Исследование: повышение нейропластичности с помощью роботизированной вертикализации на Erigo у пациентов в состоянии минимального сознания

Вертикализация, как известно, необходимый компонент ранней реабилитации пациентов после инсультов и травм головного мозга, помогающий активизировать процессы нейропластичности. Наряду с традиционными методами, в последние годы появилась возможность использовать и инновационные подходы к выполнению данной задачи. Например, роботизированные устройства, обеспечивающие движение нижних конечностей и ортостатическое положение пациента.

Итальянские ученые решили более детально исследовать нейрофизиологические эффекты применения роботизированной вертикализации при реабилитации пациентов, находящихся в состоянии минимального сознания (СМС) после травматического или сосудистого повреждения головного мозга.

В исследование были включены 30 пациентов (средний возраст 57,73 ± 9,63 года), соответствующих необходимым критериям, которые проходили интенсивную нейрореабилитацию в медицинском центре IRCCS Neurolesi (Мессина, Италия) с декабря 2022 по сентябрь 2023 года. Они были поровну разделены на две группы: в контрольной группе применялась традиционная вертикализация в постели, а в экспериментальной группе — роботизированная с применением вертикализатора Erigo (Hocoma, Швейцария).

Erigo обеспечивает:

• постепенную вертикализацию с регулируемым углом наклона;
• повторяющиеся движения ног, которые сочетают функциональную электростимуляцию мышц нижних конечностей с синхронными шагами;
• безопасную стабилизацию в положении стоя.

Цели исследования

• Оценить влияние устройства Erigo на изменения параметров мозговых волн (тета, альфа и бета) как в левом, так и в правом полушариях, путем сравнения базовых измерений до тестирования (T0) и после (T1). Чтобы получить дифференцированную оценку функциональных возможностей полушарий головного мозга и их потенциального вклада в различные когнитивные и двигательные функции, ученые провели анализ результатов измерения спектров мощности полос для каждого полушария отдельно после расчета спектральной плотности мощности (PSD) для каждого датчика.
• Всесторонняя клиническая оценка влияния роботизированного обучения на общее когнитивное и моторное функционирование.

Каждый участник был оценен с помощью клинических шкал в начале эксперимента (T0) и в конце (T1) врачом, не принимавшим участия в исследовании. Специалист по нейрофизиологии измерил электрическую активность мозга с помощью электроэнцефалограммы (ЭЭГ).

Программа реабилитации

Сеансы вертикализации проводились 3 раза в неделю по 45 минут в течение 8 недель. В общей сложности 24 сеанса.

• Программа для участников контрольной группы включала изменение позы (например, из положения лежа в положение сидя; из положения сидя в положение стоя), упражнения по методу Бобат для укрепления осанки, использование боковой перекладины или трапеции, размещенной над кроватью или рядом с ней, для изменения своего положение в постели, поворачивания, подъема и перемещения в инвалидное кресло. Поскольку пациенты с гемиплегией в положении сидя склонны заваливаться в сторону пораженной стороны, тренировка равновесия включала в себя дополнительную коррекцию в сторону непораженной стороны. Как только пациент мог сидеть в постели, ему предлагалось пробовать вставать и пересаживаться с кровати на стул (и наоборот). После успешного прохождения этих этапов пациент переходил к сеансам вертикализации с помощью регулирования наклона спинки кровати, используя ту же схему, что и при роботизированном обучении. Во время тренировок выполнялись также упражнения на удержание равновесия — перенос веса тела с одной ноги на другую, чтобы пациент мог поддерживать себя в положении стоя.
• Участники экспериментальной группы проходили сеансы роботизорованных тренировок на Erigo. Первый сеанс имел продолжительность около 25 минут и был направлен на адаптацию пациента к устройству. Последующие сеансы составляли до 45 минут, а наклон устройства постепенно увеличивался (с 45° до 90°). Скорость выполнения шаговых упражнений корректировалась в зависимости от клинической картины и возможностей пациента.
• Обе группы проходили также традиционную программу физиотерапии в дополнение к тренировкам по вертикализации с устройством Erigo или без него. Она включала пассивную и вспомогательную мобилизацию суставов, растяжку мышц верхних и нижних конечностей, дыхательную гимнастику, проприоцептивные упражнения, стабилизацию осанки и туловища в положении сидя. Эта традиционная программа физиотерапии проводилась в течение 45 минут 6 дней в неделю на протяжении всего эксперимента.

Результаты

По итогам 8 недель реабилитации в группе роботизированного обучения было отмечено:

• заметное улучшение клинических параметров: функциональных (FIM) — p < 0,01 и когнитивных (LCF) — p < 0,01;
• значительное увеличение активности головного мозга в альфа- и бета-диапазонах, что подчеркивает многообещающее влияние Erigo на пластичность нейронов (ощутимая разницу между до и после). Этого не наблюдалось в контрольной группе;
• не было выявлено существенных различий в тета-волнах, что указывает на стабильность в этом частотном диапазоне после роботизированных тренировок с использованием Erigo.

Ученые отметили, что пользовательские возможности и программирование устройства, адаптированные к индивидуальным потребностям пациента, также способствуют его уникальному влиянию на реакции мозга.