Восстановление двигательной функции верхней конечности с помощью 3D-аудиовизуализации у больных с острым нарушением мозгового кровообращения

Церебральный инсульт является важнейшей медицинской и социальной проблемой, что обусловлено, прежде всего, тяжестью медицинских, экономических и социальных последствий [1—3]. В основе восстановления утраченных неврологических функций лежит механизм нейропластичности [1, 2]. Нейропластичность — свойство мозга изменять свою функциональную и структурную реорганизацию, способность различных его структур вовлекаться в разные формы деятельности. В основе реорганизации лежат такие факторы, как мультифункциональность нейрона и нейронального пула, иерархичность структур мозга, процессы спраутинга (прорастание и дальнейшее анастомозирование нервных волокон) [4, 5].

Можно обоснованно предположить, что и у человека проведение реабилитационных мероприятий, которые мотивируют к активному участию в них, создают положительное эмоциональное подкрепление, а также моделируют «обогащенную» среду и способствуют усилению процессов нейрогенеза в восстановительном периоде церебрального инсульта [5, 6].

Исследования свидетельствуют, что структурно-функциональная перестройка на клеточном уровне весьма активно происходит в противоположном полушарии головного мозга, в отделах, симметричных очагу поражения [4, 7].

Еще одним возможным механизмом нейропластичности является активация «зеркальных нейронов». Эти нейроны были впервые обнаружены у макак в вентральной премоторной коре (область F5) в начале 90-х годов XX века [8]. В дальнейшем было показано, что зеркальные нейроны организованы в мозге в 2 основные группы: первая включает премоторную кору и париетальную область, вторая — островок и переднюю цингулярную кору [9]. Принципиальным для активации зеркальных нейронов, по-видимому, является выполнение или воображение действий с определенной целью.

В начале 90-х гг. XX века проф. V. Ramachandran и соавт. [10] был предложен метод зеркальной зрительной обратной связи для лечения фантомных болей. Его исследовательской группой через несколько лет было описано использование метода зеркальной терапии для двигательной реабилитации больных после инсульта [11].

Зеркальная терапия — это доступный метод восстановления движения, а также лечения болевых синдромов путем создания искусственной зрительной обратной связи. Пациент смотрит в зеркало в сторону своей больной конечности и видит в нем отражение здоровой. При выполнении двигательных и сенсорных заданий здоровой конечностью ее зеркальное отражение чаще всего воспринимается как сама больная конечность, и у пациента возникает ощущение, что больная рука/нога работает как здоровая.

В последнее десятилетие все чаще стали применяться методики виртуальной реальности, которые также направлены на коррекцию двигательной сферы [12]. Наибольший опыт использований методик виртуальной реальности накоплен в области восстановления движений после инсульта [13—15].

Один из возможных механизмов, обусловливающих эффективность методик виртуальной реальности для восстановления движений после инсульта, — это стимуляция моторного воображения с помощью визуальной обратной связи [16—18]. Таким образом, движение, воссозданное в виртуальной среде, воспринимается головным мозгом как реальный двигательный акт и подкрепляется с помощью положительной визуальной обратной связи, что в свою очередь активирует неповрежденные участки моторной коры, способствуя функциональной перестройке нейронных связей и нейрогенезу.

Однако технические средства для создания виртуальной реальности имеют высокую стоимость и не всегда доступны для широкого применения в стационаре и самим пациентам на этапе амбулаторной реабилитации. В настоящем проекте планируется разработать и апробировать технологию стимуляции репаративных процессов головного мозга, в основе которой лежит синтез методики зеркальной терапии и методик виртуальной реальности. Достоинством данной методики является ее доступность, простота в применении и возможность использования на этапе амбулаторной реабилитации.

Цель исследования — анализ эффективности применения разработанной методики 3D-аудиовизуализации при восстановлении двигательной функции верхней конечности в остром периоде церебрального инсульта.

Исследования проводились на базе первичного сосудистого центра. В основную группу были отобраны 20 пациентов в остром периоде ишемического инсульта. Все пациенты были стабильны по витальным функциям, доступны продуктивному контакту. Больные консультированы офтальмологом и логопедом. Также проведена оценка психоэмоционального состояния по методике самооценки Дембо—Рубинштейн. Оценивались такие показатели, как здоровье, счастье, независимость от окружающих, тревога. Критерии невключения: пациенты с когнитивным дефицитом (Краткая шкала оценки психического статуса <24 баллов, Монреальская шкала оценки когнитивных функций <26 баллов), пациенты с выраженным сенсорным компонентом афазии, пациенты с катарактой, выраженным снижением зрения, пациенты с артропатиями верхней конечности. Была отобрана группа сравнения из 20 человек, у которой восстановление функции верхней конечности проводилось по стандартным методикам. Выраженность пареза в руке оценивалась в баллах по шкале Medical Research council Scale.

Основная группа и группа сравнения были сопоставимы по возрасту, давности инсульта и степени неврологического дефицита. Основные исходные данные пациентов обеих групп представлены в табл. 1.

Таблица 1. Основные исходные данные обеих групп пациентов

Для восстановления двигательной функции верхней конечности была разработана методика 3D-аудиовизуализации. В предлагаемой методике движение руки воссоздано в трехмерном пространстве. Создаваемое трехмерное пространство представляет собой приятное природное окружение, которое дополнено идеомоторной фабулой и элементами музыкотерапии. В основе создания трехмерного пространства лежит стереоскопический эффект нашего зрения, при котором иллюзия объемности изображения создается, когда одно и то же изображение воспринимается каждым глазом отдельно. С помощью компьютерного 3D-моделирования и монтажа видео был создан ряд видеороликов, которые имитировали движения верхней конечности за счет проксимальных мышечных групп. Для воспроизведения видеоролика в трехмерном пространстве применялась следующая методика: видео транслировалось на экране мобильного телефона с помощью программы iPlay VR Player for SBS 3D Video, которая воспроизводит видео параллельно для каждого глаза. На пациента надевались очки виртуальной реальности (HIPER VR VRX), которые за счет линз усиливают стереоскопический эффект и позволяют просматривать видео в трехмерном формате. Музыкальное сопровождение и идеомоторная фабула транслировались при помощи наушников.

Занятия проходили по следующей схеме. Вначале с пациентом проводилась беседа, разъясняющая суть методики. Подписывалось добровольное информированное согласие. Далее следовало непосредственно занятие, направленное на восстановление двигательной функции руки. Вначале проходил короткий сеанс аутогенной тренировки, целями которого были расслабление пациента и создание благоприятной установки на дальнейшую работу. Для этих же целей в роликах использовалось благоприятное природное окружение. Затем пациент видел пораженную конечность «от первого лица». Потом следовала имитация движения пораженной конечности. Имитировались движения в виде поднятия руки выше горизонтального уровня: работа мышц плечевого пояса.

Движения сопровождались идеомоторной фабулой, включающей в себя, с одной стороны, инструкции, с другой — вербальный побуждающий стимул. Все занятия сопровождались специально подобранным музыкальным сопровождением, с использованием элементов музыкотерапии. Длительность занятия постепенно увеличивалась: от 3—5 до 10—15 мин. Всего проводилось 10—14 занятий. Занятия проводились в первой половине дня после проведения стандартных лечебных процедур: медикаментозной терапии, массажа, лечебной физкультуры, физиотерапевтического лечения.

Статистический анализ проводился с использованием непарного (двухвыборочного) t-критерия Стьюдента и U-критерия Манна—Уитни на персональном компьютере с применением пакета прикладных программ Statsoft Statistica v. 6.0. Статистически значимыми считали различия при p<0,05. Проведена проверка статистической значимости по непарному (двухвыборочному) t-критерию Стьюдента и U-критерию Манна—Уитни. H1 метод оказывает влияние на выраженность пареза. H0 гипотеза — метод не оказывает влияние на выраженность пареза. t_эмп=2,8, t_kp для p<0,05=2,02. Так как t_эмп=2,8 больше t_kp, можно отбросить Н0 гипотезу. Проведена проверка статистической значимости по U-критерию Манна—Уитни. H1 гипотеза — метод оказывает влияние на выраженность пареза. H0 гипотеза — метод не оказывает влияние на выраженность пареза. U_эмп=109. Гипотеза H0 принимается, если U_kpэмп. В противном случае H0 отвергается и различие определяется как существенное. U_kp(p<0,05)=114. Эмпирическое значение критерия меньше критического значения. Значит, можно отвергнуть H0 гипотезу и принять, что метод оказывает влияние на выраженность пареза. Полученные эмпирические значения обоих критериев указывают на то, что предложенная методика оказывает влияние на выраженность пареза.

Все пациенты хорошо переносили лечение, не было отмечено нежелательных явлений. Восстановление силы проксимальных мышечных групп произошло у 18 (90%) из 20 исследуемых пациентов. Степень восстановления мышечной силы варьировала от 1 до 3 баллов. В группе сравнения степень регресса варьировала от 1 до 2 баллов. Наиболее выраженный регресс пареза мышц плечевого пояса выявлен у пациентов с ишемическим инсультом в левом каротидном бассейне (70%).

По опроснику самооценки Дембо—Рубинштейн в среднем все пациенты отметили повышение уровня показателей здоровья, счастья, независимости и уменьшение уровня тревоги (табл. 2). При проверке значимости различий использован t-критерий Стьюдента. Для показателя уровня независимости: t_Эмп=8,0>t_kp=2,02 (p<0,05). Для показателя уровня счастья: t_Эмп=9,7>t_kp=2,02 (p<0,05). Для показателя уровня здоровья: t_Эмп=4,8>t_kp=2,02 (p<0,05). Для показателя уровня тревоги: t_Эмп=7,5>t_kp=2,02 (p<0,05). Во всех случаях различия между показателями до и после лечения являлись статистически значимыми. Также пациенты отметили, что надевание очков позволяет «уйти из больничной среды», «обособиться от окружающей обстановки». А 1 пациент отметил нормализацию ночного сна.

Таблица 2. Показатели самооценки по опроснику Дембо—Рубинштейн (средний балл)

В проведенном исследовании у 20 больных в возрасте старше 55 лет в остром периоде ишемического церебрального инсульта проведен оригинальный метод ранней нейрореабилитации. Предложена методика восстановления функции верхней конечности, в основе которой лежит активация «зеркальных нейронов» и создание «обогащенной внешней среды». Отмечено, что методика дала положительные результаты. У пациентов достоверно снизилась выраженность пареза верхней конечности в проксимальных группах мышц. А также произошли достоверные положительные изменения в эмоциональной сфере, о чем свидетельствуют результаты методики самоопросника по Дембо—Рубинштейн. Использованная методика представляется перспективной, так как экономически выгодна. Она также может применяться пациентом после выписки из стационара, на амбулаторном этапе реабилитации, так как не требует контроля со стороны врача. В дальнейшем планируется создание программ для реабилитации дистальных отделов верхней конечности и восстановления движений в нижней конечности, а также включение в программу воздействия на кинестетический анализатор путем имитации движения конечности извне.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.