RU2483673C1 - Method of assessing mechanisms of recovery of impaired motor skill of walking in patients with ischemic stroke of various localisation in different periods of disease - Google Patents
Method of assessing mechanisms of recovery of impaired motor skill of walking in patients with ischemic stroke of various localisation in different periods of disease Download PDFInfo
- Publication number
- RU2483673C1 RU2483673C1 RU2012107562/14A RU2012107562A RU2483673C1 RU 2483673 C1 RU2483673 C1 RU 2483673C1 RU 2012107562/14 A RU2012107562/14 A RU 2012107562/14A RU 2012107562 A RU2012107562 A RU 2012107562A RU 2483673 C1 RU2483673 C1 RU 2483673C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- affected
- zones
- healthy
- activation
- volume
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Magnetic Resonance Imaging Apparatus (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области медицины, в частности к неврологии, и может быть использовано для выявления особенностей функциональной реорганизации сенсомоторных систем, ответственных за локомоцию у больных с ишемическим инсультом различной локализации в различные периоды заболевания.The invention relates to medicine, in particular to neurology, and can be used to identify features of the functional reorganization of the sensorimotor systems responsible for locomotion in patients with ischemic stroke of different localization at different periods of the disease.
За последние несколько лет были достигнуты значительные успехи в предотвращении и лечении ишемического инсульта (ИИ). Тем не менее, ИИ остается ведущей причиной нетрудоспособности во всем мире, и поэтому одной из первостепенных задач в данной области является выявление механизмов восстановления после перенесенного инсульта, а также индуцирование их реализации посредством реабилитационных мероприятий и фармакотерапии. На протяжении вот уже более 10 лет методики функциональной визуализации - преимущественно позитронно-эмиссионная томография (ПЭТ) и функциональная магнитно-резонансная томография (фМРТ) - стоят во главе in-vivo исследований, направленных на понимание нейрональных субстратов восстановления после перенесенного острого нарушения мозгового кровообращения (OHMK) [Golaszewski S.M. et al. Human brain structures related to plantar vibrotactile stimulation: A functional magnetic resonance imaging study., NeuroImage, 2006; 29: 923-929].Over the past few years, significant advances have been made in the prevention and treatment of ischemic stroke (AI). Nevertheless, AI remains the leading cause of disability worldwide, and therefore, one of the primary tasks in this area is to identify mechanisms of recovery after a stroke, as well as induce their implementation through rehabilitation measures and pharmacotherapy. For more than 10 years, functional imaging techniques - mainly positron emission tomography (PET) and functional magnetic resonance imaging (fMRI) - have led in-vivo studies aimed at understanding neuronal substrates for recovery from acute cerebrovascular accident ( OHMK) [Golaszewski SM et al. Human brain structures related to plantar vibrotactile stimulation: A functional magnetic resonance imaging study., NeuroImage, 2006; 29: 923-929].
На данный момент времени известна оценка механизмов восстановления нарушенных двигательных функций у больных с ишемическим инсультом при выполнении двигательных актов с помощью фМРТ по распределению зон активации головного мозга у испытуемого. При этом исследование сенсомоторной системы у пациентов с гемипарезом после перенесенного ОНМК выявили усиление активации по сравнению со здоровыми лицами, выражающееся в расширении и увеличение количества зон, наблюдаемое в норме при выполнении двигательных задач [Ward N.S., Cohen L.G. Mechanisms underlying recovery of motor function after stroke., Arch Neurol, 2004; 61: 1844-8]. Данный источник информации рассмотрен нами в качестве ближайшего аналога.At present, an assessment of the mechanisms of restoration of impaired motor functions in patients with ischemic stroke when performing motor acts using fMRI to distribute the zones of activation of the brain in the subject is known. At the same time, a study of the sensorimotor system in patients with hemiparesis after a stroke has revealed increased activation compared with healthy individuals, expressed in the expansion and increase in the number of zones observed normally when performing motor tasks [Ward N.S., Cohen L.G. Mechanisms underlying recovery of motor function after stroke., Arch Neurol, 2004; 61: 1844-8]. This source of information is considered by us as the closest analogue.
Однако подобное исследование было проведено среди пациентов с хронической стадией инсульта (>6 мес) и с хорошим восстановлением, и, следовательно, остается неясным взаимоотношение между этими наблюдениями и ходом процесса восстановления, т.е. механизмами нейропластичности - изменением структуры мозга с течением времени, и, как следствие, соответствующим изменением его функционирования. Кроме того, при подобных исследованиях использовались самые простые задания - активное или пассивное сгибание пальцев кисти, сгибание кисти в лучезапястном суставе, сгибание стопы в голеностопном суставе - которые не могут полностью отразить все многообразие активации корковых и подкорковых представительств сенсомоторных анализаторов при выполнении сложных двигательных актов, таких как ходьба, тогда как именно понимание процесса локомоции представляет наибольший интерес для восстановительной медицины.However, a similar study was conducted among patients with a chronic stage of stroke (> 6 months) and with good recovery, and, therefore, the relationship between these observations and the course of the recovery process remains unclear, i.e. neuroplasticity mechanisms - a change in the structure of the brain over time, and, as a consequence, a corresponding change in its functioning. In addition, such studies used the simplest tasks - active or passive flexion of the fingers of the hand, flexion of the wrist in the wrist joint, flexion of the foot in the ankle joint - which cannot fully reflect the whole variety of activation of cortical and subcortical representations of sensorimotor analyzers when performing complex motor acts, such as walking, while it is understanding of the process of locomotion that is of greatest interest to restorative medicine.
Таким образом, техническим результатом данного способа является повышение точности оценки функциональной перестройки сенсомоторной коры головного мозга у больных с ишемическим инсультом за счет разработки методики надежного воспроизведения локомоторных процессов при наличии двигательного дефицита во время проведения фМРТ исследования с последующим их использованием для определения характерных паттернов активации коры и подкорковых структур у групп пациентов с различной локализацией зоны поражения вещества головного мозга (корковые и подкорковые инсульты) и в различные периоды заболевания, что позволит в дальнейшем реализовать эти данные посредством реабилитационных мероприятий и фармакотерапии.Thus, the technical result of this method is to increase the accuracy of evaluating the functional restructuring of the sensorimotor cerebral cortex in patients with ischemic stroke by developing methods for reliable reproduction of locomotor processes in the presence of motor deficiency during fMRI studies, followed by their use to determine characteristic patterns of cortical activation and subcortical structures in groups of patients with different localization of the zone of damage to the substance of the brain (cortex new and subcortical strokes) and at different periods of the disease, which will allow to further realize these data through rehabilitation measures and pharmacotherapy.
Поставленный технический результат достигается тем, что для оценки механизмов восстановления нарушенного двигательного навыка ходьбы у больных с ишемическим инсультом различной локализации поражения головного мозга в различные периоды заболевания проводят функциональную магнитно-резонансную томографию (фМРТ) полушарий головного мозга больного на фоне двигательного акта - ходьбы в режиме 3D-Т1 градиентное эхо и в режиме Т2*-градиентное эхо в аксиальной проекции с напряженностью магнитного поля 1,5 Т, накладывают полученные в режиме Т2* карты активации на объемную реконструкцию головного мозга, полученную в режиме 3D-T1 и определяют в каждом полушарии зоны активации сенсомоторной коры: первичной зоны - первичная сенсорная и моторная кора (SM1), вторичной зоны - дополнительная моторная кора (SMA), премоторная кора (РМС), нижняя теменная долька (IPL) и третичной зоны - дорсолатеральная префронтальная кора (DLPFC) и рассчитывают объем зон активации SM1+SMA в мм3 в остром периоде болезни на 21 сутки, в восстановительном периоде через 2-12 месяцев и в резидуальном периоде более 1 года и при выявлении на 21 сутки при поражении корково-подкорковой локализации в здоровом и пораженном полушариях активации первичной зоны и отсутствия активации во вторичной и третичной зонах, а также снижения в 7,3 и более раз в здоровом и пораженном полушариях головного мозга объема зон SM1+SMA относительно нормы оценивают восстановительные механизмы нарушенного двигательного навыка ходьбы за счет работы здорового полушария с последующим вовлечением пораженного, при выявлении на 21 сутки при поражении подкорковой локализации в здоровом и пораженном полушариях активации первичной, вторичной и третичной зон и увеличения объема зон SM1+SMA в 1,16 и более раза в здоровом и в 1,2 и более раза в пораженном полушариях оценивают восстановительные механизмы нарушенного двигательного навыка ходьбы за счет работы и увеличения объема всех зон здорового и пораженного полушария, при выявлении в восстановительном периоде через 2-12 месяцев при поражении корково-подкорковой локализации активации первичной, вторичной и третичной зон в здоровом полушарии и ее отсутствия в пораженном полушарии, а также снижения в 4,2 и более раза в пораженном и в 2,2 и более раза в здоровом полушариях головного мозга объема зон SM1+SMA относительно нормы оценивают восстановительные механизмы нарушенного двигательного навыка ходьбы за счет работы здорового полушария с последующим вовлечением пораженного, при выявлении в восстановительном периоде через 2-12 месяцев при поражении подкорковой локализации в здоровом и пораженном полушариях активации первичной, вторичной и третичной зон и увеличения объема зон SM1+SMA в 1,9 и более раза в здоровом и в 1,6 и более раза в пораженном полушариях относительно нормы оценивают восстановительные механизмы нарушенного двигательного навыка ходьбы за счет работы и увеличения объема всех зон здорового и пораженного полушарий, и при выявлении в резидуальном периоде более 1 года при поражении корково-подкорковой локализации активации первичной, вторичной и третичной зон в пораженном и здоровом полушариях, а также увеличения объема зон SM1+SMA в 1,01 и более раза в пораженном и снижении в 1,2 и более в здоровом полушариях головного мозга относительно нормы оценивают восстановительные механизмы нарушенного двигательного навыка ходьбы за счет работы здорового и пораженного полушарий, при выявлении в резидуальном периоде более 1 года при поражении подкорковой локализации в здоровом и пораженном полушариях активации первичной, вторичной и третичной зон и увеличения объема зон SM1+SMA в 2,3 и более раза в здоровом и в 2 и более раза в пораженном полушариях относительно нормы оценивают восстановительные механизмы нарушенного двигательного навыка ходьбы за счет работы и увеличения объема всех зон здорового и пораженного полушарий.The technical result is achieved by the fact that to assess the mechanisms of restoration of impaired motor walking skill in patients with ischemic stroke of different localization of brain damage at different periods of the disease, functional magnetic resonance imaging (fMRI) of the cerebral hemispheres of the patient is performed against the background of the motor act - walking in the mode 3D-T1 gradient echo and in the T2 mode * -gradient echo in axial projection with a magnetic field of 1.5 T, impose those obtained in the T2 * k mode activation mouths for volumetric brain reconstruction obtained in 3D-T1 mode and determined in each hemisphere of the activation zone of the sensorimotor cortex: primary zone - primary sensory and motor cortex (SM1), secondary zone - additional motor cortex (SMA), premotor cortex (RMS) ), the lower parietal lobule (IPL) and the tertiary zone - the dorsolateral prefrontal cortex (DLPFC) and calculate the volume of the activation zones SM1 + SMA in mm 3 in the acute period of the disease for 21 days, in the recovery period after 2-12 months and in the residual period more 1 year and upon identification and on day 21 with damage to the cortical-subcortical localization in the healthy and affected hemispheres of activation of the primary zone and the lack of activation in the secondary and tertiary zones, as well as a decrease of 7.3 or more times in the healthy and affected hemispheres of the brain, the volume of SM1 + SMA zones relative to the norms evaluate the restoration mechanisms of impaired motor walking skill due to the work of a healthy hemisphere with the subsequent involvement of the affected one, when it is detected at 21 days in case of damage to the subcortical localization in a healthy and affected hemisphere In the case of activation of the primary, secondary and tertiary zones and an increase in the volume of SM1 + SMA zones by 1.16 or more times in the healthy and 1.2 or more times in the affected hemispheres, the restoration mechanisms of impaired motor walking skill are assessed due to work and an increase in the volume of all zones healthy and affected hemisphere, if detected in the recovery period after 2-12 months with damage to the cortical-subcortical localization of activation of the primary, secondary and tertiary zones in a healthy hemisphere and its absence in the affected hemisphere, as well as a decrease in 4.2 and more times in the affected and 2.2 and more times in the healthy cerebral hemispheres of the volume of SM1 + SMA zones relative to the norm, the restoration mechanisms of the impaired motor skill of walking are evaluated due to the work of the healthy hemisphere with the subsequent involvement of the affected, if detected in the recovery period after 2-12 months, with damage to the subcortical localization in the healthy and affected hemispheres, activation of the primary, secondary and tertiary zones and an increase in the volume of SM1 + SMA zones are 1.9 and more times healthy and 1.6 and more times in the affected in the hemispheres, the restoration mechanisms of impaired motor skill of walking are assessed relative to the norm due to work and an increase in the volume of all zones of healthy and affected hemispheres, and if a residual period of more than 1 year is detected in case of damage to the cortical-subcortical localization of activation of the primary, secondary and tertiary zones in the affected and healthy hemispheres , as well as an increase in the volume of SM1 + SMA zones by 1.01 or more times in the affected area and a decrease of 1.2 or more in the healthy cerebral hemispheres relative to the norm, mechanisms of impaired motor walking skill due to the work of a healthy and affected hemisphere, if more than 1 year is detected in the residual period, when the subcortical localization in a healthy and affected hemisphere is affected, activation of the primary, secondary and tertiary zones and an increase in the volume of SM1 + SMA zones by 2.3 and more than times in a healthy and 2 or more times in the affected hemispheres relative to the norm, the restoration mechanisms of impaired motor walking skill are evaluated due to work and an increase in the volume of all zones of healthy and affected Ushar.
Способ осуществляется следующим образом.The method is as follows.
Исследование проводилось на МР-томографе с напряженностью магнитного поля 1,5 Т Magnetom Avanto фирмы Siemens, Eriangen, Германия. Были получены данные фМРТ. Исследование начиналось со стандартного режима Т2 турбо-спин эхо в аксиальной проекции для выявления патологических изменений вещества головного мозга.The study was carried out on an MR scanner with a magnetic field of 1.5 T Magnetom Avanto firm Siemens, Eriangen, Germany. The fMRI data were obtained. The study began with a standard T2 turbo-spin echo in axial projection to detect pathological changes in brain matter.
Для получения анатомических данных выполнялось исследование в режиме 3D-T1 градиентное эхо (T1-mpr) с получением набора сагиттальных срезов, покрывающих весь объем вещества мозга (время повторения (TR) - 1940 мс, время эхо (ТЕ) - 3,1 мс, угол наклона - 15 град, матрица - 256×256 мм, толщина среза - 1,0 мм, размер воксела - 1×1×1 мм). Затем проводилась фМРТ в режиме Т2*-градиентное эхо в аксиальной проекции (время повторения (TR) - 3800 мс, время эхо (ТЕ) - 50 мс, угол наклона - 90 град, матрица - 64×64 мм, толщина среза - 3,0 мм, размер воксела - 3×3×3 мм, 36 срезов в слабе (slab - 36 срезов)). Каждый Т2* режим включал в себя 60 измерений всего объема вещества мозга. Дизайн фМРТ был представлен блоковой парадигмой, в которой периоды отсутствия стимуляции (22,8 с) чередовались с периодами механической стимуляции опорных зон стопы в режиме медленной ходьбы (30,4 с, давление 40 кПА, скорость 75 шагов/мин) при помощи совместимого с МРТ подошвенного имитатора опорной нагрузки, разработанного в Институте медико-биологических проблем РАН для пациентов с длительной иммобилизацией (см. рис.1). Затем полученные в режиме Т2* карты активации накладывают на объемную реконструкцию головного мозга, полученную в режиме 3D-T1 и определяют в каждом полушарии зоны активации сенсомоторной коры: первичной зоны - первичная сенсорная и моторная кора (SM1), вторичной зоны - дополнительная моторная кора (SMA), премоторная кора (РМС), нижняя теменная долька (IPL) и третичной зоны - дорсолатеральная префронтальная кора (DLPFC), а также рассчитывают объем зон активации SM1+SMA в мм3. При количественной обработке данных зоны SM1+SMA были объединены вследствие их анатомического прилежания друг к другу и невозможности рассчитать объем отдельно для каждой из этих зон. Кроме того, зона SMA хоть и относится к вторичной моторной коре, ее активация выявляется в большинстве случаев и она играет важную роль в двигательном ответе. Исследование проводят в остром периоде болезни на 21 сутки, в восстановительном периоде через 2-12 месяцев и в резидуальном периоде более 1 года.To obtain anatomical data, a 3D-T1 gradient echo (T1-mpr) study was performed to obtain a set of sagittal sections covering the entire volume of the brain substance (repetition time (TR) - 1940 ms, echo time (TE) - 3.1 ms, the angle of inclination is 15 degrees, the matrix is 256 × 256 mm, the slice thickness is 1.0 mm, the voxel size is 1 × 1 × 1 mm). Then, fMRI was performed in the T2 mode * gradient echo in axial projection (repetition time (TR) - 3800 ms, echo time (TE) - 50 ms, tilt angle - 90 degrees, matrix - 64 × 64 mm, slice thickness - 3, 0 mm, the voxel size is 3 × 3 × 3 mm, 36 slices are weak (slab is 36 slices). Each T2 * mode included 60 measurements of the total volume of brain matter. The design of fMRI was represented by a block paradigm in which periods of lack of stimulation (22.8 s) were alternated with periods of mechanical stimulation of the support areas of the foot in slow walking mode (30.4 s, pressure 40 kPA, speed 75 steps / min) using a compatible MRI of the plantar support simulator developed at the Institute of Biomedical Problems of the Russian Academy of Sciences for patients with prolonged immobilization (see Fig. 1). Then, activation maps obtained in T2 * mode are superimposed on the 3D-T1 volumetric brain reconstruction and determined in each hemisphere of the sensorimotor cortex activation zone: the primary zone is the primary sensory and motor cortex (SM1), the secondary zone is the additional motor cortex ( SMA), premotor cortex (PMC), inferior parietal lobe (IPL) and tertiary zone — dorsolateral prefrontal cortex (DLPFC), and the volume of SM1 + SMA activation zones in mm 3 is also calculated. In the quantitative data processing, the SM1 + SMA zones were combined due to their anatomical adherence to each other and the inability to calculate the volume separately for each of these zones. In addition, the SMA zone, although it belongs to the secondary motor cortex, its activation is detected in most cases and it plays an important role in the motor response. The study is carried out in the acute period of the disease for 21 days, in the recovery period after 2-12 months and in the residual period of more than 1 year.
Оценка фМРТ данных проводилась при помощи пакета для статистической обработки SPM5 (Welcome Trust Centre of Neuroimaging, London, UK). В связи с объединением зон активации SM1+SMA в мм3 в единые неразделимые кластеры при статистической обработке их программой, для удобства дальнейших вычислений использовались следующие программы на базе SPM5: WFU PickAtlas 2.4 (Functional MRI Laboratory, Wake Forest University School of Medicine) для создания масок для левого и правого полушарий большого мозга с последующим их наложением на полученные данные; MarsBaR 0.42 (Brett M., 2002) для подсчета объема отдельных зон интереса в мм3; xjView 8.4 (Human Neuroimaging Lab, Baylor College of Medicine) для локализации зон интереса, просмотра и представления полученных данных. Объем зоны SM1+SMA в группе нормы составил 3132 мм3 для правого полушария, 2511 мм3 - для левого.The fMRI data were evaluated using the statistical processing package SPM5 (Welcome Trust Center of Neuroimaging, London, UK). In connection with the integration of SM1 + SMA activation zones in mm 3 into single inseparable clusters during statistical processing by their program, for the convenience of further calculations, the following SPM5-based programs were used: WFU PickAtlas 2.4 (Functional MRI Laboratory, Wake Forest University School of Medicine) to create masks for the left and right hemispheres of the big brain with their subsequent imposition on the obtained data; MarsBaR 0.42 (Brett M., 2002) for calculating the volume of individual zones of interest in mm 3 ; xjView 8.4 (Human Neuroimaging Lab, Baylor College of Medicine) for localizing areas of interest, viewing and presenting data. The volume of the SM1 + SMA zone in the normal group was 3132 mm 3 for the right hemisphere, 2511 mm 3 for the left.
Таким образом, при выявлении на 21 сутки при поражении корково-подкорковой локализации в здоровом и пораженном полушариях активации первичной зоны и отсутствия активации во вторичной и третичной зонах, а также снижения в 7,3 и более раз в здоровом и пораженном полушариях головного мозга объема зон SM1+SMA относительно нормы оценивают восстановительные механизмы нарушенного двигательного навыка ходьбы за счет работы здорового полушария с последующим вовлечением пораженного.Thus, when a cortico-subcortical localization is detected on the 21st day in a healthy and affected hemisphere, activation of the primary zone and lack of activation in the secondary and tertiary zones, as well as a 7.3-fold decrease in the healthy and affected cerebral hemispheres, are SM1 + SMA with respect to normal assess the restoration mechanisms of impaired motor walking skill due to the work of a healthy hemisphere with the subsequent involvement of the affected.
При выявлении на 21 сутки при поражении подкорковой локализации в здоровом и пораженном полушариях активации первичной, вторичной и третичной зон и увеличения объема зон SM1+SMA в 1,16 и более раза в здоровом и в 1,2 и более раза в пораженном полушариях оценивают восстановительные механизмы нарушенного навыка ходьбы за счет работы и увеличения объема всех зон здорового и пораженного полушария.When the subcortical localization is detected on the 21st day in the healthy and affected hemispheres, the activation of the primary, secondary and tertiary zones and an increase in the volume of the SM1 + SMA zones are 1.16 or more times in the healthy and 1.2 or more times in the affected hemispheres mechanisms of impaired walking skill due to work and increase in the volume of all zones of a healthy and affected hemisphere.
При выявлении в восстановительном периоде через 2-12 месяцев при поражении корково-подкорковой локализации активации первичной, вторичной и третичной зон в здоровом полушарии и ее отсутствия в пораженном полушарии, а также снижения в 4,2 и более раза в пораженном и в 2,2 и более раза в здоровом полушариях головного мозга объема зон SM1+SMA относительно нормы оценивают восстановительные механизмы нарушенного двигательного навыка ходьбы за счет работы здорового полушария с последующим вовлечением пораженного. При выявлении в восстановительном периоде через 2-12 месяцев при поражении подкорковой локализации в здоровом и пораженном полушариях активации первичной, вторичной и третичной зон и увеличения объема зон SM1+SMA в 1,9 и более раза в здоровом и в 1,6 и более раза в пораженном полушариях относительно нормы оценивают восстановительные механизмы нарушенного двигательного навыка ходьбы за счет работы и увеличения объема всех зон здорового и пораженного полушарий.If it is detected in the recovery period after 2-12 months with damage to the cortical-subcortical localization, activation of the primary, secondary and tertiary zones in the healthy hemisphere and its absence in the affected hemisphere, as well as a decrease of 4.2 or more times in the affected hemisphere and 2.2 and more than once in a healthy cerebral hemisphere, the volume of SM1 + SMA zones relative to the norm assesses the restoration mechanisms of impaired motor walking skill due to the work of a healthy hemisphere with subsequent involvement of the affected. If it is detected in the recovery period after 2-12 months with damage to the subcortical localization in a healthy and affected hemisphere, activation of the primary, secondary and tertiary zones and an increase in the volume of SM1 + SMA zones are 1.9 and more times healthy and 1.6 times or more in the affected hemispheres, the restoration mechanisms of impaired motor walking skill are assessed relative to the norm due to work and an increase in the volume of all zones of the healthy and affected hemispheres.
При выявлении в резидуальном периоде более 1 года при поражении корково-подкорковой локализации активации первичной, вторичной и третичной зон в пораженном и здоровом полушариях, а также увеличения объема зон SM1+SMA в 1,01 и более раза в пораженном и снижении в 1,2 и более в здоровом полушариях головного мозга относительно нормы оценивают восстановительные механизмы нарушенного двигательного навыка ходьбы за счет работы здорового и пораженного полушарий. При выявлении в резидуальном периоде более 1 года при поражении подкорковой локализации в здоровом и пораженном полушариях активации первичной, вторичной и третичной зон и увеличении объема зон SM1+SMA в 2,3 и более раза в здоровом и в 2 и более раза в пораженном полушариях относительно нормы оценивают восстановительные механизмы нарушенного двигательного навыка ходьбы за счет работы и увеличения объема всех зон здорового и пораженного полушарий.If more than 1 year is revealed in the residual period in case of damage to the cortical-subcortical localization, activation of the primary, secondary and tertiary zones in the affected and healthy hemispheres, as well as an increase in the volume of SM1 + SMA zones by 1.01 or more times in the affected and a decrease of 1.2 and more, in healthy cerebral hemispheres, the recovery mechanisms of impaired motor walking skill are evaluated relative to normal due to the work of healthy and affected hemispheres. If more than 1 year is revealed in the residual period with subcortical localization in a healthy and affected hemisphere, activation of the primary, secondary and tertiary zones and an increase in the volume of SM1 + SMA zones are 2.3 times or more in healthy and 2 or more times in the affected hemispheres norms evaluate the restoration mechanisms of impaired motor walking skill due to work and increase in the volume of all zones of healthy and affected hemispheres.
Примеры реализации способа.Examples of the method.
Пример 1. Острый период: корково-подкорковая локализация: пациент М., 63 года, диагноз - острое нарушение мозгового кровообращения (ОНМК) в бассейне левой средней мозговой артерии (СМА), срок на момент исследования - 21 сутки, фМРТ проводилась в периоды покоя (22,8 с) чередуемые с периодами механической стимуляции опорных зон стопы в режиме «медленной ходьбы» (30,4 с, давление 40 кПА, скорость 75 шагов/мин) при помощи совместимого с МРТ подошвенного имитатора опорной нагрузки. Двигательный дефицит - 27 баллов по шкале Fugl-Meyer для нижней конечности. Больной ходит в пределах палаты, по шкале мобильности Perry - 1 балл. Зоны вторичной и третичной сенсомоторной коры не визуализируются. Объем зоны SM1+SMA в пораженном полушарии - 216, в здоровом - 81 мм3. (см. рис.2). Восстановительные механизмы нарушенного двигательного навыка ходьбы происходят за счет работы здорового полушария с последующим вовлечением пораженного, что учитывалось при дальнейшей медикаментозной терапии.Example 1. Acute period: cortical-subcortical localization: patient M., 63 years old, diagnosed with acute cerebrovascular accident (ONMK) in the left middle cerebral artery (MCA), the period at the time of the study was 21 days, fMRI was performed during rest periods (22.8 s) alternating with periods of mechanical stimulation of the support areas of the foot in the “slow walking” mode (30.4 s, pressure 40 kPA, speed 75 steps / min) using a plantar support simulator compatible with MRI. Motor deficit - 27 points on the Fugl-Meyer scale for the lower limb. The patient walks within the ward, on a scale of mobility Perry - 1 point. Zones of the secondary and tertiary sensorimotor cortex are not visualized. The volume of the SM1 + SMA zone in the affected hemisphere is 216, in the healthy one - 81 mm 3 . (see fig. 2). The recovery mechanisms of impaired motor walking skill occur due to the work of a healthy hemisphere with the subsequent involvement of the affected, which was taken into account during further drug therapy.
Пример 2. Острый период: подкорковая локализация: пациент С., 39 лет, диагноз - ОНМК в бассейне правой СМА (21 сутки), фМРТ проводилась в периоды покоя (22,8 с) чередуемые с периодами механической стимуляции опорных зон стопы в режиме «медленной ходьбы» (30,4 с, давление 40 кПА, скорость 75 шагов/мин) при помощи совместимого с МРТ подошвенного имитатора опорной нагрузки. Двигательный дефицит - 32 балла. Больной может выходить в коридор, по шкале мобильности Реrrу - 2 балла. Визуализируются все дополнительные сенсомоторные зоны (РМС, IPL, DLPFC). Объем зоны SM1+SMA в пораженном полушарии - 4887, в здоровом - 5589 мм3. (см. рис.3). Восстановительные механизмы нарушенного двигательного навыка ходьбы оценивают за счет работы и увеличения объема всех зон здорового и пораженного полушария. Данные фМРТ в дальнейшем учитывались при проведении медикаментозной терапии.Example 2. Acute period: subcortical localization: patient S., 39 years old, diagnosed with ONMK in the right MCA pool (21 days), fMRI was performed during rest periods (22.8 s), alternating with periods of mechanical stimulation of the foot support zones in the “ slow walking ”(30.4 s, pressure 40 kPA, speed 75 steps / min) using an MRI-compatible plantar support load simulator. Motor deficit - 32 points. The patient can go out into the corridor, on a scale of mobility Reru - 2 points. All additional sensorimotor zones (PMC, IPL, DLPFC) are visualized. The volume of the SM1 + SMA zone in the affected hemisphere is 4887, in the healthy one - 5589 mm 3 . (see fig. 3). The restoration mechanisms of impaired motor skill of walking are estimated due to work and increase in the volume of all zones of a healthy and affected hemisphere. The fMRI data were subsequently taken into account when conducting drug therapy.
Пример 3. Восстановительный период: корково-подкорковая локализация: пациент Н., 45 лет, диагноз - последствия ОНМК в бассейне левой СМА, давность заболевания на момент исследования - 6 мес, фМРТ проводилась в периоды покоя (22,8 с) чередуемые с периодами механической стимуляции опорных зон стопы в режиме «медленной ходьбы» (30,4 с, давление 40 кПА, скорость 75 шагов/мин) при помощи совместимого с МРТ подошвенного имитатора опорной нагрузки. Двигательный дефицит - 16 баллов по шкале Fugl-Meyer для нижней конечности. Оценка ходьбы по шкале мобильности Perry - 3 балла. В пораженном полушарии активация сенсомоторных зон отсутствует, в здоровом полушарии определяется зона IPL, объем активации которой снижен по сравнению с нормой. Объем зоны SM1+SMA в пораженном полушарии - 0, в здоровом - 1161 мм3 (см. рис.4). Восстановительные механизмы нарушенного двигательного навыка ходьбы происходят за счет работы здорового полушария с последующим вовлечением пораженного.Example 3. Recovery period: cortical-subcortical localization: patient N., 45 years old, diagnosis - consequences of stroke in the left MCA pool, the disease was 6 months old at the time of the study, fMRI was performed during rest periods (22.8 s) alternating with periods mechanical stimulation of the supporting zones of the foot in the “slow walking” mode (30.4 s, pressure 40 kPA, speed 75 steps / min) using a plantar support simulator compatible with MRI. Motor deficit - 16 points on the Fugl-Meyer scale for the lower limb. The Perry Mobility Rating score is 3 points. In the affected hemisphere, activation of the sensorimotor zones is absent; in the healthy hemisphere, the IPL zone is determined, the activation volume of which is reduced compared to the norm. The volume of the SM1 + SMA zone in the affected hemisphere is 0, in the healthy one - 1161 mm 3 (see Fig. 4). The recovery mechanisms of impaired motor walking skill occur due to the work of a healthy hemisphere with the subsequent involvement of the affected.
Пример 4. Восстановительный период: подкорковая локализция: пациентка Б., 56 лет, диагноз - ОНМК в бассейне левой СМА, давность заболевания на момент исследования - 2 мес, фМРТ проводилась в периоды покоя (22,8 с) чередуемые с периодами механической стимуляции опорных зон стопы в режиме «медленной ходьбы» (30,4 с, давление 40 кПА, скорость 75 шагов/мин) при помощи совместимого с МРТ подошвенного имитатора опорной нагрузки. Двигательный дефицит - 24 балла по шкале Fugl-Meyer для нижней конечности. Оценка ходьбы по шкале мобильности Реrrу - 4 балла. Визуализируются все дополнительные сенсомоторные зоны (РМС, IPL, DLPFC) в обоих полушариях. Объем зоны SM1+SMA в пораженном полушарии - 10638, в здоровом - 12123 мм3 (см. рис.5). Восстановительные механизмы нарушенного двигательного навыка ходьбы происходят за счет работы и увеличения объема всех зон здорового и пораженного полушария, что учитывалось в процессе реабилитационных мероприятий и фармакотерапии.Example 4. Recovery period: subcortical localization: patient B., 56 years old, diagnosed with ONMK in the left MCA pool, the disease was 2 months old at the time of the study, fMRI was performed at rest periods (22.8 s), alternating with periods of support mechanical stimulation zones of the foot in the “slow walking” mode (30.4 s, pressure 40 kPA, speed 75 steps / min) with the help of an MRI-compatible plantar support load simulator. Motor deficiency - 24 points on the Fugl-Meyer scale for the lower limb. Assessment of walking on the Mobility Rating scale - 4 points. All additional sensorimotor zones (PMC, IPL, DLPFC) in both hemispheres are visualized. The volume of the SM1 + SMA zone in the affected hemisphere is 10638, in the healthy one - 12123 mm 3 (see Fig. 5). The recovery mechanisms of impaired motor walking skill occur due to work and an increase in the volume of all areas of the healthy and affected hemisphere, which was taken into account in the process of rehabilitation measures and pharmacotherapy.
Пример 5. Резидуальный период: корково-подкорковая локализация: пациент Г., 52 года, диагноз - последствия ОНМК в бассейне правой СМА, давность заболевания на момент исследования - 5 лет, фМРТ проводилась в периоды покоя (22,8 с) чередуемые с периодами механической стимуляции опорных зон стопы в режиме медленной ходьбы (30,4 с, давление 40 кПА, скорость 75 шагов/мин) при помощи совместимого с МРТ подошвенного имитатора опорной нагрузки. Двигательный дефицит - 13 баллов по шкале Fugl-Meyer для нижней конечности. Оценка ходьбы по шкале мобильности Perry - 3 балла. Отмечается активация всех сенсомоторных зон в обоих полушариях. Объем зоны SM1+SMA в пораженном полушарии - 3537, в здоровом - 2079 мм3 (см. рис.6). Восстановительные механизмы нарушенного двигательного навыка ходьбы происходят за счет работы здорового и пораженного полушарий. Это учитывалось в процессе реабилитационных мероприятий и фармакотерапии больного.Example 5. The residual period: cortical-subcortical localization: patient G., 52 years old, diagnosis - consequences of stroke in the right MCA basin, the disease was 5 years old at the time of the study, fMRI was performed during rest periods (22.8 s) alternating with periods mechanical stimulation of the supporting zones of the foot in the mode of slow walking (30.4 s, pressure 40 kPA, speed 75 steps / min) using a plantar support simulator compatible with MRI. Motor deficit - 13 points on the Fugl-Meyer scale for the lower limb. The Perry Mobility Rating score is 3 points. Activation of all sensorimotor zones in both hemispheres is noted. The volume of the SM1 + SMA zone in the affected hemisphere is 3537, in the healthy one - 2079 mm 3 (see Fig. 6). The recovery mechanisms of impaired motor walking skill are due to the work of a healthy and affected hemisphere. This was taken into account in the process of rehabilitation measures and pharmacotherapy of the patient.
Пример 6. Резидуальный период: подкорковая локализция: пациент К., 50 лет, диагноз - последствия перенесенного ОНМК в бассейне левой СМА, давность заболевания на момент исследования - 3 года, фМРТ проводилась в периоды покоя (22,8 с) чередуемые с периодами механической стимуляции опорных зон стопы в режиме «медленной ходьбы» (30,4 с, давление 40 кПА, скорость 75 шагов/мин) при помощи совместимого с МРТ подошвенного имитатора опорной нагрузки. Двигательный дефицит - 27 баллов по шкале Fugl-Meyer для нижней конечности. Оценка ходьбы по шкале мобильности Perry - 4 балла. Визуализируются все дополнительные сенсомоторные зоны (РМС, IPL, DLPFC) в обоих полушариях. Объем зоны SM1+SMA в пораженном полушарии - 11448, в здоровом - 11923 мм3 (см. рис.7). Восстановительные механизмы нарушенного двигательного навыка ходьбы происходят за счет работы и увеличения объема всех зон здорового и пораженного полушарий, что учитывалось в процессе реабилитационных мероприятий.Example 6. The residual period: subcortical localization: patient K., 50 years old, the diagnosis - the effects of stroke in the left MCA basin, the duration of the disease at the time of the study was 3 years, fMRI was performed during rest periods (22.8 s) alternating with periods of mechanical stimulation of the support zones of the foot in the “slow walking” mode (30.4 s, pressure 40 kPA, speed 75 steps / min) using a plantar support simulator compatible with MRI. Motor deficit - 27 points on the Fugl-Meyer scale for the lower limb. A Perry Mobility Rating score of 4. All additional sensorimotor zones (PMC, IPL, DLPFC) in both hemispheres are visualized. The volume of the SM1 + SMA zone in the affected hemisphere is 11448, in the healthy one - 11923 mm 3 (see Fig. 7). The recovery mechanisms of impaired motor walking skill occur due to work and an increase in the volume of all zones of healthy and affected hemispheres, which was taken into account in the process of rehabilitation measures.
Было обследовано 43 человека с впервые выявленным инсультом по ишемическому типу в бассейне средней мозговой артерии с умеренным/выраженным гемипарезом. В группу вошло 30 мужчин и 13 женщин, средний возраст составил 54 [46;60] лет. Инсульт в правом полушарии большого мозга отмечался у 23 больных, в левом полушарии большого мозга - у 20 больных. Давность инсульта на момент обследования составляла 21 сутки у 13 пациентов, 2-6 месяцев - у 18 пациентов, более 1 года - у 12 пациентов. Для оценки физического состояния нижних конечностей применялась шкала оценки физического состояния Fugl-Meyer (0 баллов - плегия, 34 балла - норма) и оценка ходьбы по шкале мобильности Perry (0 баллов - больной не может ходить, 5 баллов - больной может ходить везде самостоятельно). При групповом анализе применялась модель со случайными уровнями факторов (random effects model) с установленным порогом статистической значимости p<0,001 для выявления значимых зон активации. В результатах представлены только зоны активации (кластеры) с p<0,05 на кластерном уровне.43 patients with a first detected ischemic stroke in the middle cerebral artery pool with moderate / severe hemiparesis were examined. The group included 30 men and 13 women, the average age was 54 [46; 60] years. Stroke in the right hemisphere of the large brain was observed in 23 patients, in the left hemisphere of the large brain in 20 patients. The stroke duration at the time of the examination was 21 days in 13 patients, 2-6 months in 18 patients, more than 1 year in 12 patients. To assess the physical condition of the lower extremities, the Fugl-Meyer physical condition scale was used (0 points - Plegia, 34 points - normal) and the Perry mobility scale (0 points - the patient cannot walk, 5 points - the patient can walk everywhere independently) . In the group analysis, we used a model with random levels of factors (random effects model) with a set threshold of statistical significance p <0.001 to identify significant activation zones. The results show only activation zones (clusters) with p <0.05 at the cluster level.
По данным фМРТ исследовали зоны активации сенсомоторной системы в каждом полушарии и рассчитывали объем зоны активации SM1+SMA, в мм3.According to fMRI, the activation zones of the sensorimotor system in each hemisphere were studied and the volume of the activation zone SM1 + SMA, in mm 3, was calculated.
Статистическая обработка всех результатов проводилась с применением программ Microsoft Excel, а также пакета компьютерных прикладных программ SPSS 16.0. При этом применялись следующие непараметрические методы: анализ связи (корреляции) двух признаков (метод Спирмена); сопоставление двух и трех независимых групп по количественному признаку (соответственно с использованием U-критерия Манн-Уитни и метода Краскела-Уоллиса); сопоставление двух и трех зависимых групп по количественному признаку (соответственно с использованием метода Уилкоксона и Фридмена); описательная статистика. Данные представлены в виде медианы, 25% и 75% квартилей. Статистически значимыми считались результаты при p<0.05.Statistical processing of all the results was carried out using Microsoft Excel programs, as well as the SPSS 16.0 software package. The following nonparametric methods were used: analysis of the relationship (correlation) of two signs (Spearman's method); a comparison of two and three independent groups by quantitative criteria (respectively, using the Mann-Whitney U-test and the Kruskal-Wallis method); a comparison of two and three dependent groups by quantity (using the Wilcoxon and Friedman method, respectively); descriptive statistics. Data are presented as median, 25% and 75% quartiles. The results were considered statistically significant at p <0.05.
Все пациенты в зависимости от срока давности заболевания были разделены на 3 группы: группа острых больных (21 сутки), группа восстановительного периода (2-6 месяцев) и группа резидуального периода (более 1 года); в каждой из групп были выделены по 2 подгруппы в зависимости от локализации зоны инфаркта: корково-подкорковая и подкорковая. При обработке данных все группы пациентов были сопоставимые по полу, возрасту и двигательному дефициту. Помимо определения характера корковой активации всех зон головного мозга в каждой из подгрупп, выявлялся также объем зоны SM1+SMA в каждой из подгрупп. Суммарные карты активации представлены на рис.8, на котором показаны зоны корковой активации пациентов при выполнении парадигмы в подгруппах с корково-подкорковой (верхний ряд) и подкорковой (нижний ряд) локализацией инфаркта на разных сроках по сравнению с нормой (слева), наложенные на объемные изображения стандартного нормализованного головного мозга. Правое полушарие (пораженное) - правое среднее изображение в каждой подгруппе. Данные подгруппы подкорковой локализации в резидуальном периоде представлены на примере средней карты активации двух пациентов и выделены красной рамкой.All patients, depending on the limitation period of the disease, were divided into 3 groups: a group of acute patients (21 days), a group of the recovery period (2-6 months) and a group of the residual period (more than 1 year); in each group, 2 subgroups were identified depending on the location of the infarct zone: cortical-subcortical and subcortical. When processing the data, all groups of patients were comparable by sex, age, and motor deficit. In addition to determining the nature of cortical activation of all areas of the brain in each of the subgroups, the volume of the SM1 + SMA zone in each of the subgroups was also revealed. Summarized activation maps are presented in Fig. 8, which shows the zones of cortical activation of patients during the execution of the paradigm in subgroups with cortical-subcortical (upper row) and subcortical (lower row) localization of myocardial infarction at different periods compared to the norm (left), superimposed on volumetric images of a standard normalized brain. The right hemisphere (affected) is the right middle image in each subgroup. These subgroups of subcortical localization in the residual period are presented as an example of an average activation map of two patients and are highlighted in red.
Активация в остром периоде.Activation in the acute period.
1. В подгруппу корково-подкорковой локализации в остром периоде вошло 5 человек (4 мужчины, 1 женщина; средний возраст 53[49;59] лет; средний балл для нижних конечностей по шкале Fugl-Meyer составил 23 [17; 27]; способность к самостоятельному передвижению по шкале Реrrу составила 1 [1,0; 3,0] балл). При проведении фМРТ в данной подгруппе отмечалась дезорганизация сенсомоторной системы как в пораженном, так и в здоровом полушарии со значительным уменьшением размеров первичных и вторичных сенсомоторных зон. Объем зоны SM1+SMA в пораженном полушарии составил 342 [216; 405] мм3, в здоровом - 282,5 [91; 377] мм3, т.е. был значительно ниже группы нормы (объем зоны SM1+SMA в группе нормы составил 3132 мм3 для правого полушария, 2511 мм3 - для левого).1. The subgroup of cortical-subcortical localization in the acute period included 5 people (4 men, 1 woman; average age 53 [49; 59] years; the average score for the lower extremities on the Fugl-Meyer scale was 23 [17; 27]; to independent movement on the Reru scale was 1 [1.0; 3.0] point). When performing fMRI in this subgroup, disorganization of the sensorimotor system was noted in both the affected and healthy hemispheres with a significant decrease in the size of the primary and secondary sensorimotor zones. The volume of the SM1 + SMA zone in the affected hemisphere was 342 [216; 405] mm 3 , in healthy - 282.5 [91; 377] mm 3 , ie was significantly lower than the normal group (the volume of the SM1 + SMA zone in the normal group was 3132 mm 3 for the right hemisphere, 2511 mm 3 for the left).
2. В подгруппу подкорковой локализации в остром периоде вошло 8 человек (6 мужчин, 2 женщины; средний возраст 59[46,5;61,5] лет; средний балл для нижних конечностей по шкале Fugl-Meyer составил 25[11;30]; способность к самостоятельной ходьбе по шкале Реrrу была равна 2,0 [0; 4,0] баллам). При проведении фМРТ в данной подгруппе все зоны сенсомоторной системы присутствовали, при этом объем первичной сенсомоторной коры был сопоставим с группой нормы - объем зоны SM1+SMA в пораженном полушарии составил 3098 [2754; 4860] мм3, в здоровом - 3635 [2943; 5265] мм3, тогда как зоны вторичной и третичной сенсомоторной коры были уменьшены в объеме.2. The subgroup of subcortical localization in the acute period included 8 people (6 men, 2 women; average age 59 [46.5; 61.5] years; the average score for the lower extremities on the Fugl-Meyer scale was 25 [11; 30] ; the ability to walk independently on the Perr scale was 2.0 [0; 4.0] points). When fMRI was performed in this subgroup, all zones of the sensorimotor system were present, and the volume of the primary sensorimotor cortex was comparable with the normal group — the volume of the SM1 + SMA zone in the affected hemisphere was 3098 [2754; 4860] mm 3 , in healthy - 3635 [2943; 5265] mm 3 , while the zones of the secondary and tertiary sensorimotor cortex were reduced in volume.
Активация в восстановительном периоде.Activation in the recovery period.
1. В подгруппу корково-подкорковой локализации в восстановительном периоде вошло 9 человек (8 мужчин, 1 женщина; средний возраст 51 [44; 65] лет; средний балл для нижних конечностей по шкале Fugl-Meyer составил 16 [7; 22]; способность к самостоятельному передвижению по шкале Perry составила 3,0 [2,0; 3,0] балла). При проведении фМРТ в данной подгруппе по сравнению с острым периодом отмечалось появление зон IPL (нижняя теменная долька), DLPFC (дорсолатеральная фронтальная кора), РМС (премоторная кора) в здоровом полушарии, несколько уменьшенных в объеме по сравнению с нормой. Активация данных зон в пораженном полушарии продолжала практически отсутствовать. Объем зоны SM1+SMA в пораженном полушарии составил 594 [432; 2701] мм3, т.е. оставался значительно ниже группы нормы, в здоровом - 1404 [1053; 5652,5] мм3, т.е. был снижен примерно в два раза по сравнению с группой нормы.1. The subgroup of cortical-subcortical localization in the recovery period included 9 people (8 men, 1 woman; average age 51 [44; 65] years; the average score for the lower extremities on the Fugl-Meyer scale was 16 [7; 22]; to independent movement on the Perry scale was 3.0 [2.0; 3.0] points). When performing fMRI in this subgroup, the appearance of IPL (inferior parietal lobule), DLPFC (dorsolateral frontal cortex), PMC (premotor cortex) zones in the healthy hemisphere was slightly reduced in volume compared with the normal compared to the acute period. Activation of these zones in the affected hemisphere continued to be practically absent. The volume of the SM1 + SMA zone in the affected hemisphere was 594 [432; 2701] mm 3 , ie remained significantly below the normal group, in healthy - 1404 [1053; 5652.5] mm 3 , ie was reduced by about half compared with the normal group.
2. В подгруппу подкорковой локализации в восстановительном периоде вошло 9 человек (4 мужчины, 5 женщин; средний возраст 56 [50,5; 63] лет; средний балл для нижних конечностей по шкале Fugl-Meyer составил 27,5 [24; 30]; способность к самостоятельной ходьбе по шкале Реrrу составила 4,0 [3,0; 4,0] балла). При проведении фМРТ в данной подгруппе все зоны интереса присутствовали, при этом объем первичной сенсомоторной коры превосходил ее объем в норме - объем зоны SM1+SMA в пораженном полушарии составил 4826 [459; 10655] мм3, в здоровом - 5063 [1134; 12123] мм3.2. The subgroup of subcortical localization in the recovery period included 9 people (4 men, 5 women; average age 56 [50.5; 63] years; the average score for the lower extremities on the Fugl-Meyer scale was 27.5 [24; 30] ; the ability to walk independently on the Reru scale was 4.0 [3.0; 4.0] points). When fMRI was performed in this subgroup, all areas of interest were present, while the volume of the primary sensorimotor cortex exceeded its normal volume — the volume of the SM1 + SMA zone in the affected hemisphere was 4826 [459; 10655] mm 3 , in healthy - 5063 [1134; 12123] mm 3 .
Активация в резидуальном периоде.Activation in the residual period.
1. В подгруппу корково-подкорковой локализации в хроническом периоде вошло 9 человек (6 мужчин, 3 женщины; средний возраст 54 [37; 55] лет; средний балл для нижних конечностей по шкале Fugl-Meyer составил 22 [13; 24]; способность к самостоятельному передвижению по шкале Реrrу составила 3,0 [3,0; 3,0] балла). При проведении фМРТ в данной подгруппе отмечалось появление активации сенсомоторных зон в пораженном полушарии, тогда как активация в здоровом полушарии по своим размерам стала даже несколько превосходить аналогичную в группе нормы. Объем зоны SM1+SMA в пораженном полушарии составил 2538 [1241; 3841] мм3, в здоровом - 2572 [986; 4199] мм3, т.е. был сопоставим с группой нормы.1. The subgroup of cortical-subcortical localization in the chronic period included 9 people (6 men, 3 women; average age 54 [37; 55] years; the average score for the lower extremities on the Fugl-Meyer scale was 22 [13; 24]; to independent movement on the Reru scale was 3.0 [3.0; 3.0] points). When fMRI was performed in this subgroup, the appearance of activation of the sensorimotor zones in the affected hemisphere was noted, while activation in the healthy hemisphere even slightly exceeded the size similar to that in the group. The volume of the SM1 + SMA zone in the affected hemisphere was 2538 [1241; 3841] mm 3 , in healthy - 2572 [986; 4199] mm 3 , ie was comparable to the norm group.
2. В подгруппу пациентов с подкорковой локализацией зоны инфаркта в резедуальном периоде ИИ вошло 3 человека (2 мужчины, 1 женщина; средний возраст 51 [50,5; 52] год; средний балл для нижних конечностей по шкале Fugl-Meyer составил 26 [23,5; 26,5]; способность к самостоятельному перемещению по шкале Реrrу составляла 4,0 [3,0; 4,0] балла). При проведении фМРТ (описательная картина по усредненной карте активации для 3-х человек рис.8, выделено красной рамкой) у данных пациентов присутствует активация всех зон сенсомоторной системы, как и в восстановительном периоде, однако отмечается еще большее увеличение объема зоны SM1+SMA, которое составляет: пораженное полушарие - 5103, непораженное полушарие - 7317 мм3.2. The subgroup of patients with subcortical localization of the infarcted zone in the resedual period of AI included 3 people (2 men, 1 woman; average age 51 [50.5; 52] years; the average score for the lower extremities on the Fugl-Meyer scale was 26 [23 , 5; 26.5]; the ability to independently move on the Perru scale was 4.0 [3.0; 4.0] points). When performing fMRI (a descriptive picture of the averaged activation map for 3 people in Fig. 8, highlighted in red), these patients have activation of all zones of the sensorimotor system, as in the recovery period, however, there is an even greater increase in the volume of the SM1 + SMA zone, which is: the affected hemisphere - 5103, the unaffected hemisphere - 7317 mm 3 .
Таким образом, у пациентов с корково-подкорковой локализацией при проведении фМРТ в острый период отмечается дезорганизация сенсомоторной системы как в пораженном, так и в здоровом полушарии с практическим отсутствием визуализации первичных и вторичных сенсомоторных зон. В восстановительном периоде у пациентов данной группы отмечается появление зон IPL, DLPFC, РМС в здоровом полушарии, несколько уменьшенных в объеме по сравнению с нормой. Также отчетливо выявляется активация первичной сенсомоторной коры в описываемом полушарии, объем которой примерно в 2 раза снижен по сравнению с группой нормы. Активация в пораженном полушарии продолжала отсутствовать. В резидуальном периоде при корково-подкорковой локализации отмечалось появление активации и в пораженном полушарии, а общий паттерн активации приблизился к таковому группы нормы.Thus, in patients with cortical-subcortical localization during fMRI in the acute period, the sensorimotor system is disorganized in both the affected and healthy hemispheres with a practical lack of visualization of primary and secondary sensorimotor zones. In the recovery period, the appearance of IPL, DLPFC, and PMC zones in the healthy hemisphere in patients of this group is somewhat reduced in volume compared to the norm. Also, activation of the primary sensorimotor cortex in the described hemisphere is clearly detected, the volume of which is approximately 2 times lower than in the normal group. Activation in the affected hemisphere continued to be absent. In the residual period with cortical-subcortical localization, the appearance of activation was also observed in the affected hemisphere, and the general activation pattern approached that of the normal group.
В группе с подкорковой локализацией в острый период все зоны интереса присутствовали, причем размеры зоны SM1+SMA в обоих полушариях были сопоставимы с размерами аналогичной зоны в норме. В дальнейшем, в восстановительном периоде, происходило расширение зон активации, незначительно превосходящее по размерам аналогичное в норме. Что касается резидуального периода, то полученные данные показывают еще большее увеличение активации сенсомоторной коры не только по сравнению с восстановительным периодом, но и с группой нормы. Из литературы известно, что благоприятным паттерном является восстановление объема активации, характерного до развития заболевания [Calautti С., Leroy F., Guincestre J.Y., Marie R.M., Baron J.C. Sequential activation brain mapping after subcortical stroke: changes in hemispheric balance and recovery. Neuroreport. 2001; 12: 3883-3886]. В нашем случае мы наблюдаем увеличение чрезмерной активации со временем, что может быть связано с компенсаторным расширением этих зон для восстановления нарушенных функций. Следовательно, в зависимости от локализации зоны инфаркта, наблюдаются разные варианты активации сенсомоторной сети: в первой группе - восстановление в основном происходит за счет работы здорового полушария с последующим вовлечением пораженного, тогда как во второй подгруппе активация всех сенсомоторных зон сохраняется и восстановление происходит за счет увеличения их объема в обоих полушариях.In the group with subcortical localization in the acute period, all zones of interest were present, and the sizes of the SM1 + SMA zone in both hemispheres were comparable to the normal zone sizes. In the future, in the recovery period, there was an expansion of the activation zones, slightly exceeding in size similar to the norm. As for the residual period, the data obtained show an even greater increase in the activation of the sensorimotor cortex not only in comparison with the recovery period, but also with the normal group. From the literature it is known that a favorable pattern is the restoration of the activation volume characteristic before the development of the disease [Calautti C., Leroy F., Guincestre J.Y., Marie R.M., Baron J.C. Sequential activation brain mapping after subcortical stroke: changes in hemispheric balance and recovery. Neuroreport. 2001; 12: 3883-3886]. In our case, we observe an increase in excessive activation over time, which may be due to the compensatory expansion of these zones to restore impaired functions. Consequently, depending on the localization of the infarction zone, there are different options for activating the sensorimotor network: in the first group, recovery is mainly due to the work of the healthy hemisphere with subsequent involvement of the affected, while in the second subgroup, activation of all sensorimotor zones is preserved and recovery occurs due to an increase their volume in both hemispheres.
Таким образом, предложенный способ оценки механизмов восстановления нарушенного двигательного навыка ходьбы у больных с ишемическим инсультом при выполнении сложных двигательных актов наиболее точно отражает воспроизведения локомоторных процессов при наличии двигательного дефицита по данным активации сенсомоторной системы полушарий головного мозга при проведении фМРТ исследования с последующим их использованием для определения характерных паттернов активации коры и подкорковых структур у групп пациентов с различной локализацией зоны поражения вещества головного мозга (корковые и подкорковые инсульты) и в различные периоды заболевания, а также исследование характера изменений этих паттернов у отдельных лиц на протяжении всего периода реабилитации. Это позволит в дальнейшем реализовать эти данные в процессе реабилитационных мероприятий и фармакотерапии.Thus, the proposed method for assessing the mechanisms of restoration of impaired motor walking skill in patients with ischemic stroke during complex motor acts most accurately reflects the reproduction of locomotor processes in the presence of motor deficiency according to the activation of the sensorimotor system of the cerebral hemispheres during fMRI studies with their subsequent use to determine characteristic patterns of activation of the cortex and subcortical structures in groups of patients with different locations areas of damage to the substance of the brain (cortical and subcortical strokes) and at various periods of the disease, as well as a study of the nature of changes in these patterns in individuals throughout the rehabilitation period. This will make it possible to further implement these data in the process of rehabilitation measures and pharmacotherapy.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012107562/14A RU2483673C1 (en) | 2012-02-29 | 2012-02-29 | Method of assessing mechanisms of recovery of impaired motor skill of walking in patients with ischemic stroke of various localisation in different periods of disease |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012107562/14A RU2483673C1 (en) | 2012-02-29 | 2012-02-29 | Method of assessing mechanisms of recovery of impaired motor skill of walking in patients with ischemic stroke of various localisation in different periods of disease |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2483673C1 true RU2483673C1 (en) | 2013-06-10 |
Family
ID=48785389
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2012107562/14A RU2483673C1 (en) | 2012-02-29 | 2012-02-29 | Method of assessing mechanisms of recovery of impaired motor skill of walking in patients with ischemic stroke of various localisation in different periods of disease |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2483673C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2572160C1 (en) * | 2014-09-24 | 2015-12-27 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Научный центр неврологии" (ФГБНУ НЦН) | Method for correction of postural disorders in acute stroke |
| RU2686418C2 (en) * | 2017-07-17 | 2019-04-25 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ивановская государственная медицинская академия" Министерства здравоохранения Российской Федерации | Method of predicting lack of regress of motor deficits in patients in late recovery period of ischemic stroke with mild or moderate central hemiparesis |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20070191704A1 (en) * | 2002-07-26 | 2007-08-16 | Decharms Richard C | Methods for Measurement and Analysis of Brain Activity |
| WO2011084788A2 (en) * | 2009-12-21 | 2011-07-14 | Sherwin Hua | Insertion of medical devices through non-orthogonal and orthogonal trajectories within the cranium and methods of using |
| RU2428931C1 (en) * | 2010-05-13 | 2011-09-20 | Учреждение Российской академии медицинских наук Научный центр неврологии (НЦН РАМН) | Method of neurovisualisation of brain activation zones, responsible for walking |
-
2012
- 2012-02-29 RU RU2012107562/14A patent/RU2483673C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20070191704A1 (en) * | 2002-07-26 | 2007-08-16 | Decharms Richard C | Methods for Measurement and Analysis of Brain Activity |
| WO2011084788A2 (en) * | 2009-12-21 | 2011-07-14 | Sherwin Hua | Insertion of medical devices through non-orthogonal and orthogonal trajectories within the cranium and methods of using |
| RU2428931C1 (en) * | 2010-05-13 | 2011-09-20 | Учреждение Российской академии медицинских наук Научный центр неврологии (НЦН РАМН) | Method of neurovisualisation of brain activation zones, responsible for walking |
Non-Patent Citations (4)
| Title |
|---|
| WARD N.S. et al. Mechanisms underlying recovery of motor function after stroke. Arch Neurol. 2004 Dec; 61 (12):1844-8. * |
| Бушенева С.Н. Функциональная реорганизация двигательной системы после инсульта: Автореф. дис. - М., 2007, с.8-29. * |
| Бушенева С.Н. Функциональная реорганизация двигательной системы после инсульта: Автореф. дис. - М., 2007, с.8-29. Иу С.Х. и др. Использование компьютерных стимуляторов виртуальной реальности в восстановительном периоде инсульта: индукция корковой реорганизации и связанного с ней восстановления локомоторной функции. Журнал «STROKE", 2005, 9, с.46-53. WU C.Y. et al. Brain reorganization after bilateral arm training and distributed constraint-induced therapy in stroke patients: a preliminary functional magnetic resonance imaging study. Chang Gung Med J. 2010 Nov-Dec; 33(6):628-38. * |
| Иу С.Х. и др. Использование компьютерных стимуляторов виртуальной реальности в восстановительном периоде инсульта: индукция корковой реорганизации и связанного с ней восстановления локомоторной функции. Журнал «S * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2572160C1 (en) * | 2014-09-24 | 2015-12-27 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Научный центр неврологии" (ФГБНУ НЦН) | Method for correction of postural disorders in acute stroke |
| RU2686418C2 (en) * | 2017-07-17 | 2019-04-25 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ивановская государственная медицинская академия" Министерства здравоохранения Российской Федерации | Method of predicting lack of regress of motor deficits in patients in late recovery period of ischemic stroke with mild or moderate central hemiparesis |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Catena et al. | The effects of attention capacity on dynamic balance control following concussion | |
| Hardwick et al. | Neural correlates of action: Comparing meta-analyses of imagery, observation, and execution | |
| Wells et al. | Meditation's impact on default mode network and hippocampus in mild cognitive impairment: a pilot study | |
| Hilti et al. | The desire for healthy limb amputation: structural brain correlates and clinical features of xenomelia | |
| Robert et al. | The effect of viewing a virtual environment through a head-mounted display on balance | |
| Cruz et al. | Epilepsy and neurocysticercosis in an Andean community. | |
| Akselrod et al. | Anatomical and functional properties of the foot and leg representation in areas 3b, 1 and 2 of primary somatosensory cortex in humans: A 7T fMRI study | |
| Demnitz et al. | Associations between mobility, cognition, and brain structure in healthy older adults | |
| Kim et al. | Balance deficit and brain connectivity in children with attention-deficit/hyperactivity disorder | |
| Goossens et al. | Differences in brain processing of proprioception related to postural control in patients with recurrent non-specific low back pain and healthy controls | |
| Wildenberg et al. | High-resolution fMRI detects neuromodulation of individual brainstem nuclei by electrical tongue stimulation in balance-impaired individuals | |
| Jang et al. | The relation between motor function of stroke patients and diffusion tensor imaging findings for the corticospinal tract | |
| Rousseaux et al. | An anatomical and psychophysical comparison of subjective verticals in patients with right brain damage | |
| Kenzie et al. | Anatomical correlates of proprioceptive impairments following acute stroke: a case series | |
| Albanese et al. | Multiple system atrophy presenting as parkinsonism: clinical features and diagnostic criteria. | |
| Maffei et al. | Visual gravity cues in the interpretation of biological movements: neural correlates in humans | |
| McGregor et al. | Brain connectivity and behavioral changes in a spaceflight analog environment with elevated CO2 | |
| Poulin-Lord et al. | Increased topographical variability of task-related activation in perceptive and motor associative regions in adult autistics | |
| Wu et al. | Fatigue in ankylosing spondylitis is associated with the brain networks of sensory salience and attention | |
| Monfort et al. | Exploring the roles of central and peripheral nervous system function in gait stability: preliminary insights from cancer survivors | |
| Edmonds et al. | Biomechanical, neuromuscular and knee pain effects following therapeutic knee taping among patients with knee osteoarthritis during walking gait | |
| Semrau et al. | Differential loss of position sense and kinesthesia in sub-acute stroke | |
| Van de Winckel et al. | Does somatosensory discrimination activate different brain areas in children with unilateral cerebral palsy compared to typically developing children? An fMRI study | |
| Goto et al. | Locomotion outcome in hemiplegic patients with middle cerebral artery infarction: the difference between right-and left-sided lesions | |
| RU2483673C1 (en) | Method of assessing mechanisms of recovery of impaired motor skill of walking in patients with ischemic stroke of various localisation in different periods of disease |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190301 |