Введение
Инсульт является второй по частоте причиной смерти и занимает третье место по сочетанному параметру смертности и инвалидизации DALYs (потерянные годы жизни с поправкой на инвалидность) [1]. Показатель заболеваемости при инсульте в мире среди всех возрастов и полов составляет 150,77 случая на 100 тыс. населения, а распространенность — 1002 случая на 100 тыс. населения [2]. Распространенность ишемического инсульта (ИИ) в 5 раз превышает аналогичный показатель для геморрагического инсульта [2]. У подавляющего большинства пациентов, перенесших инсульт, развиваются двигательные и чувствительные нарушения. В свою очередь двигательные функции неразрывно связаны с равновесием и постуральным контролем, которые часто страдают при остром нарушении мозгового кровообращения [3]. Для успешного выполнения целенаправленных действий необходим адекватный контроль положения тела — способность сохранять равновесие против гравитационных сил, поддерживая или возвращая центр массы тела в приделы площади опоры [4]. В клинической практике нет единого мнения о преобладании значимости какого-либо параметра, связанного с равновесием или постуральным контролем и их элементами, такими как поза, ориентация и стабильность [4]. У пациентов, перенесших ИИ, чаще всего возникают асимметрия распределения массы тела [5, 6], мышечная слабость [7], расстройства глубокой чувствительности, особенно в голеностопном суставе [8], что приводит к повышенной зависимости от зрительного контроля [9], а также развиваются когнитивные нарушения [10]. Все перечисленные факторы приводят к постуральной неустойчивости, а в итоге — к падениям, травмам и значительной трудности в восстановлении правильного паттерна ходьбы. У 80% пациентов, перенесших инсульт, отмечается нарушение ходьбы, а у 70% — случаются эпизоды падения в течение 1-го года [11]. Существуют разные подходы к восстановлению функции равновесия у постинсультных больных. Можно выделить 5 основных направлений — конвенциональный тренинг (лечебная физкультура), методики с биологической обратной связью (БОС), сенсорный тренинг, когнитивный тренинг и использование специализированных внешних устройств [11—13]. Конвенциональный тренинг подразумевает физические упражнения, направленные на увеличение функциональных возможностей больного, и зачастую включают бытовые действия (встать-сесть, поднять-положить). Сюда также входят Бобат-терапия, проприоцептивная нейромышечная фасилитация и другие нейроразвивающие методики [12, 13]. К современным сенсорно-визуальным методикам относят тренажеры на основе виртуальной реальности. Тренировки на стабилоплатформе являются типичным примером методики с применением БОС. Одним из наиболее перспективных направлений в восстановлении движения после перенесенного инсульта является роботизированная механотерапия, в частности экзоскелеты. В последних моделях этих устройств появилась возможность функциональной электростимуляции (ФЭС) мышц во время ходьбы в зависимости от их участия в цикле шага. Эта функция добавляет элементы БОС в тренировку больного. При помощи поверхностной электромиографии определяется биоэлектрическая активность ключевых мышц во время цикла шага и формируются индивидуальные параметры электростимуляции, позволяющие реализовать функционирование мышц в соответствии с задачами двигательного паттерна. Несмотря на достаточно глубокую проработанность технической стороны этой методики, требуется дальнейшее исследование безопасности и эффективности применения этой технологии у больных в разных периодах ИИ.
Цель исследования — изучение эффективности и безопасности роботизированной механотерапии с ФЭС при восстановлении функции ходьбы и равновесия у пациентов в остром и раннем реабилитационном периодах ИИ.
Материал и методы
В исследование, проведенное на базе филиала №3 ГАУЗ МНПЦ МРВСМ ДЗМ, были включены 60 пациентов (17 женщин и 43 мужчины), средний возраст составил 61,8±7,0 года. Все пациенты, включенные в исследование, получили информационный листок и подписали информированное согласие. Критерии включения в исследование: мужчины и женщины в возрасте от 18 до 75 лет с впервые установленным диагнозом ИИ; острый (до 3 нед) и ранний восстановительный (до 6 мес) периоды заболевания; наличие нарушения функции ходьбы и парез нижней конечности от 0 до 4 баллов по шкале количественной оценки мышечной силы (Medical Research Council Weakness Scale, MRC), сохранность когнитивных функций (не менее 27 баллов по Монреальской когнитивной шкале (Montreal Cognitive Assessment, MoCA) и оценка по шкале Рэнкина (Modified Rankin scale, mRS) 3—4 балла. Были установлены первичные критерии эффективности: оценка силы мышц по шкале MRC, оценка функции ходьбы и равновесия по тесту Тинетти и стабилометрические показатели, а также вторичные критерии эффективности: оценка мышечного тонуса по модифицированной шкале Эшворта (Modified Ashworth Scale, MAS) и функциональная независимость по индексу Ривермид и mRS. Всем пациентам при поступлении и выписке проводили физикальный и неврологический осмотр. Также при поступлении и при выписке выполняли диагностическую стабилометрию.
Пациенты были рандомизированы с использованием метода конвертов на 2 группы:
— основная группа (30 пациентов) — помимо стандартной медицинской реабилитации и базовой терапии основного и сопутствующих заболеваний (низкоинтенсивная лазеротерапия, локальная магнитотерапия, массаж), пациенты получали 10 процедур роботизированной механотерапии с ФЭС с использованием ExoAtlet I, 5 раз в неделю, продолжительность курса 12—14 сут. Длительность одной процедуры (без подготовки оборудования) составляла 30 мин;
— контрольная группа (30 пациентов) — в дополнение к стандартной медицинской реабилитации (низкоинтенсивная лазеротерапия, локальная магнитотерапия, массаж) пациенты получали комплекс лечебной физкультуры, направленный на восстановление функции ходьбы и равновесия, 5 раз в неделю, продолжительность курса 12—14 сут. Общая продолжительность одной процедуры составляла 30 мин.
Суммарная продолжительность ежедневной реабилитационной программы составляла 3 ч в каждой группе. Также в каждой группе были выделены подгруппы острого (ОП) и раннего восстановительного (РВП) периодов ИИ (рис. 1). Характеристика пациентов по группам и подгруппам представлена в табл. 1 и 2.
Рис. 1. Схема дизайна исследования.
Таблица 1. Характеристика групп при поступлении и повторном исследовании
| Параметр | Основная группа при поступлении (n=30) | Основная группа при повторном исследовании (n=30) | p (W)* | Контрольная группа при поступлении (n=30) | Контрольная группа при повторном исследовании (n=30) | p (W)* | p (U)1* | p (U)2* |
| Возраст, годы | 61,7±8 | 61,6±6,2 | 0,4767 | |||||
| Давность перенесенного инсульта, сут | 15 [12; 28] | 18 [13; 60] | 0,2247 | |||||
| ИМТ, кг/м2 | 26 [12; 28] | 28 [25,7; 29,4] | 0,0759 | |||||
| Систолическое АД, мм рт. ст. | 125 [120; 130] | 125 [120; 130] | 0,75 | 130 [120; 130] | 125 [120; 130] | 0,2 | 0,9270 | 0,6033 |
| MRC интегральный* баллы | 3,88 [3; 4] | 4 [3,55; 4,33] | 0,0368 | 3,44 [2,88; 4] | 4 [3,33; 4,42] | 0,0020 | >0,05 | >0,05 |
| MAS интегральный*, баллы | 0 [0; 1] | 0 [0; 1] | 0,35 | 0,33 [0; 1] | 0 [0; 1] | 0,16 | >0,05 | >0,05 |
| mRS, баллы | 3 [3; 4] | 3 [2; 3] | 0,00147 | 3 [3; 4] | 3 [2; 3] | 0,001 | 0,8698 | 0,4523 |
| Индекс Ривермид, баллы | 7 [6; 8] | 9 [7; 11] | 0,000006 | 7 [6; 7] | 8 [8;10] | 0,0004 | 0,7433 | 0,3362 |
| Тест Тинетти равновесие, баллы | 6 [4; 9] | 11 [8; 13] | 0,000003 | 6 [4; 9] | 8 [6;12] | 0,005 | 0,9466 | 0,0281 |
| Тест Тинетти ходьба, баллы | 4 [2; 6] | 8 [6; 10] | 0,000004 | 4,5 [2; 7] | 7 [4; 9] | 0,0135 | 0,5351 | 0,1537 |
Примечание. MRCинт — интегральный показатель силы по всем исследуемым мышцам; MASинт. — интегральный показатель мышечного тонуса по всем исследуемым мышцам. р(W) — уровень достоверности при сравнении динамики параметра внутри группы (критерий Вилкоксона); p(U)1 — уровень достоверности при межгрупповом сравнении параметра при поступлении (U-критерий Манна—Уитни); p(U)2 — уровень достоверности при межгрупповом сравнении параметра при повторном исследовании (U-критерий Манна—Уитни).
Таблица 2. Характеристика подгрупп при поступлении и повторном исследовании
| Параметр | Основная группа (n=30) | p (U)* | p (U)** | Контрольная группа (n=30) | p (U)* | p (U)** | ||||||
| подгруппа ОП (n=21) | подгруппа РВП (n=9) | подгруппа ОП (n=17) | подгруппа РВП (n=13) | |||||||||
| до | после | до | после | до | после | до | после | |||||
| Возраст, годы | 61,2±8,7 | 63,8±4,4 | >0,05 | 62,1±6,8 | 61,1±5,7 | >0,05 | ||||||
| Давность перенесенного инсульта, сут | 14 [11; 16] | 56 [32,5; 83,5] | >0,05 | 13,5 [11; 16,5] | 87 [26; 90] | >0,05 | ||||||
| ИМТ, кг/м2 | 25,1 [23,8; 27,7] | 25,6 [23,8; 32,7] | >0,05 | 28,1 [25,9; 29,7] | 26,1 [25,7; 29,3] | >0,05 | ||||||
| Систолическое АД, мм рт.ст. | 125 [120; 130] | 125 [120; 130] | 130 [120; 137,5] | 127,5 [120; 130] | >0,05 | >0,05 | 130 [120; 132,5] | 125 [120; 130] | 130 [120; 130] | 130 [125; 130] | >0,05 | >0,05 |
| MRC интегральный*, баллы | 3,2 [2,9; 3,4] | 4,1 [3,6; 4,5]* | 3,7 [3,4; 4] | 4,3 [4; 4,7]* | >0,05 | >0,05 | 3,3 [3,3; 3,9] | 3,7 [3,5; 4,2] | 3,6 [2,8; 4] | 4,1 [3,5; 4,5]* | >0,05 | >0,05 |
| MAS интегральный*, баллы | 0 [0; 1] | 0 [0; 1] | 0 [0; 0,5] | 0 [0; 0,5] | >0,05 | >0,05 | 0 [0; 1] | 0 [0; 1] | 0 [0; 1] | 0 [0; 1] | >0,05 | >0,05 |
| mRS, баллы | 3 [3; 4] | 3 [2; 3]* | 3 [3; 3] | 3 [2; 3] | 0,094 | 0,56 | 3 [3; 4] | 3 [2,5; 3]* | 3 [3; 4] | 2,5 [1; 3,5]* | >0,05 | >0,05 |
| Индекс Ривермид, баллы | 7 [5; 7] | 9 [7; 10]* | 8,5 [7; 9] | 11 [9; 12]* | 0,029 | 0,026 | 7 [6; 7] | 8 [7; 10]* | 7 [6; 7] | 9 [4,5; 11,5]* | >0,05 | >0,05 |
| Тест Тинетти равновесие, баллы | 6 [3; 7] | 11 [8; 13]* | 9 [7; 10] | 12 [9,5; 13]* | 0,028 | 0,09 | 5 [3,5; 10] | 7,5 [5,5; 9,5]* | 7 [5; 8] | 8,5 [5,5; 11,5]* | >0,05 | >0,05 |
| Тест Тинетти ходьба, баллы | 4 [2; 6] | 7,5 [5; 9]* | 5 [4,5; 5,5] | 9 [6,5; 11]* | 0,11 | 0,12 | 4,5 [2; 7] | 7 [4; 8,5]* | 4 [3; 6] | 5,5 [2,5; 9,5]* | >0,05 | >0,05 |
Примечание. ОП — острый период ишемического инсульта; РВП — ранний восстановительный период ишемического инсульта; до — исследование при поступлении; после — повторное исследование; * — достоверное различие при сравнении динамики параметра внутри группы (критерий Вилкоксона); p(U)* — уровень достоверности при сравнении параметра между подгруппами внутри групп при поступлении (U-критерий Манна—Уитни); p(U)** — уровень достоверности при сравнении параметра между подгруппами внутри групп при повторном исследовании (U-критерий Манна—Уитни).
Статистический анализ для оценки эффективности реабилитации в группах исследования проводили с помощью сравнения исходных и финальных данных, также оценивали изменения по основным и дополнительным неврологическим шкалам исследования до и после реабилитационного курса. Для выявления статистически достоверных изменений были применены непараметрические (критерии Вилкоксона и Манна—Уитни) тесты. Проверку данных на нормальность проводили с помощью теста Колмогорова—Смирнова. Результаты представлены в виде средних значений со стандартным отклонением, медианами с 25-м и 75-м перцентилями.
Результаты
Динамика изучаемых показателей на фоне лечения у пациентов групп и подгрупп исследования приведена в табл. 1 и 2.
При поступлении группы и подгруппы были сопоставимы по всем параметрам, за исключением показателей индекса Ривермид и шкалы равновесия теста Тинетти, которые были больше в подгруппе РВП основной группы по сравнению со всеми остальными подгруппами (см. табл. 2). При исследовании после курса лечения пациенты в основной группе имели достоверно больше баллов по показателям равновесия по тесту Тинетти по сравнению с группой контроля (см. табл. 1, рис. 2). Пациенты подгруппы ОП в основной группе достигли сопоставимых результатов с подгруппой РВП при оценке равновесия по тесту Тинетти (см. табл. 2) и имели больше баллов по сравнению с подгруппой ОП контрольной группы (11 [8; 13] баллов против 7,5 [5,5; 9,5] балла; p=0,0122).
Рис. 2. Сравнение динамики показателей равновесия по тесту Тинетти между основной и контрольной группами на фоне лечения.
При поступлении стабилометрические параметры пациентов в основной и контрольной группах, а также в подгруппах были сопоставимы. При повторном исследовании пациенты в основной группе достигли лучших результатов по основным параметрам устойчивости (табл. 3). При сравнении подгрупп только больные подгруппы ОП в основной группе имели лучшие результаты стабилометрии при сравнении с аналогичной подгруппой группы контроля (табл. 4, рис. 3—5). Результаты сравнения данных в других подгруппах не имели достоверных различий.
Таблица 3. Сравнение стабилометрических показателей пациентов основной и контрольной групп при поступлении и повторном исследовании
| Параметр | Основная группа (n=30) | Группа контроля (n=30) | p |
| Среднее отклонение во фронтальной плоскости при поступлении, ° | 0,28 [0,22; 0,44] | 0,44 [0,30; 0,89] | 0,152 |
| Среднее отклонение во фронтальной плоскости после курса лечения, ° | 0,26 [0,16; 0,35] | 0,51 [0,24; 0,80] | 0,031 |
| Площадь статокинезиограммы при поступлении, мм2 | 196,00 [121,20; 368,90] | 330,00 [176,20; 548,20] | 0,075 |
| Площадь статокинезиограммы после курса лечения, мм2 | 177,30 [111,30; 312,50] | 331,00 [165,00; 513,30] | 0,045 |
| Общее стандартное отклонение туловища при поступлении, мм | 111,60 [59,40; 162,30] | 159,00 [96,70; 266,00] | 0,063 |
| Общее стандартное отклонение туловища после курса лечения, мм | 97,70 [75,10; 182,10] | 139,40 [110,40; 205,80] | 0,048 |
Таблица 4. Сравнение стабилометрических показателей пациентов в остром периоде ишемического инсульта в основной и контрольной группах при поступлении и повторном исследовании
| Параметр | Подгруппа ОП1 (n=21) | Подгруппа ОП2 (n=9) | p |
| Среднее отклонение во фронтальной плоскости при поступлении, ° | 0,30 [0,26; 0,55] | 0,43 [0,28; 0,86] | 0,264 |
| Среднее отклонение во фронтальной плоскости после курса лечения, ° | 0,25 [0,17; 0,33] | 0,52 [0,28; 0,76] | 0,022 |
| Площадь статокинезиограммы при поступлении, мм2 | 187,30 [119,20; 336,50] | 334,00 [176,20; 563,80] | 0,056 |
| Площадь статокинезиограммы после курса лечения, мм2 | 170,70 [106,90; 301,20] | 425,00 [165,10; 528,30] | 0,02 |
| Общее стандартное отклонение туловища при поступлении, мм | 110,50 [47,00; 162,90] | 124,70 [110,00; 257,20] | 0,112 |
| Общее стандартное отклонение туловища после курса лечения, мм | 89,95 [69,90; 133,70] | 133,40 [110,00; 209,20] | 0,04 |
Примечание. Подгруппа ОП1 — пациенты в остром периоде ишемического инсульта из основной группы; подгруппа ОП2 — пациенты в остром периоде ишемического инсульта из контрольной группы.
Рис. 3. Сравнение динамики среднего отклонения по оси Х среди пациентов в подгруппах острого периода ишемического инсульта в основной и контрольной группах на фоне лечения.
Рис. 4. Сравнение динамики площади статокинезиограммы среди пациентов в подгруппах острого периода ишемического инсульта в основной и контрольной группах на фоне лечения.
Рис. 5. Сравнение динамики общего стандартного отклонения туловища среди пациентов в подгруппах острого периода ишемического инсульта в основной и контрольной группах на фоне лечения.
Обсуждение
В последние десятилетия активно изучается влияние роботизированной механотерапии на восстановление ходьбы и равновесия у больных ИИ. В настоящем исследовании у пациентов на фоне лечения был получен значимый прирост мышечной силы в нижних конечностях, функциональной независимости по шкале Рэнкина и индексу Ривермид, а также функции ходьбы по результатам теста Тинетти. Однако эти достижения сопоставимы с результатами в контрольной группе. Эти данные согласуются с выводами крупных мировых исследований, в которых показано, что по влиянию на восстановление мышечной силы роботизированная механотерапия не превосходит конвенциональный тренинг [14].
При изучении функции равновесия было получено достоверно больше баллов по тесту Тинетти в основной группе после курса лечения (11 [8; 13] баллов против 8 [6; 12] баллов; p=0,0281). Как оказалось, указанная положительная динамика была Поступилаза счет участия в исследовании больных в остром периоде ИИ, которые продемонстрировали статистически значимое улучшение равновесия на фоне курса лечения. У больных в остром периоде инсульта саногенез зачастую приводит к формированию вычурных, а иногда и патологических паттернов движений, в частности ходьбы. Больные с легким дефицитом равновесия начинают рано активизироваться и приспосабливаться к свободному перемещению, поэтому к раннему реабилитационному периоду они имеют увеличенную площадь опоры, слабый вынос бедра пораженной ноги, но хорошую скорость ходьбы. Пациенты в раннем восстановительном периоде были обучены навыкам ходьбы до начала тренировок в экзоскелете и не отличались от пациентов в группе контроля при поступлении и после курса лечения. По-видимому, занятия с использованием роботизированной механотерапии позволяют предотвратить компенсаторное увеличение площади опоры при восстановлении функции ходьбы. Можно предположить, что положительное влияние тренировок в экзоскелете с ФЭС на функцию равновесия объясняется большим количеством циклов сокращения мышц нижних конечностей на пораженной стороне по сравнению с занятием лечебной физкультурой и большей суммарной нагрузкой (при занятии в экзоскелете больные совершают от 1500 до 1800 шагов за тренировку). Получены данные, свидетельствующие о том, что растяжение и последующее сокращение мышечного волокна приводит к стимуляции сухожильного аппарата Гольджи, что в свою очередь увеличивает афферентную импульсацию; кроме того, пребывание длительное время в вертикальном положении приводит к активации механорецепторов мышечного и связочного аппарата спины, что тоже увеличивает афферентацию и, как следствие, ускоряет восстановление проприоцептивной чувствительности [15—18]. С другой стороны, интенсивная сенсорная подошвенная стимуляция при ходьбе также способствует восстановлению проприоцептивной чувствительности, а тренировка баланса и ходьбы облегчается за счет самой конструкции экзоскелета, которая является внешней опорой и поддержкой для больного. Пациент учится правильно распределять вес и переносить центр тяжести со здоровой ноги на больную и обратно, не боясь упасть [17, 18]. Стоит отдельно отметить, что показатели ходьбы по тесту Тинетти не отличались между группами. Это значит, что больные одинаково хорошо адаптировались, однако, по данным стабилометрического исследования, устойчивость была лучше в основной группе. Таким образом, длительный курс тренировок в экзоскелете в режиме непрерывной ходьбы с ассистивной стимуляцией может улучшать не только показатели равновесия, но и ходьбы.
Заключение
В ходе исследования была подтверждена эффективность роботизированной механотерапии в восстановлении мышечной силы нижних конечностей у больных в остром и раннем реабилитационном периоде ИИ. Применение экзоскелета с ФЭС улучшает восстановление равновесия, особенно у больных в остром периоде ИИ, и может способствовать снижению риска падения у этой когорты пациентов. Необходимо дальнейшее изучение влияния роботизированной механотерапии на восстановление ходьбы и равновесия. Вероятно, увеличение количества процедур с 10 до 20 или 30 занятий, а также проведение повторных реабилитационных циклов в течение 1 года после нарушения мозгового кровообращения могут в значительной степени улучшить двигательные функции больного. Полученные результаты расширяют перспективы применения экзоскелета с интегрированной ФЭС в комплексной реабилитации пациентов после инсульта на разных этапах восстановления.
Участие авторов: разработка концепции статьи — Г.М. Лутохин, Е.А. Турова, М.А. Рассулова; статистическая обработка данных — Г.М. Лутохин; написание и редактирование текста статьи — Г.М. Лутохин, А.Г. Кашежев; отбор и обследование пациентов, обзор публикаций по теме исследования — А.В. Шулькина, Р.И. Самохвалов; проверка, редактирование и утверждение текста статьи — И.В. Погонченкова, Е.А. Турова, М.А. Рассулова.
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.