Имитатор опорной нагрузки

В.Д. Левченкова, И.А. Матвеева, Т.Т. Батышева, К.А. Петрушанская, К.А. Семёнова, Н.Ю. Титаренко

THE METHOD OF STANCE-PHASE LOAD SIMULATION IN CHILDREN WITH VARIOUS FORMS OF CEREBRAL PALSY

V.D. Levchenkova, I.A. Matveeva, T.T. Batysheva, K.A. Petrushanskaja, K.A. Semenova, N.Yu. Titarenko

РЕЗЮМЕ

      Представлены результаты лечения больных с различными формами детского церебрального паралича методом опорной стимуляции с использованием имитатора опорной нагрузки подошвенного (модель «Корвит»). После проведённого курса опорной стимуляции у всех детей отмечено различное по степени выраженности улучшение двигательных функций: у детей раннего возраста опорная стимуляция способствовала формированию установочных рефлексов, в дальнейшем – развитию новых двигательных навыков; у более старших детей – изменению имеющегося патологического двигательного стереотипа и приближению его к физиологическому, улучшению параметров биомеханической структуры ходьбы.

Ключевые слова: детский церебральный паралич, восстановительное лечение, метод опорной стимуляции с использованием имитатора опорной нагрузки подошвенного (модель «Корвит»).

SUMMARY

      There have been plantar (foot-on-the-ground) stimulation treatment results in patients with various forms of cerebral palsy using a plantar stance-phase load simulator (the model “KORVIT”). After the cure motor functions improvements of various levels were noticed: early age children showed forming of adjusting reflexes with further motor skills development; older children had improvements in pathological motor stereotype and biomechanics of walking.

Key words: cerebral palsy, recovery treatment, the method of plantar (foot-on-the-ground) stimulation with the use of the stance-phase load simulator “KORVIT”.

      Среди детей, инвалидов с детства по неврологическому профилю, наиболее значительную часть составляют больные, страдающие детским церебральным параличом (ДЦП), распространённость которого не имеет тенденции к уменьшению. В подавляющем большинстве случаев ДЦП возникает вследствие повреждения головного мозга во внутриутробном, перинатальном и раннем постнатальном (неонатальном) периодах.

      При внутриутробном развитии для каждого органа человека существует определённый критический период, обычно продолжающийся в течение нескольких недель, в течение которого воздействие различных экзогенных и эндогенных повреждающих факторов нередко нарушает формирование и приводит к порокам развития этого органа. Однако следует подчеркнуть, что весь период внутриутробного развития центральной нервной системы (ЦНС), начинающийся с третьей недели и не завершающийся к моменту рождения ребёнка, является критическим. Это обусловлено тем, что в ЦНС различные её элементы, развиваясь последовательно, проходят свои этапы высокой повреждаемости, непрерывно сменяющие друг друга в течение всей жизни плода [1, 2].

      Ведущую роль в периоде внутриутробного развития мозга играет мультифакториальная афферентация мозга и, особенно, проприоцептивная импульсация, которая и после рождения ребёнка оказывает основное влияние на становление функций постурального контроля и локомоций, определяет и контролирует весь процесс движения, лежащий в основе развития двигательной системы [3, 4, 5]. У детей с внутриутробным и перинатальным повреждением ЦНС развитие мозга и формирование его функциональных систем нарушено.

      В основе сложной патологии двигательного развития детей с церебральными параличами лежит изменение активности функциональной системы антигравитации и гипокинезия, обусловленные и сопровождающиеся нарушениями проприоцептивной афферентации. Возникает дисбаланс рефлекторной сферы вследствие задержки формирования установочных рефлексов и задержки редукции и нарастания влияния врождённых тонических рефлексов на мышцы туловища и конечностей. В результате формируется патологический двигательный стереотип с характерной позой, нарушением опорности стоп, ходьбы и координации движений [6].

      Результаты морфологических (макроскопических и гистологических) исследований мозга умерших больных ДЦП свидетельствуют о повреждении всех структур двигательного анализатора мозга в виде различных по степени выраженности дистрофических изменений нейронов и волокон, уменьшении количества нейронов (по сравнению с контролем) в коре, базальных ядрах, в области двигательных ядер черепно-мозговых нервов, в начальных сегментах спинного мозга.

      В то же время, наряду с деструктивными, во всех наблюдениях отмечаются различные компенсаторно-восстановительные, репаративные процессы, которые интенсивнее выражены у больных раннего возраста [7, 8], что свидетельствует о высокой пластичности детского мозга. Нейропластичность является обоснованием для проведения лечебных мероприятий, направленных на активацию периферической афферентации структур мозга, которая необходима для активного функционирования нейронов, роста и ветвления дендритов, образования новых синапсов, миелинизации нервных волокон.

      В связи с тем, что полноценная проприоцептивная импульсация является одним из триггеров развития здорового мозга, а её искажения и нарушения запускают каскад патологических изменений функциональной системы движения, очевидно, что скорригированная проприоцептивная импульсация может нормализовать до определённой степени деятельность нарушенных структур ЦНС, контролирующих моторику, и замедлить или предотвратить развитие патологических изменений опорно-двигательной системы. В норме одним из основных и мощных источников проприоцептивного афферентного потока являются опорные отделы стоп, в процессе созревания которых ребёнок начинает стоять и ходить.

      Проведенные в Институте медико-биологических проблем РАН исследования по влиянию невесомости на человеческий организм и применению стимуляции опорной афферентации для профилактики микрогравитационных нарушений тонуса, статики и локомоции реализовались в разработке метода опорной стимуляции с использованием имитатора опорной нагрузки подошвенного «Корвит» [9, 10]. Данные, полученные при проведении функциональной магнитно-резонансной томографии, подтвердили эффективность этой технологии при реабилитации взрослых пациентов с острым нарушением церебральной гемодинамики. Было установлено, что под влиянием опорной афферентации происходит отчетливая стимуляция компенсаторно-восстановительных процессов в ЦНС, что убедительно свидетельствует о высокой терапевтической эффективности метода [11].

      Результаты этих исследований позволяют рассматривать метод опорной стимуляции как новую, патогенетически обоснованную технологию абилитации детей с двигательными нарушениями, обусловленными ДЦП.

      Целью проведенного исследования явилось изучение использования метода опорной стимуляции в комплексном лечении двигательных нарушений у детей с различными формами церебрального паралича.

      Для проведения опорной стимуляции использовался имитатор опорной нагрузки подошвенный (модель «Корвит»). Это аппаратно-программный комплекс, предназначенный для моделирования опорных реакций в режиме реальных локомоций. В основе его работы лежит принцип пневмомеханического давления на соответствующие опорные зоны стоп с помощью двух раздельных пневмокамер. Частота циклов воздействия задаётся программно в режимах «медленная, средняя и быстрая ходьба» с соответствующим количеством циклов в минуту и длительностью шага. Оператор также задаёт время проведения процедуры и величину давления в пневмокамерах, которые могут варьировать. Таким образом, моделируется сенсорный образ ходьбы в режиме закреплённой в эволюции физиологической циклограммы.

      Курсы опорной стимуляции были проведены 87 детям (28 девочкам и 59 мальчикам) с различными формами ДЦП в возрасте от 1 года до 16 лет (таб. 1, 2).

      Уровень двигательного развития детей определялся по шкале больших моторных функций (Gross Motor Function Classification System for Cerebral Palsy (GMFCS)), основанной на оценке самостоятельных движений ребёнка с особым акцентом на состоянии контроля туловища и возможности ходьбы. Выделяется всего пять уровней, из них первый – самый высокий. Большинство детей со спастической диплегией имели третий (36,2%) и четвёртый (40,6%) уровни двигательного развития, а с гемипаретической формой – второй (92%).

      Курс опорной стимуляции состоял из 10–15 процедур, каждая из которых продолжалась до 30 минут. Режим подбирался индивидуально с постепенным увеличением величины давления в пневмокамерах и времени воздействия. Процедура хорошо переносилась детьми любого возраста, никаких осложнений не отмечалось (рис.).

      Для оценки эффективности метода опорной стимуляции использовали данные клинического осмотра ребёнка до лечения и после проведения курса, результаты стабилометрии и анализа биомеханической структуры ходьбы.

Таблица 1

Распределение больных по возрастным группам

Таблица 2

Распределение больных по формам детского церебрального паралича

Рис. Стимуляция опорной функции стоп с использованием имитатора опорной нагрузки подошвенного (модель «Корвит»)

      После проведённого курса опорной стимуляции по данным клинического осмотра у детей со спастической диплегией отмечалось уменьшение выраженности влияния тонических рефлексов и снижение мышечного тонуса, что проявлялось в положительной динамике тестов на спастичность, появлении опоры на полную стопу, исчезновении перекреста ног при ходьбе. У 8 детей в возрасте до двух лет (53%) появились новые двигательные навыки (способность самостоятельно садиться из положения лёжа, опираясь на одну руку; стоять и передвигаться у опоры). Таким образом, чётко прослеживалась тенденция к становлению позных рефлексов, предваряющих дальнейшее развитие статики и локомоции. 5 детей в возрасте до четырех лет (14,7%) начали самостоятельно ходить.

      У детей, передвигавшихся самостоятельно, отмечалось изменение патологического стереотипа ходьбы, обусловленное угасанием примитивных тонических рефлексов: нарастал вынос бедра, уменьшалась внутренняя ротация бедер и патологическая установка стоп, появлялись элементы переката стоп. Уменьшались колебания туловища во фронтальной и сагиттальной плоскости, увеличивалась величина площади опоры при ходьбе.

      У пациентов с гемипаретической формой ДЦП уменьшались проявления пареза, нарастал объём движений в голеностопном и коленном суставах паретичной конечности, дети могли проходить без видимой усталости большее расстояние, полностью нагружая стопу на стороне поражения. У детей с атонически-астатической формой заболевания повышался мышечный тонус, нарастала мышечная сила и устойчивость при ходьбе, улучшалась координация движений, уменьшались проявления двигательной атаксии и моторной неловкости.

      Детям дошкольного и школьного возраста, которые могли стоять и передвигаться без приспособлений, до начала курса опорной стимуляции и непосредственно по его окончании проводились стабилометрия с использованием методики универсального американского теста Ромберга (19 пациентов) и исследование биомеханической структуры ходьбы (15 пациентов).

      Статистическая обработка данных стабилометрии выполнена при помощи парного критерия Стьюдента. У 12 (63%) больных со спастической диплегией после применения опорной стимуляции наибольшие изменения произошли со среднеквадратичным отклонением общего центра давления (ОЦД) во фронтальной и сагиттальной плоскостях при стоянии с открытыми глазами – с 58 мм до 100 мм и с 37 мм до 56 мм (р = 0,022 и р = 0,080) соответственно.

      Остальные показатели (коэффициент Ромберга, скорость перемещения ОЦД, площадь статокинезиограммы, показатель устойчивости при стоянии с открытыми и закрытыми глазами) достоверно не изменились. Такие результаты, вероятно, обусловлены изначально большей вертикальной устойчивостью детей с ДЦП, обусловленной своего рода «динамическим равновесием» в патологической биомеханической системе, характеризующейся повышенным мышечным тонусом, ортопедической патологией суставов нижних конечностей и недостаточностью регуляторных влияний.

      Опорная стимуляция позволила модифицировать сложившийся патологический двигательный стереотип, одновременно уменьшив вертикальную устойчивость. У 7 (37%) больных с гемипаретической формой заболевания статистически достоверных изменений показателей стабилометрии не было. Стратегия реагирования на метод лечения была различна – у больных либо увеличивалась опороспособность здоровой стороны и увеличивалась устойчивость, либо увеличивалась опороспособность поражённой конечности, но перенос основной опорной нагрузки на неё приводил к снижению устойчивости.

      При исследовании биомеханической структуры ходьбы оценивались её основные, временные, кинематические и динамические параметры с использованием соответствующих методик – электроподографии, электрогониографии и электродинамографии. Биомеханическая структура ходьбы пациентов с ДЦП (при сохранении активности лабиринтно-тонического рефлекса) характеризуется сгибательной установкой и редукцией амплитуды движений во всех суставах, а также смещением отдельных фаз локомоторного цикла по временной оси.

      Под влиянием опорной стимуляции у всех обследованных детей биомеханическая структура ходьбы изменялась, приближаясь к физиологической. Положительная динамика основных параметров ходьбы проявлялась повышением средней скорости передвижения, увеличением длины шага, нарастанием темпа ходьбы и уменьшением длительности локомоторного цикла. Изменения временной структуры ходьбы (уменьшение длительности опорной фазы, увеличение длительности переносной фазы и снижение длительности двуопорной фазы) свидетельствовали о повышении устойчивости при ходьбе.

      Динамика кинематических параметров ходьбы была представлена повышением амплитуды сгибания и разгибания в суставах нижних конечностей в соответствующую фазу шага, увеличением отталкивания ноги от опорной поверхности, уменьшением сгибательной позиции суставов, а динамических – появлением переднего толчка и повышением амплитуды заднего толчка. Таким образом, происходила частичная нормализация патологического двигательного стереотипа. В дальнейшем, по данным анализа исследований, проведенных через несколько месяцев после окончания курса лечения, продолжалось формирование правильного навыка ходьбы.

      Таким образом, моделирование сенсорного образа ходьбы в режиме физиологической циклограммы с формированием нового мощного потока проприоцептивной импульсации приводит к уменьшению степени выраженности дисбаланса рефлекторной сферы. У детей раннего возраста это способствует формированию установочных рефлексов, а в дальнейшем – становлению позных рефлексов, статики и локомоции. У более старших детей происходит изменение имеющегося патологического двигательного стереотипа и приближение его к физиологическому, а также уменьшается выраженность вторичных патологических изменений в суставах.

      Результаты проведённого исследования свидетельствуют о том, что опорная стимуляция с использованием имитатора опорной нагрузки подошвенного «Корвит» является патогенетически обоснованным, эффективным и безопасным методом восстановительного лечения детей с церебральными параличами. Метод опорной стимуляции должен входить в комплексную терапию больных с нарушением двигательных функций, проводимую в условиях стационара и поликлиники.

ЛИТЕРАТУРА:

1. Гармашева Н.Л. Критические периоды развития центральной нервной системы человека в раннем онтогенезе // Архив анатомии, гистологии, эмбриологии. – 1988. – Т. 94, № 6. – С. 9–15.
2. Боголепова И.Н. Онтогенез мозга человека // Педиатрия. – 1997. – № 5. – С. 27–30.
3. Анохин П.К. Системогенез как общая закономерность эволюционного процесса (философские аспекты теории функциональных систем). – М., 1978. – С. 125–152.
4. Бернштейн Н.А. О построении движений. – М.: Медгиз, 1947. – 256 с.
5. Орбели Л.А. Лекции по физиологии нервной системы. – М.; Л.: Изд-во АН СССР, 1962. – Т. 2. – С. 237–483.
6. Семёнова К.А. Восстановительное лечение детей с перинатальным поражением нервной системы и с детским церебральным параличом. – М.: Закон и порядок, 2007. – 616 с.
7. Левченкова В.Д. Патогенетические основы формирования детского церебрального паралича: Дис. … докт. мед. наук. – М., 2001. – 206 с.
8. Левченкова В.Д., Семёнова К.А. Современные представления о морфологической основе детского церебрального паралича // Журнал неврологии и психиатрии им. С.С. Корсакова. – М., 2012. – № 7. Вып. 2. – С. 4–8.
9. Kozlovskaya I.B., Sayenko I.V., Sayenko D.G. et al. Role of support afferentation in control of the tonic muscle activity. Acta Astronautica. – 2007. № 8. P. 285-294.
10. Kozlovskaya I.B., Vinogradova O.V., Sayenko I.V. et al. New approaches to countermeasures of the negative effects of microgravity in long-term space flights. Acta Astronautica. – № 59. P. 13-19.
11. Кремнева Е.И., Черникова Л.А., Коновалов Р.Н., Кротенкова М.В., Саенко И.В., Козловская И.Б., Червяков А.В. Оценка супраспинального контроля локомоции в норме и при патологии с помощью пассивной моторной фМРТ парадигмы. Анналы клинической и экспериментальной неврологии. – 2012. – Т. 6, № 1. – С. 31–37.

СВЕДЕНИЯ ОБ АВТОРАХ:

Татьяна Тимофеевна Батышева – д.м.н., профессор, заслуженный врач России, директор Научно-практического центра детской психоневрологии ДЗ г. Москвы; главный внештатный специалист по детской неврологии Департамента здравоохранения г. Москвы; Президент Национальной ассоциации экспертов по детскому церебральному параличу и сопряженным заболеваниям; главный научный сотрудник отделения восстановительного лечения детей с церебральными параличами НИИ педиатрии ФГБУ «Научный центр здоровья детей» РАМН  г. Москвы

Вера Дмитриевна Левченкова – д.м.н., заведующая отделением восстановительного лечения детей с церебральными параличами НИИ педиатрии ФГБУ «Научный центр здоровья детей» РАМН  г. Москвы

Ирина Антоновна Матвеева – к.м.н., старший научный сотрудник отделения восстановительного лечения детей с церебральными параличами НИИ педиатрии ФГБУ «Научный центр здоровья детей» РАМН  г. Москвы

Ксения Александровна Семенова – д.м.н., профессор, Заслуженный деятель науки Российской Федерации, главный научный сотрудник отделения восстановительного лечения детей с церебральными параличами НИИ педиатрии ФГБУ «Научный центр здоровья детей» РАМН  г. Москвы

Кира Анатольевна Петрушанская – к.б.н., старший научный сотрудник отделения восстановительного лечения детей с церебральными параличами НИИ педиатрии ФГБУ «Научный центр здоровья детей» РАМН  г. Москвы

Наталья Юрьевна Титаренко – младший научный сотрудник отделения восстановительного лечения детей с церебральными параличами НИИ педиатрии ФГБУ «Научный центр здоровья детей» РАМН  г. Москвы