Улучшение ходьбы является одной из важнейших целей реабилитации после инсульта. Походка больных, перенесших инсульт, характеризуется уменьшением скорости, нарушением кинетических и кинематических профилей, патологической асимметрией, увеличением энергозатратности двигательного акта [1—4].
Для исследования походки предложен набор параметров и оценочных методов, который включает регистрацию временных и кинематических характеристик и особенностей реакции опоры. Основу исследования кинематических характеристик составляет регистрация движений суставов нижней конечности (тазобедренный, коленный и голеностопный) в сагиттальной, фронтальной и горизонтальной плоскостях [5]. Наиболее точным методом исследования кинематических характеристик является видеоанализ биомеханических особенностей движений [6, 7]. Ранее этот метод использовался преимущественно в спорте для оценки и отработки тонких, высокоспециализированных движений [8]. В настоящее время видеоанализ все шире применяется при изучении пространственно-временных, кинематических и кинетических параметров цикла шага, их связи с различными патологическими процессами и с возможностями реабилитации [9, 10].
В публикациях последних лет приводятся данные о роли видеоанализа в оценке двигательного акта, в том числе кинематических параметров, после ишемического инсульта (ИИ) [11, 12]. Особое внимание привлекает изучение влияния локализации очага на двигательный стереотип после ИИ [13]. Исследования с использованием функциональной магниторезонансной томографии (фМРТ) выявляют связь между супра- и субтенториальной локализацией ИИ, реорганизацией нейронных сетей и восстановлением движений [14]. Установлено также, что больные с ИИ супра- и субтенториальной локализации различаются между собой энергозатратами при движении [15]. Это позволяет предполагать наличие особенностей двигательного стереотипа, в частности, кинематических параметров в зависимости от супра- или субтенториальной локализации ИИ, которые можно использовать для повышения эффективности дифференцированных реабилитационных мероприятий и улучшения функции паретичной конечности.
Цель исследования — изучение кинематических параметров движений в раннем восстановительном периоде ИИ супра- и субтенториальной локализации.
Материал и методы
В раннем восстановительном периоде ИИ обследованы 24 пациента, разделенных на две группы: 1-я группа — 15 больных с супратенториальным очагом в бассейне СМА и 2-я группа — 9 больных с субтенториальным очагом ИИ в стволе/мозжечке. Локализация и размеры очага ИИ во всех случаях были подтверждены КТ/МРТ головного мозга. Критерии включения /невключения в исследование представлены в табл. 1. Одними из ключевых критериев включения были незначительные двигательные нарушения в верхней и нижней конечности, отсутствующие/минимальные изменения мышечного тонуса и одиночный ишемический очаг при нейровизуализации. Группу сравнения составили 11 пациентов без анамнестических, клинических и нейровизуализационных критериев ИИ, сопоставимых с 1-й и 2-й группами по полу, возрасту и факторам риска/сопутствующим заболеваниям (табл. 2).
Таблица 1. Критерии включения/невключения
| Критерии включения | Критерии невключения |
| Первый ИИ, подтвержденный КТ/МРТ | Заболевания опорно-двигательного аппарата |
| Одиночный очаг на КТ/МРТ | Операции на нижней конечности |
| Парез руки/кисти не более 3 баллов | Облитерирующий атеросклероз артерий нижних конечностей |
| Парез ноги/стопе не более 3 баллов | Тяжелая и неконтролируемая артериальная гипертензия |
| Отсутствие речевых нарушений, полный контакт с медицинским персоналом | Хроническая сердечная недостаточность ≥III степени |
| Отсутствие выраженных когнитивных нарушений (значения по шкале MMSE ≥25 баллов) | Нестабильная стенокардия, острый инфаркт миокарда |
| Отсутствие депрессии (значения по опроснику Бека ≤9 баллов) | ИМТ >30 |
| Отсутствие тревоги (значения по шкале Спилбергера <30 баллов) | Терминальные состояния соматических/онкологических заболеваний |
| Подписанное информированное согласие пациента на участие в исследовании | Применение препаратов, снижающих мышечный тонус (включая ботулотоксин) |
Таблица 2. Демографические показатели пациентов и факторы риска
| Показатель | Супратенториальный ИИ (n=15) | Субтенториальный ИИ (n=9) | Группа сравнения (n=11) |
| Возраст, годы — (M±SD) | 61,7±8,7 | 59,9±7,1 | 56,1±8,9 |
| Муж/жен, n (%) | 8/7 (53,3/46,7) | 5/4 (55,6/44,4) | 5/6 (45,5/54,5) |
| Артериальная гипертензия, n (%) | 13 (86,7) | 7 (77,7) | 11 (100,0) |
| ИМТ <25 кг/м2, n (%) | 11 (73,3) | 6 (66,7) | 7 (63,6) |
| ИМТ 25—29 кг/м2, n (%) | 4 (26,7) | 3 (33,3) | 4 (36,4) |
| Инфаркт миокарда в анамнезе, n (%) | 3 (20,0) | 2 (22,2) | 1 (9,1) |
| Фибрилляция предсердий, n (%) | — | — | — |
| ХСН, n (%) | 1 (6,7) | — | — |
| Сахарный диабет, n (%) | 1 (6,7) | 1 (11,1) | 4 (36,4) |
| Дислипидемия, n (%) | 6 (40,0) | 5 (55,6) | 7 (63,6) |
До видеоанализа всем пациентам был проведен клинический осмотр с использованием шкал для определения независимости в повседневной жизни и способности к самообслуживанию, степени пареза, мышечного тонуса, функции кисти, мелкой моторики, ловкости пальцев, мобильности и равновесия (табл. 3). Также перед видеоанализом у всех пациентов регистрировали антропометрические данные (вес, рост, длина нижних конечностей, размеры таза, диаметр колена и голени).
Видеоанализ проводился в специализированной лаборатории SMART (Германия), оснащенной высокоточной цифровой оптико-электронной системой высокого разрешения SMART-D для анализа всех типов движения. Светоотражающие датчики (22 датчика по 20 мм) на обследуемом размещали по протоколу Davis. Процедура видеоанализа включала 5 последовательных циклов ходьбы по локомоторной дорожке в комфортном темпе без обуви. Съемка проводилась 10 основными и 3 дополнительными видеокамерами. Частота сканирования составляла 100 кадров в сек. Во время исследования регистрировались кинематические параметры ходьбы в направлениях x, y и z (поперечная, продольная и вертикальная реакции опоры), проекция центра тяжести (Px, Py) и момент силы (Mz). Обработка информации осуществлялась при помощи программы Smart-Clinic, в результате чего создавался «индивидуальный рисунок» движения.
Статистический анализ проводился с помощью программы SPSS Statistics, 23,0. Нормальность распределения данных оценивалась с помощью теста Шапиро—Уилка. В зависимости от нормальности распределения непрерывные числовые данные в независимых выборках сравнивались при помощи t-теста для независимых выборок или критерия Манна—Уитни, а в парных выборках — при помощи t-теста для зависимых выборок или критерия Уилкоксона. Для исследования связи между изучаемыми параметрами применялся корреляционный анализ Пирсона или Спирмена. Данные представлялись в виде среднего значения со среднеквадратическим отклонением, в виде медианы и межквартильного размаха или в виде процентного соотношения. Результаты считались статистически значимыми при p<0,05.
Результаты
Группы с супра- и субтенториальной локализацией ИИ не различались по демографическим и клиническим показателям (см. табл. 2), что позволило исключить влияние сопутствующих заболеваний и факторов риска на кинематику движений. Между группами имелись различия в ловкости выполнения теста с отверстиями и колышками, которые были обусловлены несколько более выраженным парезом кисти у больных с супратенториальным очагом (табл. 3). В то же время мы не нашли данных в литературе, что различия в выраженности пареза кисти в 0,32±0,05 балла могут изменять параметры движений в суставах нижней конечности. Также пациенты 1-й и 2-й групп различались суммой баллов по 20-балльной шкале головокружений, по шкале равновесия Берга и по разделу F шкалы Fugl-Meyer (см. табл. 3).
Таблица 3. Клиническая характеристика пациентов обеих групп при включении в исследование (M±SD)
| Шкала | 1-я группа (n=15) | 2-я группа (n=9) |
| Шкала функциональной независимости в повседневной жизни (FIM) | 118,0±5,2 | 120,3±4,9 |
| Шкала оценки выраженности пареза | ||
| Верхняя конечность: | ||
| проксимально | 3,6±0,9 | 3,9±0,7 |
| дистально | 3,1±1,5 | 3,5±1,3 |
| Нижняя конечность: | ||
| проксимально | 4,2±0,7 | 3,9±0,9 |
| дистально | 4,1±0,6 | 4,0±0,5 |
| Парез ноги (проксимально), баллы: 5-4-3 число больных) | 5-8-2 | 2-6-1 |
| Парез ноги (дистально), баллы: 5-4-3 (число больных) | 4-9-2 | 2-5-2 |
| Шкала Fugl-Meyer нижняя конечность (раздел E) | 24,1±2,2 | 24,6±1,9 |
| Шкала Fugl-Meyer нижняя конечность (раздел F) | 4,3±1,6 | 2,8±1,1* |
| Модифицированная шкала спастичности Ашфорта: 0-1-2 балла (число больных) | 8-6-1 | 7-0-2 |
| Тест с девятью отверстиями и колышками (NHPT) | 42,1±12,9 | 31,7±8,0* |
| Оценка мобильности (TUG) | 14,2±2,5 | 14,0±2,7 |
| Шкала равновесия Берга | 49,5±2,2 | 46,6±3,2* |
| 20-балльная шкала головокружения | — | 6,2±2,0* |
| Краткая шкала оценки психического статуса (MMSE) | 28,0±1,8 | 28,4±1,0 |
| Шкала депрессии Бека | 11,5±2,4 | 9,7±2,8 |
| Шкала тревоги Спилбергера | ||
| Личностная тревожность | 46,2±8,5 | 43,5±6,2 |
| Ситуативная тревожность | 49,3±7,3 | 43,8±9,1 |
Примечание. * — различия достоверны при t>2,17, p<0,041.
Нормальные кинематические параметры цикла шага
На кинематические показатели движения суставов нижних конечностей влияют возраст, пол и темп ходьбы. По данным T. Oberg и соавт. [16], после 50 лет происходит постепенное уменьшение амплитуды движений в тазобедренном, коленном и голеностопном суставах. У женщин амплитуда движений в суставах нижней конечности несколько меньше, чем у мужчин. С увеличением темпа ходьбы амплитуда движений в суставах возрастает [17, 18]. Также объем движений в суставах нижней конечности в определенной степени зависит от роста, веса и индекса массы тела (ИМТ). Амплитуды движений таза и суставов нижних конечностей в группе сравнения представлены в табл. 4, и они не отличались от результатов выполненных ранее исследований у здоровых добровольцев с учетом возрастных/гендерных параметров [16—18].
Таблица 4. Локализации ОНМК и кинематические показатели движений таза и нижних конечностей (M±SD)
| Показатель | 1-я группа (n=15) | 2-я группа (n=9) | Группа сравнения (n=11) | ||
| здоровая сторона | паретичная сторона | здоровая сторона | паретичная сторона | ||
| Прямой наклон таза (сагиттальная плоскость) | 8,3±3,7 | 16,0±3,9* | 7,5±3,4 | ||
| Косой наклон таза (фронтальная плоскость) | 4,6±1,5α | 2,0±1,9# | 2,5±1,2 | ||
| Сгибание бедра | 36,7±6,5 | 35,9±6,8 | 45,4±7,2 β | 42,5±8,1β | 36,1±5,3 |
| Разгибание бедра | –5±8 | –3,5±8,1 | 5,3±7,0♦ | 3,9±7,8♦ | –7,3±6,1 |
| Сгибание колена | 59,5±7,4 | 60±8,5 | 64,6±8,4 | 58,4±13,2 | 63,4±4,2 |
| Разгибание колена | 7,5±6,1 | 9,1±5,6 | 13,2±8,7● | 11,6±6,4● | 6,8±3,2 |
| Тыльное сгибание стопы | 16,8±5,1 | 17,8±4,9 | 20,2±3,5▲ | 20,0±2,5▲ | 14,4±3,4 |
| Подошвенное сгибание стопы | –4±6,4┼ | –4,5±5,2┼ | –0,9±7,9┼ | –0,8±6,1┼ | –14,5±6,2 |
Примечание. * — отличия достоверны по отношению к группе сравнения и 1-й группе, t>4,84, p=0,000; # — отличия достоверны по отношению к 1-й группе, t=3,72, p=0,001; α — отличия достоверны по отношению к группе сравнения, t=3,83, p=0,001; β — отличия достоверны по отношению к группе сравнения и 1-й группе, t>2,13, p<0,047; ♦ — отличия достоверны по отношению к группе сравнения и 1-й группе, t>3,61, p<0,002; ● — отличия достоверны по отношению к группе сравнения, t>2,19, p<0,042; ▲ — отличия достоверны по отношению к группе сравнения, t>2,43, p<0,022; ┼ — отличия достоверны по отношению к группе сравнения, t>6,03, p=0,000.
Кинематические параметры цикла шага у больных с ИИ
У всех пациентов ИИ отмечалось изменение кинематических параметров ходьбы на паретичной и на здоровой сторонах, включавшее смещение таза в сагиттальной и фронтальной плоскостях, увеличение/уменьшение углов сгибания/разгибания тазобедренного, коленного и голеностопного суставов (см. табл. 4).
Движения таза
В группе с супратенториальным очагом наклон таза в сагиттальной плоскости приближался к верхним границам нормы, однако не превышал нормативных показателей Во фронтальной плоскости на стороне пареза отмечалось его избыточное смещение вверх, что было отмечено в ранее выполненных исследованиях [3]. Особенностью движений таза в 1-й группе, отличавшей его от группы сравнения и от 2-й группы (t>4,84, p=0,000), был его наклон вперед в сагиттальной плоскости (см. табл. 4), обусловленный компенсаторными механизмами поддержания позы вследствие смещения центра масс вперед. Наклон таза во фронтальной плоскости (косой наклон) во 2-й группе был достоверно (t=3,72, p=0,001) меньше на паретичной стороне по сравнению с аналогичным наклоном таза у больных 1-й группы (см. табл. 4). Отличий от группы сравнения в косом наклоне таза не было.
Движения в тазобедренном суставе
У больных 1-й группы в сагиттальной плоскости в фазу переноса угол сгибания тазобедренного сустава паретичной и здоровой конечностей не отличался от группы сравнения. Разгибание тазобедренного сустава на обеих сторонах в фазу опоры не отличалось от группы сравнения (см. табл. 4; см. рисунок). Движения в тазобедренном суставе во фронтальной плоскости характеризовались увеличением амплитуды с недифференцируемыми максимумами и отсутствием пиковых отклонений в тазобедренном суставе, кроме этого выявлялось избыточная внутренняя ротация, более выраженная в паретичной конечности.
Кинематические параметры движения в суставах паретичной конечности при супра- или субтенториальной локализации ИИ.
Во 2-й группе в сагиттальной плоскости в фазу переноса на паретичной и на здоровой стороне регистрировалось избыточное сгибание в тазобедренном суставе (t>2,13, p<0,047) при сопоставлении с группой сравнения и с 1-й группой. Усиление сгибания могло рассматриваться как приспособительная реакция для сохранения оптимальной длины шага. В фазу опоры, напротив, отмечалось недостаточное разгибание паретичной и здоровой конечностей (t>3,61, p<0,002) по сравнению с нормативными значениями и с 1-й группой (см.табл. 4; см. рисунок).
Движения в коленном суставе
В 1-й группе показатели сгибания и разгибания в коленном суставе паретичной и здоровой конечностей соответствовали нормативным (см. табл. 4; см. рисунок). У больных 2-й группы угол сгибания коленного сустава на паретичной и на здоровой сторонах не отличался от группы сравнения и от 1-й группы (см. табл. 4; см. рисунок). Разгибание в коленном суставе паретичной и здоровой конечностей было неполным при сопоставлении с группой сравнения (t>2,19, p<0,042), но не отличалось от 1-й группы.
Движения в голеностопном суставе
В 1-й группе тыльное сгибание стопы паретичной и здоровой конечностей было одинаковым и не отличалось от показателей в группе сравнения. Подошвенное сгибание характеризовалось недостаточностью с обеих сторон по отношению к группе сравнения (t>6,03, p=0,000, см. табл. 4;см. рисунок). Во 2-й группе в голеностопном суставе паретичной и здоровой конечностей отмечалось избыточное тыльное сгибание стопы при сопоставлении с группой сравнения (t>2,43, p<0,022). Подошвенное сгибание в фазу опоры-переноса было неполным с 2-х сторон при сопоставлении с группой сравнения (t>6,46, p=0,000) и с 1-й группой (без достоверных различий, см. табл. 4; см. рисунок). Обращала на себя внимание выраженная индивидуальная вариабельность подошвенного сгибания, которая достоверно отличалась от вариабельности в группе сравнения и от 1-й группы (p<0,028).
Обсуждение и заключение
Восстановление максимально правильного стереотипа движения после церебрального инсульта является основной задачей двигательной реабилитации. Особое значение для составления программ восстановительного лечения имеет дифференциация реабилитационных программ не только в зависимости от выраженности двигательных нарушений, но и от локализации очага. В связи с этим основной целью исследования было изучение кинематических параметров ходьбы после ИИ супра- (СМА) и субтенториальной локализации. Так как выраженные двигательные нарушения могут затруднять выявление незначительных различий в кинематическом паттерне ходьбы, то в исследование были включены пациенты с незначительными двигательными нарушениями в ноге и в руке, нормальным или минимально повышенным мышечным тонусом.
В результате исследования были выявлены различия кинематических параметров движений нижней паретичной и здоровой конечности между группами с супра- и субтенториальным ИИ. При супратенториальной локализации очага отклонение таза в сагиттальной плоскости не выходило за пределы нормативных показателей. Во фронтальной плоскости отмечался его избыточный подъем, что рассматривается как компенсаторный механизм, обеспечивающий достаточный зазор между стопой и поверхностью [3]. Сгибание в тазобедренном суставе было несколько усилено, однако в отличие от группы с субтенториальным очагом не отличалось от показателей группы сравнения. Разгибание в тазобедренном суставе было ниже нормы, но достоверно не отличалось от нормативных значений. Другой особенностью движений в тазобедренном суставе, отличавшей его от нормативных показателей и от группы с субтенториальным очагом, было увеличение внутренней ротации бедра во фронтальной плоскости и повышение амплитуды движений с недифференцируемыми максимумами и отсутствием пиковых отклонений. Эти особенности движения, в частности, отклонения вращательного момента от нормы, в тазобедренном суставе паретичной и здоровой конечностей были ранее отмечены в ряде публикаций [19, 20]. Сгибание/разгибание в коленном суставе и тыльное сгибание с обеих сторон не различалось между собой и укладывалось в рамки нормативных показателей.
Отличительной особенностью субтенториального ИИ оказалось смещение таза кпереди в сагиттальной плоскости во время фазы опоры и переноса, что могло быть обусловлено необходимостью компенсации положения туловища вследствие смещения центра масс вперед. Эти данные укладываются в особенности поддержания равновесия и походки больных с поражением мозжечка и/или его связей [21, 22]. В этих случаях для компенсации неустойчивости туловища, в том числе в сагиттальной плоскости, увеличивается ширина шага и уменьшается его длина, а также возникает компенсаторный наклон вперед. Также у больных с субтенториальной локализацией ИИ отмечалось уменьшение амплитуды движений таза на паретичной стороне во фронтальной плоскости. Другой особенностью ИИ этой локализации оказалось избыточное сгибание и недостаточное разгибание в тазобедренном суставе паретичной и здоровой конечностей, которые достоверно отличались от нормативных значений и от аналогичных показателей при супратенториальном очаге. Одной из причин могла быть гиперфункция мышц-сгибателей при недостаточности мышц-разгибателей тазобедренного сустава вследствие нарушения функциональных взаимоотношений мышц агонистов и антагонистов. Еще одним отличием группы с субтенториальным очагом от группы с супратенториальным очагом и от нормативных значений было неполное разгибание в коленном суставе, отмечавшееся в паретичной и здоровой конечностях. С учетом того, что у этих пациентов не отмечалось повышения мышечного тонуса, указанные изменения можно расценивать как компенсаторные, направленные на повышение устойчивости в сочетании с увеличением ширины и уменьшением длины шага. Также больные с субтенториальным очагом характеризовалась избыточным тыльным сгибанием стопы, которое значимо отличалось от значений в группе сравнения. Таким образом, при субтенториальном ИИ с вовлечением ствола и мозжечка изменения походки проявлялись наклоном таза вперед, измененными углами сгибания/разгибания паретичной и здоровой конечностей, ходьбой с широко расставленными и не полностью разогнутыми ногами, что можно объяснить стремлением пациента оптимизировать расположение центра массы туловища и улучшить устойчивость.
Наряду с различиями между группами были выявлены общие закономерности, в частности, касающиеся подошвенного сгибания в голеностопном суставе. В обеих группах особенностью движений голеностопного сустава паретичной и здоровой конечностей была недостаточность подошвенного сгибания в фазу отрыва и переноса конечности (отличия достоверны по сравнению с группой сравнения). Эта недостаточность была более выражена в группе с субтенториальной локализацией ИИ, однако достоверных отличий от аналогичных показателей при сопоставлении с супратенториальной локализацией очага не было. Выявленная особенность указывает на недостаточную отталкивающую способность здоровой и паретичной конечностей в начале периода переноса и может быть следствием неправильной активации мускулатуры нижней конечности [23, 24] и изменений в ахилловом сухожилии [25]. Наши результаты согласуются с результатами исследования Souissi H. и соавт. [26], которые при проведении электромиографического исследования связали недостаточность подошвенного сгибания после инсульта с вовлечением мышц, участвующих в подошвенном сгибании — трехглавой мышцы голени и камбаловидной мышцы. Одновременно необходимо отметить выраженную индивидуальную вариабельность подошвенного сгибания, достоверно более выраженную в группе с субтенториальным ИИ, что может быть связано с диссинергией мышц при вовлечении мозжечковых структур.
Также общим для супра- и субтенториальной локализации ИИ было наличие патологической асимметрии за счет здоровой конечности, которая при неглубоких парезах была более характерна для группы с субтенториальным очагом. Вовлечение здоровой конечности в патологическую асимметрию даже при неглубоких парезах и мало- или неизмененном мышечном тонусе важно учитывать при составлении реабилитационных программ, т.к. выраженность патологической асимметрии является значимой в отношении прогноза восстановления движений в паретичной конечности [2, 4].
Полученные данные соответствуют результатам выполненных ранее исследований с применением фМРТ у больных с ИИ супра- и субтенториальной локализации [14, 27] и позволяют сделать вывод, что у пациентов с ИИ и парезами, не превышающими 3—4 балла и мало- или неизмененном мышечном тонусом, кинематические параметры движений суставов паретичной и здоровой нижних конечностей отклонены от нормы и зависят от супра- или субтенториальной локализации ИИ. Это обусловливает важность составления индивидуальных занятий по восстановлению ходьбы с учетом следующих моментов: занятия должны быть индивидуально направленными в зависимости от супра- или субтенториальной локализации очага и вовлечения мозжечковых структур; физические упражнения должны способствовать не только восстановлению движения паретичной конечности, но и профилактике формирования патологических компенсаторных реакций здоровой конечностью; общие упражнения необходимо сочетать с целевыми упражнениями, включающими работу с определенными группами мышц в зависимости от состояния кинематических параметров ходьбы и локализации очага. При субтенториальной локализации ИИ необходимо принимать во внимание возможность вовлечения мозжечковых структур и включать в реабилитационную программу занятия на тренировку равновесия для восстановления постурального контроля и стабилизации центра массы.
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.