Применение аппарата транскраниальной электростимуляции «Альфария» в реабилитации пациентов после ишемического инсульта

К.м.н. Пенионжкевич Д.Ю.
ФГУ «РНЦВМ и К Минздравсоцразвития России», г.Москва

Цереброваскулярные заболевания (ЦВЗ) являются важнейшей медико-социальной проблемой в нашей стране и во всем мире. Заболевания головного мозга – одна из ведущих причин заболеваемости, смертности и инвалидности в Российской Федерации. В среднем в России ежегодно регистрируется около 400–450 тыс. мозговых инсультов, из которых до 200 тыс. заканчиваются летальным исходом, а из выживших пациентов не менее 80% остаются инвалидами разной степени тяжести [Гусев Е.И., Гехт А.Б. 2005].

На рубеже III тысячелетия медико-биологические науки достигли необычайно высокого уровня развития технологий и методов исследований функционирования организма. Одним из наиболее существенных достижений в последние годы было раскрытие стадийности патофизиологического каскада цереброваскулярных заболеваниях [Retyler A., 2006]. Одновременно выявлено, что, несмотря на наличие универсальных закономерностей, процесс церебральной ишемии во многом индивидуален и особенности его течения определяются фоновым состоянием метаболизма мозга [Соколова М.Н., 2005; Скворцова В.И. 2005; Shturn R., 2006].

Теоретической основой для разработки новых перспективных стратегий терапевтической и превентивной нейропротекции явилось открытие некоторых общих механизмов и путей гибели нервных клеток при ЦВЗ (эксайтотоксичность, «окислительный стресс», апоптоз [Cuanjugo и соавт., 2002]. Сущность окислительного стресса сводится к повреждению мембран нейронов свободными радикалами кислорода и продуктами перекисного окисления липидов, что наряду с дефицитом нейротрофических факторов запускает механизмы программированной клеточной смерти (апоптоза). Головной мозг человека обладает огромной функциональной пластичностью, что позволяет даже при значительных площадях сосудистых катастроф путем активации дополнительных нейрональных путей и растормаживания функционально неактивных зон достигать впечатляющих результатов при своевременно начатых и грамотно составленных реабилитационных мероприятиях [Гехт А.Б., 2001; Кадыков А.С., 2003].

Известны различные методы лечения больных с полушарным инфарктом мозга в восстановительном периоде: фармакотерапия, кинезотерапия, психотерапия, физиотерапия [Гусев Е. В., Скворцова В. И., 2001; Кадыков А. С, 2002; Суслина 3. А., Ионова В. Г., 2005; Горбунов Ф.Е., Пенионжкевич Д.Ю. 2009]. Постоянно ведется поиск новых методов для увеличения эффективности проводимых реабилитационных мероприятий [Кочетков А. В., Горбунов ф. Е, 1999; Пенионжкевич 2008]. Полученные к настоящему времени экспериментальные и клинические данные создали предпосылки к включению в индивидуальную программу реабилитации больных в восстановительном периоде инфаркта мозга такого современного метода, как транскраниальная электростимуляция (ТЭС) [Paul J. Rosch, M.D. 2004; Stephen J. Overcash, 2005].

После обнаружения долговременных реакций и эффектов, вызываемых ТЭС, данный метод используется для терапии психических и неврологических заболеваний [Nahas Z., 2001; Schlae-pfer Thomas E., 2003;]. Механизмы воздействия импульсов тока на головной мозг человека в норме и при патологии находятся в стадии изучения [Wassermann E. M., Lisanby S. Н., 2001; Georg M., 2003]. Методики по применению ТЭС с лечебной целью постоянно совершенствуются и значительно отличаются по параметрам воздействия [M.J. Schroeder, R.E. Barr 2001; Marshall F. Gilula, Daniel L. Kirsch, 2005]. Отсутствуют данные сравнения результатов традиционных методов реабилитации и восстановительного лечения с применением электрстимуляции после перенесенного ишемического инсульта. Известна эффективность ТЭС для лечения невротических депрессий, однако действие данного метода при постинсультных депрессиях не изучено.

Таким образом, клинические, нейрофизиологические и нейропсихологические эффекты транскраниальной электротерапии в раннем и позднем восстановительном периоде полушарного инфаркта мозга нуждаются в изучении.

Учитывая положительное влияние транскраниальной электростимуляции, приводящей к активации регионарного мозгового кровотока, метаболизма и к изменению биоэлектрической активности мозга при ряде заболеваний нервной системы, предположили, что данный метод может быть эффективным в комплексе реабилитационных мероприятий у пациентов в восстановительном периоде полушарного инфаркта мозга. В связи с этим для объективизации эффективности воздействия транскраниальной электростимуляции потребуется проведение сравнительных исследований по комплексу клинических и нейрофизиологических параметров.

Основной целью данного исследования является обоснование и оценка эффективности изменения транскраниальной электростимуляции в комплексной реабилитации больных полушарным инфарктом мозга в раннем и позднем восстановительном периоде.

Для решения поставленных задач использованы следующие методы: неврологическое обследование, силометрия, нейропсихологическое тестирование, ультразвуковая допплерография брахиоцефальных артерий (УЗДГ БЦА) и транскраниальная допплерография (ТКД), регистрация коротколатентных соматосенсорных (ССВП) и когнитивных вызванных потенциалов (РЗОО), ЭЭГ-картирование и постурография до и после комплексного восстановительного лечения. ТЭС проводилась с помощью аппарата «Альфария» после получения устного согласия пациентов. Аппарат «Альфария» воздействует на подкорковые структуры головного мозга посредством сложной последовательности импульсов тока величиной от 35 до 520 мкА с периодом автокорреляции 10 секунд. Данное воздействие приводит к активации альфа-ритмов мозга, нормализации других биоритмов мозга, увеличении концентрации серотонина,ацетилхолина, мет-энкефалина и бета-эндорфинов. Активация альфа-ритмов мозга (в диапазоне 8-12 Гц) приводит к состоянию релаксации,при котором снижается напряжение, стресс, нормализуется настроение, регулируется восприятие различных видов боли. Время воздействия при вышеперечисленных параметрах составляло 20 мин. Электроды-клипсы размещались на мочках ушей. Курсовое лечение включало 20 ежедневных процедур ТЭС.

Для реализации поставленных задач нами были обследованы 40 больных полушарным инфарктом мозга в раннем и позднем восстановительном периоде. Диагноз был выставлен согласно Международной классификации болезней X пересмотра. Больные были разделены на 2 группы: основная (20 больных) и контрольная (20 больных). В каждой группе выделены по 2 подгруппы в зависимости от восстановительного периода (ранний или поздний).

Критериями включения больных в клиническое исследование были следующие: клиническая картина полушарного инфаркта мозга, подтвержденная нейровизуализационными методами (КГ, МРТ) и УЗДГ, ТКД; отсутствие противопоказаний к проведению ТЭС.

Средний возраст пациентов составил 48,2+9,17 лет. В группе больных, получавших ТЭС, 6 человек находились в раннем и 14 - в позднем восстановительном периоде, в контрольной группе - 8 и 12 соответственно.

Пациенты основной и контрольной групп были сопоставимы по локализации очага инфаркта мозга, неврологическому дефициту и степени выраженности психоэмоциональных нарушений, возрасту, получаемому базисному медикаментозному лечению. Все больные получали медикаментозную терапию, традиционно назначаемую в раннем и позднем восстановительном периоде полушарного инфаркта мозга: антигипертензивные, нейропротекторные и сосудорегулирующие препараты, антикоагулянты, а также лечебную физкультуру, массаж. Помимо этого пациентам основной группы проводилось курсовое лечение ТЭС по разработанной нами методике.

Силометрия проводилась прибором «Силомер-комплекс»: измерялась сила мышц—сгибателей кисти и сгибателя указательного пальца обеих верхних конечностей.

Нейропсихологическое тестирование включало оценку когнитивного снижения и верификацию психоэмоциональных расстройств. Оценка когнитивных функций была проведена с помощью следующих тестов:

• «10 слов» А. Р. Лурия для изучения памяти,

• корректурная проба Бурдона в буквенном варианте для изучения внимания,

• тест сортировки чисел (DigitSortingTest -DST) для оценки мыслительных процессов.

Наличие психоэмоциональных расстройств определялось с помощью шкалы Гамильтона, шкалы Бека для оценки депрессии, теста самооценки тревожности Спилбергера-Ханина, шкалы САН (самочувствие, активность, настроение). Нейропсихологическое тестирование в основной и контрольной группе проводилось при поступлении больного в стационар и после курса реабилитационных мероприятий. УЗДГ БЦА и ТКД проводились по стандартным методикам.

Регистрация коротколатентных соматосенсорных (ССВП) и когнитивных (РЗОО) вызванных потенциалов проводилась с помощью аппарата «Нейро-МВП-4».

Анализ частотных и амплитудных параметров биопотенциалов головного мозга проводился с использованием компьютерной системы «Brainscan». Обработка данных ЭЭГ проводилась с помощью быстрого преобразователя Фурье в режиме спектрального и периодометрического анализа. Определялись средняя и пиковая частота альфа-ритма, частотно-пространственная инверсия альфа-ритма, фокуссирование бета-активности по индексу, регулярности и амплитуде. Статистические расчеты выполнены с использованием пакета программ «StatSoft Statistica 6.0». Для статистического анализа клинических параметров в зависимости от типа анализируемых значений и характера распределения использовались следующие методы: коэффициент ранговой корреляции Спирмена, коэффициент корреляции Кендалла, непараметрический критерий Манна-Уитни и критерий Уилкоксона, регрессионный анализ (Multiple regression).

Среди всех 40 обследованных больных до начала реабилитации двигательные нарушения различной степени были выявлены у 32 пациентов. Выраженность этих нарушений была различной: у 18 пациентов был легкий, у 11 - умеренный, у 3 - выраженный гемипарез. Помимо оценки степени гемипареза посредством общепринятой пятибалльной шкалы проводилась силометрия прибором «Силомер-комплекс» ЦУВ-11: измерялась сила мышц—сгибателей кисти и сгибателя указательного пальца обеих верхних конечностей.

Использование ТЭС в реабилитационном периоде в основной группе привело к достоверному увеличению силы в паретичных конечностях у 55,6% больных в раннем (р=0,00001) и у 35,7% больных в позднем восстановительном периоде инфаркта мозга (р=0,005). Полученные данные позволяют констатировать, что курсовое использование ТЭС ускоряет регресс двигательных нарушений в раннем восстановительном периоде значительнее по сравнению с поздним восстановительным периодом инфаркта мозга (р=0,007).

В контрольной группе уменьшение двигательного дефицита наблюдалось у 14,3% в раннем (р=0,01) и 9,0% в позднем восстановительном периоде (р=0,03). Уменьшение степени двигательных нарушений в основной группе позволило перейти 16 пациентам в группу с менее выраженным парезом. Так, 4 пациентов из группы с глубоким гемипарезом перешли в

группу с умеренным гемипарезом, б пациентов из группы с умеренным — в группу с легким и у 2 больных произошло полное восстановление двигательных нарушений. Подобной редукции двигательных нарушений в контрольной группе не произошло. Данные силометрии в основной группе после курса ТЭС достоверно отличаются от аналогичных показателей после реабилитации в контрольной группе (р<0,01). Уменьшение степени пареза после ТЭС способствовало адаптации больного к изменившимся условиям жизни, повышало ее качество и способность к самообслуживанию, что подтверждалось данными, объективизированными с использованием функциональных шкал Бартела и Ранкина (р<0,05).

Тест «10 слов», проведенный до начала реабилитационных мероприятий, показал сниженный мнестический потенциал у всех обследованных пациентов как основной (п=20), так и контрольной (п=20) групп. Характер «кривой запоминания» указывал на ослабление, неустойчивость и истощаемость внимания, выраженную утомляемость пациентов с полушарным инфарктом мозга. После курса ТЭС у 50,0% пациентов основной группы в раннем восстановительном периоде количество воспроизведенных слов достоверно увеличилось после первого (р=0,001), второго (р=0,004), четвертого восприятия (р=0,006) и отсроченного (р=0,001) воспроизведения, а показатели после третьего восприятия остались прежними (р=0,07), в то время как у 40,0% больных в позднем восстановительном периоде отмечалось увеличение числа удержанных слов в каждом из восприятий (р<0,02). В контрольной группе после проведенных реабилитационных мероприятий показатели тестирования по методике «10 слов» достоверно не отличались от исходных (р>0,05). Показатели теста «10 слов» в основной группе после курса ТЭС достоверно отличались от аналогичных показателей после реабилитации в контрольной группе (р<0,03). Следовательно, транскраниальная электростимуляция активизирует процессы как первичного восприятия слуховой информации, так и ее отсроченного воспроизведения, характеризующего объем краткосрочной памяти.

При выполнении корректурной пробы Бурдона у всех больных как основной (п=20), так и контрольной (п=20) группы до начала лечения выявлены следующие изменения: замедленный темп, низкая продуктивность и точность, снижение качества работы. В основной группе в раннем восстановительном периоде достоверно увеличились показатели качества (у 12,6% пациентов) (р=0,0002) и точности (у 80,3% больных) (р=0,003) выполнения корректурной пробы, в позднем — возрастали значения только показателя точности (у 40,0% больных) (р=0,004). Это свидетельствует о том, что ТЭС в раннем и позднем восстановительном периоде способна воздействовать на разные механизмы в нейронных системах, обеспечивающих процессы целенаправленного внимания и кратковременной памяти.

Величины, на которые увеличивалось значение показателя точности после курса ТЭС в раннем и позднем восстановительном периоде, достоверно не отличались (р=1,0). У больных контрольной группы в раннем восстановительном периоде увеличение показателя точности наблюдалось у 20,8% больных (р=0,01), в позднем - показателя качества и продуктивности у 9,1% пациентов (р<0,03). Показатели качества и точности в раннем и показатель точности в позднем восстановительном периоде в основной группе после курса лечения с включением ТЭС достоверно отличались от аналогичных показателей после реабилитации в контрольной группе (р<0,007).

Оценка психоэмоциональных расстройств с использованием шкалы Бека оказалась более информативной по сравнению с тестом Гамильтона. По шкале Бека у 76,4% больных в раннем и 46,0% в позднем восстановительном периоде до проведения лечебных мероприятий была диагностирована депрессия. После проведения курса ТЭС выявлена редукция депрессивных симптомов у 48,6% (р=0,00001) в раннем и у 37,5% (р=0,005) в позднем восстановительном периоде. Более значительное снижение степени депрессии выявлено в раннем восстановительном периоде по сравнению с поздним (р=0,012).

Степень ситуативной тревожности (СТ), определенная с помощью теста Спилбергера-Ханина до реабилитации у 4,5% пациентов была низкой, у 34,8% - умеренной, у 60,9% пациентов - высокой, а личностная тревожность (ЛТ) - у 50,0% была высокой, у 50,0% - умеренной. В основной группе после комплексной терапии достоверно уменьшались значения СТ и ЛТ (р<0,05): 60,0% с высокой СТ перешли в группу с умеренной СТ и 75,0% больных с высокой ЛТ — в группу с умеренной ЛТ. Более выраженными в основной группе были изменения ЛТ и СТ в раннем восстановительном периоде полушарного инфаркта (р<0,001). В контрольной группе достоверно изменились показатели только ЛТ в раннем восстановительном периоде (р=0,02): 10,0% больных с высокой ЛТ перешли в группу с умеренной ЛТ.

У всех обследованных нами больных (п=40) до начала реабилитации параметры теста САН («самочувствие», «активность», «настроение») были ниже нормы, особенно в позднем восстановительном периоде (р<0,05). Восстановление всех характеристик САН до нормальных значений отмечалось в раннем восстановительном периоде у 26,7% (р=0,04) пациентов в основной и у 28,0% (р<0,05) -в контрольной группе. В позднем восстановительном периоде в контрольной группе достоверных изменений не выявлено, а в основной группе у 45,3% нормализовались значения «самочувствия» и «настроения» (р=0,04) при неизменившихся показателях «активности» (р>0,05). При этом значения показателя «самочувствие» увеличились в среднем на 0,2 балла, «настроение» - на 0,45 балла. Изменения показателей «самочувствие» и «настроение» у больных после курса ТЭС в раннем и позднем восстановительном периоде достоверно не отличались (р=0,9). Изменения суммы баллов в обеих группах по пунктам «самочувствие» и «активность» были практически идентичными, тогда как балл показателя «настроение» в основной группе после реабилитации увеличивался значительно больше, чем в контрольной группе. Возможно, это связано с антидепрессантным эффектом ТЭС. Показатели теста САН в основной группе больных ТЭС достоверно отличались от аналогичных показателей после реабилитации в контрольной группе (р<0,04). Наличие достоверных изменений в позднем восстановительном периоде больных основной группы может свидетельствовать о способности ТЭС возвращать саногенетическую систему межнейрональных связей к состоянию, характерному для раннего восстановительного периода.

Балл визуальной аналоговой шкалы (ВАШ) головной боли статистически достоверно уменьшался как в основной (у 49,9% больных в раннем (р=0,000004) и у 54,0% больных в позднем (р=0,000004) восстановительном периоде), так и контрольной группе (у 24,2% больных в раннем (р=0,005) и у 28,2% больных в позднем (р=0,04) восстановительном периоде). В раннем и позднем восстановительном периоде в основной группе уменьшение балла визуальной аналоговой шкалы головной боли было достоверно более существенным, чем в контрольной группе (р<0,05). Балл шкалы ВАШ в основной группе после курса ТЭС достоверно отличался от аналогичных показателей после реабилитации в контрольной группе (р<0,04).

35 больным проведена регистрация коротколатентных соматосенсорных вызванных потенциалов (ССВП). Так у 61,2% пациентов в раннем и у 47,2% пациентов в позднем восстановительном периоде была удлинена латентность пика N20 обоих полушарий, являющегося основным корковым компонентом ССВП. Время центрального сенсорного проведения (ВЦСП), характеризующего проведение импульса от нижних отделов ствола мозга к сенсорной коре, было увеличено в раннем восстановительном периоде у 79,3% больных, а в позднем — у 57,4% больных. Амплитуда пика N20-P23 ССВП обоих полушарий, отражающего первичную корковую активацию соматосенсорной коры, была снижена у 26,2% больных в раннем и у 29,5% больных в позднем восстановительном периоде.

Полученные данные свидетельствуют о том, что очаг инфаркта мозга вне зависимости от его латерализации как в раннем (р>0,05), так и в позднем (р>0,05) восстановительном периоде приводит к изменению функционального состояния обоих полушарий. Использование ТЭС в раннем восстановительном периоде привело к достоверному улучшению всех изучаемых показателей ССВП (р<0,05). В позднем восстановительном периоде получено улучшение значений ряда показателей, кроме латентностей пика N20 ССВП обоих полушарий (р>0,05), что свидетельствует о замедлении проведения импульсов от каудальных отделов ствола к коре мозга в условиях уже сформировавшейся после ОНМК саногенетической системы.

Более чувствительными к воздействию ТЭС оказались ВЦСП, которое в раннем восстановительном периоде уменьшилось на 81,2% (р<0,0004), и амплитуды пиков N20-P23, которые увеличились на 61,5% (р<0,007). После курса ТЭС ВЦСП значительно сокращалось, что указывало на улучшение передачи импульса в обоих полушариях, возможно, посредством включения резервных механизмов мозга. Более выраженный эффект нормализации ВЦСП при комплексном лечении в основной группе получен в раннем восстановительном периоде по сравнению с поздним восстановительным периодом (р=0,04б), в то время как изменения амплитудных показателей в раннем и позднем восстановительном периоде достоверно не отличались (р=1,0).

В контрольной группе больных после проведенной базисной терапии отмечено достоверное изменение значений только ВЦСП обоих полушарий мозга (р<0,05). Параметры ССВП основной группы достоверно отличались от аналогичных показателей после реабилитации в контрольной группе (р<0,004).

Полученные данные о влиянии ТЭС на амплитудные характеристики корковых компонентов подтверждают возможность возникновения феномена физиологического раскачивания (кин-длинг-эффекта) под воздействием электростимуляции на резонансных с мозгом частотах (10 Гц), используемых в предложенном нами способе ТЭС.

В каждой из групп проведено вычисление значений частоты, индексов, регулярности альфа- и бета- ритмов, а также представленности ЭЭГ-феноменов (инверсия альфа-ритма, фокусирование бета-ритма) до и после лечения.

Полученные результаты оценены согласно возрастным нормам. Средние значения альфа-ритма во всех обследованных группах достоверно не изменялись (р>0,05). При этом показатель правильности частотно-пространственного распределения альфа-ритма оказался полезным для сравнительной оценки эффективности лечения в обеих группах. Инверсия по частоте была зарегистрирована у 35 из 40 обследованных - у 19 из 20 в основной и у 16 из 20 в контрольной группе.

Обращает на себя внимание значительная разница в выявляемое™ феномена инверсии после лечения между группами. При использовании ТЭС отмечено достоверное восстановление частотно-пространственной структуры альфа-ритма у 39,4% больных в раннем (р=0,027) и у 31,2% больных — в позднем восстановительном периоде (р=0,04). В контрольной группе больных существенных изменений данного показателя не произошло (Р>0,05).

Феномен фокусирования имел место у 82,5% основной и у 87,2% больного контрольной группы. Влияние ТЭС на редукцию этого патологического признака выразилось в уменьшении числа фокусов с 80,0% до 67.5% в раннем (р=0,035) и с 86,0% до 71,2% в позднем восстановительном периоде (р=0,01). Число фокусов в контрольной группе достоверно не изменилось; 94,2% - 93,2% в раннем и 81,4% - 73,2% -в позднем восстановительном периоде (р>0,05). Бета-индекс оказался менее специфичным по отношению к характеру лечебного воздействия, но более чувствительным, нежели предыдущие по отношению к терапии вообще: 22,5% (р=0,03), 15,1%(р=0,04) в основной и 14,2% (р=0,8) и 0% (р=1,0) - в контрольной группе в раннем и позднем восстановительном периоде соответственно. При повторном обследовании выявлено достоверное различие по бета-регулярности в пользу метода ТЭС, причем для подгрупп основной группы - 35,7% (р=0,04) и 33,3% (р=0,01), контрольной – 0 и 1% (р=0,05).

Сравнение показателей пространственного распределения всех видов активности по индексу и регулярности оказалось информативным для оценки эффективности восстановительного лечения и показало преимущество применения ТЭС в комплексе с базисной терапией.

Проведенные посредством пошагового регрессионного анализа исследования влияния комплекса факторов показали, что наиболее выраженный результат применения ТЭС на фоне базисной терапии обнаружен у больных, у которых отсутствовал лейкоареоз, не наблюдалось фокусирование бета-ритма по регулярности, отсутствовали клинические проявления ИБС, не было выраженной внутренней гидроцефалии, при анатомически сохранном Виллизиевом круге и локализации очага инфаркта мозга в подкорковых отделах. Что касается роли отдельных факторов, то наибольшего внимания заслуживает влияние локализации очага инфаркта мозга. Было обнаружено, что позитивный эффект ТЭС более выражен при сохранности корковых отделов мозга (р<0,05).

Таким образом, полученные результаты позволили сделать следующие выводы:

1. ТЭС является эффективным методом комплексной реабилитации больных в раннем и позднем восстановительном периоде полушарного инфаркта мозга, курсовое использование которой позволяет добиться не только ускорения восстановления двигательного дефицита, но и компенсации когнитивных и психоэмоциональных нарушений.

2. Применение аппарата ТЭС «Альфария» позволяет активизировать процессы нейропластичности мозга и расширить возможности формирования новой системы межнейрональных связей, что проявляется улучшением у больных полушарным инфарктом мозга клинических, нейрофизиологических и нейропсихологических показателей в раннем и позднем восстановительном периоде.

3. Выраженность вызываемых ТЭС эффектов зависит как от локализации, так и от сроков инфаркта мозга, а предикторами ее эффективности являются отсутствие лейкоареоза и выраженной внутренней гидроцефалии, фокусирования бета-ритма по регулярности и клинических проявлений ИБС, а также анатомически сохранный Виллизиев круг.