По данным ВОЗ, неврологические заболевания являются одной из основных причин хронической инвалидности во всем мире, среди которых инсульт — ведущий фактор. В 2010 г. в мире зарегистрировано 16,9 млн новых случаев инсульта, что на 68% больше, чем в 1990 г. Вместе с тем число выживших после инсульта по сравнению с 1990 г. увеличилось на 84%, и в 2010 г. в мире проживали 33 млн человек, перенесших инсульт [1]. В последние десятилетия в большинстве развитых стран мира произошло устойчивое снижение стандартизированной по возрасту смертности от инсульта [2, 3]. Однако снижение смертности не всегда сопровождается удовлетворительным функциональным восстановлением, и инвалидность после инсульта сохраняется на достаточно высоком уровне [1, 3].
Одна из главных причин инвалидизации после инсульта — расстройства двигательных функций, которые наблюдаются в различной степени у большинства больных [4] и влияют на социальную независимость и трудоспособность. Спектр двигательных нарушений многообразен и включает пирамидные, экстрапирамидные, мозжечковые синдромы; особое значение имеют нарушения статики и ходьбы.
Ходьба является произвольным, целенаправленным действием, которое контролируется корой больших полушарий головного мозга [5]. Основная функциональная единица ходьбы — это цикл шага. Среднее время цикла шага при естественной ходьбе приближается к 1 с. Цикл шага для каждой конечности состоит из двух периодов: периода опоры и периода переноса. Продолжительность периода опоры составляет от 58 до 61% цикла шага, а периода переноса — от 42 до 39%. В соответствии с наличием правой и левой конечности различают правый и левый циклы шага [6]. Произвольная скорость ходьбы признана достоверной и чувствительной оценкой производительности походки [7]. Величина кинематических профилей, особенно в сагиттальной плоскости, вносит значительный вклад в скорость ходьбы. При этом параметры ходьбы (ширина шага, соотношение фаз шага, продолжительность цикла шага, амплитуда движения в суставах) у здоровых лиц в возрасте до 60—65 лет не претерпевают существенных изменений [8,9].
Походка у лиц, перенесших инсульт, по сравнению с походкой здоровых людей характеризуется уменьшением произвольной скорости, изменением кинематических и кинетических профилей походки (диапазон углов движения в суставах, пиковый момент, пиковая мощность и др.) и рисунка движения в различных плоскостях [10—14]. В то же время связь между локализацией очага и двигательным стереотипом после инсульта, особенно при отсутствии выраженных парезов, практически не изучена. Н. Moon и соавт. [15] при ретроспективном исследовании больных с выраженными нарушениями движения (средний балл по шкале FIM — 72,4±30,5) не выявили связи между супра- или субтенториальной локализацией очага и нарушением равновесия по шкале Берга.
Детальное изучение двигательного паттерна у больных после инсульта необходимо для целенаправленного выбора специализированных методов реабилитации. Основным методом, который используется для изучения двигательной системы в целом и отдельных составляющих двигательного акта в частности, является видеоанализ. При помощи видеоанализа можно изучить: а) пространственно-временные параметры цикла шага (длина, ширина, скорость, частота шага, угол разворота стопы, процентное соотношение периода опоры и переноса); б) кинематику движений (пространственную организацию при движении в суставах); в) кинетические параметры; г) уровень активности различных мышечных групп и межмышечные взаимодействия при помощи динамической электромиографии [16]. В целом метод видеоанализа позволяет уточнить характер нарушений моторики, предоставляет возможности для целенаправленной реабилитации, а также контроля процесса восстановления [17—19].
Физическая реабилитация признана стратегией первой линии для уменьшения нарушений сенсомоторной функции и двигательных расстройств после инсульта, стимулирования реорганизации двигательных зон коры больших полушарий и улучшения функционального исхода [20, 21]. По данным обзора А. Pollock и соавт. [22] и рекомендаций AHA/ASA от 2016 г. [23] методы физической реабилитации имеют доказательную базу от уровня I A до II B.
Цель настоящего исследования — изучение различий в изменении двигательного стереотипа в раннем восстановительном периоде легкого ишемического инсульта (общий балл по NIHSS 6,2±0,8) в бассейне внутренней сонной артерии (ВСА) и в вертебрально-базилярной системе (ВБС).
Материал и методы
В раннем восстановительном периоде ишемического инсульта обследованы 11 пациентов, направленных на второй этап реабилитации сразу после окончания острого периода (на 4—6-й неделе). У всех пациентов ишемический очаг был подтвержден результатами нейровизуализации. Ишемический очаг у 7 больных локализовался в бассейне ВСА, у 4 человек — в ВБС. Мужчин было 6, женщин — 5. Средний возраст составил 57,2±5,2 года. В исследование включали пациентов со снижением мышечной силы не более 3,5—4,0 балла. Все пациенты были обследованы 2 раза: при поступлении и перед выпиской. Интервал между обследованиями составил 2—2,5 нед. Основной задачей было уточнение изменения двигательного паттерна и «рисунка» ходьбы в зависимости от локализации очага поражения.
Всем пациентам при поступлении и перед выпиской проведены в динамике клинический осмотр и исследование по шкалам. Для оценки тяжести неврологического дефицита использовали шкалу инсульта Национального института здоровья (NIHSS). Оценивали динамику по шкале функциональной независимости в повседневной жизни (англ.: functional independence measure — FIM), 6-балльной шкале оценки выраженности пареза, модифицированной шкале спастичности Ашфорта, тесту с колышками и девятью отверстиями для оценки функции кисти и ловкости пальцев (nine-hole peg test — NHPT), шкале подвижности (time up and go test — TUG), шкале равновесия и устойчивости (шкала Берга) и 20-балльной шкале головокружений. Наряду с этим оценивали психический статус по краткой шкале оценки психического статуса (MMSE), депрессии (шкала Бека) и тревоги (шкала Спилбергера).
Видеоанализ движений проводили в специализированной лаборатории Physiomed Smart («Physiomed», Германия), оснащенной высокоточной цифровой оптико-электронной системой высокого разрешения SMART-D для анализа всех типов движений. Исследование выполняли дважды, на 2-й и 14-й день после поступления в стационар. Метод видеоанализа движений обследуемого основан на технологии бесконтактного компьютерного анализа видеоизображений движений. Согласно протоколу Davis на пациента прикрепляли 22 светоотражающих датчика размером до 20 мм, сигналы от которых регистрировались 10 основными цифровыми камерами, а также 3 видеокамерами для дополнительной видеосъемки. Камеры имеют матрицы высокой чувствительности и частоту сканирования 100 раз в 1 с (100 Гц), что во много раз превосходит частотный спектр угловых перемещений при обычных движениях. Все камеры были синхронизированы, их управление осуществляли с помощью локальной компьютерной сети с передачей данных в компьютер и последующей обработкой информации. При видеосъемке пациенту предлагали ходить по размеченной локомоторной дорожке привычной походкой в комфортном темпе, совершая 3—5 последовательных циклов. Движения записывались, формировался отчет, позволяющий проанализировать представленные кинематические характеристики движений. В результате исследования создавался «индивидуальный рисунок» движения.
Результаты исследования обрабатывали с использованием программы SPSS 22,0. Описательная статистика была представлена в виде средних значений (М) и их среднеквадратичных отклонений (SD), а также в виде медианы (Ме). Для сравнения двух независимых групп применяли t-критерий для независимых выборок, при сравнении связанных групп — t-критерий для парных (связанных) выборок. Статистически значимыми различия считали при р<0,05.
Результаты и обсуждение
Средний балл по шкале NIHSS при поступлении составил 6,2±0,8 (при локализации очага в ВСА — 6,1±0,7 балла, в ВБС — 6,3±0,9 балла). По шкале FIM сумма баллов составила от 110 до 121 при очаге в бассейне ВСА, и от 108 до 122 при очаге в ВБС (табл. 1),
При изучении динамики двигательных нарушений в обеих группах выявлено достоверное нарастание силы в руке и ноге (t>2,41, p<0,026). Исходно тест NHPT хуже выполняли пациенты с очагом в ВСА, что было обусловлено более выраженным парезом кисти (t=1,92, p=0,085). К концу реабилитации отмечена положительная, но не достоверная динамика (см. табл. 1).
Еще одним серьезным последствием инсульта является спастичность. Спастическое повышение мышечного тонуса наблюдается в первые недели после инсульта у 21—25% пациентов [24]. Исходно, у 4 больных с инсультом в ВСА было отмечено повышение мышечного тонуса до 1 балла по шкале Ашфорта, которое на фоне реабилитационных занятий уменьшилось до 0 баллов.
Вне зависимости от локализации ишемического инсульта все пациенты при исследовании подвижности (TUG-тест) затратили время, превышающее норму (≤10 с), но уложились в порог до 20 с, что указывает на сохранность самостоятельного передвижения, но повышение риска падений [25]. Пациенты с инсультом в ВСА выполняли этот тест лучше, чем пациенты с очагом в ВБС — t=2,06, p=0,069 (см. табл. 1). В динамике вне зависимости от бассейна поражения отмечено улучшение при выполнении TUG-теста с достоверными различиями для всей группы (t=3,28, p=0,000) и для группы с инсультом в ВСА (t=2,74, p=0,041). В группе с локализацией очага в ВБС наблюдали тенденцию к достоверным различиям (t=2,19, p=0,12), что могло быть объяснено небольшим числом наблюдений. В то же время у каждого больного в этой группе с продолжительностью TUG-теста более 10 с отмечено его улучшение в динамике, что отражалось высокой корреляцией между показателями TUG-теста при поступлении и выписке (r=0,96, p=0,036).
Исходно показатели по шкале Берга не различались между группами с очагом в ВСА и ВБС (см. табл. 1) и указывали на независимость больного от посторонней помощи при передвижении. В динамике все пациенты с инсультом в ВСА продемонстрировали достоверное улучшение (t=6,32, p=0,001). У пациентов с инсультом в ВБС по этому тесту отмечена положительная, но не достоверная динамика (t=1,86, p=0,066), что могло быть связано с небольшим числом наблюдений.
У больных с инсультом в ВБС в отличие от больных с очагом в ВСА была выявлена дисфункция вестибулярной системы в виде нарушения координации и равновесия, поддержания позы, которая не выявлялась по шкале Берга, но диагностировалась по 20-балльной шкале головокружения — 7,8±0,5 балла (см. табл. 1). Эти нарушения уменьшались в динамике — 6,5±1,3 балла (t=2,61, p=0,082), но не достигали верхних границ нормы (см. табл. 1).
По результатам MMSE когнитивных нарушений обнаружено не было. При исследовании по опроснику Бека у всех пациентов были выявлены легкие депрессивные расстройства, которые при поступлении были более выражены у больных с очагом в ВСА (см. табл. 1). Достоверное улучшение в динамике по опроснику Бека отмечено только в группе с очагом в ВСА (t=2,78, p=0,039). При оценке тревожности по шкале Спилбергера установлено, что исходно пациенты с очагом в ВСА имели более высокий уровень тревожности (t=2,84, p=0,02), особенно ситуативной, чем пациенты с очагом в ВБС (см. табл. 1). В динамике в обеих группах отмечали уменьшение личностной и ситуативной тревожности, более выраженное у больных с очагом в ВСА, но не достигавшее достоверных значений (t<2,21, p>0,077).
Пространственно-временные параметры цикла шага и локализация очага
При проведении видеоанализа установлено, что независимо от локализации очага достоверно по сравнению с нормой уменьшались длина и скорость шага, в результате чего цикл шага увеличивался (табл. 2),
Следующий важный параметр цикла шага — ширина (база) шага. Ширина шага определяет устойчивость при ходьбе. Типичная реакция при инсульте — ее увеличение, что указывает на нарушение равновесия и позволяет лучше его стабилизировать [10, 14]. Ширина шага при обоих вариантах локализации инсульта достоверно увеличивалась по сравнению с нормой: t>3,72, p<0,003 (см. табл. 2). При локализации инсульта в ВБС отмечено несколько большее увеличение ширины шага, чем при локализации очага в ВСА. Видеоанализ позволил установить, что увеличение ширины шага при локализации очага в ВСА было преимущественно связано со снижением мышечной силы, в то время как при локализации в ВБС — со снижением постурального контроля и постуральной моторики. Т. е. у больных с инсультом в ВБС в большей степени, чем у больных с инсультом в ВСА, нарушалась способность к стабилизации центра массы тела при динамическом движении, к предугадыванию положения центра тяжести (центровка) и сохранению соотношения сегментов тела для равновесия.
При анализе показателей времени, составляющих цикл шага, отмечено увеличение времени периода опоры паретичной конечностью, удлинение цикла шага и уменьшение частоты шагов в минуту по сравнению с нормой, что является следствием снижения скорости и/или частоты шага (см. табл. 2). Эти изменения были достоверно более выражены у больных с инсультом в ВБС по сравнению с пациентами с очагом в ВСА (t>2,73, p<0,038).
Кинематические параметры цикла шага и локализация очага
В течение цикла шага таз в норме совершает движения во фронтальной плоскости амплитудой около 4°. У пациентов с инсультом в ВСА отмечен перекос таза: таз на стороне пареза был поднят выше здоровой стороны в среднем на 1,5° (рис. 1, а).
Заключение
Реабилитация пациентов с цереброваскулярной патологией — одна из наиболее сложных медицинских и социальных задач. Целью реабилитационных программ является улучшение двигательной активности пациента. Физические упражнения по эффективности могут быть сопоставимы с лекарственными средствами при условии, что упражнения индивидуально обоснованные, целевые, безопасные и дозированные по интенсивности, частоте, продолжительности и типу тренировки. Многократно повторяющиеся физические упражнения способствуют формированию новых нейрональных связей и стимулируют различные механизмы пластичности [26].
«Золотым стандартом» исследований движений является видеоанализ. Метод видеоанализа позволяет уточнить характер нарушений моторики и контролировать восстановление [16, 17].
Результаты проведенных ранее исследований показывают, что у здоровых обследуемых большинство показателей цикла шага, включая длину и ширину шага, амплитуду движений суставов и другие параметры, не имеют специфических возрастных различий до возраста 60—65 лет [8, 9]. В связи с тем что средний возраст больных в настоящем исследовании составил 56,7±6,8 года и у них по анамнестическим данным и при клиническом обследовании отсутствовали симптомы хронических двигательных расстройств, можно допустить, что до заболевания параметры шага в обеих ногах были в пределах нормы.
Анализ полученных результатов показал, что у пациентов с инсультом даже при незначительной степени парезов паттерн ходьбы значительно изменяется, нарушается синергизм различных групп мышц. Эти изменения подтверждаются динамической электромиографией, на которой выявляется «тоническая» мышечная активность на протяжении всего цикла движения и асимметричность между паретичной и здоровой стороной даже при отсутствии клинически определяемых парезов [27]. В выполненном нами исследовании отмечены также отклонения пространственно-временных и кинематических параметров шага. У больных нарушалась подвижность в суставах, смещался центр массы тела, увеличивалась ширина шага. Кроме этого, в результате нарушения функции мышц и постуральной моторики изменялась поза нижней конечности при движении.
Результаты исследования показывают, что изменения параметров ходьбы после инсульта можно разделить на общие и специфические, связанные с определенным бассейном. Общими, не зависящими от бассейна инсульта изменениями были скорость ходьбы вследствие уменьшения длины и скорости шага и соответствующее этому увеличение продолжительности цикла шага. К специфическим изменениям, связанным с локализацией инсульта в ВБС, можно отнести более значительное увеличение ширины шага и выраженное смещение таза кпереди вследствие снижения постурального контроля и ухудшения постуральной моторики и равновесия. Эти изменения сочетались с более выраженными отклонениями от нормы при выполнении TUG-теста и при оценке по 20-балльной шкале головокружений и отражали повышение неустойчивости и риска падения. Сравнительный анализ шкалы Берга и 20-балльной шкалы головокружений показал более высокую чувствительность последней, в связи с чем она может быть рекомендована для уточнения степени вестибулярной дисфункции при отсутствии выраженных изменений по шкале Берга. Особенностью при инсульте в ВСА была асимметрия таза с его подъемом на стороне пареза выше здоровой стороны в среднем на 1,5°. Смещение таза вперед было в пределах верхних границ нормы и достоверно отличалось от смещения при инсульте в ВБС. Полученные нами данные о связи нарушений движения после инсульта с локализацией ишемического очага коррелируют с результатами исследования J. Lee и соавт. [28], которые на основании функциональной магнитно-резонансной томографии показали различия в восстановлении функциональных связей, контролирующих движение и равновесие, у больных с супра- и субтенториальной локализацией очага. Важно отметить, что тяжесть инсульта по шкале NIHSS в исследовании J. Lee и соавт. [28] и в нашем исследовании была сопоставима: 5,9±2,6 и 6,2±0,8 балла соответственно. Одновременно полученные нами результаты отличаются от результатов исследования Н. Moon и соавт. [15], в котором не было выявлено различий в изменении скорости ходьбы и сохранении равновесия между группами с супра- и субтенториальной локализацией инсульта. Различия, с одной стороны, могут быть объяснены достоверно более выраженными двигательными нарушениями в исследовании Н. Moon и соавт. [15]. Средний балл по шкале FIM при поступлении и при выписке составил 57±24/72±30 [15], в нашем исследовании — 118±6/122±4 соответственно, t>5,42, p=0,000. Необходимо отметить, что выраженные двигательные расстройства могут маскировать нарушения равновесия. С другой стороны, проведение нами видеоанализа позволило выявить более тонкие нарушения движений и равновесия, не определяемые по шкале Берга.
Следует отметить, что, так как уже практически с первого месяца восстановительного периода после инсульта здоровая сторона участвует в компенсации развивающейся двигательной асимметрии, необходимо в реабилитационных программах уделять внимание также здоровой стороне. Здоровая сторона, компенсируя и повторяя в определенной степени патологический стереотип паретичной стороны, несет бόльшую нагрузку в фазе переноса, что может способствовать развитию болевых синдромов в коленном и тазобедренном суставах, изменять биомеханику позвоночника.
Таким образом, определение кинематических и кинетических параметров движения у больных в раннем реабилитационном периоде после инсульта при помощи видеоанализа позволяет объективно оценить двигательный паттерн и определить целевые показатели для реабилитационных стратегий, направленных на повышение эффективности движения. Кроме этого, полученные результаты указывают на желательность дифференцирования реабилитационных программ в зависимости от локализации сосудистого процесса, даже при одинаковой выраженности парезов, и включения в них при инсульте в ВБС занятий по тренировке равновесия, постурального контроля и работе на сенсорной дорожке для улучшения/восстановления пространственно-временных параметров цикла шага.
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
The authors declare no conflicts of interest.
Сведения об авторах
Мартынов М.Ю. — e-mail: m-martin@inbox.ru; https://orcid.org/0000-0003-2797-7877
Беляева И.А. — https://orcid.org/0000-0002-2071-3345
Вершинин А.А. — https://orcid.org/0000-0002-5734-9903
Пехова Я.Г. — https://orcid.org/0000-0002-2754-1021
Рачин А.П. — https://orcid.org/0000-0003-4266-0050
Еремушкин М.А. — https://orcid.org/0000-0002-3761-0291
Гусев Е.И. — https://orcid.org/0000-0003-0742-6875
Автор, ответственный за переписку: Мартынов Михаил Юрьевич — e-mail: m-martin@inbox.ru