Функциональная электрическая стимуляция при ходьбе в раннем восстановительном периоде ишемического инсульта

Введение. Одним из осложнений острых нарушений мозгового кровообращения является нарушение функции ходьбы, которое биомеханически характеризуется снижением скорости и асимметрией пространственно-временных и кинематических параметров. Для коррекции данных изменений возможно применение функциональной электростимуляции мышц (ФЭС), однако в имеющейся литературе данный метод применяется преимущественно в позднем восстановительном периоде инсульта.

Цель. Оценка возможности применения многоканальной ФЭС у пациентов в раннем восстановительном периоде инсульта для восстановления функции ходьбы.

Материалы и методы. В исследовании приняли участие 11 пациентов (2 женщины и 9 мужчин) в возрасте от 46 до 66 лет в раннем восстановительном периоде ишемического инсульта (количество дней после инсульта составило 69,1 ± 52,0 дня) и 34 здоровых испытуемых (18 женщин и 16 мужчин) — контрольная группа. Изучали: мышечную силу нижних конечностей по Medical Research Council Weakness Scale, мышечный тонус нижних конечностей по модифицированной шкале Ашфорт; функцию ходьбы оценивали по индексу динамической походки, индексу Хаузера, тестам «Встань и иди» и десятиметровой ходьбы; а также исследовали функцию стереотипа походки (d770), преодоление препятствий (d4551) и ходьбу на короткие расстояния (d4500). Всем пациентам проведен курс ФЭС (среднее количество — 10,8 процедуры). Клиническое и биомеханическое исследования выполнены до и по окончании курса ФЭС. Биомеханическое исследование ходьбы проведено с помощью комплекса программного обеспечения «Стэдис» («Нейрософт»). Статистическая обработка данных выполнена в программе Statistica 12.0.

Результаты. Клиническая оценка показала незначительное, но достоверное функциональное улучшение по результатам тестирования после проведенного лечения. Отмечено увеличение значений индекса динамической походки и теста 10-метровой ходьбы, уменьшение индекса Хаузера и времени выполнения теста «Встань и иди», а также по доменам (d770) и (d4500). Функция ходьбы улучшилась. Возросли значения скорости ходьбы (p < 0,05), увеличился период двойной опоры на паретичной стороне (p < 0,05), возросла активность m. gastrocnemius на паретичной и здоровой сторонах (p < 0,05).

Выводы. Обнаруженные изменения функции ходьбы были типичны для гемипареза. В ходе проведения курса ФЭС у пациентов не было выявлено негативных реакций на проводимую стимуляцию. Клинические и биомеханические функции ходьбы пациентов за время курса ФЭС изменилась незначительно, но динамика их положительная. Из биомеханических параметров достоверно возросла амплитуда икроножной мышцы на стороне пареза, что является одним из целевых параметров ФЭС. Проведение коротких курсов многоканальной ФЭС данной категории больных возможно, но недостаточно эффективно. Повышение эффективности ФЭС требует дальнейшего изучения.

1. Katan M, Luft A. Global Burden of Stroke. Seminars in Neurology. 2018;38:208–11. https://doi.org/10.1055/s-0038-1649503

2. Tsao CW, Aday AW, Almarzooq ZI, Anderson CAM, Arora P, Avery CL, et al. Heart Disease and Stroke Statistics-2023 Update: A Report from the American Heart Association. Circulation. 2023;147:e93–621. https://doi.org/10.1161/CIR.0000000000001123

3. Donkor ES. Stroke in the 21st Century: A Snapshot of the Burden, Epidemiology, and Quality of Life. Stroke Research and Treatment. 2018.27;2018:3238165. https://doi.org/10.1155/2018/3238165

4. Hendricks HT, Van Limbeek J, Geurts AC, Zwarts MJ. Motor recovery after stroke: A systematic review of the literature. Archives of Physical Medicine and Rehabilitation. 2002;83:1629–37. https://doi.org/10.1053/apmr.2002.35473

5. Levine DA, Galecki AT, Langa KM, Unverzagt FW, Kabeto MU, Giordani B, et al. Trajectory of Cognitive Decline After Incident Stroke. JAMA. 2015;314:41–51. https://doi.org/10.1001/jama.2015.6968

6. Lima DHF, Queiroz AP, Salvo G, Yoneyama SM, Oberg TD, Lima NMFV. Brazilian version of the Nottingham Sensory Assessment: validity, agreement and rehability. Brasilian Journal of Physical Therapy. 2010;14:166–75. https://doi.org/10.1590/S1413-35552010005000006

7. Schmid AA, Wells CK, Concato J, Dallas MI, Lo AC, Nadeau SE, et al. Prevalence, predictors, and outcomes of poststroke falls in acute hospital setting. Journal of Rehabilitation Research and Development. 2010;47:553–62.

8. Sacco RL, Kasner SE, Broderick JP, Caplan LR, Connors JJ, Culebras A, et al. An Updated Definition of Stroke for the 21st Century. Stroke. 2013;44:2064–89. https://doi.org/10.1161/STR.0b013e318296aeca

9. Perry J, Burnfield JM. Gait Analysis: Normal and Pathological Function (2 nd ed.). CRC Press; 2010. https://doi.org/10.1201/9781003525592

10. Wang Y, Mukaino M, Ohtsuka K, Otaka Y, Tanikawa H, Matsuda F, et al. Gait characteristics of post-stroke hemiparetic patients with different walking speeds. International Journal of Rehabilitation Research. 2020;43(1):69–75. https://doi.org/10.1097/MRR.0000000000000391

11. Skvortsov DV, Kaurkin SN, Ivanova GE. Targeted Biofeedback Training to Improve Gait Parameters in Subacute Stroke Patients: A Single-Blind Randomized Controlled Trial. Sensors. 2024; 24(22):7212. https://doi.org/10.3390/s24227212

12. Скворцов ДВ, Гребенкина НВ, Кауркин СН, Иванова ГЕ. Характеристика функции ходьбы у больных с гемипарезом в раннем восстановительном периоде ишемического инсульта: одноцентровое ретроспективное исследование. Физическая и Реабилитационная Медицина, Медицинская Реабилитация. 2024;6(3):208–19. https://doi.org/10.36425/rehab634515

13. Balasubramanian CK, Bowden MG, Neptune RR, Kautz SA. Relationship between step length asymmetry and walking performance in subjects with chronic hemiparesis. Archives of Physycal Medicine and Rehabilitation. 2007;88:43–9. https://doi.org/10.1016/j.apmr.2006.10.004

14. Kim CM, Eng JJ. Symmetry in vertical ground reaction force is accompanied by symmetry in temporal but not distance variables of gait in persons with stroke. Gait and Posture. 2003;18:23–8. https://doi.org/10.1016/S0966-6362(02)00122-4

15. Moe JH, Post HW. Functional electrical stimulation for ambulation in hemiplegia. The Lancet. 1962;82:285–8.

16. Kesar TM, Perumal R, Jancosko A, Reisman DS, Rudolph KS, Higginson JS, et al. Novel patterns of functional electrical stimulation have an immediate effect on dorsiflexor muscle function during gait for people poststroke. Physical Therapy. 2010;90(1):55–66. https://doi.org/10.2522/ptj.20090140

17. Burridge JH, Taylor PN, Hagan SA, Wood DE, Swain ID. The effects of common peroneal stimulation on the effort and speed of walking: a randomized controlled trial with chronic hemiplegic patients. Clinical Rehabilitation. 1997;11(3):201–10. https://doi.org/10.1177/026921559701100303

18. Robbins SM, Houghton PE, Woodbury MG, Brown JL. The therapeutic effect of functional and transcutaneous electric stimulation on improving gait speed in stroke patients: a meta-analysis. Archives of Physical Medicine and Rehabilitation. 2006;87(6):853–9. https://doi.org/10.1016/j.apmr.2006.02.026

19. Araki S, Kawada M, Miyazaki T, Nakai Y, Takeshita Y, Matsuzawa Y, et al. Effect of Functional Electrical Stimulation of the Gluteus Medius during Gait in Patients following a Stroke. Biomed Research International. 2020;2020:8659845. https://doi.org/10.1155/2020/8659845

20. Santos GF, Jakubowitz E, Pronost N, Bonis T, Hurschler C. Predictive simulation of post-stroke gait with functional electrical stimulation. Scientific Reports. 2021;11(1):21351. https://doi.org/10.1038/s41598-021-00658-z

21. Paternostro-Sluga T, Grim-Stieger M, Posch M, Schuhfried O, Vacariu G, Mittermaier C, et al. Reliability and validity of the Medical Research Council (MRC) scale and a modified scale for testing muscle strength in patients with radial palsy. Journal of Rehabilitation Medicine. 2008;40(8):665–71. https://doi.org/10.2340/16501977-0235

22. Супонева НА, Юсупова ДГ, Ильина КА, Мельченко ДА, Бутковская АА, Жирова ЕС и др. Валидация Модифицированной шкалы Эшворта (Modified Ashworth Scale) в России. Анналы Клинической и Экспериментальной Неврологии. 2020;14(1):89–96. https://doi.org/10.25692/ACEN.2020.1.10

23. Jonsdottir J, Cattaneo D. Reliability and validity of the dynamic gait index in persons with chronic stroke. Archives of Physical Medicine and Rehabilitation. 2007;88(11):1410–5. https://doi.org/10.1016/j.apmr.2007.08.109

24. Hauser SL, Dawson DM, Lehrich JR, Beal MF, Kevy SV, Propper RD, et al. Intensive immunosuppression in progressive multiple sclerosis. A randomized, threearm study of high-dose intravenous cyclophosphamide, plasma exchange, and ACTH. The New England Journal of Medicine. 1983;308(4):173–80. https://doi.org/10.1056/NEJM198301273080401

25. Chan PP, Tou JI, Tse MM, Ng SS. Reliability and Validity of the Timed Up and Go Test with a Motor Task in People with Chronic Stroke. Archives of Physical Medicine and Rehabilitation. 2017;98(11):2213–20. https://doi.org/10.1016/j.apmr.2017.03.008

26. Watson MJ. Refining the ten-metre walking test for use with neurologically impaired people. Physiotherapy. 2002;88(7):386–97.

27. Мельникова ЕВ, Буйлова ТВ, Бодрова РА, Шмонин АА, Мальцева МН, Иванова ГЕ. Использование международной классификации функционирования (МКФ) в амбулаторной и стационарной медицинской реабилитации: инструкция для специалистов. Вестник Восстановительной Медицины. 2017;6(82):7–20. EDN: ZVGCHN

28. Иванова ГЕ, Мельникова ЕВ, Шмонин АА, Вербицкая ЕВ, Аронов ДМ, Белкин АА и др. Применения международной классификации функционирования в процессе медицинской реабилитации. Вестник Восстановительной Медицины. 2018;(88):2–77. EDN: YOTJKP

29. Mitsutake T, Sakamoto M, Horikawa E. The effects of electromyography-triggered neuromuscular electrical stimulation plus tilt sensor functional electrical stimulation training on gait performance in patients with subacute stroke: a randomized controlled pilot trial. International Journal of Rehabilitation Research. 2019;42(4):358–64. https://doi.org/10.1097/MRR.0000000000000371

30. Wang J, Zhao L, Gao Y, Liu C, Dong X, He X. The difference between the effectiveness of body-weight-supported tread-mill training combined with functional electrical stimulation and sole body-weight-supported treadmill training for improving gait parameters in stroke patients: A systematic review and meta-analysis. Frontiers in Neurology. 2022;13:1003723. https://doi.org/10.3389/fneur.2022.1003723

31. Dujović SD, Malešević J, Malešević N, Vidaković AS, Bijelić G, Keller T, et al. Novel multi-pad functional electrical stimulation in stroke patients: A single-blind randomized study. NeuroRehabilitation. 2017;41(4):791–800.

32. Matsumoto S, Shimodozono M, Noma T, Miyara K, Onoda T, Ijichi R, et al. Effect of Functional Electrical Stimulation in Convalescent Stroke Patients: A Multicenter, Randomized Controlled Trial. Journal of Clinical Medicine. 2023;12(7):2638. https://doi.org/10.3390/jcm12072638

33. Wonsetler EC, Bowden MG. A systematic review of mechanisms of gait speed change post-stroke. Part 1: spatiotemporal parameters and asymmetry ratios. Topics in Stroke Rehabilitation. 2017;24(6):435–46. https://doi.org/10.1080/10749357.2017.1285746

34. Güzel S, Karaca Umay E, Öztürk EA, Çakci A. The efficiency of functional electrical stimulation and balance-weighted rehabilitation therapy in stroke patients with-foot-drop: a pilot study. Journal of Physical Medicine and Rehabilitation Sciences. 2022;25(1):1–10. https://doi.org/10.31609/jpmrs.2021-82149

35. Almeida ASSC, Viana da Cruz AT, Candeira SRA, Cardozo do Nascimento NI, Santar de Castro KJ, Costa de Lima R, et al. Late physiotherapy rehabilitation changes gait patterns in post-stroke patients. Biomedical Human Kinetics. 2017;9(1):14–8. https://doi.org/10.1515/bhk-2017-0003

36. Skvortsov DV, Kaurkin SN, Ivanova GE. A Study of Biofeedback Gait Training in Cerebral Stroke Patients in the Early Recovery Phase with Stance Phase as Target Parameter. Sensors. 2021;21:7217. https://doi.org/10.3390/s21217217

37. Скворцов ДВ, Климов ЛВ, Гребенкина НВ. Метод функциональной электрической стимуляции: рекомендуемые параметры применения. Физическая и Реабилитационная Медицина, Медицинская Реабилитация. 2024;6(3):263–79. https://doi.org/10.36425/rehab635187