Голубова Т.Ф.

ГБУЗ РК «Научно-исследовательский институт детской курортологии, физиотерапии и медицинской реабилитации»

Власенко С.В.

ГБУЗ РК «Научно-исследовательский институт детской курортологии, физиотерапии и медицинской реабилитации»

Марусич И.И.

ГБУЗ РК «Научно-исследовательский институт детской курортологии, физиотерапии и медицинской реабилитации»

Отинов М.Д.

ГБУЗ РК «Научно-исследовательский институт детской курортологии, физиотерапии и медицинской реабилитации»

Власенко Ф.С.

НКЦ «Технологии здоровья и реабилитации» (структурное подразделение) ФГАОУ ВО «Крымский федеральный университет им. В.И. Вернадского»

Османов Э.А.

ГБУЗ РК «Научно-исследовательский институт детской курортологии, физиотерапии и медицинской реабилитации»

Современные подходы к применению роботизированных устройств в комплексе реабилитации детей с церебральным параличом

Авторы:

Голубова Т.Ф., Власенко С.В., Марусич И.И., Отинов М.Д., Власенко Ф.С., Османов Э.А.

Подробнее об авторах

Прочитано: 1635 раз


Как цитировать:

Голубова Т.Ф., Власенко С.В., Марусич И.И., Отинов М.Д., Власенко Ф.С., Османов Э.А. Современные подходы к применению роботизированных устройств в комплексе реабилитации детей с церебральным параличом. Вопросы курортологии, физиотерапии и лечебной физической культуры. 2023;100(5):36‑44.
Golubova TF, Vlasenko SV, Marusich II, Otinov MD, Vlasenko FS, Osmanov EA. Current approaches to the use of robotic devices in rehabilitation complex of children with cerebral palsy. Problems of Balneology, Physiotherapy and Exercise Therapy. 2023;100(5):36‑44. (In Russ.)
https://doi.org/10.17116/kurort202310005136

Рекомендуем статьи по данной теме:
Ди­на­ми­ка мо­тор­ных и фун­кци­ональ­ных на­ру­ше­ний в ран­нем вос­ста­но­ви­тель­ном пе­ри­оде ише­ми­чес­ко­го ин­суль­та. Воп­ро­сы ку­рор­то­ло­гии, фи­зи­оте­ра­пии и ле­чеб­ной фи­зи­чес­кой куль­ту­ры. 2024;(5):13-22

Детский церебральный паралич (ДЦП) — это собирательный термин для группы разнообразных двигательных нарушений, вызванных повреждениями головного мозга разного происхождения, которые возникают в перинатальном (околородовом) периоде. Определяющим синдромом клинических нарушений при церебральном параличе является синдром двигательных расстройств [1—3]. Эта патология — наиболее распространенная причина формирования детской инвалидности с распространенностью 2,1 случая на 1000 во всех странах. По оценкам специалистов, во всем мире насчитывается 17 млн человек, живущих с ДЦП, по крайней мере, 80% (13,6 млн) из которых доживут до 6-го десятилетия [3].

Характерной особенностью ДЦП является сочетание двигательной патологии с нарушениями чувствительности, когнитивными и коммуникативными дисфункциями, нарушениями речи и развития, симптоматической эпилепсией [3].

Нарушения двигательных функций являются основными симптомами церебрального паралича; однако они также часто связаны с другими типами состояний, такими как: сенсорные, перцептивные, когнитивные, коммуникативные и поведенческие расстройства; эпилепсия и вторичные нарушения опорно-двигательного аппарата. Клиническая картина двигательных симптомов при церебральном параличе также очень разнообразна [3—5]. Существует несколько классификаций этих симптомов. Классификация Эпиднадзора за церебральным параличом в Европе (Surveillance of Cerebral Palsy in Europe, SCPE) разделяет двигательные нарушения при ДЦП на спастические, дискинетические и атаксические формы с вовлечением либо одной (односторонние), либо обеих (двусторонние) сторон. Широко распространена в практике Система классификации общей двигательной функции (Gross Motor Function Classification System, GMFCS). GMFCS выделяет двигательные возможности от уровней I до V и описывает обычную общую двигательную функцию [1—5]. GMFCS использует дескрипторы, определяющие двигательные способности, применимые к каждому уровню. Дети, которые функционируют на I уровне GMFCS, самостоятельно передвигаются по всем поверхностям, испытывая трудности только с координацией и равновесием. И, наоборот, дети, которые функционируют на уровне GMFCS V, нуждаются в поддержке при выполнении всех повседневных задач. В целом примерно 60% детей с ДЦП самостоятельно передвигаются с незначительными нарушениями (уровни GMFCS от I до II), 11% — используют ту или иную форму помощи при ходьбе (уровень GMFCS III), а 29% — преимущественно пользуются инвалидными колясками (уровни GMFCS IV и V). Аналогичным образом созданы другие распространенные системы функциональной классификации, такие как Система классификации способностей к ручному труду (Manual Ability Classification System, MACS), Система классификации коммуникационных функций (Communication Function Classification System, CFCS) и Система классификации способностей к еде и питью (Eating and Drinking Ability Classification Sistem, EDACS), также масштабируемые по уровням I—V функциональных способностей людей с ДЦП, при этом обеспечивают объективную оценку исследуемых функций.

Очевидно, что на клеточно-молекулярном уровне успешная реабилитация детей с ДЦП тесно связана с активизацией нейропластичности, синапто- и нейрогенеза. Важнейшими медиаторами этих процессов являются нейротрофические факторы (НТФ), секретируемые в головном мозге (нейронами, глией). НТФ представлены суперсемейством достаточно крупных гомодимерных белков, контролирующих все ключевые этапы организации нейрональной сети: рост аксонов и дендритов, трафик мембранных рецепторов, высвобождение нейротрансмиттеров, образование и функционирование синапсов, поддержку механизмов долговременной потенциации; выживание, дифференцировку и синаптогенез нервных клеток. НТФ головного мозга (Brain-Derived Neurotrophic Factor, BDNF) — второй идентифицированный НТФ вслед за фактором роста нервов (Nerve Growth Factor, NGF). Установлено, что на ранних этапах развития нервной системы BDNF вовлечен в процессы формирования синапсов, дифференцировки, созревания и выживания нейронов. Во взрослом головном мозге основной функцией BDNF считается модуляция синаптической пластичности. Считается, что содержание BDNF в периферической крови прямо коррелирует с уровнем BDNF в центральной нервной системе, и этот НТФ можно рассматривать в качестве биомаркера процессов нейропластичности, нейрогенеза и нейропротекции, а так же как показатель ответа на проводимую терапию и предиктор ее эффективности [6, 7].

Рост мышц при ДЦП отличается от типичного развития, что проявляется у детей уже в возрасте 15 мес. Мышцы при церебральном параличе могут быть уменьшены в объеме на 40%, могут быть короче по длине, иметь более длинные сухожилия и при этом меньше саркомеров в серии, которые чрезмерно растянуты по сравнению с нормой. Макромасштабные и функциональные нарушения, вероятно, опосредованы дисфункцией на клеточном уровне, которая проявляется в виде нарушения роста. В мышечных волокнах количество клеток-сателлитов уменьшается на 40—70%, а регенеративная способность оставшихся клеток-сателлитов оказывается под угрозой. Нарушение регенерации мышц при церебральном параличе сочетается с расширением внеклеточного матрикса и повышенной экспрессией провоспалительных генов; результирующие мышцы меньше, жестче и слабее, чем обычные мышцы. Эти различия могут способствовать тому, что люди с ДЦП минимизируют физическую активность, тем самым уменьшая возможности для механической нагрузки, запуская порочный круг неиспользования мышц и развитие вторичной саркопении [8—10]. Диапазон движений в суставах и мышцах (ROM) со временем может становиться все более ограниченным, вследствие чего развиваются вторичные мышечные и суставные контрактуры, приводящие к боли, подвывихам и нарушениям осанки. Измененная функция опорно-двигательного аппарата становится очевидной в раннем возрасте и, как правило, со временем ухудшается, что значительно влияет на дальнейшую жизнь больных с хронической патологией. Роль роста опорно-двигательного аппарата при ДЦП недостаточно изучена; влияние растущих мышц и костей в сочетании с нарушениями нервной системы и изменением механики может объяснить некоторое прогрессирование симптомов при ДЦП. Размер и архитектура мышц являются измеряемыми характеристиками на макро- и мезомасштабе, которые определяют функциональную способность мышц. Дефицит мышечного размера и архитектуры указывает на функциональную потерю [8—13]. Общие находки включают дефицит мышечного объема и площади поперечного сечения, а также чрезмерно растянутые саркомеры. Эти изменения в мышцах могут являться причиной низкой эффективности реабилитационных мероприятий и требуют пристального внимания специалистов, занимающихся реабилитацией лиц с церебральным параличом. Подсчитано, что около 90% пациентов с церебральным параличом испытывают трудности при ходьбе, в частности отмечается снижение скорости ходьбы и выносливости вследствие сниженной кардиореспираторной подготовленности. В связи с этим развитие самостоятельной ходьбы и эффективности походки детей с церебральным параличом, гарантирующих их независимость в повседневной жизни, часто находится в центре внимания терапевтических вмешательств.

Не существует «золотого стандарта» для лечения двигательных симптомов, присущих больным с ДЦП. Методы, обычно используемые для их лечения, сосредоточены на ранних вмешательствах, которые используют преимущества нейропластичности головного мозга. Кроме того, двигательная тренировка, ориентированная на конкретные задачи, которая включает в себя самопознание окружающей среды и решения для преодоления проблем с движением, для этой группы больных рекомендуется в повторном ежедневном режиме для приобретения и совершенствования двигательных навыков и создания обогащенной среды, способствующей интенсивности и разнообразию движений, в комфортном психологическом и эмоциональном окружении. Важность комплаенса очень актуальна, поскольку лечение, разработанное в виде игры, гарантирует приверженность и непрерывность из-за особенностей этой группы пациентов [14—22].

Не так давно появились новые возможности в реабилитации двигательных состояний, вызванных церебральным параличом. Одна из них включает использование роботизированных систем и виртуальной реальности, что заметно продемонстрировало улучшение общей моторной функции нижних конечностей и мелкой моторной функции верхних конечностей у детей с церебральным параличом. Наиболее значимыми из новых технологий роботизированных систем являются устройства Lokomat и Innowalk (роботизированные системы локомоторной терапии для нижних конечностей). Системы для локомоторной терапии предназначены для: осуществления комплекса лечебно-реабилитационных воздействий за счет обеспечения длительного передвижения ног пациента по движущейся ленте беговой дорожки; помощи пациентам с нарушением походки в выполнении движения на беговой дорожке, что позволяет проводить комбинированную функциональную локомоторную терапию с оценкой функционального состояния. Эти системы основаны на применении роботизированных ортезов ходьбы и системы поддержки массы тела, комбинированных с беговой дорожкой (тредмилом) [23—33].

Согласно имеющимся в доступной литературе данным, система Lokomat является наиболее широко используемой [34—39]. Структура занятий и их периодичность были одинаковыми во всех рассмотренных клинических испытаниях с точки зрения упражнений, но в то же время сильно отличались по количеству и схеме проведения занятий. Так, специалисты назначали процедуры от 3 до 5 раз в неделю, а продолжительность лечения варьировалась от 4 до 12 нед. Продолжительность занятий, предлагаемая большинством авторов, была одинаковой и составляла в среднем 30—45 мин. Однако L. Aycardi и соавт. [40] удлинили это время до 65 мин. При этом однократное воздействие с помощью роботизированной системы не превышало 25 мин. Последующие наблюдения или оценки продолжительности эффектов реабилитации, которые были достигнуты с помощью системы Lokomat или платформы CPWalker, были проведены только в краткосрочной перспективе. Ряд авторов [27—33, 40], также оценивающих непосредственные или краткосрочные результаты, сообщили о том, что необходимы дополнительные исследования для проверки стойкости эффектов, которые были достигнуты с помощью системы Lokomat или платформы CPWalker. Кроме того, следует отметить, что применение роботизированных систем не требует дополнительной нагрузки на реабилитологов, однако такое лечение требует постоянного наблюдения за биомеханическими параметрами больного. Некоторые авторы исследовали интенсивное лечение детей с ДЦП и пришли к выводу, что упражнения дома, с одной стороны, увеличивают объем тренировок, но, с другой стороны, эти занятия менее контролируемы [41—44].

При этом не было найдено ни одного исследования, в котором было бы проведено сравнение двух разных роботизированных систем с целью поиска доказательств превосходства одного устройства над другим.

L. Aycardi и соавт. [40] опубликовали результаты исследования, в котором была поставлена цель проверить эффективность платформы CPWalker при лечении пациентов с ДЦП. Авторы подчеркнули важность изучения параметров походки пациентов с церебральным параличом. Такая работа могла бы стать основой для создания роботизированных систем, адаптированных для лечения церебрального паралича, однако не разработаны четкие стандарты для выбора устройства.

По данным, представленным в настоящем обзоре, оценка эффективности применения роботизированных систем при лечении ДЦП носит противоречивый характер. Отдельные авторы показали высокую эффективность использования системы Walkbot-K у пациентов с ДЦП после 6-недельной программы реабилитации по сравнению с контрольной группой, где такие системы не применяли: в основной группе было достигнуто улучшение функций и способности выполнять повседневные действия. Интенсивное лечение было результативным в отношении двигательной функции верхних и нижних конечностей, поскольку улучшение было связано с увеличением практики, что представляет собой ключевой фактор в достижении целей. Следует отметить, что короткая продолжительность вмешательств является ограничением для получения более выраженных положительных результатов, в связи с этим необходимы дальнейшие исследования для оценки эффективности реабилитации с включением роботизированных систем в долгосрочной перспективе [31—44].

Отметим, что в большинстве описанных выше исследований применение роботизированных устройств проводили в комплексе с другими, традиционными методами лечения и реабилитации, в частности с физиотерапией. Контрольную группу детей с ДЦП не создавали. Для оценки реальной эффективности роботизированной ходьбы в лечении ДЦП необходимо применить рандомизированный перекрестный дизайн. При этом следует сравнивать эффективность традиционной терапии и лечения с помощью роботизированных устройств, применяемых изолированно. Однако в доступной литературе указания на такие исследования не были найдены.

Несмотря на отсутствие явного превосходства роботизированных систем по сравнению с традиционным комплексным лечением, которое описано рядом авторов (p>0,05) [45], роботизированные системы показали улучшения в способности ходить, которое оценивали с помощью классификации GMFCS. Улучшения также наблюдались в общей двигательной функции и функциональной способности к повседневной деятельности (p=0,018 для занятий стоя и p=0,021 для динамических действий, которые были измерены с помощью системы классификации общих двигательных функций). Последующие наблюдения важны для понимания степени выраженности или продолжительности результатов, полученных при реабилитации. Только в одном исследовании, включенном в этот обзор, было проведено последующее наблюдение через 3 мес, в котором было показано, что экспериментальная группа сохранила достигнутые результаты [46]. Важно подчеркнуть, что все авторы согласились с тем, что эти роботизированные системы являются хорошим дополнением к обычной лечебной физкультуре и что они не могут ее заменить.

Перспективным методом для улучшения ходьбы является разработанная в России система «Экзоскелет». Изначально эту систему применяли для реабилитации больных со спинальной травмой, последствиями инсульта. Имеется методика применения экзоскелета у больных с ДЦП, которая включает в себя определение продолжительности тренировки, длительности курса, пройденное расстояние за процедуру. Было выявлено, что после 10-дневного курса тренировки в экзоскелете происходят выраженные положительные изменения в биомеханике движений, опороспособности [46, 47]. Российские ученые первыми в мире создали экзоскелет Exoatlet Bambini, который предназначен для реабилитации пациентов малого роста, в том числе детей и подростков. Отличительной чертой Exoatlet Bambini является взаимосвязь роботизированных, медицинских и нейротехнологий. Расширенная функциональность позволяет сократить сроки выздоровления пациентов. Однако исследований, посвященных применению этого изделия, в настоящее время не опубликовано.

Для коррекции двигательных функций рук детей с ДЦП разработан целый ряд роботизированных устройств. Существуют четкие доказательства того, что роботизированные системы верхних конечностей улучшают их функцию и силу, однако эти улучшения не всегда переносятся на повседневную деятельность. Авторы обосновали это отсутствием интеграции, поскольку большинство исследований было сосредоточено на исследовании руки. При использовании системы InMotion2 дети с ДЦП с помощью роботизированной руки повышают точность выполнения движений по достижению цели. Ребенок обучается тренировать движения «тянуть руку к предмету» в определенных направлениях с заданным уровнем помощи (сложности). Проект Berlin Brain-Computer Interface (BBCI) [48] разрабатывает неинвазивную систему — интерфейс «мозг—компьютер» (ИМК; англ. Brain-Computer Interface, BCI), ключевыми функциями которой являются: 1) использование хорошо зарекомендовавших себя двигательных навыков в качестве парадигм управления; 2) многомерные характеристики многоканальной электроэнцефалографии (ЭЭГ); 3) передовые методы машинного обучения. Пространственно-спектральные изменения сенсомоторных ритмов используются для различения воображаемых движений (левой руки, правой руки и ноги).

Были проведены исследования отечественных авторов [45—48] по изучению эффективности применения роботизированного устройства НИМК-Экзокисть-2 у детей-инвалидов с ДЦП в возрасте до 18 лет. Ретроспективно все пациенты были разделены на две группы. В 1-ю группу вошли 74 ребенка, у которых через 6 мес после проведения реабилитации с применением программно-аппаратного комплекса НИМК-Экзокисть-2 был зарегистрирован позитивный, долгосрочный и стабильный клинический эффект; 2-ю группу составили 18 детей, получивших курсовое лечение нейропротектором; 3-я группа состояла из 26 детей, у которых позитивный клинический эффект после проведения курса реабилитации был нестабильным и непродолжительным. Изучение динамики содержания BDNF в венозной крови показало, что у детей с ДЦП из 1-й группы на 10-е сутки после проведения реабилитации с применением программно-аппаратного комплекса НИМК-Экзокисть-2 наблюдалось существенное снижение его концентрации (в среднем на 29,6% по сравнению с уровнем этого НТФ в крови непосредственно перед восстановительным лечением; p<0,001). Вместе с тем у детей с ДЦП из 2-й группы уменьшение концентрации BDNF в венозной крови в этот период было незначительным и не превышало 10% по сравнению с его содержанием в крови до восстановительного лечения (p>0,05). Проведенное исследование показало, что успешное применение программно-аппаратного комплекса НИМК-Экзокисть-2 для реабилитации детей с ДЦП, а также достижение стабильного и долгосрочного клинического эффекта ассоциировано с достоверным снижением концентрации циркулирующего BDNF. На первый взгляд, это представляется парадоксальным, так как активизация нейропластичности и нейрогенеза, по идее, должна сопровождаться повышенным синтезом разных НТФ, включая BDNF. Тем не менее наблюдаемый эффект не случаен. Известно, что эффекторные функции BDNF реализуются при его взаимодействии с тропомиозиновыми тирозинкиназными рецепторами B (TrkB) на клетках-мишенях, что запускает внутриклеточные каскады синтеза разных белков и ведет к множественным эффектам: росту аксонов, созреванию дендритов и повышению синаптической пластичности [1, 8—10, 20—22]. Не исключено, что снижение концентрации BDNF в периферической циркуляции у детей с ДЦП из 1-й группы обусловлено триггерным эффектом проводимой БОС-терапии, который заключается в существенном увеличении экспрессии полнофункциональной формы TrkB-рецепторов на нейрональных клетках-предшественниках. Активно взаимодействуя с BDNF, эти клетки-предшественники трансформируются в нейроны нужного медиаторного назначения, замещающие поврежденные структуры головного мозга и обеспечивающие стабильный и долговременный эффект реабилитации с применением программно-аппаратного комплекса НИМК-Экзокисть-2. Вместе с тем вследствие активного связывания и интернализации BDNF непосредственно клетками нервной ткани содержание этого НТФ в крови существенно снижается, что и показали результаты проведенного исследования [48—50].

Эффективность реабилитационных процедур [17, 45] зависит от той степени, в которой они запускают пластические механизмы в головном мозге по перестройке сенсомоторной системы. Для этого движения экзоскелета должны совершаться только в моменты, когда мозг наиболее восприимчив к принятию периферийных сигналов, производимых движениями экзоскелета, а именно в моменты, когда пациент намеревается совершить движение. В ряде работ, направленных на реабилитацию больных, перенесших инсульт [17], для распознавания намерений пациента использовался ИМК, основанный на кинестетическом воображении движений. ИМК — это программно-аппаратный комплекс, позволяющий управлять внешними техническими системами с помощью сигналов, отводимых от головного мозга, минуя традиционную для этого мышечную активность. В качестве сигналов обратной связи обычно учитывается зрительная информация, однако в последние годы если ИМК управляет экзоскелетом, дополнительно к ней используется проприоцептивная афферентация [17, 45, 46].

Большинство ИМК, связанных с движением внешнего технического устройства, в качестве ментальных задач использует именно воображение движений. Управление ИМК, основанного на воображении движений, является эффективной процедурой восстановления двигательных функций у постинсультных и посттравматических больных. Большинство современных ИМК, входящих в состав систем для восстановления двигательных функций, основано на анализе сенсомоторного ритма ЭЭГ. Данный ритм включает α- и β-компоненты [20, 47, 48]: α-компонент (10—12 Гц у взрослых), или μ- и α-ритм, предположительно, отражает уровень активации постцентральной соматосенсорной коры, в то время как μ- и β-компонент (частота пика около 20 Гц) является индикатором активности прецентральной моторной коры. Реакция «десинхронизация μ-ритма ЭЭГ» считается признаком активации соответствующих зон коры больших полушарий, тогда как синхронизацию ритма ЭЭГ связывают с деактивацией участка коры. Реакция «десинхронизация μ-ритма» проявляется при выполнении движений, а также при их представлении, при наблюдении за движением «биологического» объекта, аудиальном восприятии движения [45—48]. Десинхронизация μ-ритма начинается примерно за 2 с до начала движения, а размер и степень эффекта, по всей видимости, отражают объем нейронной сети, которая задействована в выполнении задания. Это предположение подтверждается тем наблюдением, что возрастание сложности задания повышает выраженность падения амплитуды ритма, очевидно, из-за увеличивающегося количества задействованных клеток.

В работе исследователей из Южной Кореи [50] изучали ИМК, интегрированный с электростимулятором мышц-разгибателей запястья. Электростимуляция запускалась на основе параметров ЭЭГ — при увеличении отношения мощности сенсомоторного β-ритма к θ-ритму, которое отмечалось при представлении пациентом движения разгибания кисти. После серии процедур у детей с ДЦП улучшались параметры движений рук, а также показатели концентрации внимания. Результаты исследования показывают, что электростимуляция, контролируемая с помощью ИМК, может эффективно использоваться в нейрореабилитации пациентов с церебральным параличом.

Имеются данные об успешном применении ИМК, управляемого по параметрам потенциала P300, для выполнения когнитивных заданий на компьютере у детей с тяжелыми формами ДЦП, имеющими не только моторные, но и речевые нарушения [45—48]. Такие результаты были получены и при использовании гибридной системы ИМК, управляемой одновременно связанным с событием потенциалом P300 и параметрами ЭМГ у больных с тяжелыми двигательными нарушениями.

Цель роботизированных систем — помочь пациентам достичь правильной двигательной функции, основанной на повторении задач с их помощью [36, 41]. Они могут обеспечивать высокоинтенсивное, повторяющееся, специфичное для конкретной задачи и интерактивное обучение [2, 43, 44, 50]. Роботизированные системы могут быть сосредоточены на нескольких стратегиях, таких как вспомогательные (аналогичные упражнениям, выполняемым физиотерапевтами), тактильная стимуляция (связанная с практикой повседневной жизнедеятельности), коучинг (помощь, мотивация и стимулирование обучения моторным навыкам) или основанные на задачах (упражнения, которые включают более сложные задачи или проблемы) [24, 34, 49]. Основными преимуществами, которые можно было бы получить от использования этих устройств, являются уменьшение спастичности и улучшение амплитуды движения суставов, автономии, мышечного тонуса и силы и т.д. [2—4]; однако, поскольку это новые методы, их осуществимость и эффективность при ДЦП не совсем ясны.

Важно учитывать, что пациентам с ДЦП требуется широкий спектр методов лечения, которые являются не только физическими, но также медицинскими и фармакологическими, такими как ботулинический токсин [5, 30], или комбинация других физиотерапевтических процедур, таких как чрескожная электростимуляция, электростимуляция мышц [21, 31, 44], которые эффективны не только для восстановления двигательной функции верхних конечностей, но и при дисфагических расстройствах. Однако в настоящем систематическом обзоре эти методы лечения были определены как критерии исключения, чтобы гарантировать, что полученные эффекты или результаты обусловлены исключительно используемыми роботизированными системами, а не суммарными эффектами, которые могут быть достигнуты с помощью комбинации нескольких методов лечения.

Несмотря на большую вариативность в отношении структуры, периодизации и продолжительности процедур, большинство авторов пришли к выводу, что добавление роботизированной системы в программу реабилитации ребенка с церебральным параличом не является самостоятельной терапией, а скорее, представляет собой хорошее дополнение к традиционным процедурам [34]. Также было высказано предположение, что применение процедур только с помощью этих устройств (в частности, с помощью устройства PeLoGAIT) неэффективно. Авторы также подчеркнули необходимость индивидуального лечения для каждого пациента и включения этих устройств в комплекс реабилитации этой группы населения [6, 20, 24, 33, 34, 44,].

Включение только клинических испытаний для сравнения эффективных традиционных методов лечения и добавления роботизированных систем также выделяется как ограничение. Несмотря на отсутствие ограничений в воздействии на тело или тип используемой роботизированной системы, устройства для нижних конечностей, по-видимому, были исследованы более тщательно, чем системы для верхних конечностей. Таким образом, ни одно такое исследование не вошло в настоящий обзор из-за критериев исключения. К сожалению, существует очень мало работ, которые соответствуют выбранным в настоящем обзоре критериям, поскольку большинство из них представляет собой отдельные тематические исследования, пилотные исследования или протоколы, которые в некоторых случаях не были реализованы, что препятствует получению результатов.

Заключение

При реабилитации больных с ДЦП, согласно современным концепциям, вопросы этиопатогенеза и применения разных методов лечения рассматриваются с точки зрения механизмов нейропластичности. Применение разных лечебных методик и воздействие на процессы нейропластичности способствуют одновременному восстановлению практически всех имеющихся нарушений: не только двигательных, но и психических дисфункций у пациентов с ДЦП. Осознание масштабов нейропластичности головного мозга накладывает новую степень ответственности на участников реабилитационного процесса. Правильный выбор метода нейрореабилитации и его своевременное применение не уступают по своей значимости традиционному в медицине назначению медикаментозного или хирургического лечения. Многие методы реабилитации, традиционно и отчасти интуитивно используемые, в наши дни получают научное обоснование с позиций нейрональной пластичности.

Использование роботизированных систем начинает набирать популярность при применении в сочетании с обычным восстановительным лечением детей, у которых был диагностирован церебральный паралич. Количество публикаций, посвященных изучению влияния роботизированных устройств на функциональную активность конечности и центральной нервной системы, увеличивается. Несмотря на скудные доказательства, которые были найдены в литературе, и разногласия, связанные с эффективностью этих систем для лечения и реабилитации детей с церебральным параличом, следует заключить, что роботизированные системы могут рассматриваться как эффективное дополнение к обычной физиотерапии. Универсальность технологий предполагает возможность сочетания ее с применением геймерских методик, фармакотерапией. Для проверки терапевтических возможностей этих новых технологий необходимы дополнительные исследования с большими выборками, лучшее методологическое качество и долгосрочные наблюдения.

Исследование выполнено за счет гранта Российского научного фонда и Республики Крым №22-15-20035 (https://rscf.ru/project/22-15-20035/).

Участие авторов: концепция и дизайн исследования — Т.Ф. Голубова, С.В. Власенко; сбор материала — И.И. Марусич, Ф.С. Власенко, М.Д. Отинов; написание текста — С.В. Власенко; редактирование — Э.А. Османов.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Литература / References:

  1. Sadowska M, Sarecka-Hujar B, Kopyta I. Cerebral Palsy: Current Opinions on Definition, Epidemiology, Risk Factors, Classification and Treatment Options. Neuropsychiatr Dis Treat. 2020;16:1505-1518. https://doi.org/10.2147/NDT.S235165
  2. Novak I, Morgan C, Fahey M, et al. State of the evidence traffic lights 2019: systematic review of interventions for preventing and treating children with cerebral palsy. Curr Neurol Neurosci Rep. 2020;20:3.  https://doi.org/10.1007/s11910-020-1022-z
  3. Balgayeva M, Bulekbayeva S. Effectiveness of the combined use of robotic kinesiotherapy and botulinum therapy in the complex rehabilitation of children with cerebral palsy. Asian J Pharm Clin Res. 2018;11:360-364.  https://doi.org/10.22159/ajpcr.2018.v11i9.26541
  4. Llamas-Ramos R, Sánchez-González JL, Llamas-Ramos I. Robotic Systems for the Physiotherapy Treatment of Children with Cerebral Palsy: A Systematic Review. Int J Environ Res Public Health. 2022;19(9):5116. https://doi.org/10.3390/ijerph19095116
  5. Ammann-Reiffer C, Labruyère R. Letter to the Editor on Effects of Antigravity Treadmill Training on Gait, Balance, and Fall Risk in Children With Diplegic Cerebral Palsy. American Journal of Physical Medicine Rehabilitation. 2018;97(6):e55-e56.  https://doi.org/10.1097/PHM.0000000000000827
  6. He YY, Zhang XY, Yung WH, et al. Role of BDNF in central motor structures and motor diseases. Mol Neurobiol. 2013;48:783-793. 
  7. Weissmiller AM, Wu C. Current advances in using neurotrophic factors to treat neurodegenerative disorders. Transl Neurodegener. 2012;1:14.  https://doi.org/10.1186/2047-9158-1-14
  8. Herskind A, Ritterband-Rosenbaum A, Willerslev-Olsen M, et al. Muscle growth is reduced in 15-month-old children with cerebral palsy. Dev Med Child Neurol. 2016;58:485-491.  https://doi.org/10.1111/dmcn.12950
  9. Barber L, Hastings-Ison T, Baker R, et al. Medial gastrocnemius muscle volume and fascicle length in children aged 2 to 5 years with cerebral palsy. Dev Med Child Neurol. 2011;53:543-548.  https://doi.org/10.1111/j.1469-8749.2011.03913.x
  10. Massaad A, Assi A, Bakouny Z, et al. Alterations of treatment-naïve pelvis and thigh muscle morphology in children with cerebral palsy. J Biomech. 2019;82:178-185.  https://doi.org/10.1016/j.jbiomech.2018.10.022
  11. Larkin-Kaiser KA, Howard JJ, Leonard T, et al. Relationship of muscle morphology to hip displacement in cerebral palsy: a pilot study investigating changes intrinsic to the sarcomere. J Orthop Surg Res. 2019;14:187.  https://doi.org/10.1186/s13018-019-1239-1
  12. Chen Y, He L, Xu K, et al. Comparison of calf muscle architecture between Asian children with spastic cerebral palsy and typically developing peers. PLoS One. 2018;13:e0190642. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0190642
  13. Aycardi LF, Cifuentes CA, Múnera M, et al. Evaluation of biomechanical gait parameters of patients with Cerebral Palsy at three different levels of gait assistance using the CPWalker. J Neuroeng Rehabil. 2019;16:15.  https://doi.org/10.1186/s12984-019-0485-0
  14. Tornberg AB, Lauruschkus K. Non-ambulatory children with cerebral palsy: Effects of four months of static and dynamic standing exercise on passive range of motion and spasticity in the hip. Peer J. 2020;8:e8561. https://doi.org/10.7717/peerj.8561
  15. Ammann-Reiffer C, Bastiaenen CH, Meyer-Heim AD, et al. Lessons learned from conducting a pragmatic, randomized, crossover trial on robot-assisted gait training in children with cerebral palsy (PeLoGAIT). J Pediatr Rehabil Med. 2020;13:137-148.  https://doi.org/10.3233/PRM-190614
  16. Thalman C, Artemiadis P. A review of soft wearable robots that provide active assistance: Trends, common actuation methods, fabrication, and applications. Wearable Technol. 2020;1:e3.  https://doi.org/10.1017/wtc.2020.4
  17. Фролов А.А., Бобров П.Д. Интерфейс мозг-компьютер: нейрофизиологические предпосылки и клиническое применение. Текст: непосредственный. Журнал высшей нервной деятельности. 2017;67(4):365-376.  https://doi.org/10.7868/S0044467717040013
  18. Кожина Г.В., Левик Ю.С., Попов А.К., Сметанин Б.Н. Влияние пассивного тактильного контакта руки на поддержание вертикальной позы человека. Физиология человека. 2017;43(4):70-77.  https://doi.org/10.31089/1026-9428-2020-60-5-318-328
  19. Джелдубаева Э.Р., Бирюкова Е.А., Махин С.А., Бабанов Н.Д., Чуян Е.Н., Кубряк О.В. Максимальная амплитуда электромиограмм сгибателей и разгибателей рук в серии сеансов управления силовым джойстиком у здоровых добровольцев. Рос физиол журн им ИМ Сеченова. 2020;106(1):44-54.  https://doi.org/10.31857/S0869813920010069
  20. Petrarca M, Frascarelli F, Carniel S, et al. Robotic-assisted locomotor treadmill therapy does not change gait pattern in children with cerebral palsy. Int J Rehabil Res. 2021;44:69-76.  https://doi.org/10.1097/MRR.0000000000000451
  21. Yaşar B, Atıcı E, Razaei DA, et al. Effectiveness of Robot-Assisted Gait Training on Functional Skills in Children with Cerebral Palsy. J Pediatr Neurol. 2022;20(03):164-170.  https://doi.org/10.1055/s-0041-1725128
  22. Chen J, Hochstein J, Kim C, et al. A Pediatric Knee Exoskeleton With Real-Time Adaptive Control for Overground Walking in Ambulatory Individuals With Cerebral Palsy. Front Robot AI. 2021;8:702137. https://doi.org/10.3389/frobt.2021.702137
  23. Bunge LR, Davidson AJ, Helmore BR, et al. Effectiveness of powered exoskeleton use on gait in individuals with cerebral palsy: A systematic review. PLoS One. 2021;16(5):e0252193. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0252193
  24. Fang Y, Lerner ZF. Feasibility of Augmenting Ankle Exoskeleton Walking Performance with Step Length Biofeedback in Individuals with Cerebral Palsy. IEEE Trans Neural Syst Rehabil Eng. 2021;29:442-449.  https://doi.org/10.1109/TNSRE.2021.3055796
  25. Khomami AM, Najafi F. A survey on soft lower limb cable-driven wearable robots without rigid links and joints. Robot Auton Syst. 2021;144:103846. https://doi.org/10.1016/j.robot.2021.103846
  26. Roberts H, Shierk A, Clegg NJ, et al. Constraint Induced Movement Therapy Camp for Children with Hemiplegic Cerebral Palsy Augmented by Use of an Exoskeleton to Play Games in Virtual Reality. Phys Occup Ther Pediatr. 2020;41:150-165.  https://doi.org/10.1080/01942638.2020.1812790
  27. Schless SH, Cenni F, Bar-On L, et al. Medial gastrocnemius volume and echo-intensity after botulinum neurotoxin a interventions in children with spastic cerebral palsy. Dev Med Child Neurol. 2019;61:783-790.  https://doi.org/10.1111/dmcn.14056
  28. Bjornson KF, Zhou C, Stevenson R, et al. Walking activity patterns in youth with cerebral palsy and youth developing typically. Disabil Rehabil. 2014;36:1279-1284. https://doi.org/10.3109/09638288.2013.845254
  29. Choi H, Kang BB, Jung B-K, et al. Exo-Wrist: A Soft Tendon-Driven Wrist-Wearable Robot With Active Anchor for Dart-Throwing Motion in Hemiplegic Patients. IEEE Robot Autom Lett. 2019;4:4499-4506. https://doi.org/10.1109/LRA.2019.2931607
  30. Shin J, Yang S, Park C, et al. Comparative effects of passive and active mode robot-assisted gait training on brain and muscular activities in sub-acute and chronic stroke. NeuroRehabilitation. 2022;51(1):51-63.  https://doi.org/10.3233/NRE-210304
  31. Романов А.И., Ступин В.А., Силина Е.В. Перспективы и значение аппаратов внешнего управления (экзоскелетов) для эффективной реабилитации пациентов с нарушениями двигательной функции. Здравоохранение Российской Федерации. 2021;65(3):287-294.  https://doi.org/10.47470/0044-197X-2021-65-3-287-294
  32. Kuschan J, Krüger J. Fatigue recognition in overhead assembly based on a soft robotic exosuit for worker assistance. CIRP Ann. 2021;70:9-12.  https://doi.org/10.1016/j.cirp.2021.04.034
  33. Gonzalez A, Garcia L, Kilby J, et al. Robotic devices for paediatric rehabilitation: a review of design features. Biomed Eng Online. 2021;20:89.  https://doi.org/10.1186/s12938-021-00920-5
  34. Yazıcı M, Livanelioğlu A, Gücüyener K, et al. Effects of robotic rehabilitation on walking and balance in pediatric patients with hemiparetic cerebral palsy. Gait Posture. 2019;70:397-402.  https://doi.org/10.1016/j.gaitpost.2019.03.017
  35. Kim H, Hyun-Yoon H-Y, Shin Y-I. Effects of Innovative WALKBOT Robotic-Assisted Locomotor Training on Balance and Gait Recovery in Hemiparetic Stroke: A Prospective, Randomized, Experimenter Blinded Case Control Study With a Four-Week Follow-Up. Ieee transactions on neural systems and rehabilitation engineering. 2015;23(4):636-642.  https://doi.org/10.1109/TNSRE.2015.2404936
  36. Tiboni M, Borboni A, Vérité F, et al. Sensors and Actuation Technologies in Exoskeletons: A Review. Sensors (Basel). 2022;22(3):884.  https://doi.org/10.3390/s22030884
  37. Tricomi E, Lotti N, Missiroli F, et al. Underactuated Soft Hip Exosuit Based on Adaptive Oscillators to Assist Human Locomotion. IEEE Robot Autom Lett. 2022;7:936-943.  https://doi.org/10.1109/LRA.2021.3136240
  38. Cherni Y, Girardin-Vignola G, Ballaz L, et al. Reliability of maximum isometric hip and knee torque measurements in children with cerebral palsy using a paediatric exoskeleton. Lokomat Neurophysiol Clin Neurophysiol. 2019;49:335-342.  https://doi.org/10.1016/j.neucli.2018.12.001
  39. Rodriguez-Fernandez A, Lobo-Prat J, Font-Llagunes JM. Systematic review on wearable lower-limb exoskeletons for gait training in neuromuscular impairments. J Neuroeng Rehabil. 2021;18:22.  https://doi.org/10.1186/s12984-021-00815-5
  40. Aycardi LF, Cifuentes CA, Múnera M, et al. Evaluation of biomechanical gait parameters of patients with Cerebral Palsy at three different levels of gait assistance using the CPWalker. J Neuroeng Rehabil. 2019;16:15.  https://doi.org/10.1186/s12984-019-0485-0
  41. Dusing SC, Harbourne RT, Lobo MA, et al. A Physical Therapy Intervention to Advance Cognitive and Motor Skills: A Single Subject Study of a Young Child with Cerebral Palsy. Pediatr Phys Ther. 2019;31:347-352.  https://doi.org/10.1097/PEP.0000000000000635
  42. Котов С.В., Исакова Е.В., Лиждвой В.Ю. и др. Роботизированное восстановление функции ходьбы у больных в раннем восстановительном периоде инсульта. Журнал неврологии и психиатрии им. С.С. Корсакова. Спецвыпуски. 2020;120(8-2):73-80.  https://doi.org/10.17116/jnevro202012008273
  43. Котов С.В., Петрушанская К.А., Лиждвой В.Ю. и др. Клинико-физиологическое обоснование применения экзоскелета ЭКЗОАТЛЕТ при ходьбе для больных с рассеянным склерозом. Российский журнал Биомеханики. 2020;24(2):148-166. 
  44. Мощенко М.Г., Егоров Г.П., Бабанов Н.Д., Кубряк О.В. Пассивный экзоскелет нижних конечностей человека и облегченный протокол оценки физиологической эффективности. Динамика сложных систем-XXI век. 2019;13(4):23-28. 
  45. Ларина Н.В., Корсунская Л.Л., Власенко С.В. Комплекс «Экзокисть-2» в реабилитации верхней конечности при детском церебральном параличе с использованием неинвазивного интерфейса «мозг-компьютер». Нервно-мышечные болезни. 2019;9(4):44-50.  https://doi.org/10.17650/2222-8721-2019-9-4-44-50
  46. Ларина Н.В., Павленко В.Б., Корсунская Л.Л. и др. Возможности реабилитации детей с синдромом ДЦП с применением роботизированных устройств и биологической обратной связи. Текст: непосредственный. Бюллетень сибирской медицины. 2020;19(3):156-165.  https://doi.org/10.20538/1682-0363-2020-3-156-165
  47. Корсунская Л.Л., Савчук Е.О., Ларина Н.В. и др. Эффективность применения комбинированной методики «Неинвазивный интерфейс «Мозг — Компьютер — Экзоскелет кисти» в сочетании с ноотропной терапией в реабилитации детей с детским церебральным параличом. Текст: непосредственный. Медицинский вестник Северного Кавказа. 2020;15(1):58-61.  https://doi.org/10.14300/mnnc.2020.15012
  48. Blankertz B, Losch F, Krauledat M, et al. The Berlin Brain--Computer Interface: accurate performance from first-session in BCI-naïve subjects. IEEE Trans Biomed. 2008;55(10):2452-2462. https://doi.org/10.1109/TBME.2008.923152
  49. Kim TW, Lee BH. Clinical usefulness of brain-computer interface-controlled functional electrical stimulation for improving brain activity in children with spastic cerebral palsy: a pilot randomized controlled trial. J Phys Ther Sci. 2016;28(9):2491-2494.
  50. Démas J, Bourguignon M, Périvier M, et al. Mu rhythm: State of the art with special focus on cerebral palsy. Ann Phys Rehabil Med. 2019;S18770657(19):30094-30096. https://doi.org/10.1016/j.rehab.2019.06.007

Подтверждение e-mail

На test@yandex.ru отправлено письмо со ссылкой для подтверждения e-mail. Перейдите по ссылке из письма, чтобы завершить регистрацию на сайте.

Подтверждение e-mail

Мы используем файлы cооkies для улучшения работы сайта. Оставаясь на нашем сайте, вы соглашаетесь с условиями использования файлов cооkies. Чтобы ознакомиться с нашими Положениями о конфиденциальности и об использовании файлов cookie, нажмите здесь.