Возможности функционального восстановления верхней конечности у пациентов после инсульта с применением нейрокомпьютерного интерфейса мозг–компьютер–экзоскелет кисти с многоканальной биологической обратной связью

Обоснование. Последствия перенесенных нарушений мозгового кровообращения значительно снижают качество жизни пациентов. Важным аспектом возможности самообслуживания и самоэффективности пациентов, перенесших инсульт, является сохранность когнитивных функций, а также функций руки, прежде всего тонкой моторики кисти. Цель: изучение влияния тренажера НМКЭ (нейроинтерфейс-мозг-компьютер-экзоскелет)-кисти с кинестетической и визуальной обратной связью на улучшение/восстановление функциональной активности верхней конечности в повседневной деятельности, а также возможных причин неиспользования верхней конечности при сохранных двигательных характеристиках. Методы. В текущий анализ были включены 29 пациентов со схожим по тяжести неврологическим дефицитом. В исследовании применялся НМКЭ-кисти с кинестетической и визуальной обратной связью. Результаты. Применение в составе комплексной реабилитации НМКЭ-кисти с кинестетической и визуальной обратной связью пациентов основной группы, которые взаимодействовали с нейроинтерфейсом в активной парадигме, наблюдалось достоверно значимое улучшение показателей двигательной активности верхней конечности преимущественно за счет восстановления проксимальных ее отделов, улучшение двигательного контроля при выполнении активного действия. Заключение. Применение комплекса НМКЭ-кисти с кинестетической и визуальной обратной связью в составе восстановительных мероприятий положительно влияет не только на изолированное восстановление двигательной активности, но и на расширение показателей повседневной активности за счет улучшения качества движения, выполняемого бимануально.

Введение

Инсульт является важнейшей медико-социальной проблемой ввиду высокой заболеваемости и смертности [1, 2], а также является одной из основных причин нетрудоспособности населения. Почти 22% лиц, переживших инсульт, не способны ходить без помощи, 26% ограничены в повседневном функционировании [3, 4]. Важным аспектом качества жизни, возможности самообслуживания и самоэффективности пациентов, перенесших инсульт, является сохранность функции руки, прежде всего тонкой моторики кисти [5]. Типичными проявлениями повреждения двигательной функции руки являются слабость мышц, изменения мышечного тонуса (спастичность), гипермобильность суставов, нарушение двигательного контроля [6], различных видов чувствительности [7, 8], что отражается в снижении возможности выполнять повседневные действия по самообслуживанию [9–11]. Особое место занимает синдром одностороннего зрительно-пространственного игнорирования (неглект), наличие которого особенно «ощутимо» в первые 3 месяца после инсульта [12]. Двигательное невнимание, или моторный неглект (МН), является одним из факторов развития функционального ограничения верхней конечности.

D. Laplane и J.D. Degos (1983) одними из первых изучили данный феномен и охарактеризовали его как «неиспользование одной стороны» («...an underutilization of one side...») [13]. Синдром проявляется отсутствием спонтанной реакции «размещения» (постоянно): рука пациента, находящегося в положении сидя, свисает рядом с коленями либо между ног или опирается на тыльную сторону кисти рядом с телом, вместо того чтобы «удобно располагаться» на бедре или на подлокотнике стула/кресла. Пациент не использует или мало использует руку в жестикуляции, при бимануальных движениях. Что касается ноги в положении пациента сидя, то она также может находиться в «неудобном положении»: колено в положении отведения, стопа заваливается на наружную/тыльную сторону. Однако при привлечении внимания пациента к пораженным конечностям он может производить коррекцию позы, использовать конечность в активности и т.д. [13]. Механизмы развития МН включают нарушение инициации, запуска программы движения, а также нарушение эффективности контроля выполнения движения. Таким образом, МН является одним из частных случаев нарушения функции внимания, обнаруживается чаще всего при поражении лобной и теменной коры, а также таламуса и базальных ядер [13, 14].

Существует и другая ситуация, нередко даже при хорошем двигательном восстановлении: при сохранной мышечной силе, достаточном активном двигательном объеме пациент намеренно не использует пораженную конечность в повседневной активности. Данный синдром в литературе получил название «синдром приученного неиспользования» конечности, который в рутинной клинической практике практически не диагностируется [15–18]. Развивается указанный синдром при наличии способствующих факторов в раннем восстановительном периоде: боль в паретичной конечности/плече, спастичность, нарушение чувствительности, экстрапирамидные расстройства.

По данным разных авторов, только в 5% случаев функция кисти восстанавливается полностью, примерно в 20% конечность используется частично даже при незначительном парезе. Очевидно, что в этих случаях имеет место в той или иной степени выраженности синдром неиспользования при хороших перспективах восстановления функции руки [9].

Внедрение автоматизированных и роботизированных устройств [19], игровых стратегий открыло новые перспективы восстановления как двигательной функции руки, так и когнитивных возможностей пациентов благодаря использованию компьютерных [20], виртуальных стратегий [21], активизации биологической обратной связи с привлечением личности пациента [22–24].

Достоинствами технологии нейроинтерфейс–мозг–компьютер–экзоскелет (НМКЭ) кисти с кинестетической и визуальной обратной связью является возможность повышения эффективности реабилитационных мероприятий в восстановлении утраченных в результате инсульта двигательных функций больных посредством качественной идеомоторной тренировки, а также реализации мультисенсорной обратной связи. В процессе идеомоторной тренировки, контролируемой посредством НМКЭ-кисти с кинестетической обратной связью, происходит усиление афферентной стимуляции с верхней конечности посредством механической работы экзоскелета только в ответ на успешное решение пациентом предъявленной ему ментальной задачи. Согласно E. Taub et al. [25], поддержание коркового представительства дистального отдела верхней конечности за счет привлечения внимания к ней уменьшение межконечностного ингибирования, афферентного и двигательного стимулирования могло бы предотвратить развитие феномена «двигательного неиспользования». Применение данной технологии в составе комплексных восстановительных мероприятий в отношении больных после инсульта показало свою эффективность [26, 27].

Целью исследования стало изучение влияния тренажера НМКЭ-кисти с кинестетической и визуальной обратной связью на улучшение/восстановление функциональной активности ...

Ю.В. Бушкова, З.Д. Казакова, Л.В. Стаховская, Г.Е. Иванова, А.А. Фролов