT), тесте Пердью и шкале воздействия инсульта (SIS). Улучшения показателей FMA (FMA-total, FMA-prox и FMA-dist), JTT (JTT-total и JTT-gross) и SIS (совокупный и общий SIS, SIS-социальное участие и SIS-мобильность) были значительно выше в группе РП, чем в группе контроля.

В опубликованной в 2022 г. работе M. Lansberg и соавт. [52] представлен анализ возможности использования РП у 20 пациентов после инсульта при МР в домашних условиях. Первичной точкой являлось изменение оценки по шкале FMA, вторичными — изменения шкал JTT и SIS. Выявлено, что 7 (35%) участников достигли целевого показателя использования РП в течение 40 сут, а 6 (30%) — в течение 20—39 сут. Большинство участников (85%) были удовлетворены терапией, при этом 80% сообщили об улучшении функции рук. Во время вмешательства динамика показателей составила в среднем на 26,6±48,8 с по шкале JTT (p=0,03), на 16,1±15,3 балла по шкале SIS (p<0,01), была отмечена тенденция к нарастанию параметров шкалы FMA-UE (2,2±5,5 балла; p=0,10). Подчеркнуты улучшения функции кисти при самостоятельной реабилитации с помощью РП в домашних условиях.

M. Leem и соавт. [53] провели ретроспективный анализ данных 48 пациентов с гемиплегией, которые выполняли целенаправленные задачи для верхних конечностей с помощью RAPAEL. Параметры первичных результатов оценивали с помощью функциональных тестов (The Box and Block Test: BBT; теста WMFT; теста JTT, теста на силу захвата) и измерения функциональной независимости. При корреляционном анализе было установлено, что возраст, исходные оценки когнитивной функции, показателей функциональных тестов кисти, спастичности были значимыми факторами независимого прогнозирования функциональных результатов после роботизированной терапии. Линейный регрессионный анализ выявил, что результаты первоначального мини-обследования психического состояния (p<0,001) и начального функционального теста верхней конечности (p<0,001) были значимыми предикторами первичных результатов. Подчеркнуто, что меньшая спастичность, отсутствие когнитивного дефицита и лучшая исходная двигательная функция верхней конечности имеют значительную корреляцию с функциональными результатами роботизированной терапии.

Е.В. Костенко и соавт. [27] оценивали эффективность и безопасность применения отечественного информационно-коммуникативного реабилитационного комплекса перчатка-тренажер SensoRehab для восстановления предметно-манипулятивной деятельности руки у 36 пациентов с нарушением тонкого использования кисти легкой и средней степени выраженности вследствие МИ в ранний и поздний восстановительный периоды. Тренировки были направлены на дистальную часть верхней конечности. Первичным результатом было изменение оценок по шкалам FMA и Action Research Arm Test (ARAT), вторичными результатами — изменения по ряду двигательных, когнитивных шкал, госпитальной шкалы тревоги и депрессии (HADS), а также показателям качества жизни (HRQoL). После проведения курса реабилитации отмечались улучшения в показателях FMA (FMA-total, FMA-prox и FMA-dist), ARAT, когнитивной и эмоциональной функций, независимости повседневной жизни и качества жизни.

На сегодняшний день среди доступных устройств имеется ряд роботизированных РП. Однако использование этой методики у пациентов с высокой степенью спастичности (3—4 балла по MAS) затруднено. Ведется поиск альтернативных решений. В частности, авторы предлагают использовать метод электростимуляции кончиков пальцев с помощью перчатки TIPSTIM [54].

Система интерфейса «мозг—компьютер»

Современные методы поведенческой терапии применимы при парезе легкой или средней степени тяжести, поскольку требуют определенного уровня сохранности периферической двигательной функции. В случае плегии или грубого пареза роботизированная терапия представляет собой пассивную механотерапию.

Альтернативой в таких случаях является непосредственное взаимодействие с центральной нервной системой (ЦНС) пациента. В частности, система интерфейса «мозг—компьютер» (ИМК) может измерять сигналы, связанные с движением, и обеспечивать значимую обратную связь для управления нейропластичностью.

Влияние процесса воображения движения (ВД) на нейропластичность продемонстрировано в многочисленных нейрофизиологических исследованиях. Показано, что во время ВД происходит активация области М1 и структур головного мозга, участвующих в планировании и контроле произвольных движений. ВД является динамическим состоянием, во время которого субъект мысленно повторяет движение без явной двигательной активности [55]. ВД обеспечивается теми же нейрональными механизмами, что и фактическое выполнение движений с акцентом на префронтальную кору головного мозга.

Специфические для инсульта системы ИМК фокусируются на сигналах, исходящих из моторной зоны ипсилезионной коры. Известно, что нейрональная активность, связанная с движением, возникает в ипсилезионной и контралезионной коре. Способность модулировать повышенную активность коры уменьшается с увеличением площади повреждения, поэтому для систем нейрореабилитации пациентов с обширными МИ важную роль играет контралезионная кора [55].

В ряде исследований установлено, что увеличение контралезионной активности может быть связано с восстановлением моторики. Поскольку восстановление моторики обратно коррелирует со степенью повреждения кортикоспинального тракта, предполагается функциональное улучшение верхней конечности при использовании контралезионного полушария для управления экзоскелетом, контролируемым ИМК. Ранее было продемонстрировано, что пациенты с МИ могут контролировать ИМК с помощью ЭЭГ-сигналов из противоположного полушария, связанных с ВД. Однако роль незатронутого полушария в восстановлении после инсульта не ясна, неопределенной является взаимосвязь между активацией контралезионной коры головного мозга и результирующей сенсорной FB [56].

В исследовании с применением навигационной транскраниальной магнитной стимуляции (ТМС) мозга у испытуемых, прошедших тренировки ВД, наблюдались снижение порога возбудимости двигательной коры и увеличение вызванных моторных ответов (ВМО) заинтересованных мышц во время ВД сжатия кисти [55].

ИМК недавно появились в качестве новых и потенциально мощных инструментов для восстановления функций после МИ. Предварительные результаты исследований с применением контролируемых ИМК-ортезов или функциональных электростимуляторов демонстрируют улучшение двигательных функций после МИ, в том числе в хронический период.

G. Prasad и соавт. в 2010 г. [57] интегрировали ИМК на основе ЭЭГ в рамках реабилитационного протокола, сочетающего ВД и физическую практику. ВД состояло в представлении выполнения двигательных последовательностей и связанных с ними кинестетических ощущений при неподвижной верхней конечности. На каждой тренировке участники (5 пациентов) сначала выполняли (или пытались выполнить) движение физически, а затем его повторяли для неповрежденной и поврежденной конечности. Нейронную FB ВД обеспечивали простым визуальным представлением посредством игры «мяч—корзина». После 6 нед тренировок (12 сеансов) у всех участников было зафиксировано улучшение двигательной функции поврежденной руки при минимально значимой разнице по ARAT. Таким образом, авторы пришли к выводу, что ВД, поддерживаемое ИМК, является возможным вмешательством в рамках протокола после инсульта.

M. Mihara и соавт. в 2011 г. попытались прояснить значение конкретного вида ВД на активацию определенных отделов коры мозга. Используя систему ИМК на основе функциональной спектроскопии ближнего инфракрасного диапазона fNIRS, они провели обследование 21 здорового участника, который кинестетически представлял сгибание и разгибание пальцев. Связанную с этим мозговую активность визуализировали с помощью вертикальной полосы. Основная группа получила «соответствующую обратную связь», которая зависела от задачи ВД. Группе сравнения предоставили «ложную обратную связь». В основной группе БОС индуцировала значительно бо́льшую активацию контралезионной премоторной коры и более высокие баллы самооценки кинестетических двигательных образов. Премоторная кора головного мозга имеет решающее значение как для двигательного контроля, так и для генерации ВД. Напротив, «ложная обратная связь» сопровождается активацией теменной ассоциативной коры, которая связана с визуальными пространственными образами и памятью. Эти результаты демонстрируют важность БОС, обусловленной задачами с модификацией пластичности двигательной сети. В 2013 г. эти же авторы с целью проверки, действительно ли тренировка с БОС приводит к улучшению моторики после инсульта, повторили протокол с 20 пациентами после подкоркового инсульта. Участники прошли 6 тренингов с управляемым ИМК с ВД дистального контроля верхней конечности в дополнение к стандартной реабилитации. Пациенты были распределены в две группы — «условной» и «ложной» БОС. Как и ожидалось, кортикальная активация премоторной области по отношению к ВД была выше в группе «условной» БОС. Кроме того, в основной группе наблюдалось большее функциональное улучшение по шкале FMA. В совокупности эти результаты показали, что условная БОС с кинестетическими двигательными образами приводит к активации целевых двигательных областей коры и адаптивной нейронной пластичности [58].

Пилотное РКИ с участием 28 пациентов с подострым инсультом с тяжелым моторным дефицитом показало, что МР в течение 1 мес с помощью ИМК в качестве дополнительного вмешательства приводит к более высоким результатам в отношении функционального восстановления верхней конечности по сравнению с реабилитацией без ИМК-поддержки. Об этом свидетельствует значительно более высокий средний балл по шкале FMA-UE в основной группе по сравнению с контрольной [59].

Исследования эффективности реабилитации пациентов с МИ с использованием ИМК на основе ЭЭГ проводились как пилотный проект на базе нескольких клиник Москвы (МОНИКИ, ИВНД и НФ РАН, РНИМУ им. Н.И. Пирогова). Результаты показали, что во всех случаях (10 пациентов) был достигнут положительный результат в отношении моторного функционирования и активности в повседневной жизни [60].

В исследование Ю.В. Бушковой и соавт. (2018) [60] были включены 29 пациентов с инсультом со среднетяжелыми и тяжелыми парезами верхней конечности. Применение в составе комплексной реабилитации ИМК с кинестетической и визуальной FB у пациентов основной группы, которые взаимодействовали с нейроинтерфейсом в активной парадигме, показало значимое улучшение показателей двигательной активности верхней конечности преимущественно за счет восстановления проксимальных ее отделов, улучшение двигательного контроля при выполнении активного действия.

В работе Е.С. Ивлевой и соавт. (2020) [60] рассмотрено использование кинестетического ВД под контролем ИМК с экзоскелетом кисти у пациентов с тяжелым постинсультным парезом кисти. Была разработана программа реабилитации, включающая стандартные методы реабилитации и обучение ВД и эмоциональному контролю, что повышало эффективность комплекса ИМК.

Важной проблемой в моторном обучении являются уровень внимания и объем умственной нагрузки, т.е. «насколько усердно мозг работает, чтобы соответствовать требованиям задачи». G. Derosière и соавт. [61] установили, что измеренная активность в префронтальной коре (NIRS) может различать низкие и умеренные уровни рабочей нагрузки с эффектом плато в сторону более высоких уровней. Оказалось, что NIRS чувствительна к снижению внимания независимо от продолжительности задачи. Таким образом, мониторинг изменения внимания во время тренировки ИМК потенциально позволит избежать умственной перегрузки и обеспечить лучшее выполнение поставленной задачи.

Взаимодействие между полушариями у пациентов с МИ характеризуется дисбалансом в связи с нарушением сдерживающей способности поврежденного полушария в отношении здорового, что приводит к чрезмерному подавлению пораженного полушария здоровым. Лучшее восстановление двигательной активности после МИ часто связано с восстановлением межполушарного баланса. Автоматический мониторинг межполушарных взаимодействий во время тренировки ИМК может предоставить важную информацию о стратегиях лечения, добавив, например, повторяющуюся ТМС перед тренировкой при асимметрии полушарий [60] или модулируя выбор упражнений в зависимости от наблюдаемой активации мозга.

Недавно появившаяся область исследований касается использования ИМК для улучшения моторного и когнитивного восстановления. Были представлены и обсуждены достижения в области влияния ИМК на специфические когнитивные функции у пациентов с тяжелым инсультом. В дополнение к использованию ИМК для восстановления двигательной функции показано улучшение показателей рабочей памяти, интеллекта и внимания, что подтверждалось изменением показателей Р300 когнитивных вызванных потенциалов [60].

Использование ИМК для когнитивного обучения является еще одной новой областью исследований в нейрореабилитации и может улучшить как клинические характеристики пациентов, так и расширить область использования ИМК.

Дальнейшие исследования направлены на предоставление доказательств эффективности тренировки двигательных образов с помощью ИМК в краткосрочной и долгосрочной перспективах у пациентов после инсульта. Кроме того, уточняются нейрофизиологические, нейроанатомические и клинические детерминанты результатов вмешательства, основанного на технологии ИМК, которые эффективны для восстановление двигательных функций верхних конечностей. Наряду с клинической эффективностью эти знания имеют значение для дальнейшего расширения области применения технологии ИМК в реабилитации после инсульта.

Заключение

Концепция восстановления двигательных, когнитивных и нейропсихологических нарушений после МИ состоит из систематических тренировок, направленных на улучшение визуального, слухового и кинестетического восприятия, функции памяти и продуктивного мышления. Различные тренинги и регулярное методическое обучение способствуют реорганизации коры головного мозга с вовлечением прилежащей к инфаркту непораженной моторной коры, что определяет не только улучшение двигательной функции, но и интеллектуальной способности, процессов памяти, концентрации внимания. Тренировки с мультисенсорным воздействием на зрительный, слуховой, вестибулярный и кинестетический анализаторы в условиях многозадачности оказывают благоприятное воздействие на когнитивно-двигательное обучение и переобучение, нейропсихологический статус пациента и повышают уровень мотивации на достижение успеха в реабилитационном процессе.

С учетом накопленного опыта в монодоменном применении вышеописанных технологий, пониманием реализации адаптивных механизмов нейропластичности и знаний о морфофункциональных уровнях построения движений и их взаимосвязи, можно предположить, что синергичность мультимодальных эффектов цифровых технологий, БОС, виртуальной реальности, интерфейса «мозг—компьютер» позволит расширить возможности и повысить эффективность МР пациентов, перенесших МИ.

Источник финансирования: Грант Правительства г. Москвы № 0912-1/22.

Funding source: Moscow Government Grant No. 0912-1/22.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.