Реабилитация больных с ДЦП с помощью экзоскелета кисти, управляемого интерфейсом «мозг-компьютер»
Детский церебральный паралич (ДЦП) — одно из самых тяжелых заболеваний центральной нервной системы (ЦНС) у детей, характеризующееся органическим поражением мозга. Распространенность ДЦП в развитых странах составляет 2-3 случая на 1000 рожденных младенцев. ДЦП не только является наиболее распространенной патологией ЦНС у детей, но и занимает одно из ведущих мест среди заболеваний, ведущих к инвалидности с детства.
На базе Российской детской клинической больницы РНИМУ им. Н. И. Пирогова было проведено исследование комплекса ИМК-экзоскелет кисти, которое проходили 14 пациентов.
Критерии включения пациентов в исследование: возраст 7-19 лет; пациенты с центральным парезом верхних конечностей, в том числе с установленным диагнозом детский церебральный паралич, острое нарушение мозгового кровообращения, травма мозга; наличие структурного поражения головного мозга по данным нейровизуализации. Критерии невключения: неспособность выполнять процедуры исследования; отказ пациента или его законного представителя от участия в исследовании; афазия в степени, исключающей понимание инструкций пациентом; грубое нарушение зрения, не позволяющее выполнять визуальные инструкции на экране компьютера; спастичность в кисти 5 баллов. Критерии исключения пациентов из исследования: отказ пациента от продолжения участия в исследовании; развитие острого или декомпенсация хронического заболевания с риском потенциального влияния на результаты исследования; назначение системных миорелаксантов (изменение их дозировки после включения в исследование); введение препаратов ботулинического токсина в мышцы паретичной руки после включения пациента в исследование.
При проведении процедур использовали экзоскелетный комплекс «Экзокисть-2», включающий экзоскелеты кистей, управляемые через ИМК. Пациент располагался в медицинском кресле. Его руки помещали в экзоскелеты кистей, закрепленные на подлокотниках кресла. На расстоянии 1-1,5 м перед пациентом располагали монитор, на котором находился кружок для фиксации взора и подавали зрительные инструкции по выполнению следующих заданий: кинестетически воображать раскрытие левой или правой кисти либо спокойно сидеть, расслабившись. Консультации нейропсихолога проводили в случаях, если:
- ребенок недостаточно мотивирован на участие в процедуре;
- наблюдаются выраженные трудности с пониманием инструкции на представление движения;
- имеет место выраженный дефицит внимания;
- у ребенка отмечаются выраженные страхи и/или панические атаки во время проведения процедуры.
В этих случаях диагностировали причины возникших трудностей и проводили тренировку кинестетических образов и процессов представления движения.
Для того чтобы облегчить непростую для ребенка задачу кинестетического воображения движения и сделать ее более понятной, использовали подсказки, упрощающие инициацию возникновения образов представления движения. При этом учитывали возраст ребенка, его интересы, а также уровень сформированности когнитивных функций.
В случае наличия у ребенка когнитивного дефицита рекомендовано использовать метафоры, предложенные для предыдущей возрастной категории. При выраженной тенденции к общей рассеянности внимания, повышенной переключаемости на побочные ассоциации и при нарушении целенаправленности деятельности разъяснения максимально упрощали и сокращали, используя короткие и четкие формулировки.
Управление ИМК
Средняя вероятность правильного распознавания воображаемых движений и состояния покоя во время сессий составила 0,51 (0,45; 0,54) (max = 0,70). Источники р-ритма, в полушарии, контрлатеральном сохранной руке, были идентифицированы в 72,0% (61; 84) сессиях, а источники р-ритма в полушарии, контрлатеральном паретичной руке, встречались в 64% (45; 80) сессиях. В случаях би- и тетра-парезов «сохранной» считали руку, для которой были достигнуты лучшие показатели по шкале Jebsen-Taylor. На рис. 1А и 1Б представлены топографические карты источников р-ритма, усредненные по всем участникам и записям, в которых они выделялись.
Зависимость точности управления ИМК от средней встречаемости источников была достоверной. Высокая доля сессий, в которых источники р-ритма удалось идентифицировать, характеризует участников, наиболее эффективно управлявших ИМК.
Величина десинхронизации р-ритма для полушария, контрлатерального сохранной руке, составила 12% (7; 23) (max = 51%), а для полушария, контрлатерального паретичной руке, — 11% (6.5; 17) (max = 31%). Соответствующие средние значения были равны 18,6% и 13,4%, разница между ними была достоверна (ANOVA: p = 0,0018; f-тест: p < 10-4). Таким образом, воображение движения паретичной рукой вызывает более слабую десинхронизацию р-ритма в контрлатеральном полушарии.
Показана достоверность зависимости точности управления ИМК от степени десинхронизации р-ритма, как для полушария, контрлатерального сохранной руке (рис. 1Г), так и для полушария, контрлатерального паретичной руке. Эта зависимость показывает, что чем больше десинхронизация ритма при воображении движения как сохранной, так и паретичной руки, тем выше точность управления ИМК.
Улучшения двигательной функции
Достоверное приращение параметров по критерию знаков с нулевым уровнем, свидетельствующих об улучшении ДФ после процедур, получено для всех разделов шкалы Fugl-Meyer — проксимального отдела руки, кисти и суммы баллов по всем активным движениям. Для шкалы ARAT достоверное приращение имело место для шарового и цилиндрического захватов, а также для суммы баллов по всем тестам. Для щипкового захвата и крупных движений руки приращение значений параметров после процедур было статистически недостоверным тестов шкалы ^Ьэеп-ТауЬг паретичной рукой вызывало большие трудности: до процедур время их выполнения превышало 2 мин для всех пациентов. После процедур только двое детей смогли закончить меньше чем за 2 мин один тест из семи и трое — два теста из семи. Все пациенты успешно выполняли тесты сохранной рукой, и после процедур время выполнения уменьшалось для всех тестов, кроме теста «написание простого предложения». Для тестов «перестановка легких банок», «перестановка тяжелых банок» и «имитация процесса кормления» уменьшение времени выполнения после процедур было статистически достоверно отлично от нуля по критерию знаков.
Из рассматриваемых активных движений паретичной рукой амплитуда активных движений увеличилась только для тыльного разгибания с 30° (25°; 41,25°) до 40° (40°; 58,75°). Приращение амплитуды оказалось достоверно больше нуля (р = 0,016 по критерию знаков).
Для более точной и объективной оценки ДФ применяют биомеханический анализ движений, зарегистрированных до и после восстановительного лечения. Для постинсультных больных такой анализ широко применяют в клинических исследованиях. Для детей с ДЦП возможные протоколы регистрации движений, а также выбор надежных биомеханических параметров оценки ДФ находятся на стадии разработки.
П. Д. Бобров, Е. В. Бирюкова, Б. А. Поляев, О. А. Лайшева, Е. Л. Усачёва, А. В. Соколова, Д. И. Михайлова, К. Н. Дементьева, И. Р. Федотова
Выпуск 4/2020
Метки: диагностика, дцп, мозг, мультидисциплинарный подход, научные исследования
22.12.2020