Автореферат и диссертация по медицине (14.00.13) на тему:Функциональная реорганизация двигательных систем после инсульта

На правах рукописи БУШЕНЕВА СВЕТЛАНА НИКОЛАЕВНА"»'

ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ РЕОРГАНИЗАЦИЯ ДВИГАТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ ПОСЛЕ ИНСУЛЬТА

Специальность 14.00.13.- нервные болезни

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

Москва 2007

003068434

Работа выполнена в Государственном учреждении Научно-исследовательском институте неврологии Российской академии медицинских наук

Научный руководитель:

доктор медицинских наук, профессор Альберт Серафимович Кадыков Официальные оппоненты:

доктор медицинских наук Маринэ Мовсесовна Танашян

доктор медицинских наук, профессор Алла Борисовна Гехт

Ведущая организация:

Московская медицинская академия им. И.М. Сеченова

Защита диссертации состоится «03» мая 2007 года в 12 часов на заседании диссертационного совета Д 001.006.01 при Государственном учреждении Научно-исследовательском институте неврологии Российской академии медицинских наук по адресу: 125367, г. Москва, Волоколамское шоссе, 80.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГУ НИИ неврологии РАМН.

Автореферат разослан «03» апреля 2007 года.

Учёный секретарь диссертационного совета доктор медицинских наук, профессор

С.Н. Иллариошкин

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Бурное развитие высокотехнологичных и высокоинформативных методов исследования в последние десятилетия определило несколько основных направлений в развитии наук в целом и в неврологии в частности. Значительный прогресс был достигнут благодаря внедрению в клиническую практику магнитно-резонансной томографии (МРТ). Это позволило осуществлять своевременную диагностику нарушений мозгового кровообращения (НМК), получать новые данные при различных формах цереброваскулярной патологии \Omam В.Е., 1996; Верещагин Н.В. и соает., 1997; Трофимова Т.Н., ¡998; Schellenger P.D. et al., Thurnher MM., Castillo M„ 2005]. Проведенные в последние годы нейрофизиологические и нейроанатомические исследования на животных, а также визуализационные и другие неинвазивные методы картирования мозга у человека (ПЭТ, фМРТ, электроэнцефалография, магнитная энцефалография и транскраниальная магнитная стимуляция) предоставили неоспоримые доказательства способности реорганизации коры мозга даже у лиц пожилого возраста с выраженными сосудистыми изменениями. [Bates В. et al., 2005; Dunkan P.W. et al., 2005]. Поэтому одной из центральных проблем ангионеврологии в последнее десятилетие является изучение функциональных особенностей мозга в свете современного учения о нейропластичности, используя возможности диагностического оборудования «нового поколения».

Особый интерес представляет использование современных методик реабилитации для восстановления умеренных и легких двигательных нарушений (парезов), особенно тонких движений кисти, так как именно эти нарушения являются ведущей проблемой потери профессиональных навыков пациентов. Уменьшение двигательного дефицита в руке у

больных, перенесших ишемический инсульт (ИИ), в значительной степени может снизить уровень инвалидизации и повысить социальную адаптацию больных. Учитывая чрезвычайно высокий социальный урон, наносимый инсультом - возвращение к труд}' лишь каждого четвертого больного [Верещагин Н.В. и соавт., 2002] - эта проблема приобретает чрезвычайную актуальность и указывает на необходимость разработки новых подходов, направленных на максимально возможное восстановление двигательных функций.

Изучение основ реорганизации нейропластических процессов с помощью функциональной визуализации в период восстановления позволит решить ключевые вопросы для разработки современных и эффективных методов реабилитации. В настоящее время существует множество техник для изображения различных уровней функционирования ткани, включая изменения кровоснабжения ткани, метаболизма, рецепторной активности, т.е. для исследования механизмов нейропластичности. К ним относят электроэнцефалорафию (ЭЭГ), магнитоэцефалографию (МЭГ), функциональную магнитно-резонансную томографию (фМРТ) и позитронно-эмисионнаю томографию (ПЭТ) [Сагеу J.R. , Greer K.R., Grunewald Т.К]. Однако, стандартом для визуализации региональной мозговой активности при выполнении соматомоторных и когнитивных задач за последние годы признана фМРТ. В России в настоящий момент отсутствуют работы по использованию фМРТ для изучения процессов восстановления нарушенных функций у пациентов после инсульта. Таким образом, работа по изучению основ реорганизации нейропластических процессов с помощью функциональной визуализации (фМРТ) в период восстановления позволит решить ключевые вопросы для разработки современных и эффективных методов реабилитации.

Цель_исследования заключалась в изучении

функциональной организации двигательных систем и особенностей церебральных реорганизационных процессов в норме и после инсульта на основании функциональной магнитно-резонансной томографии.

Для выполнения этой цели были поставлены следующие задачи:

1. Изучить особенности функциональной организации двигательных систем у здоровых людей с использованием фМРТ.

2. Изучить особенности функциональной организации двигательных систем у пациентов после ИИ и сопоставить их с данными исследования здоровых людей.

3. Провести оценку данных фМРТ в динамике (после проведения курса восстановительной терапии) с определением их прогностической значимости для восстановления двигательной функции.

4. Провести сравнительный анализ влияния базисной и специализированной восстановительной терапии на процессы функциональной реорганизации двигательных систем.

Научная новизна. Впервые с использованием фМРТ проведен детальный сравнительный анализ закономерностей функциональной организации двигательных систем у здоровых людей и больных после ИИ.

Выявлены особенности функциональной реорганизации двигательных систем после ишемического инсульта при разной локализации инфаркта мозга. Описаны основные и дополнительные зоны в функциональной двигательной системе и выявлено их прогностическое значение для восстановления двигательного дефицита у больных после ИИ.

Впервые установлено влияние комплексной базисной

восстановительной терапии (ЛФК, массаж, электростимуляция) на функциональную реорганизацию двигательных систем. Впервые установлено положительное влияние включения в базисную восстановительную терапию функционального тренинга на процесс реорганизации двигательных систем и степень восстановления движения.

Практическая значимость работы. Полученные результаты исследования могут быть использованы для уточнения прогноза восстановления нарушенных двигательных функций и для оценки адекватности проводимой восстановительной терапии. Результаты исследования позволяют рекомендовать использование специального тренинга пальцев паретичной руки и некоторых других упражнений (рисование, занятие музыкой, лепкой и др.), направленных на восстановление мелкой моторики руки, в реабилитационных программах для пациентов после ИИ.

Основные положения, выноснмые на защиту:

1) У здоровых людей, занимающихся спортом, рисованием, музыкой, массажем, наблюдается возникновение в головном мозге характерных дополнительных активационных зон.

2) Для больных, перенёсших ИИ, характерно увеличение (увеличение интенсивности сигнала или расширение) основных активационных зон, зависящее от локализации инфаркта мозга.

3) Проведение восстановительной терапии, особенно с включением функционального тренинга, приводит к увеличению интенсивности сигнала активационных зон и уменьшению двигательного дефицита (то есть, к увеличению степени восстановления).

Апробация работы

Работа апробирована и рекомендована к защите на совместном заседании сотрудников I, И, III сосудистых, нейрогенетического, нейрореанимационного, научно-консультативного отделений, отделения лучевой диагностики, нейрореабилитации и физиотерапии, отдела эпидимиологии и профилактики заболеваний нервной системы, научно-координационного отдела. Лаборатории кардионеврологии, патоморфологии, клинической нейрофизиологии ГУ НИИ неврологии РАМН 6 марта 2007 года.

Материалы диссертации были представлены и обсуждены на 19-ом Европейском конгрессе по радиологии (Вена, 8-14 марта 2007).

Объем и структура диссертации

Диссертация изложена на 140 страницах. Состоит из введения. Обзора литературы, описания объема и методов исследования, собственных результатов, обсуждения, выводов и практических рекомендаций. Работа иллюстрирована 21 рисунком и 9 таблицами. Библиографический указатель включает 24 работы отечественных авторов и 72 работы зарубежных авторов.

ОБЪЕМ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Общая характеристика клинического материала. Основную группу составили пациенты, обследованные и прошедшие курс восстановительной терапии в ГУ НИИ неврологии РАМН. В группу сравнения были включены здоровые люди, в возрасте от 20 до 30 лет (возраст «оптимальной нейропластичности») для сравнительного анализа нейровизуализационных данных и механизмов нейропластичности.

В исследование было включено 64 человека, из которых мужчин 27 (42%), женщин 37 (58%). Средний возраст обследованных пациентов основной группе составил в среднем 54,6 [48; 60] лет. В группе сравнения средний возраст составил 26,8 [23; 29] лет.

Пациенты основной группы отбирались по следующим критериям:

• первичный ишемический инсульт (ИИ);

• супратенториальная локализация ИИ;

• давность ИИ -1-6 месяцев;

• наличие в клинической картине гемипареза или монопареза руки.

Используемые в работе методики (фМРТ), для получения

достоверных результатов, потребовали дополнительных ограничений (критериев отбора):

• степень пареза умеренная или лёгкая (для правильного выполнения двигательной парадигмы);

• отсутствие нарушений слуха или высшей нервной деятельности (сенсорная афазия);

• общие противопоказания для проведения магнитно-резонансной томографии.

Основным сосудистым заболеванием была артериальная гипертония и/или ее сочетание с атеросклерозом (27 человек, 84,4%). Среди 32 пациентов, включенных в исследование, отмечено преобладание ИИ атеротромботического и лакунарного подтипа.

Всем пациентам основной группы проводилась комплексный курс восстановительной терапии. Лечение проводилось в условиях отделения реабилитации и восстановительной терапии НИИ неврологии РАМН в соответствии с методическими рекомендациями, разработанными в НИИ неврологии РАМН [Верещагин Н.В., Суслина З.А., Пирадов М.А. с соавт., 2002].

По объему восстановительной терапии пациенты разделены на 2 подгруппы: В подгруппа (basis) -16 пациентов, получавших традиционный стандартный курс восстановительной терапии, включавший массаж , ФТЛ и ЛФК; Т подгруппа (training) - 16 пациентов, получавших восстановительную терапию с использованием функционального тренинга (10 процедур). Обе группы были сопоставимы по возрасту, тяжести неврологического дефицита, срокам начала и длительности лечения, объему медикаментозной терапии.

Для сравнения эффекта тренинга и сравнительной оценки нейровизуализационных данных выделена 3 подгруппа: Th подгруппа (training healthy), которую составили 14 человек группы сравнения (здоровые люди), прошедшие 10 сеансов функционального тренинга (выбранный «эталон» пластичности).

Методы исследования. Всем пациентам проводилось комплексное клинико-инструментальное неврологическое исследование, включающее изучение жалоб, анамнестических данных, динамическое наблюдение с проведением неврологического осмотра; дополнительные методы исследования для уточнения подтипа ИИ (дуплексное сканирование магистральных артерий головы, эхо - кардиография, исследование особенностей гемореологии крови). Для объективизации степени выраженности клинических симптомов и динамики восстановительных процессов использовались унифицированные международные шкалы: National Institutes of Health Stroke Scale (N1HSS); Barthel Index (BI); Motor Assessment Scale (MAS); Fugl-Meyer Scale (FMS).

Всем обследованным проводилась МРТ головного мозга по разработанному алгоритму. Исследование проводилось на магнитно-резонансном томографе Magnetom Symphony (Siemens, Германия), создающем напряженность магнитного поля 1,5 Тесла. В работе были использованы следующие методики:

1. При поступлении пациентов в стационар проводился МРТ-скрининг в стандартных режимах, в том числе Т2-взвешанный режим с подавлением сигнала от свободной жидкости - для уточнения характера, локализации и размеров ишемического очага в веществе головного мозга;

2. Функциональная магнитно-резонансная томография (фМРТ) для исследования динамических процессов реорганизации функциональной активности и структуры функциональных систем головного мозга.

МРТ-исследование проводилось в основной группе при поступления в стационар (первичное) и на следующий день после окончания курса восстановительной терапии - в среднем через 21-22 дня.

В группе сравнения фМРТ проводилось у всех исследованных с целью получения эталона «нормы» (первичный скрининг); повторное фМРТ исследование проводилась у 14 человек после окончания функционального тренинга.

Непосредственно перед каждым МРТ-исследованием у пациентов основной группы проводилось контрольное неврологическое исследование с использованием вышеперечисленных шкал для дальнейшего сопоставления клинических и нейровизуализационных данных.

Протокол фМРТ-исследования включал стандартные этапы проведения функциональной МРТ с использованием карты Neuro 3D. Перед исследованием (за 5-10 минут до исследования) пациента инструктировали и проводили тренировку двигательного задания (моторно-сенсорной парадигмы), которое состояло в выполнении противопоставления большого пальца кисти остальным пальцам кисти

(гриспинг) с частотой в среднем около 2 раз в секунду. В нашем исследовании применялась:

> блоковая парадигма - задания в виде чередующихся 30-секундных периодов активации (active - А) и отдыха (baseline - В);

> периодическая парадигма (чередование альтернативных активаций) - чередование заданного движения здоровой рукой в основной группе и доминантной рукой в группе сравнения (baseline - В) с движением паретичной рукой в основной группе и не доминантной в группе сравнения (active-A).

Участки, изменяющие интенсивность сигнала в соответствии с формой и продолжительностью раздражителя, выявлялись с помощью программы специальной статистической обработки SPM 6.0. Итоговое изображение выделялось в виде карт активации и совмещалось с анатомическими изображениями головного мозга (красным цветом - фаза active, зеленым - фаза baseline).

В работе в качестве функционального тренинга использовался метод биоуправления с обратной связью по электромиограмме. Для тренинга использовался аппаратно-программный комплекс БОСЛАБ (Институт молекулярной биологии и биофизики СО РАМН). Для биологической обратной связи применялись два электромиографических канала: одна пара накожных электродов накладывалась на ладонное возвышение большого пальца (thenar), вторая пара электродов - на ладонную поверхность предплечья (сгибатели кисти и пальцев). Между большим и указательным пальцами руки пациента помещался стандартных размеров объект упругой консистенции (пуговица), при сжатии которого пациент производил некоторое усилие, которое отражалось на форме кривой интегральной электромиограммы, выводившейся на монитор в режиме реального времени. В качестве сигнала обратной связи использовалась электроактивность мышц возвышения большого пальца паретичной

руки.

Статистическая обработка результатов проводилась на Intel-совместимом персональном компьютере с применением программ Microsoft Excel, а также пакета прикладных программ Statistica 6.0 (StatSoft, 2003). Данные представлены в виде медианы Me и 25%, 75% квартилей медианы. Статистически значимыми различия считали при р< 0.05.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

I. Анализ исходных данных при МРТ- исследовании в группе сравнения

Для сравнительного анализа полученных данных при исследовании основной группы составлен «эталон нормы», т. е сочетание зон, активирующихся при выполнении данной двигательной парадигмы в норме (у здоровых людей). Группа сравнения (здоровые) разделена на три подгруппы, основываясь на доминантности полушарий (правша, левша) и дополнительных анамнестических данных (профессия, занятие спортом, музыкой или рисованием), которые могли повлиять на развитие зон моторного контроля.

Первую подгруппу составили правши (доминантное левое полушарие) - 17 человек; вторую - правши, занимающиеся спортом, рисованием, массажисты - 11 человек; в третью подгруппу включены левши - 4 человека.

Основываясь на литературных данных [Fatima de N. and P. Shelton, 2000, 2004; Caiautti and Baron, 2002] и согласно полученным нами данным, были выделены основные двигательные зоны активации, включающие сенсомоторную зону (SMC), дополнительную моторную зону (SMA), полушарии мозжечка (Cereb.), базальные ганглии (BG), и дополнительные зоны активации. Суммируя полученные данные, составлена модель функциональной двигательной системы у здоровых людей для выбранной парадигмы.

Для выбранной двигательной парадигмы была характерна активация в области сенсомоторной коры для доминантной руки в доминантном полушарии (у правшей - слева; у левшей - справа) и активация в области задних верхних отделов полушарий мозжечка (lobulus VI, crus I) для доминантной руки контралатерально доминантному полушарию (у правшей - справа; у левшей - слева). То есть, для здоровых людей характерна активация в области сенсомоторной коры и в области задних верхних отделов полушарий мозжечка (lobulus VI, crus I). Доминантность полушарий, занятия спортом, рисованием, профессиональная деятельность согласно полученным данным не влияли на интенсивность активации в основных зонах. Активация в области дополнительной моторной коры была не постоянна. Характерно ее «включение» у левшей и правшей, занимающихся спортом или рисованием, т.е. при длительной моторной тренировке или выполнении сложного моторного задания (рис.1).

Возникновение дополнительных зон активации наиболее часто отмечено в полушарии мозжечка (часто сочетаясь с дополнительной зоной в области червя мозжечка), мозолистом теле (передние отделы), премоторной области и области лобного полюса. «Включение» этих зон у здоровых людей статистически значимо (р=0.021) связано с занятием спортом, рисованием или профессиональной деятельностью, что подтверждает важную роль этих зон в процессах моторного обучения. Например, передняя часть мозолистого тела, состоящая из ассоциативных волокон, соединяющих фронтальные и префронтальные двигательные зоны, является ключевой в координации бимануальных движений.

В подгруппе левшей сохраняется общая схема построения функциональной двигательной системы (в зеркальном отображении) для данной двигательной парадигмы с дополнительной зоной активации в задней париетальной области. Все исследованные нами левши в школе обучались письму правой рукой, что возможно и объясняет полученные данные. Премоторная и дополнительная моторная кора вместе с сенсорны-

ми зонами мозга (задняя париетальная область) принимают участие в планировании и программировании двигательных актов. Поэтому, у левшей наблюдается дополнительная активация в этих областях в связи с необходимостью использовать не доминантную (правую) руку при письме и рисовании.

2. Анализ исходных данных МРТ - исследования (стандартные режимы и фМРТ) в основной группе.

На основании данных магнитно-резонансной томографии, выполненной в стандартных режимах, больные, перенесшие ИИ, разделены на 4 подгруппы в зависимости от локализации инфаркта.

Первую подгруппу составили 15 больных с очагом в области внутренней капсулы; вторую подгруппу составили 5 пациентов с инфарктом в области таламуса; в третью подгруппу включены 8 пациентов с корковыми инфарктами; четвертую подгруппу составили 3 пациента с корково-подкорковыми инфарктами (с инфарктами корковой локализации с переходом на белое вещество).

Независимо от локализации очага инфаркта, для всех пациентов после ИИ была характерна билатеральная активация сенсомоторной коры и билатеральная активация в полушариях мозжечка. Интенсивность сигнала в активационных зонах в подгруппах отличалась незначительно.

У пациентов после ИИ были выявлены два основных изменения активационных зон: выраженное увеличение (расширение и незначительное увеличение интенсивности сигнала) основных зон активации (рис.2) и/или их смещение (чаще ретропариетально). Выявлена зависимость этих изменений от локализации инфаркта:

• расширение активационных зон было наиболее характерно для корковых и корково-подкорковых инфарктов;

Б.

Рис. 1. ФМРТ здоровой* человека («эталон нормы», правша) при выполнении заданной двигательной парадигмы. А. - основные актнвационйые зоны в области сенсомоторной коры и полушариях мочечка ( красны цвет для доминантной руки, зеленый- для нсяоминашой) Б. - появление дошмшитепькык актшшшопиых зон р, мозжечке и увеличение ннтеасивности основных зон.

Рис.2 ФМРТ пациентовосновной группы (после ИИ) до начала восстановится ьной терапии. А - смещение основных активаЗ ионных юн Ь- расширение основных активационнмх чип

Put. 5 ФМРТ пациентки М до и после курса базисной восстановите,чыюи терапии: Л- до герашвд; В- после базисной терапии. После базисной восстановительной терапии отмечается билатеральное расширение и увеличение интенсивности основных актннашкигпых зон в сенсомоторной коре.

Рис. 6 ФМРТ больного С. до и после функционального тренняра,

А - до лечения, Ii - после лечения. После проведенного функционального тренинга наблюдается увеличение интенсивности активации основных ïoh только для паретичной руки (в и пси латеральном инфаркту полушарии), В - появление активации в области дополнительной моторной коры после функционального тренинга.

• смешение активационных зон было характерно для подкорковых инфарктов (рис.3).

группы

Рис. 3 Изменения основных активационных зон у пациентов после

ИИ

Расширение зон активации связано с пери инфарктной активацией, характерной по данным литературы, для корковых инфарктов; а смещение активационных зон ретролариеталыю связывают с «включением» существующих, но не активных в норме, корковых представительств.

Важным этапом функциональной реорганизации исследуемой двигательной системы после инсульта было характерное «включение» дополнительной моторной коры. Согласно ранее проведенным работам, после ОНМК возможно как и пси латеральная, так и контралатеральная гиперактивация вторичных моторных зон (премоторной и дополнительной моторной коры). Эти связи входят в состав широко представленных билатерально предсушествующих двигательных сетей. Их функция; шгсилатеральнс восполнить частично деаффе рента ро ванную или разрушенную 5М1 зону, давая сигнал второму мотонейрону.

Помимо основных, отмечено наличие дополнительных зон активации в области полушарий мозжечка и передних отделов мозолистого тела. По нашим данным, наличие дополнительных зон активации достоверно было связано с локализацией инфаркта. Наиболее часто возникновение дополнительных зон активации отмечено в области полушарий мозжечка и мозолистом теле (передние отделы) у пациентов с подкорковыми и корково-подкорковыми инфарктами. Подкорковые инфаркты, вероятно, вовлекают первичные и вторичные двигательные пути (особенно при входе во внутреннюю капсулу). Поэтому при поражении основного кортикоспинального пути (внутренняя капсула) реактивируются предсушествующие ипсилатеральные и транскалёзные пути.

С целью определения возможной прогностической ценности в отношении восстановления двигательной функции в результате фМРТ исследования были сопоставлены выраженность неврологического дефицита в кисти (по шкалам MAS и FM) с наличием дополнительных зон активации. Все пациенты разделены на две подгруппы в зависимости от наличия или отсутствия дополнительных зон активации в области полушарий мозжечка и передних отделов мозолистого тела (рис.4)

■ + активация □ -активация

уозжечок мозолистое тело

Рис.4 Влияние дополнительных актив ацнонных зон на двигательный дефицит

Степень инициального дефицита при наличии дополнительных зон активации (в области полушарий мозжечка и мозолистого тела) составила 5,5 и 6 баллов (по шкале MAS) соответственно; при отсутствии дополнительных зон активации б и 4 балла (по шкале MAS). Аналогичное соотношение получено при анализе с использованием шкалы Fugl Mayer (при наличии дополнительных активационных зон 16 и 14 баллов соответственно; а при отсутствии дополнительных активационных зон 14 и 13 баллов). Таким образом, нами не выявлено корреляции (р < 0,09) между инициальным двигательным дефицитом и возникновением дополнительных активационных зон. Поэтому наличие дополнительных зон активации характеризуют процессы

функциональной реорганизации, не оказывая значимого влияния на выраженность инициального двигательного дефицита.

3. Динамика функциональной активности после проведения функционального тренинга в группе сравнения

Исследованную группу составили 14 здоровых человек с левым доминантным полушарием (правши). Сравнительный анализ фМРТ исследования в группе здоровых людей показал, что целенаправленный моторный тренинг приводит к усилению интенсивности сигнала основных активационных зон (сенсомоторной области и полушариях мозжечка), к появлению характерных дополнительных зон активации в области полушарий мозжечка, увеличению (усилению интенсивности сигнала) или появлению активации в дополнительно моторной коре.

Появление активации в дополнительной моторной коре и полушарии мозжечка коррелировало с улучшением показателей моторного обучения в результате функционального тренинга (р=0,002). Так же отмечено появление дополнительной активации в области

мозолистого тела и премоторной коры, не влияющее на степень моторного обучения (р=0.08).

4. Динамика функциональной активности после базисной восстановительной терапии в основной группе

При повторном фМРТ - исследовании, у больных, перенесших ИИ, после проведения базисной восстановительной терапии (16 человек), независимо от локализации инфаркта, было выявлено билатеральное увеличение интенсивности основных активационных зон (в сенсомоторной области и в области полушарии мозжечка).

В области дополнительной моторной коры наблюдалось либо увеличение интенсивности активационных зон, обнаруживаемых до проведения восстановительной терапии, либо появление новых активационных зон ипсилатерально очагу поражения (для паретичной руки).

Наибольшие изменения при повторном фМРТ исследовании отмечены в зонах дополнительной активации, степень этих изменений зависела от локализации инфаркта.

Для всех пациентов было характерно возникновение дополнительной активации в области полушарий мозжечка. Причем, для всех пациентов с высокой степенью статистической достоверности (р=0,0021) была обнаружена корреляция между степенью восстановления двигательных функций (по шкале MAS) и появлением дополнительных зон активации в полушариях мозжечка, что подтверждает важную роль мозжечка в процессах моторного контроля.

Усиление кровотока (активации) в области мозолистого тела было характерно для пациентов с подкорковыми (инфарктами в области таламуса, внутренней капсулы) и корково-подкорковыми инфарктами.

. Появление активации после базисной терапии в области премоторной коры наблюдалось у больных с корково-подкорковыми инфарктами.

Сопоставление данных динамики двигательного дефицита с появлением активационных зон в области мозолистого тела и премоторной коры не выявило корреляции между этими параметрами (р=0,17). Возникновение дополнительной активации в этих зонах, вероятно, отражает варианты нейропластических процессов в зависимости от локализации очага поражения, и требует дальнейшего углубленного изучения.

Таким образом, установлено, что функциональная реорганизация двигательных систем после базисной восстановительной терапии, идет по пути билатерального увеличения интенсивности активации в основных зонах (сенсомоторных и в области полушарий мозжечка) и появления активации в дополнительных зонах (рис. 5). Появление или усиление активации в области дополнительной моторной коры и дополнительных зон активации в области полушарий мозжечка коррелирует с уменьшением двигательного дефицита в руке и имеет прогностическую значимость для восстановления двигательного дефицита.

5. Динамика функциональной активности в основной группе после восстановительной терапии с использованием функционального тренинга

Группу пациентов после ИИ, получавших восстановительную терапию с использованием функционального тренинга, составили 16 больных после ишемического инсульта. По локализации инфаркта выделено три подгруппы: 7 человек основной группы с инфарктами в области внутренней капсулы , 5 человек с инфарктами в области таламуса и 4 человека с корковыми инфарктами (в области париетальной коры).

Согласно полученным данным, реорганизация функциональной двигательной системы у пациентов после проведения восстановительной терапии с использованием функционального тренинга, характеризовалось

увеличением интенсивности активации основных зон (в области сенсомоторной коры, дополнительной моторной области и полушарии мозжечка), только для паретичной руки. Выраженность этих изменений не зависела от локализации инфаркта. Степень интенсивности как основных, так и дополнительных активационных зон после функционального тренинга была достоверно выше (р=0,001), чем после курса базисной терапии (рис.6).

Для всех пациентов было характерно появление зон дополнительной активации в полушариях мозжечка и в передних отделах мозолистого тела, что не отмечалось у пациентов после базисной терапии. Причем, появление дополнительных зон активации в области полушарий мозжечка коррелировало с улучшением двигательной функции руки (р=0,001), что имеет прогностическое значение в отношении восстановления двигательной функции (аналогичные данные получены у пациентов после базисной восстановительной терапии).

6. Сравнительная оценка эффективности базисной восстановительной терапии и терапии с использованием функционального тренинга

Для оценки клинической эффективности базисной восстановительной терапии и терапии с использованием методов функционального тренинга у больных после ИИ (основной группы) был проведен сравнительный анализ динамики восстановления двигательной функции.

Первичный анализ выявил общее улучшение неврологического дефицита и функциональной активности (по шкалам NIHSS, Barthel Index, общий счет по MAS) у пациентов основной группы, независимо от различий проведенной восстановительной терапии. Учитывая степень выраженности пареза (легкая или умеренная), оценка неврологического дефицита в целом для сравнительного

анализа была недостаточно информативной. Поэтому дополнительно проводилась оценка динамики неврологического дефицита избирательно для руки (с использованием шкал Fugi-Meyer, MAS-для руки).

При поступлении оценка в баллах двигательной активности функций руки по Fugl-Meyer составила в первой подгруппе (получавшие базисную восстановительную терапию) 17,2 [10,5; 23,9] балла, во второй подгруппе (с использованием функционального тренинга) - 14,2 [10,9; 21,4] баллов, без достоверного различия данных. После проведения курса восстановительной терапии (через 21-23 дня) двигательная активность руки по шкале Fugl-Meyer составила в первой подгруппе 36,7 [28,1; 45,4] баллов и во второй подгруппе 39,7 [33.04; 46,4] балла

Аналогичная динамика получена при оценке двигательной активности руки по шкале MAS (раздел для руки MAS): до начала восстановительной терапии 4,3 и 4,6 баллов соответственно; после проведения восстановительной терапии ¡5,4 и 17 баллов (см. рис. 7)

17

ш

Рис.7 Сравнительная характеристика двигательной функции руки (в баллах по шкале MAS } до и после проведения восстановительной терапии в подгруппах В и Т.

В используемой при проведении фМРТ двигательной парадигме,

участвовали в основном мышцы кисти и пальцев, поэтому представляло интерес оценить степень восстановления движений с помощью дифференцированного анализа по различным разделам шкалы MAS, У пациентов после курса восстановительной терапии с использованием функционального тренинга, динамика восстановления мышц кисти увеличилась с 1,94 до 8,9 баллов, у пациентов после прохождения базисной терапии для кисти с 1,93 до 4,3 баллов (см. рис. 8).

Рис, 8 Сравнительная характеристика двигательной функции кисти (в баллах по шкале MAS ) до и после проведения восстановительной терапии в подгруппах В и Т.

Таким образом, при дифференцированном анализе выявлено, что степень восстановления движений кисти (наиболее тонких и трудных для восстановления движений) после функционального тренинга достоверно выше, чем после курса базисной восстановительной терапии. Это свидетельствует о более целенаправленном и универсальном механизме терапии с использованием функционального тренинга и подтверждается данными сравнительного анализа результатов фМРТ, выявивших влияние функционального тренинга только на функциональные представительства паретичной руки.

По литературным данным усиление зон активации на стороне

до терапии

после терапии

пораженного полушария, которое отмечено нами у пациентов после прохождения функционального тренинга, имеет прогностическое значение и коррелирует с хорошим восстановлением, в отличие от усиления активации контралатерального очагу поражения полушария [LiepertJ., Kim Y-H., Johansen- Berg H., Mathews РМ].

Таким образом, использование технологии функциональной магнитно-резонансной томографии позволяет установить некоторые ключевые нейрофизиологическое механизмы пластичности мозга после ишемического инсульта, связанные с функционированием и перестройкой основных и дополнительных моторных зон.

Результаты исследования указывают на возможность направленного и эффективного воздействия на процессы функциональной реорганизации двигательных систем с помощью методов функционального тренинга (в работе использовался метод биоуправления с обратной связью по ЭМГ с помощью аппаратно-программного комплекса БОСЛАБ (Институт молекулярной биологии и биофизики СО РАМН)).

ВЫВОДЫ

1. У здоровых людей организация функциональной двигательной системы включает основные (в области сенсомоторной коры и полушариях мозжечка) и дополнительные зоны активации (в полушарии мозжечка, передних отделах мозолистого тела, премоторной области и области лобного полюса). «Включение» дополнительной моторной коры и дополнительных зон связано с занятием спортом, рисованием или профессиональной деятельностью.

2. У больных после ишемического инсульта отмечается расширение основных зон активации (для корковых и корково-подкорковых инфарктов) и/или их смещение (для подкорковых инфарктов);

характерным является «включение» дополнительной моторной коры

3. Реорганизация двигательных систем после базисной восстановительной терапии заключается в билатеральном увеличении интенсивности активации в основных двигательных зонах и появлении активации в дополнительных зонах.

4. Восстановительная терапия с использованием функционального тренинга обладает более направленным и эффективным воздействием на процессы функциональной реорганизации двигательных систем, что отражается на большей степени восстановления двигательной функции паретичной руки.

5. Появление или усиление активации в области дополнительной моторной коры и дополнительных зон в области полушарий мозжечка после восстановительной терапии коррелирует с более полным восстановлением двигательных функций.

6. Таким образом, использование технологии функциональной магнитно-резонансной томографии позволяет установить некоторые ключевые нейрофизиологическое механизмы пластичности мозга после ишемического инсульта, связанные с функционированием и перестройкой основных и дополнительных моторных зон.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

1. С целью уточнения прогноза восстановления и определения наиболее оптимальных методов восстановительной терапии целесообразно использование методов функциональной нейровизуализации (функциональной МРТ).

2. Учитывая положительное влияние на развитие мелкой моторики рук занятий спортом, рисованием, музыкой и.т.д., целесообразно их включение в комплекс реабилитационных мероприятий как доступных

и эффективных методов моторного обучения (в том числе в домашних условиях).

3. Функциональный тренинг является эффективным и доступным методом двигательной реабилитации, обладающий целенаправленным влиянием на реорганизацию функциональных двигательных систем и может широко использоваться в программах двигательной реабилитации, особенно при легких и умеренных парезах, с выраженным нарушением мелкой моторики руки.

СПИСОК НАУЧНЫХ РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ

ДИССЕРТАЦИИ

1. Использование функциональной магнитно-резонансной томографии для изучения нейропластичности после инсульта. XIII Российский национальный конгресс «Человек и лекарство», Москва, 3-7 апреля, 2006 г. С. 121.

2. Использование функционально тренинга у пациентов в раннем восстановительном периоде после инсульта. XIII Российский национальный конгресс «Человек и лекарство», Москва, 3-7 апреля, 2006 г. С. 122.

3. Использование функциональной МРТ в раннем восстановительном периоде после ишемического инсульта. IX Всероссийский съезд нврологов Ярославль, 29 мая - 2 июня 2006 г. С. 113

4. Проведение восстановительной терапии у пациентов после ишемического инсульта после с использованием функционального тренинга. IX Всероссийский съезд нврологов Ярославль, 29 мая - 2 июня 2006 г. С. 114

5. Функциональная реорганизация двигательной системы в норме и патологии. Неврологический вестник. 2006; № 3-4; С. 17-22.

6. Функциональная магнитно-резонансная томография и нейроребилитация. Практическая неврология. 2007; №2; С.39-42

7. Современные возможности исследования функционирования и реорганизации мозговых структур. Неврологический журнал. 2007; №3; С. 40-44.

8. Использование функциональной магнитно-резонансной томографии для изучения функциональной реорганизации двигательной системы после инсульта. Медицинская визуализация. 2007 (в печати).

9. Влияние восстановительной терапии на функциональную организацию двигательных систем после инсульта. Анналы клинической и экспериментальной неврологии. 2007; №2; С. 4-8.

10. Использование фМРТ для оценки эффективности различных видов восстановительной терапии. XTV Российский национальный конгресс «Человек и лекарство», Москва, 16-20 апреля, 2007 г. (в печати).

11. Влияние функционального тренинга на реорганизацию двигательных систем после инсульта. II Российский Международный конгресс «Цереброваскулярная патология и инсульт». Санкт-Петербург, 17-20 сентября 2007г. (в печати).

12. Использование функциональной магнитно-резонансной томографии для изучения функциональной реорганизации двигательной системы после инсульта. II Российский Международный конгресс «Цереброваскулярная патология и инсульт». Санкт-Петербург, 17-20 сентября 2007г. (в печати).

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

онмк острое нарушение мозгового кровообращения.

цнс центральная нервная система.

ИИ ишемический инсульт

мк мозговой кровоток

кт компьютерная томография

МРТ магнитно-резонансная томография

фМРТ функциональная магнитно-резонансная томография

Подписано в печать 03.04.2007 г. Исполнено 03.04.2007 г. Печать трафаретная.

Заказ № 247 Тираж: 100 экз.

Типография «11-й ФОРМАТ» ИНН 7726330900 115230, Москва, Варшавское ш., 36 (495) 975-78-56 www.autoreferat.ru

Нарушения мозгового кровообращения (НМК) являются олной из наиболее частых причин инвалидности среди населения [4, S, 10]. Инсульт занимает первое место среди причин ннвалндизацни взрослого населения в России [11.12, 25),

Наиболее частыми последствиями инсульта являются двигательные расстройства различной степени выраженности. По данным Регистра инсульта НИИ неврологии РАМН [4|, к концу острого периода инсульта гемипарезы наблюдаются у 81,2% выживших больных, в том числе гемиплегня - у 11,1%, леигнй н умеренный гемнпарез - у 58,9%, По данным Folkes с соавт,, собравшим большой банк данных по инсульту, двигательные расстройства наблюдались у 88% больных [25 J, Лишь у 14% пациентов, выживших после инсульта, отмечается полное восстановление нарушенных двигательных функций (41].

Бурное развитие высокотехнологичных и высокоинформативных методов определило несколько основных направлений в развитии наук в целом, и в неврологии и частности. Так. внедрение в практику современных методов нейровизуалнзацнн позволило а рамках несколько условного срока острой стадии инсульта для каждого больного установить период развития деструктивных процессов в головном мозге, ограничивающих проведение некоторых видов активной двигательной реабилитации, включающей силовые нагрузки, перевод в больного в вертикальное положение, обучение ходьбе [81]. Значительный прогресс был достигнут благодаря внедрению в клниичсскую практику магннтно-рсзонанскон томографии (МРТ), что позволило осуществлять своевременную диагностику НМК, получать новые данные при различных формах цереброваскулярной патологии [2,5,6, 14,22, 87J.

Вышеперечисленные данные обуславливают пристальное внимание к изучению функциональных особенностей мозга в снеге современного учения о нейропластнчности, используя возможности диагностического оборудования «нового поколения». Ключевым моментом этой проблемы является понимание механизмов восстановления н реорганизации нарушенных функций головного мозга функций. Существовало много различных теорий, предлагавших механизмы восстановления функций после инсульта, однако длительное время использовались достаточно умозрительные подходы для разрешения споров вокруг «пластичности мозга» [23,41,50).

Проведенные в последние годы нейрофизиологические и нейроанатомии сскке исследования на животных, а также вкзуалнзацнонные и другие ненньазивные методы картирования мозга у человека (позитронно - эмиссионная томография, функциональная МРТ, электроэнцефалография, магнитная энцефалография и транскраниальная магнитная стимуляция) предоставили неоспоримые доказательства способности коры мозга к реорганизации, даже у лиц пожилого возраста, имеющих выраженные сосудистые изменения. Таким образом, доказано существование tieйропластичностн мозга не только у новорожденного, но и у взрослого человека на протяжении всей его жизни, что свидетельствует о возможности включения этих процессов для оптимизации восстановления нарушенных функций [65, 77, 87].

Уменьшение двигательного дефицита в руке у больных, перенесших ИИ. в значительной степени может снизить уровень нн bo:i нлизали и и повысить социальную алан талию больных. Поэтому особый интерес представляет использование современных методик реабилитации для восстановления умеренных и легких двигательных нарушений (парезов), особенно тонких движений кисти, так как именно эти нарушения являются основной причиной потери профессиональных навыков пациентов. Учитывая чрезвычайно высокий социальный урон, наносимый инсультом -возвращение к труду лишь каждого четвертого больного (6] - эта проблема приобретает чрезвычайную актуальность и указывает на необходимость разработки новых подходов, направленных на максимально возможное восстановление двигательных функций.

Цель исследовании: анализ функциональной реорганизации двигательных систем после инсульта с помощью фМРТ.

Для выполнения этой цели были поставлены следующие задачи неелсловании:

1, Изучить особенности функциональной организации двигательных систем у здоровых людей с использованием фМРТ.

2. Изучить особенности функциональной реорганизации двигательных систем у пациентов после ИИ с использованием МРТ (в стандартных режимах и фМРТ) и сопоставить нх с данными исследования здоровых людей.

Провести оценку данных фМРТ в динамике (после проведения курса восстановительной терапии) с определен нем нх прогностической значимости для восстановления двигательной функции.

4. Провести сравнительный анализ влияния базисной и специализированной восстановительной терапин на процессы функциональной реорганизации двигательных систем, используя данные фМРТ и объективного исследования степени восстановления двигательного дефицита.

Научная повита.

Впервые с помощью фМРТ установлены особенности функциональной реорганизации двигательных систем после ншемнческого инсульта при разной локализации инфаркта мозга.

Впервые с помощью фМРТ установлено влияние комплексной базисной восстановительной терапии (ЛФК, массаж, элсктростнмуляиия) на функциональную реорганизацию двигательных систем.

Впервые установлено положительное влияние включения в базисную восстановительную терапию специального тренинга пальцев патетичной рукн на процесс реорганизации двигательных систем и степень восстановления движений.

П ра кг» ч с с кий щадим птдаД О11[ ь!I.

1) Полученные результаты исследования могут быть использованы для уточнения прогноза восстановления нарушенных двигательных функций и для оценки адекватности проводимой восстановительной терапии.

2) Результаты исследования позволяют рекомендовать использование специального тренинга пальцев паретнчной руки и некоторых других упражнений (рисование» занятие музыкой, лепкой и др.), направленных на восстановление мелкой моторики РУКИ.

Основные положения, выносимые на защиту:

1) У здоровых людей, занимающихся спортом, рисованием, музыкой, массажем, отмечается возникновение в головном мозге дополнительных функциональных -.юн активации.

2) Для больных, перенёсших ИИ, характерно увеличение основных функциональных зон активации и появление характерных зон активации, зависящих от локализации инфаркта мозга.

3) Проведение восстановительной терапии, особенное с включением функционального тренинга, приводит к специфической функциональной реорганизации двигательной системы, сопровождающейся увеличением степени восстановления

выводы У здоровых людей организация функциональной двигательной системы включает основные (в области сснсомоторкой коры и полушариях мозжечка) и дополнительные зоны активации (в полушарии мозжечка, передних отделах мозолистого тела, премоторной области и области лобного полюса), «Включение» дополнительной моторной коры и дополнительных зон связано с занятием спортом, рисованием или профессиональной деятельностью,

2. У больных после ишемнческого инсульта отмечается расширение основных зон активации (для корковых и корково-подкорковых инфарктов) и/нли нх смещение (для подкорковых инфарктов); характерным является «включение» дополнительной моторной коры

3. Реорганизация двигательных систем после базисной восстановительной терапии заключается в билатеральном увеличении интенсивности активации в основных лвнгательных зонах и появлении активации в дополнительных зонах,

4. Восстановительная терапия с использованием функционального тренинга обладает направленным н эффективным воздействием на процессы функциональной реорганизации лвнгательных систем, что отражается на большей степени восстановления двигательной функции паретичной руки.

5. Появление или усиление активации в области дополнительной моторной коры и дополнительных зон в области полушарий мозжечка после восстановительной терапии коррелирует с более полным восстановлением двигательных функций.

6. Таким образом, использование технологии функциональной магнитно» резонансной томографии позволяет установить некоторые ключевые нейрофизиологическое механизмы пластичности мозга после ишемнческого инсульта, связанные с функционированием и перестройкой основных и дополнительных моторных зон.

П РА КТИ Ч ЕСКИ Е РЕКОМ ЕIJ ДА ЦП И

1. С целью уточнения прогноза восстановления и определения наиболее оптимальных методов восстановительной терапии целесообразно использование методов функциональной ненровизуалнзацин (функциональной MFT),

2, Учитывал положительное влияние на развитие мелкой моторики рук занятий спортом, рисованием, музыкой и.т.д., целесообразно их включение в комплекс реабилитационных мероприятий как доступных и эффективных методов моторного обучения (в том числе в домашних условиях).

Функциональный тренинг является эффективным и доступным методом двигательной реабилитации, обладающий целенаправленным влиянием на реорганизацию функциональных двигательных систем и может широко использоваться в программах двигательной реабилитации, особенно при легких и умеренных парезах, с выраженным нарушением мелкой моторики руки.