Рассеянный склероз (РС) — заболевание ЦНС, которое характеризуется наличием воспалительных, демиелинизирующих и нейродегенеративных изменений [1], проявляющееся моторными, сенсорными, когнитивными и вегетативными дисфункциями. Заболевание обычно начинается в возрасте 20—40 лет и встречается в 2—3 раза чаще у женщин, чем у мужчин. Оно является наиболее частой причиной нетравматической инвалидности среди молодого населения трудоспособного возраста [2—4]. По оценкам специалистов, число пациентов с установленным диагнозом РС в Европе более 700 тыс. и по всему миру — более 2,5 млн [5].
На данный момент не существует этиологического лечения РС, и текущее лечение направлено на снижение количества обострений и замедление прогрессирования инвалидности. Это возможно благодаря появлению препаратов, изменяющих течение РС (ПИТРС) [6]. На 2017 г. существует 11 препаратов, одобренных Европейским медицинским агентством [7]. Их применение сделало реальным использование нейрореабилитации для коррекции имеющегося неврологического дефицита, так как применение ПИТРС в первую очередь направлено на подавление воспалительной активности, но не оказывает существенного влияния на нейродегенерацию и восстановление неврологического дефицита [6].
РС связан с различными когнитивными и физическими нарушениями, причем снижение мобильности пациентов считается одним из наиболее распространенных проявлений заболевания [8]. Также уменьшение подвижности пациентов сопровождается снижением физической активности и возникновением физиологической детренированности, что в свою очередь способствует нарастанию двигательного дефицита [9].
Повышение уровня физической активности, влияющее не только на оздоровление пациента, но и на увеличение социальной активности, оказывает положительное воздействие на качество жизни. Физические упражнения, таким образом, могут явиться способом решения многогранных проблем, стоящих перед пациентом с РС, однако большинство таких больных имеют низкий уровень физической активности, несмотря на растущее количество доказательств пользы физической реабилитации [10—12].
M. Pearson и соавт. [13] на основании метаанализа 15 рандомизированных исследований влияния аэробных нагрузок, силовых упражнений, йоги и комбинированных тренировок скорости ходьбы и выносливости, отметили существенное возрастание показателей после физических тренировок у больных РС. Также отмечено, что количество рецидивов РС в основных и контрольных группах в проанализированных исследованиях не отличалось, что позволило высказаться о безопасности физических упражнений для больных с РС.
Некоторые исследования показали, как влияют физические тренировки на оксидативную способность и выносливость мышц. Они отметили, что при проведении занятий на беговой дорожке у пациентов с умеренно выраженными проявлениями РС улучшаются и оксидативная способность, и выносливость мышц даже без улучшения функции ходьбы. Это свидетельствует об увеличении функциональных резервов организма, что позволит со временем давать более высокие нагрузки при проведении реабилитации [14].
Первые исследования в области использования экзоскелета в медицине были проведены в 60—70-х годах ХХ века, но размер и вес данного оборудования не позволяли ввести его в широкую практику [15, 16]. Развитие технологий ввело множество модификаций данного аппарата, они стали более компактными, легкими и мобильными, что позволило использовать экзоскелет для восстановления двигательных функций, а не «протезирование» их ортезами.
На данный момент существует множество перспективных технологий, которые могут улучшить реабилитацию пациентов с нарушением функции ЦНС. К ним относятся роботизированные устройства для восстановления нижних и верхних конечностей, интерфейсы мозг—компьютер, неинвазивные стимуляторы мозга, нейропротезы, носимые устройства для числового анализа движений человека, виртуальная реальность и портативные компьютеры (планшеты), используемые для нейрореабилитации [17].
Учитывая указанные выше факты, можно отметить, что реабилитация на данный момент является одним из немногих эффективных методов лечения, позволяющих уменьшить неврологический дефицит у пациентов, и применение в этой сфере роботизированных устройств позволит улучшить качество тренировок. Это и определяет актуальность нашего исследования.
Цель исследования — изучение влияния роботизированной механотерапии с использованием экзоскелета ExoAtlet на функциональное состояние пациентов с РС, имеющих нарушение функции ходьбы.
Материал и методы
Проведено проспективное открытое неконтролируемое одноцентровое исследование с участием 44 пациентов с ремиттирующим РС в стадии ремиссии и вторично-прогредиентным РС с уровнем неврологического дефицита по шкале EDSS от 3 до 8 баллов. Через 3 мес после окончания курса реабилитации 18 пациентов были осмотрены повторно. Прошли повторный курс реабилитации спустя 6 мес 8 пациентов.
Диагноз РС был установлен на основании диагностических критериев МакДоналда (2010) [18]. Критерием включения являлось наличие пареза нижних конечностей с возможным повышением мышечного тонуса до 3 баллов по модифицированной шкале Эшворта [19]. Все пациенты соответствовали критериям включения. Неврологический дефицит и функциональное состояние пациентов оценивали, используя расширенную шкалу инвалидизации Куртцке (EDSS) [20], комплексную функциональную шкалу РС (Multiple Sclerosis Functional Composite — MSFC), включающую оценку ходьбы — ходьба на 25 футов (Timed 25-Foot walk), оценку функционального состояния верхней конечности — 9-луночный тест (9-Hole Peg Test — 9-HPT), оценку когнитивных функций — символьно-числовой тест (Symbol Digit Modalities Ttest — SDMT) [21]. Дополнительно когнитивные функции определяли с помощью Монреальской шкалы оценки когнитивных функций (Montreal Cognitive Assessment — MoCA) [22].
Протокол исследования подразумевал наблюдение за пациентом в течение 194 дней, включал пять визитов. Визит 1 — до начала курса реабилитации в День 0. Визит 2 — на 14-й день, после окончания первого курса реабилитации, День 14. Визит 3 — спустя 3 мес от начала занятий, День 90. Визит 4 выполнялся в День 180, до начала второго курса реабилитации. Визит 5 — на 14-й день после проведения второго курса реабилитации, День 194. Визиты 1 и 2 прошли 44 пациента (основная группа — ОГ), 18 пациентов выполнили визиты 1—3 (1-я подгруппа), 8 пациентов выполнили визиты 1—5 (2-я подгруппа).
Реабилитационный курс включал занятия с экзоскелетом ExoAtlet, которые проводили 5 дней в неделю в течение 2 нед. Продолжительность занятий составляла от 10 до 40 мин в зависимости от функциональных возможностей организма пациента. При этом физическую нагрузку, по возможности, повышали ежедневно, в зависимости от состояния и выносливости пациента. Минимальный состав команды специалистов включал невролога, мониторирующего витальные функции и неврологический статус, врача лечебной физкультуры (ЛФК), выполняющего тренировку и управление экзоскелетом ExoAtlet, а также инструктора ЛФК (мужчина) для страховки пациента от падения и настройки экзоскелета под конкретного пользователя [23]. Курс занятий повторяли через 6 мес. В процессе исследования режим получения ПИТРС не меняли.
Исследование было одобрено независимым этическим комитетом при ГБУЗ МО МОНИКИ им. М.Ф. Владимирского.
Для статистической обработки материала использовали программу Статистика 10. Количественные данные представлены в виде средних значений и стандартного отклонения (M±SD). При анализе качественных порядковых данных, распределенных по закону, отличному от нормального закона распределения, применяли непараметрический тест Уилкоксона для сравнения двух зависимых выборок. Статистические тесты были проведены для нулевой гипотезы о равенстве средних, уровень статистической значимости принят равным 0,05.
Результаты
При оценке эффективности применения экзоскелета ExoAtlet в реабилитации пациентов с РС, имеющих нарушение функции ходьбы, был получен ряд положительных данных. В процессе проведенного исследования у всех пациентов отмечена хорошая переносимость предложенных нагрузок.
При оценке уровня инвалидизации по шкале EDSS обнаружено статистически значимое (p<0,001) улучшение этого показателя после первого курса реабилитации (табл. 1). Через 3 мес после окончания реабилитации у 18 пациентов, выполнивших визит 3 (1-я подгруппа), также выявлено статистически значимое (p<0,02) улучшение данного показателя по сравнению с исходным значением (табл. 2). Улучшение показателя EDSS в среднем составило 0,23 (5%) балла после первого курса и 0,64 (12%) балла при оценке через 3 мес. При оценке динамики показателя EDSS у пациентов, прошедших повторный курс реабилитации (2-я подгруппа), статистически значимых изменений не получено (табл. 3).
Таблица 1. Динамика оценки отдельных функциональных систем, EDSS, субтестов шкалы MSFC и когнитивного статуса у пациентов ОГ на визитах 1 и 2, (M±σ)
| Тест | Визит 1, баллы | Визит 2, баллы |
| Зрительная, баллы | 0,33±0,52 | 0,33±0,52 |
| Ствол мозга, баллы | 0,51±0,91 | 0,4±0,76 |
| Пирамидная, баллы | 3,05±0,69 | 2,74±0,79* |
| Мозжечок, баллы | 2,29±0,81 | 2,16±0,72 |
| Чувствительность, баллы | 1,49±0,86 | 1,35±0,81 |
| Тазовые органы, баллы | 1,02±0,8 | 1±0,82 |
| Психика, баллы | 1,53±0,67 | 1,37±0,79 |
| EDSS, баллы | 5,549±1,182 | 5,293±1,22** |
| Оценка MSFC | ||
| время ходьбы на 25 футов (7,62 м), с | 16,3±18,3 | 13,1±10,2** |
| Тест 9-НТР, с | ||
| доминирующая рука | 31,5±21,9 | 29,9±20,4*** |
| недоминирующая рука | 34,3±32,9 | 32,2±28,9*** |
| Тест SDMT, ответы | 51,3±15,9 | 53,6±19,1*** |
| MoCA, баллы | 26,1±2,9 | 27,7±2,4** |
Примечание. * — p<0,0 Таблица 2. Динамика оценки отдельных функциональных систем, EDSS, субтестов шкалы MSFC и когнитивного статуса у пациентов 1-й подгруппы на визитах 1 и 3, (M±σ)
| Тест | Визит 1, баллы | Визит 3, баллы |
| Зрительная, баллы | 0,39±0,61 | 0,33±0,59 |
| Ствол мозга, баллы | 0,72±1,13 | 0,94±1,06 |
| Пирамидная, баллы | 3,00±0,49 | 2,78±0,73 |
| Мозжечок, баллы | 2,06±0,57 | 2,06±0,94 |
| Чувствительность, баллы | 1,68±0,84 | 1,78±0,81 |
| Тазовые органы, баллы | 0,94±0,8 | 0,89±0,9 |
| Психика, баллы | 1,44±0,62 | 1,44±0,51 |
| EDSS, баллы | 5±1,043 | 4,4±1,372* |
| Оценка MSFC | ||
| время ходьбы на 25 футов (7,62 м), с | 11,4±3,49 | 11,2±3,8 |
| Тест 9-НТР, с | ||
| доминирующая рука | 25,68±5,76 | 28,76±15,02 |
| недоминирующая рука | 27,03±6,28 | 25,65±5,36 |
| Тест SDMT, ответы | 44,9±9,88 | 47,28±9,97 |
| MoCA, баллы | 26,1±2,9 | 27,7±2,4** |
Примечание. * — p<0,02 по сравнению с визитом 1; ** — p<0,05 по сравнению с визитом 1.
Note. * — p<0.02 against visit 1; **— p<0.05 against visit 1. 2 по сравнению с визитом 1; ** — p<0,001 по сравнению с визитом 1; *** — p<0,05 по сравнению с визитом 1.
Таблица 3. Динамика оценки отдельных функциональных систем, EDSS, субтестов шкалы MSFC и когнитивного статуса пациентов 2-й подгруппы на визитах 1, 2, 4, 5, (M±σ)
| Тест | Визит 1 | Визит 2 | Визит 4 | Визит 5 |
| Зрительная, баллы | 0,1±0,33 | 0,1±0,33 | 0,66±1 | 0,66±1 |
| Ствол мозга, баллы | 0,9±1,17 | 0,4±0,88 | 0,56±0,88 | 0,78±0,97 |
| Пирамидная, баллы | 3,2±0,67 | 3,1±0,96 | 2,6±1,12 | 2,22±1,39* |
| Мозжечок, баллы | 2,5±0,54 | 2,4±0,73 | 2,7±0,87 | 2,4±0,73 |
| Чувствительность, баллы | 1±0,71 | 1±0,87 | 1,45±0,53 | 1,2±0,44 |
| Тазовые органы, баллы | 1,1±0,92 | 1,22±0,97 | 1,45±1,01 | 1,2±0,83 |
| Психика, баллы | 1,3±0,71 | 1,1±0,78 | 1,45±0,73 | 1,1±0,78 |
| EDSS, баллы | 5,72±1,25 | 5,4±2,19 | 5,72±1,37 | 5,56±1,42 |
| Оценка MSFC | ||||
| время ходьбы на 25 футов (7,62 м), с | 15,6±8,22 | 13,7±6,52 | 12,1±5,87 | 10,4±4,36 |
| Тест 9-НТР, с | ||||
| доминирующая рука | 32,1±17,35 | 32,2±15,08 | 44,5±32,03* | 40,6±27,58 |
| недоминирующая рука | 30,73±13,79 | 30,1±12,84 | 56,8±68,48 | 51,3±59,55 |
| Тест SDMT, ответы | 44±13,87 | 45,1±14,35 | 61,1±20,4* | 66,9±27,5** |
| MoCA, баллы | 25,67±2,18 | 28,1±2,85** | 26,9±2,26 | 27,6±2,24* |
Примечание. * — p<0,05 по сравнению с визитом 1; ** — p<0,02 по сравнению с визитом 1.
При исследовании пирамидной системы у пациентов ОГ отмечено улучшение показателя на 0,29 (10,2%) балла, (p<0,02), во 2-й подгруппе у пациентов, прошедших два курса занятий, на визите 5 улучшение составило 1 (32,3%) балл (p<0,05).
При проведении теста MSFC были отмечены положительные изменения после проведения курса нейрореабилитации (ОГ) в отношении субтеста SDMT, получено статистически значимое (p<0,02) улучшение, рост показателя в среднем составил 2,3 (4,5%) балла (см. табл. 1). При исследовании данного показателя в динамике (ви-зит 3, 1-я подгруппа) достоверных данных (p=0,23) не получено (см. табл. 2). У пациентов, прошедших два курса реабилитации (2-я подгруппа), получены статистически значимые данные при оценке субтеста SDMT: улучшение на 17,1 (38,9%) балла (p<0,05) на визите 4, улучшение на 22,9 (52%) балла (p<0,02) после окончания 2-го курса на визите 5 (табл. 3).
При оценке других тестов у пациентов ОГ была также получена положительная динамика для Timed 25-Foot walk (p<0,001), 9-HPT на доминирующей (p<0,02) и недоминирующей (p<0,02) руках. Улучшение показателя теста Timed 25-Foot walk в среднем составило 3,1 (19,6%) с, показателя теста 9-HPT на доминирующей руке — 1,56 (5,1%) с, на недоминирующей руке — 2,28 (6,2%) с (см. табл. 1). Оценка данных показателей у пациентов 1-й и 2-й подгрупп не показала статистически достоверных результатов (см. табл. 2, 3). При проведении теста MoCA отмечено статистически значимое (p<0,001) улучшение когнитивных функций после курса занятий с высокой степенью достоверности, улучшение составило 1,6 (6,1%) балла (см. табл. 1). При оценке показателя через 3 мес у пациентов 1-й подгруппы статистически значимых изменений не получено (см. табл. 2). У пациентов 2-й подгруппы выявлено статистически значимое (p<0,05) улучшение показателя при оценке когнитивных функций по тесту MoCa — 1,9 (7,5%) балла (см. табл. 3).
Обсуждение
РС — тяжелое прогрессирующее заболевание, приводящее к инвалидности лиц трудоспособного возраста. Данное заболевание сопровождается различной комбинацией симптомов, при этом частым проявлением являются двигательные нарушения и, как следствие, нарушение функции ходьбы. Для коррекции неврологического дефицита необходимо проводить реабилитационные мероприятия. На данный момент перспективным направлением физической реабилитации является роботизированная механотерапия, которая обеспечивает высокую эффективность тренировок [24].
Результаты нашего исследования показывают, что занятия с использованием экзоскелета дают положительный результат у пациентов с нарушенной функцией ходьбы. Так, после окончания первого курса реабилитации отмечается уменьшение времени, необходимого для преодоления 25 футов, на 24,4% по сравнению с изначальным значением. Оценка EDSS у пациентов ОГ показала улучшение этого показателя на 5%, у пациентов 1-й подгруппы — на 13,6% по сравнению с исходным, что указывает на закрепление результата в течение 3 мес. При этом надо отметить, что улучшаются не только силовые характеристики мышечной системы, но и когнитивные функции, координированная работа мышечного аппарата. При проведении предыдущего исследования было обнаружено значительное нарушение биомеханики ходьбы у пациентов с РС по сравнению с показателями у здоровых. Были выявлены резкое замедление ходьбы в виде снижения основных параметров (темп, скорость и длина шага), значительная неустойчивость, выраженная асимметрия, снижение опорной и толчковой функций нижних конечностей, высокий коэффициент вариативности ряда параметров, явление цикличности вертикальной составляющей опорной реакции. По окончании данной работы было показано положительное влияние роботизированной механотерапии на биомеханику ходьбы [24].
Учитывая полученные в исследованиях данные, можно сказать, что использование экзоскелета показало эффективность в реабилитации пациентов с РС при двигательных нарушениях и нарушении функции ходьбы. Отмечено воздействие на ряд функций и систем организма, которые могут быть нарушены при развитии этого заболевания. Достигнутый результат частично сохраняется спустя 3 мес после окончания курса, и наблюдается некоторое накопление эффекта при проведении повторных курсов тренировок.
Заключение
Результаты, полученные при проведении данного исследования, показали эффективность в решении ряда проблем, которые имеются у пациентов с РС, и перспективность дальнейшего изучения возможностей роботизированного ассистирования ходьбе и поддержанию вертикальной позы с помощью экзоскелета ExoAtlet с целью восстановления функции ходьбы у пациентов с РС при наличии двигательного дефицита.
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
The authors declare no conflicts of interest.
<