WO2021118382A1 - Method for increasing the effectiveness of arm motor rehabilitation after stroke - Google Patents

Method for increasing the effectiveness of arm motor rehabilitation after stroke Download PDF

Info

Publication number
WO2021118382A1
WO2021118382A1 PCT/RU2019/000915 RU2019000915W WO2021118382A1 WO 2021118382 A1 WO2021118382 A1 WO 2021118382A1 RU 2019000915 W RU2019000915 W RU 2019000915W WO 2021118382 A1 WO2021118382 A1 WO 2021118382A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
muscle
stimulation
motor
stroke
movement
Prior art date
Application number
PCT/RU2019/000915
Other languages
French (fr)
Russian (ru)
Inventor
Илья Сергеевич БАКУЛИН
Александра Георгиевна ПОЙДАШЕВА
Антон Сергеевич КЛОЧКОВ
Анастасия Евгеньевна ХИЖНИКОВА
Наталья Александровна СУПОНЕВА
Михаил Александрович ПИРАДОВ
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "НАУЧНЫЙ ЦЕНТР НЕВРОЛОГИИ"
Общество с ограниченной ответственностью "Нейроботикс"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "НАУЧНЫЙ ЦЕНТР НЕВРОЛОГИИ", Общество с ограниченной ответственностью "Нейроботикс" filed Critical Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "НАУЧНЫЙ ЦЕНТР НЕВРОЛОГИИ"
Priority to PCT/RU2019/000915 priority Critical patent/WO2021118382A1/en
Publication of WO2021118382A1 publication Critical patent/WO2021118382A1/en

Links

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61NELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N1/00Electrotherapy; Circuits therefor
    • A61N1/18Applying electric currents by contact electrodes
    • A61N1/20Applying electric currents by contact electrodes continuous direct currents
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61NELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N1/00Electrotherapy; Circuits therefor
    • A61N1/18Applying electric currents by contact electrodes
    • A61N1/32Applying electric currents by contact electrodes alternating or intermittent currents
    • A61N1/36Applying electric currents by contact electrodes alternating or intermittent currents for stimulation

Definitions

  • the invention relates to medicine, namely to methods of rehabilitation of patients who have suffered a stroke.
  • Stroke is the most important medical and social problem around the world [1]. Stroke is characterized, on the one hand, by high mortality, and on the other, by the persistence of residual neurological deficit in the majority of surviving patients, which is the cause of disability after the end of the acute period [2]. Stroke occurs in about 16.9 million people worldwide every year [3]. According to the official statistics of the Ministry of Health, 428,053 cases of stroke were registered in the Russian Federation in 2017, the incidence was 291.55 per 100,000 population [4]. Hand dysfunctions in patients with stroke are detected with a frequency of up to 80% and are one of the most significant factors in the decline in the quality of life, disturbances in everyday and social adaptation [5]. Improving rehabilitation methods for patients with post-stroke movement disorders is the most important direction in reducing the social and economic burden of stroke [6,
  • the main and most common method of EFT is transcranial direct current stimulation (tDCS).
  • TPP transcranial direct current stimulation
  • the device for TPP includes a generator and two electrodes. Typically, a current strength of 0.5 to 2 mA and a stimulation duration of 10 to 30 minutes are used [17].
  • tDCS With tDCS, one of the electrodes is the anode and the other is the cathode. Experimental studies have shown that tDCS causes a subthreshold change in the membrane potential, which, in turn, leads to a change in the excitability of neurons, depending on the polarity of the stimulating electrode [17-20].
  • an incoming (towards the electrode) current is generated in the nerve tissue, which causes a displacement of the membrane potential in the positive direction - depolarization of the membrane, which facilitates (makes more likely) the formation of adhesions.
  • TMS transcranial magnetic stimulation
  • non-invasive brain stimulation to improve hand function in stroke is based on modern concepts of the structural and functional reorganization of the motor system caused by its unilateral damage.
  • restoration of impaired functions occurs primarily due to a decrease in cerebral edema and regression of inflammatory changes.
  • neuroplasticity processes are of the greatest importance, providing functional reorganization of cortical motor areas with recruitment to perform the function of preserved neurons in the perifocal region of the affected hemisphere and / or homologous pathways and areas of the unaffected hemisphere [22-24].
  • These processes lead to complex and insufficiently unexplored changes in interhemispheric interactions. It is the modulation of interhemispheric interactions with the induction of neuroplastic changes that is the main point of application for a number of modern methods of neurorehabilitation, including EFT [22].
  • tDCS When tDCS is used in combination with motor rehabilitation methods, it is extremely important to have a definite optimal temporal pattern of such a combination.
  • tDCS can be used before motor training (as a priming, to prepare for training), during or after motor training [34].
  • Studies on healthy volunteers have shown that only when conducting anodic tDCS before simple motor training (but not during and after) a statistically significant increase in the excitability of the motor cortex of the stimulated hemisphere is revealed [34].
  • stroke it has been shown that an improvement in the performance of a motor task is observed during anodic tDCS before robotic arm mechanotherapy, but not during or after [35].
  • the muscles of the paretic limbs can be contracted by applying an electric current, by direct action on the intact peripheral nerves that innervate these muscles, as well as in the projection area of the motor point of the stimulated muscle.
  • NMES neuromuscular electrical stimulation
  • FES functional electrical stimulation
  • FES - a method that uses a course therapy with electric current impulses to induce a specific pattern of muscle contractions and movements necessary to perform a specific function; muscles are activated as a result of stimulation of the motor point of the muscle, electrical stimulation is combined with the performance of targeted exercises [37].
  • FES has proven itself well as an independent technique for restoring the motor function of the lower limb [38-40].
  • Several studies have shown the effectiveness of the use of FES for restoring the motor function of the hand [41-44].
  • NMES of the flexors and extensors of the wrist and fingers is proposed as an adjuvant method for use in patients with a stroke duration of up to 6 months.
  • Strength of recommendation B reliability of evidence - 2a.
  • a recently published systematic review has shown the effectiveness of FES in the upper limb in relation to patient activity in daily life [45].
  • the technical result of the claimed solution is to increase the efficiency of normalizing the kinematic portrait of the paretic hand by selectively correcting the motor synergy of target muscles by the FES method, synchronized by EMG and directed modulation of the excitability of the motor cortex using TES of the brain.
  • the claimed technical result is achieved by implementing a method for the rehabilitation of movement disorders in the arm in patients who have suffered a stroke, including the stages at which TES of the brain is carried out with a direct current of 2 mA, no more than 15 minutes after TES of the brain, functional electrostimulation of the target muscle is carried out when performing a patient of cyclic movement using a FES trigger as an EMG muscle, which is a synergist of the performed cyclic movement, while the EMG trigger electrode is attached outside the area of muscle activity, functional electrical stimulation is carried out with a pulse current with a pulse duration of 1-3 ms and a pulse amplitude of up to 30 mA, a stimulation frequency 25-30 Hz for inducing tetanic contractions of skeletal muscles or 50-100 Hz for skeletal muscle spasm or 1-10 Hz for toning effect on muscles, while the delay time between fixation of the signal from the trigger electrode and stimulation of the target muscle is 50-900 ms.
  • rehabilitation is carried out in courses consisting of 5-10 sessions.
  • the TPP is carried out for 18-22 minutes.
  • training with FES is carried out for 10-30 minutes.
  • TPP is carried out using one of the protocols: anodic TPP of the primary motor cortex of the affected hemisphere, cathodic TPP of the primary motor cortex of the unaffected hemisphere bilateral (simultaneously anodic TPP of the primary motor cortex of the affected hemisphere and cathodic TPP of the primary motor cortex of the unaffected hemisphere).
  • the stimulation is carried out in a sitting or reclining position on the back on a special chair.
  • the cyclic movement is the achievement of a remotely located object of a spherical or cylindrical shape, followed by its capture by extension and flexion of the wrist joint and / or fingers
  • the cyclic movement is the achievement of a remotely located object by bringing and flexing the arm at the shoulder joint and extending the arm at the elbow joint.
  • the stimulating electrode is located on the muscle, which is responsible for the cyclic movement
  • the trigger electrode is located on the muscle, which is the main one during synergistic movement
  • the fixation of the EMG signal from it indicates the occurrence of pathological synergy.
  • the patented technique makes it possible to reprogram pathological motor patterns at the peripheral level with an enhancement of the effect due to the directed modulation of the excitability of the motor cortex using TES.
  • an increase in the efficiency of normalization of the motor kinematic portrait in the paretic hand is achieved.
  • the use of modern devices for conducting FES and TES with a friendly interface and intuitive software, will contribute to the successful interaction of the patient and the therapist.
  • FIG. 1 Protocol parameters for bilateral stimulation of the primary motor cortex of the affected and unaffected hemispheres in right-sided post-stroke paresis.
  • FIG. 2 Parameters of the protocol for cathodic stimulation of the primary motor cortex of the unaffected hemisphere in right-sided post-stroke paresis.
  • FIG. 3 Diagram of the sequence of the execution of movements when training a ball grip.
  • FIG. 4 Diagram of the sequence of movements during the training of a cylindrical grip.
  • a device for transcranial electrostimulation of the brain developed within the framework of the project "Development of a new generation of assistive devices and technical means of rehabilitation using neurotechnologies to improve the effectiveness of treatment and rehabilitation, as well as improve the quality of life of people," LLC “Neurobotics", Moscow, Zelenograd).
  • a special feature of the device is the ability to graphically and quantitatively control impedance and current distribution during stimulation.
  • Stimulation mode DC (direct current, constant current stimulation, “soft” current ramp mode).
  • FIG. Tables 1 and 2 show examples of the settings for the stimulation protocol in the electrostimulator control program for right-sided hemiparesis (lesion of the left hemisphere).
  • Table 1 Location of electrodes for different types of stimulation depending on the side of the lesion in patients with post-stroke paresis
  • Stimulation is carried out in a sitting or reclining position on the back on a special chair. It is necessary to create the most comfortable conditions for the patient. It is possible to use a pillow or roller. It is recommended to avoid sudden movements of the patient's head due to the risk of displacement of the electrodes.
  • the blind envelope method was randomized into one of four groups.
  • Group S - sham-stimulation (simulated stimulation; the position of the electrodes is the same as for anodic tDCS, however, real stimulation is carried out only during the first and last 30 seconds of a 20-minute session).
  • the intensity of stimulation is 2 mA
  • the duration of one session is 20 minutes.
  • Reusable CS22 electrodes made of Ag / AgCl composite 22 mm in diameter were used for stimulation.
  • the current density was 0.53 mA / cm 2 (5.3 A / m 2 ).
  • the “soft” mode was used with a 30-second rise and fall of the current value at the beginning and end of the session, respectively.
  • the groups did not differ statistically significantly in terms of age, duration of cerebral impairment.
  • p 0.07; Kruskal-Wallis test.
  • FES is carried out immediately after tDCS.
  • the maximum time interval between procedures should be no more than 15 minutes.
  • Disposable adhesive electrodes with a push-button connector are used for muscle stimulation and EMG. Any muscle that is a synergist of the cyclic movement performed can be used as an EMG trigger of FES.
  • EMG EMG trigger of FES.
  • the "Muscle Stimulator" module the possibility of simultaneous registration of two EMG channels is available, each of which can serve as a FES trigger. To ensure the most accurate EMG registration, it is necessary to attach an additional reference electrode outside the area of muscle activity. Before training with the Muscle Stimulator, it is necessary to determine the target muscles for stimulation, as well as the muscle used as an EMG trigger for stimulation. Depending on the time parameters of activation of the trigger muscle, it is subsequently performed software adjustment of the stimulation delay to ensure the most accurate synchronization of the FES.
  • the EMG After fixing the EMG electrodes and stimulation, the EMG is calibrated, for this the subject is instructed to "relax the hand", and then press the button
  • the EMG window of the Muscle Stimulator software displays the intensity of the electromyogram of each channel in real time.
  • the maximum intensity indicator of the recorded EMG corresponds to an amplitude of 500 ⁇ V, which also corresponds to the maximum displayed intensity of 100%.
  • the selection of stimulation parameters includes the choice of parameters of a single pulse (pulse shape, pulse amplitude, pulse duration, delay duration) and parameters of a single pulse (stimulation frequency, stimulation duration, trigger delay, delay after)
  • Pulse shape For electrostimulation of the motor apparatus, impulses of various shapes are used. According to the research of G.F. Kolesnikov, V.I. Kiy, A.A. Pavlenko (1963), the optimal signals, in which the muscles contracted almost painlessly, are sharp-pointed impulses filled with a sinusoidal or rectangular signal.
  • Pulse amplitude The amplitude most used for electrical stimulation does not exceed 100 mA. For training, it is recommended, by gradually increasing, to select the most comfortable pulse amplitude for the patient, at which active muscle contraction will be observed (up to 30 mA).
  • Stimulation frequency Frequency response of stimulation should be selected
  • a pulse current with a frequency of 25-30 Hz has an exciting effect on motor nerves and causes tetanic contractions of skeletal muscles; pulse current with a frequency of 50-100 Hz causes skeletal muscle spasm; impulse current with a frequency of 1-10 Hz causes "muscle gymnastics", which has a tonic effect on the muscles and can be used for spasticity.
  • Duration of stimulation When choosing a pulse duration, it should be borne in mind that a stimulating pulse duration of less than 1 ms may not be sufficient to completely cover all muscle fibers by excitation, and a pulse duration of more than 3 ms is energetically disadvantageous and not physiologically justified.
  • the duration of the impulse should be selected in such a way that the excitation has time to cover all muscle fibers of the target muscle.
  • Trigger delay It is set individually, depending on the timing of activation of the trigger muscle and the stimulated muscle during the physiological performance of the trained movement.
  • the training program, target and trigger muscle groups are determined by the severity of paresis and the degree of spasticity in the paretic muscles of the arm according to the Fugle-Meier, ARAT and Ashworth clinical scales.
  • the first training protocol is recommended for use in the following patients: motor deficit in the paretic arm according to the Fugle-Meier scale from 57 to 65 points, which corresponds to mild impairment of motor function; motor deficit in the hand on the ARAT scale from 51 to 57 points, which corresponds to mild fine motor impairment; spasticity according to the Ashworth scale: in the flexor muscles of the wrist joint and hand - 0-1 points, in the flexor muscles of the elbow joint - 0-1 points.
  • the second training protocol is recommended for use in the following patients: motor deficit in the paretic arm according to the Fugle-Meier scale from 47 to 56 points, which corresponds to moderate impairment of motor function; motor deficit in the hand on the ARAT scale from 41 to 50 points, which corresponds to moderate impairment of fine motor skills; spasticity on the Ashworth scale: in the flexor muscles of the wrist joint and hand - 0-1 points, in the flexor muscles of the elbow joint - 0-1 points)
  • Target muscle groups m. extensor digitorum superficialis, m. flexor digitonun communis.
  • the training is aimed at correcting the pathological stereotype in the hand, increasing functionality, increasing the grip strength and range of motion in the fingers of the hand.
  • Stage 1 (1-5 days of training !.
  • Target muscle group m. extensor digitorum superficialis
  • Trigger muscle T. deltoideus anterior
  • Target movements reaching a distant object: ball (10 minutes), glass (10 minutes);
  • Grip type spherical grip, cylindrical grip
  • Duration of one workout 20 minutes;
  • Training goal to restore the function of preparation for the capture in the paretic hand.
  • Patient 1 is seated on a chair, at table 4, with armrests for both hands. Hands are placed on the armrests, palms down (the hand is on the table). At arm's length, individually for each patient, in the frontal plane on the table 4, a ball 2 with a diameter of 10 cm is installed.
  • a monitor screen In front of patient 1 there is a monitor screen, which displays the success of the performed movement. The patient is asked to perform a motor task: to reach the ball, grab it, move it along the table, put the ball on a stand and return the hand to its original position. Then the patient needs to repeat this movement in the same order from the starting position; the duration of this part of the training is 10 minutes.
  • Fig. 3 schematically shows the sequence of performing the movements in this exercise.
  • the trigger electrode is located at m. deltoideus anterior, this muscle is of one of the main muscles of the flexor of the shoulder during this movement, as you know, normally, flexion of the shoulder reaches its maximum, by the end of reaching the object, and it is at this moment that the hand is prepared for gripping, that is, extension in the wrist joint and fingers of the hand, which begins at 70 % and reaches its maximum at 90% of the completed movement.
  • the movement time in patients with mild paresis does not differ significantly from normal and averages -1000 ms.
  • the stimulating electrode is located at m.
  • extensor digitorum superficialis while the delay between EMG reading from the trigger electrode and stimulation of hand extension is -550 ms. It should be noted that due to the close location of the extensor muscles of the wrist and fingers, the stimulation of this movement occurs simultaneously and in a coordinated manner.
  • the screen displays the movement of the virtual hand in the pronation position and the extension of the fingers of the hand, providing the patient with biofeedback on the movement of the extension of the wrist joint and fingers of the hand.
  • patient 1 is also sitting on a chair, at table 4, with armrests for both hands. Hands are placed on the armrests, palms down (the hand is on the table).
  • a glass 3 with a diameter of 8 cm is installed at arm's length, individually for each patient, in the frontal plane on the table 4, a glass 3 with a diameter of 8 cm is installed.
  • a monitor screen is placed in front of the patient, which displays the success of the performed movement.
  • the patient is asked to perform a motor task: reach for the glass, grab it, move it along the table, put the glass in the stand and return the hand to its original position. Then the patient needs to repeat this movement in the same order from the starting position; the duration of this part of the training is 10 minutes.
  • Figure 4 schematically shows the sequence of performing movements in this exercise.
  • the trigger electrode is also located on m. deltoideus anterior.
  • the stimulating electrode is located at m. extensor digitorum superficialis, while the delay between EMG reading from the trigger electrode and stimulation of hand extension is -550 ms. It should be noted that this movement causes supination of the forearm, which distinguishes this type of capture from the previous one and fixation of the EMG signal from m.
  • supinator brevis would be more revealing as a trigger for stimulation extension of the wrist joint and fingers of the hand, however, the deep location of this muscle does not allow recording its activity with cutaneous electrodes, which is why it is advisable to choose m as a trigger point. deltoideus anterior.
  • the screen displays the movement of the virtual hand in the middle position of pronation / supination and extension of the fingers of the hand, which tells the patient about the correct movement of extension of the wrist joint and fingers.
  • Target muscle group m. flexor digitorum superficialis
  • Trigger muscle T. deltoideus anterior or T. extensor digitorum superficialis;
  • Target movements reaching a distant object: ball (10 minutes), glass (10 minutes);
  • Grip type spherical grip, cylindrical grip
  • Trained movement flexion of the fingers
  • Duration of one workout 20 minutes;
  • Training goal to restore grip function and strength in the fingers of the paretic hand.
  • Patient 1 is seated on a chair, at table 4, with armrests for both hands. Hands are placed on the armrests, palms down (the hand is on the table). At an arm's length, individually for each patient, in the frontal plane on the table, a ball 2 with a diameter of 10 cm is placed. A monitor screen is placed in front of the patient, which displays the success of the performed movement. The patient is asked to perform a motor task: to reach the ball, grab it, move it along the table, put the ball in a stand and return the hand to its original position. Then the patient needs to repeat this movement in the same order from the starting position; the duration of this part of the training is 10 minutes.
  • Fig. 3 schematically shows the sequence of performing the movements in this exercise.
  • the trigger electrode can be located in two positions.
  • the first position is location at m. deltoideus anterior, a muscle that is one of the main flexors of the shoulder during this movement.
  • the delay time will be increased to ⁇ 900 ms. This is due to the fact that normally, shoulder flexion begins at the very beginning of the movement, and, starting from 90% of the movement time, the capture process occurs.
  • the stimulating electrode is located at m extensor digitorum superficialis.
  • the second possible position of the trigger electrode is the location on the extensor digitorum superficialis, this location allows you to reduce the delay time between stimulation of the target muscle group and increase the accuracy of the stimulus delivery to the target muscle group m. flexor digitorum superficialis. Extension in the wrist joint and fingers of the hand begins at 70% and reaches its maximum at 90% of the movement performed, and starting at 90%, the gripping process takes place. When the trigger electrode is located on the extensor muscles of the wrist and fingers, the delay time is set to ⁇ 300 ms.
  • patient 1 is also sitting on a chair, at table 4, with armrests for both hands. Hands are placed on the armrests, palms down (the hand is on the table).
  • a glass 3 with a diameter of 8 cm is installed.
  • monitor screen In front of the patient, there is a monitor screen, which displays the success of the performed movement. The patient is asked to perform a motor task: reach for the glass, grab it, move it along the table, put the glass in the stand and return the hand to its original position. Then the patient needs to repeat this movement in the same order from the starting position; the duration of this part of the training is 10 minutes.
  • Figure 4 schematically shows the sequence of performing movements in this exercise.
  • the weight of the grasped glass increases sequentially over 5 days (from 50 to 200 g,), and the glass is filled with water, which is necessary to improve the accuracy of the movement performed and encourages the patient not to spill its contents while performing the movement.
  • the grip strength gradually increases, since more effort is needed to hold a heavier object.
  • the arrangement of the electrodes corresponds to that described for the spherical grip, despite the fact that the achievement of the object with these types of grip is different (with performing a cylindrical grip, supination of the forearm occurs), the trigger muscles remain the same, since the fixation of the EMG signal from m. supinator brevis is difficult due to its deep position.
  • Target muscle groups m. thoracic major, t. triceps brahii, t. extensor digitorum superficialis, m. flexor digitorum communis.
  • the training is aimed at correcting the pathological stereotype in the proximal parts of the arm and hand, increasing functionality, increasing grip strength and range of motion.
  • Stage 1 (1-5 days of training !.
  • Target muscle group m. thoracic major, t triceps brahii;
  • Trigger muscle T. deltoideus anterior, T. deltoideus anterior;
  • Target movements reaching a distant object: ball (10 minutes), glass (10 minutes);
  • Grip type spherical grip, cylindrical grip
  • Trained movement adduction and flexion of the arm in the shoulder joint, extension in the elbow joint;
  • Duration of one workout 20 minutes;
  • Training goal restoration of movement, achievement of a remotely located object, correction of the main components of pathological synergy in the proximal parts of the arm (abduction in the shoulder joint, flexion in the elbow joint).
  • Patient 1 is seated on a chair, at table 4, with armrests for both hands. Hands are placed on the armrests, palms down (the hand is on the table). On the At arm's length, individually for each patient, a ball 2 with a diameter of 10 cm is installed in the frontal plane on the table 4. A monitor screen is placed in front of the patient, which displays the success of the performed movement. The patient is asked to perform a motor task: to reach the ball, to grab it, move it along the table, put the ball in a stand and return the hand to its original position. Then the patient needs to repeat this movement in the same order from the starting position; the duration of this part of the training is 10 minutes.
  • Fig. 3 schematically shows the sequence of performing the movements in this exercise.
  • the main movements are normally flexion of the shoulder joint and extension of the elbow, the component of abduction of the shoulder joint in this case is not pronounced (in comparison with the execution of a cylindrical grip).
  • the main pathological component of flexion synergy during this movement is a violation of extension in the elbow joint, this is due to the weakness of the triceps muscle of the shoulder, which is why it is chosen as the target for stimulation.
  • the trigger electrode is located at m. deltoideus anterior, this muscle is one of the main flexor muscles of the shoulder during this movement, as you know, normally shoulder flexion begins at the very beginning and reaches its maximum, by the time the object is reached.
  • extension occurs in the elbow joint, these components constitute the main part of the synergy “riching”.
  • the stimulating electrode is located on m. triceps brachii, which is responsible for the extension of the elbow joint.
  • the delay time is set to a minimum of ⁇ 50 ms. This is due to the fact that the movements of flexion of the shoulder joint and extension of the elbow joint occur simultaneously.
  • the screen displays the forward movement of the virtual hand in the pronation position, which tells the patient about the correct movement.
  • patient 1 is also sitting on a chair, at a table, with armrests for both hands. Hands are placed on the armrests, palms down (the hand is on the table).
  • a glass 3 with a diameter of 8 cm is installed in the frontal plane on the table 4 in front of the patient.
  • monitor screen in front of the patient, which displays the success of the performed movement.
  • the patient is asked to perform a motor task: reach for the glass, grab it, move it along the table, put the glass in the stand and return your hand to its original position. Then the patient needs to repeat this movement in the same order from the starting position; the duration of this part of the training is 10 minutes.
  • Figure 4 schematically shows the sequence of performing movements in this exercise.
  • the main movements in the norm are flexion of the shoulder joint and extension of the elbow.
  • the abduction component is normally present in the shoulder joint, but it lasts only ⁇ 100 ms. and is subsequently replaced by a cast.
  • the main pathological component of flexion synergy during this movement is abduction in the shoulder joint; in patients with moderate paresis, it is replaced by adduction much later than in healthy patients.
  • the trigger electrode is located at m. deltoideus maxims, this muscle is the main one in the abduction of the shoulder joint and fixation of the EMG signal from it indicates the occurrence of pathological synergy.
  • the stimulating electrode is located at m. thoracic major, which is responsible for adduction and flexion of the shoulder joint.
  • the delay time between the fixation of the signal from the trigger electrode and the stimulation of the target muscle is set at - 100 ms. This is due to the fact that abduction in the shoulder joint is also present normally, but in a shorter period of time.
  • Figure 14 shows the ratio of the movement components, the achievement of a remotely located object is normal, for a clear understanding of the delay time (arrows indicate the start time of shoulder abduction and the start time of shoulder adduction).
  • Stage 2 (5-10 days of training !.
  • Target muscle group m. flexor digitorum superficialis
  • Trigger muscle T. deltoideus anterior or T. extensor digitorum superficialis;
  • Target movements reaching a distant object: ball (10 minutes), glass (10 minutes);
  • Grip type spherical grip, cylindrical grip
  • Trained movement flexion of the fingers
  • Duration of one workout 20 minutes;
  • Training goal to restore grip function and strength in the fingers of the paretic hand.
  • Patient 1 is seated on a chair, at table 4, with armrests for both hands. Hands are placed on the armrests, palms down (the hand is on the table). At arm's length, individually for each patient, a ball 2 with a diameter of 10 cm is placed in the frontal plane on the table 4. In front of the patient, there is a monitor screen, which displays the success of the performed movement. The patient is asked to perform a motor task: to reach the ball, to grab it, move it along the table, put the ball in a stand and return the hand to its original position. Then the patient needs to repeat this movement in the same order from the starting position; the duration of this part of the training is 10 minutes.
  • Fig. 3 schematically shows the sequence of performing the movements in this exercise.
  • the trigger electrode can be located in two positions.
  • the first position is the location on m. deltoideus anterior, a muscle that is one of the main flexors of the shoulder during this movement, the delay time will be increased to -900 ms. This is due to the fact that normally shoulder flexion reaches its maximum at 90% of the movement performed, starting from 90% the grip process takes place.
  • the stimulating electrode is located at m extensor digitorum superficialis.
  • the second possible position of the trigger electrode is the location on the extensor digitorum superficialis, this location allows you to reduce the delay time between stimulation of the target muscle group and increase the accuracy of the stimulus delivery to the target muscle group m. flexor digitorum superficialis.
  • extension in the wrist joint and fingers of the hand begins at 70% and reaches its maximum at 90% of the movement performed, starting from 90% the capture process takes place.
  • the delay time is set to -300 ms.
  • the screen displays the forward movement of the virtual hand in the pronation position and flexion of the fingers, which tells the patient about the correct movement.
  • the patient is also seated on a chair, at table 4, with armrests for both hands. Hands are placed on the armrests, palms down (the brush is on the table).
  • a glass with a diameter of 8 cm is placed at arm's length, individually for each patient, in the frontal plane on the table.
  • a monitor screen is placed in front of the patient, which displays the success of the performed movement.
  • the patient is asked to perform a motor task: reach for the glass, grab it, move it along the table, put the glass in the stand and return the hand to its original position. Then the patient needs to repeat this movement in the same order from the starting position; the duration of this part of the training is 10 minutes.
  • Figure 4 schematically shows the sequence of performing movements in this exercise.
  • the location of the electrodes corresponds to that described for the spherical grip, despite the fact that reaching the object with these types of grip is different (when the cylindrical grip is performed, the forearm is supined), the trigger muscles remain the same, since the fixation of the EMG signal from m. supinator brevis is difficult due to its deep position.
  • the patented technique allows you to modify the FES and TES protocols used depending on the severity of the patient's paresis and his functional capabilities, thus providing a personalized approach to post-stroke rehabilitation.
  • the patented technique makes it possible to reprogram pathological motor patterns at the peripheral level with an enhancement of the effect due to the directed modulation of the excitability of the motor cortex using TES.
  • an increase in the efficiency of normalization of the motor kinematic portrait in the paretic hand is achieved.
  • the use of modern devices for conducting FES and TES with a friendly interface and intuitive software, will contribute to the successful interaction of the patient and the therapist.
  • Hsu W.Y Effects of repetitive transcranial magnetic stimulation on motor functions in patients with stroke: a meta-analysis / W.Y. Hsu, C.H. Cheng, K.K. Liao et al. // Stroke - 2012. - Vol. 43, Ns 7. -P. 1849-1857.
  • Woods, A. J. A technical guide to tDCS, and related non-invasive brain stimulation tools / A.J. Woods, A. Antal, M. Bikson et al. // Clin. Neurophysiol. - 2016. - Vol. 127, Ne 2.-R 1031-1048.
  • Nitsche M. Excitability changes induced in the human motor cortex by weak transcranial direct current stimulation / M. Nitsche, W. Paulus // J. Physiol. - 2000. - Vol. 527, Pt 3 - P. 633-639.
  • tDCS Transcranial direct current stimulation

Abstract

The invention relates to the field of medicine, and more particularly to methods for the rehabilitation of stroke patients. The technical result of the claimed solution is more effective normalization of the motor kinematic portrait in a paretic arm by means of targeted modulation of motor cortex excitability using TES of the brain and modification of the protocols used during FES that is synchronized to voluntary movements by means of EMG, in accordance with the severity of the patient's paresis and their functional capacities. The claimed technical result is achieved by means of a method for arm motor rehabilitation in stroke patients which includes steps in which the brain is subjected to TES, after which a target muscle is subjected to functional electrical stimulation using a pulsed current while the patient executes a cyclical movement with the aid of the muscle in question; at the same time, electromyography of the muscle in question is carried out, wherein a muscle that acts as a synergist in the execution of the cyclical movement is used as an EMG trigger for the FES, the EMG trigger electrode being attached outside of the region of activity of the muscle being stimulated.

Description

СПОСОБ УВЕЛИЧЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ РЕАБИЛИТАЦИИ ДВИГАТЕЛЬНЫХ НАРУШЕНИЙ В РУКЕ ПОСЛЕ ИНСУЛЬТА METHOD FOR INCREASING THE EFFICIENCY OF REHABILITATION OF MOTOR DISORDERS IN THE HAND AFTER STROKE
Изобретение относится к области медицины, а именно к способам реабилитации пациентов, перенесших инсульт. The invention relates to medicine, namely to methods of rehabilitation of patients who have suffered a stroke.
ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ PRIOR ART
Инсульт является важнейшей медицинской и социальной проблемой во всем мире [1]. Инсульт характеризуется, с одной стороны, высокой смертностью, а с другой, - сохранением у большинства выживших пациентов остаточного неврологического дефицита, являющегося причиной инвалидизации после окончания острого периода [2]. Ежегодно в мире инсульт случается примерно у 16,9 млн. человек [3]. По данным официальной статистики Министерства здравоохранения, в Российской Федерации в 2017 году зарегистрировано 428053 случаев инсульта, заболеваемость составила 291,55 на 100000 населения [4]. Нарушения функции руки пациентов с инсультом выявляются с частотой до 80% и являются одним из наиболее значимых факторов снижения качества жизни, нарушения бытовой и социальной адаптации [5]. Совершенствование методов реабилитации пациентов с постинсультными двигательными нарушениями является важнейшим направлением уменьшения социального и экономического бремени инсульта [6,Stroke is the most important medical and social problem around the world [1]. Stroke is characterized, on the one hand, by high mortality, and on the other, by the persistence of residual neurological deficit in the majority of surviving patients, which is the cause of disability after the end of the acute period [2]. Stroke occurs in about 16.9 million people worldwide every year [3]. According to the official statistics of the Ministry of Health, 428,053 cases of stroke were registered in the Russian Federation in 2017, the incidence was 291.55 per 100,000 population [4]. Hand dysfunctions in patients with stroke are detected with a frequency of up to 80% and are one of the most significant factors in the decline in the quality of life, disturbances in everyday and social adaptation [5]. Improving rehabilitation methods for patients with post-stroke movement disorders is the most important direction in reducing the social and economic burden of stroke [6,
7]· 7] ·
В последние годы происходит интенсивное развитие методов нейрореабилитации, что во многом связано с улучшением понимания фундаментальных аспектов нейропластичности - основы восстановления нарушенных в результате болезни функций [8-10]. Методы неинвазивной стимуляции мозга - ритмическая транскраниальная магнитная стимуляция (рТМС) и транскраниальная электрическая стимуляция (ТЭС) - являются одним из наиболее перспективных подходов к неинвазивной модуляции нейропластических процессов у пациентов с двигательными нарушениями после инсульта [11]. В проведенных к настоящему времени клинических исследованиях и нескольких мета-анализах показано, что рТМС статистически значимо улучшает двигательную функцию руки в восстановительном периоде инсульта [12-15]. Интерес к применению в постинсультной реабилитации ТЭС, другого метода неинвазивной стимуляции мозга, связан с несколькими факторами: более благоприятным профилем безопасности, портативностью приборов, меньшей их стоимостью, возможностью использовать в домашних условиях под наблюдением врача (в том числе, с применением технологий телемедицины), а также лёгкостью применения и сочетания с другими методами нейрореабилитации [16]. Комбинирование применения ТЭС постоянным током и функциональной электростимуляции (ФЭС) является перспективным направлением увеличения эффективности реабилитации пациентов с двигательными нарушениями в руке после инсульта. In recent years, there has been an intensive development of neurorehabilitation methods, which is largely associated with an improved understanding of the fundamental aspects of neuroplasticity - the basis for the restoration of functions impaired as a result of the disease [8-10]. Methods of non-invasive brain stimulation - rhythmic transcranial magnetic stimulation (rTMS) and transcranial electrical stimulation (TES) - are one of the most promising approaches to non-invasive modulation of neuroplastic processes in patients with movement disorders after stroke [11]. Clinical studies conducted to date and several meta-analyzes have shown that rTMS statistically significantly improves hand motor function in the recovery period of stroke [12-15]. Interest in the use of TES, another method of non-invasive brain stimulation in post-stroke rehabilitation, is associated with several factors: a more favorable safety profile, portability of devices, their lower cost, the ability to use at home under the supervision of a doctor (including the use of telemedicine technologies), as well as ease of use and combination with other methods of neurorehabilitation [16]. Combining the use of direct current TES and functional electrical stimulation (FES) is a promising direction for increasing the effectiveness of rehabilitation of patients with movement disorders in the arm after a stroke.
Ниже приведен анализ данных об эффективности применения различных протоколов транскраниальной электрической стимуляции у пациентов с двигательными нарушениями в руке после инсульта. Below is an analysis of the data on the effectiveness of the use of various protocols of transcranial electrical stimulation in patients with movement disorders in the arm after a stroke.
Основным и наиболее распространённым методом ТЭС является транскраниальная электрическая стимуляция постоянным током (transcranial direct current stimulation, tDCS). В состав устройства для ТЭС входят генератор и два электрода. Как правило, используется сила тока от 0,5 до 2 мА и продолжительность стимуляции от 10 до 30 минут [17]. The main and most common method of EFT is transcranial direct current stimulation (tDCS). The device for TPP includes a generator and two electrodes. Typically, a current strength of 0.5 to 2 mA and a stimulation duration of 10 to 30 minutes are used [17].
При tDCS один из электродов является анодом, а другой - катодом. В экспериментальных работах показано, что tDCS вызывает подпороговое изменение мембранного потенциала, что, в свою очередь, приводит к изменению возбудимости нейронов в зависимости от полярности стимулирующего электрода [17-20]. При расположении анода на поверхности черепа в нервной ткани генерируется входящий (по направлению к электроду) ток, который вызывает смещение мембранного потенциала в положительную сторону - деполяризацию мембраны, что облегчает (делает более вероятным) формирование спайков. Расположение катода, напротив, вызывает исходящий (по направлению от катода) ток, который смещает потенциал покоя в отрицательную сторону, вызывая гиперполяризацию мембраны и уменьшая вероятность формирования спайков [21]. На системном уровне у человека эти эффекты могут быть напрямую оценены при измерении возбудимости моторной коры с помощью транскраниальной магнитной стимуляции (ТМС). При расположении над первичной моторной корой анода и стимуляции в течении 5-20 минут с силой тока 1 мА наблюдается увеличение возбудимости моторной коры (увеличение амплитуды вызванных моторных ответов), а при расположении катода, напротив, - уменьшение возбудимости [18, 19]. Таким образом, проведение tDCS позволяет направленно модулировать возбудимость коры головного мозга при использовании электрода соответствующей полярности. With tDCS, one of the electrodes is the anode and the other is the cathode. Experimental studies have shown that tDCS causes a subthreshold change in the membrane potential, which, in turn, leads to a change in the excitability of neurons, depending on the polarity of the stimulating electrode [17-20]. When the anode is located on the surface of the skull, an incoming (towards the electrode) current is generated in the nerve tissue, which causes a displacement of the membrane potential in the positive direction - depolarization of the membrane, which facilitates (makes more likely) the formation of adhesions. The location of the cathode, on the contrary, causes an outgoing (in the direction from the cathode) current, which displaces the resting potential in the negative direction, causing hyperpolarization of the membrane and reducing the likelihood of spike formation [21]. At the systemic level in humans, these effects can be directly assessed by measuring the excitability of the motor cortex using transcranial magnetic stimulation (TMS). When the anode is located above the primary motor cortex and stimulated for 5–20 minutes with a current of 1 mA, an increase in the excitability of the motor cortex (an increase in the amplitude of evoked motor responses) is observed, while when the cathode is located, on the contrary, a decrease in excitability is observed [18, 19]. Thus, conducting tDCS allows directionally modulating the excitability of the cerebral cortex when using an electrode of the appropriate polarity.
Важнейшей предпосылкой применения ТЭС для лечения заболеваний нервной системы, является наличие не только онлайн-, но и оффлайн-эффекта - долговременной модуляции активности стимулируемой области, сохраняющейся в течение несколько минут, часов или дней в зависимости от силы тока, монтажа электродов и продолжительности стимуляции. В основе долговременных эффектов ТЭС, вероятно, лежат процессы, сходные с долговременной синаптической потенциацией (long-term potentiation, LTP) и депрессией (long-term depression, LTD), хотя показано участие и других механизмов [20, 21]. The most important prerequisite for the use of EFT for the treatment of diseases of the nervous system is the presence of not only an online, but also an offline effect - a long-term modulation of the activity of the stimulated area, which persists for several minutes, hours or days, depending on the current strength, installation of electrodes and the duration of stimulation. The long-term effects of thermal power plants are probably based on processes similar with long-term potentiation (LTP) and depression (long-term depression, LTD), although the participation of other mechanisms has also been shown [20, 21].
Применение неинвазивной стимуляции мозга для улучшения функции руки при инсульте основано на современных представлениях о структурно-функциональной реорганизации двигательной системы, вызванной её односторонним повреждением. В остром периоде инсульта восстановление нарушенных функций происходит прежде всего вследствие уменьшения отека мозга и регресса воспалительных изменений. В хронической стадии наибольшее значение имеют процессы нейропластичности, обеспечивающие функциональную реорганизацию корковых двигательных областей с рекрутментом в выполнение функции сохранившихся нейронов в перифокальной области пораженного полушария и/или гомологичных путей и областей непораженного полушария [22-24]. Эти процессы приводят к сложным и недостаточно неизученным изменениям межполушарных взаимодействий. Именно модуляция межполушарных взаимодействий с индукцией нейропластических изменений является основной точкой приложения для целого ряда современных методов нейрореабилитации, включая ТЭС [22]. The use of non-invasive brain stimulation to improve hand function in stroke is based on modern concepts of the structural and functional reorganization of the motor system caused by its unilateral damage. In the acute period of a stroke, restoration of impaired functions occurs primarily due to a decrease in cerebral edema and regression of inflammatory changes. In the chronic stage, neuroplasticity processes are of the greatest importance, providing functional reorganization of cortical motor areas with recruitment to perform the function of preserved neurons in the perifocal region of the affected hemisphere and / or homologous pathways and areas of the unaffected hemisphere [22-24]. These processes lead to complex and insufficiently unexplored changes in interhemispheric interactions. It is the modulation of interhemispheric interactions with the induction of neuroplastic changes that is the main point of application for a number of modern methods of neurorehabilitation, including EFT [22].
В настоящее время наиболее распространённой является модель межполушарной конкуренции. Предполагается, что в основе развития межполушарного дисбаланса при инсульте лежит нарушение физиологического ингибирования пораженным полушарием непораженного. Это приводит к гипервозбудимости непораженного полушария и усилению ингибирования им пораженного полушария, которое оказывается, по образному выражению, “дважды пораженным” - вследствие очагового повреждения, вызванного инсультом, и ингибирования непораженным полушарием [25]. Доказательства мальадаптивного характера увеличения активности непораженного полушария получены в серии продольных исследований с применением современных методов функциональной нейровизуализации. Например, показано, что увеличение активации непораженного полушария во время движения паретичной рукой ассоциировано с плохим восстановлением, а более выраженное восстановление двигательной функции ассоциировано с переходом от двусторонней активации моторных зон коры к преимущественно односторонней активации пораженного полушария [26]. Увеличение возбудимости непораженного полушария, по данным исследований с применением ТМС, также ассоциировано с плохим восстановлением функции [27]. Currently, the most common model is interhemispheric competition. It is assumed that the basis for the development of interhemispheric imbalance in stroke is a violation of physiological inhibition by the affected hemisphere of the unaffected one. This leads to hyperexcitability of the unaffected hemisphere and increased inhibition by it of the affected hemisphere, which is, figuratively speaking, “twice affected” - due to focal damage caused by stroke and inhibition by the unaffected hemisphere [25]. Evidence of the maladaptive nature of the increase in the activity of the unaffected hemisphere was obtained in a series of longitudinal studies using modern methods of functional neuroimaging. For example, it has been shown that an increase in activation of the unaffected hemisphere during movement with the paretic arm is associated with poor recovery, and a more pronounced recovery of motor function is associated with the transition from bilateral activation of motor cortex zones to predominantly unilateral activation of the affected hemisphere [26]. An increase in the excitability of the unaffected hemisphere, according to studies using TMS, is also associated with poor recovery of function [27].
До настоящего времени клинические исследования с применением ТЭС для улучшения функции руки основаны на модели межполушарной конкуренции, в соответствие с которой используется монтаж электродов, направленный на ингибирование моторной коры непораженного полушария и/или активацию - пораженного. Анализ результатов проведенных исследований свидетельствует о высокой вариабельности эффекта ТЭС на двигательную функцию и в целом демонстрирует, что этот метод обладает лишь незначительным эффектом в улучшении функции руки или вовсе не эффективен. В кохрановском обзоре с включением 15 исследований и 455 пациентов получены доказательства очень низкого и низкого уровня в пользу эффективности tDCS в отношении улучшения функции руки по шкале Фугл-Мейера и увеличения повседневной активности по индексу Бартель [28]. Мета-анализ 9 исследований с суммарным включением 371 пациента показал отсутствие статистически значимого эффекта различных протоколов tDCS на функцию руки [29]. Эти данные были подтверждены и в кохрановском обзоре, опубликованном в 2016 году, в котором для оценки эффекта tDCS в отношении функции руки были проанализированы 12 исследований с включением 431 пациента [30]. В то же время в мета-анализе показано, что применение tDCS может улучшать выполнение тонких движений в руке (размер эффекта - 0,31 (95% доверительный интервал (ДИ), 0,08-0,55; р=0,010, размер эффекта рТМС - 0,46 (95% ДИ 0,00-0,92; р=0,05) [31]. Во всех указанных работах анализировались исследования с включением пациентов на разных сроках заболевания (острый/подострый/хронический) и с применением различных протоколов стимуляции в рамках модели межполушарной конкуренции (анодная стимуляция пораженного полушария, катодная - непораженного и билатеральная стимуляция). Гетерогенность анализируемых исследований касается также других составляющих протоколов (сила тока, размер электродов, продолжительность одной сессии и другие), а также методов оценки функции рукй. При этом до настоящего времени недостаточно данных о прямом сравнении эффективности различных протоколов (анодная tDCS пораженного полушария, катодная tDCS непораженного полушария, билатеральная стимуляция) [32]. Остается недостаточно изученной их эффективность в зависимости от тяжести поражения моторной коры и кортикоспинальных трактов, выраженности моторного дефицита, а также срока после инсульта. To date, clinical studies using EFT to improve hand function have been based on a model of interhemispheric competition, in accordance with which electrode mounting is used to inhibit the motor cortex of the unaffected hemisphere and / or activate the affected hemisphere. Analysis The results of the conducted studies indicate a high variability of the effect of TES on motor function and, in general, demonstrates that this method has only a slight effect in improving the function of the hand or is not at all effective. A Cochrane review of 15 studies and 455 patients found very low and low-level evidence for the efficacy of tDCS in improving arm function according to the Fugle-Meier scale and increasing daily activity according to the Barthel index [28]. A meta-analysis of 9 studies with a total enrollment of 371 patients showed no statistically significant effect of different tDCS protocols on hand function [29]. These findings were confirmed by a Cochrane review published in 2016, which analyzed 12 studies involving 431 patients to assess the effect of tDCS on arm function [30]. At the same time, the meta-analysis showed that the use of tDCS can improve the performance of fine movements in the hand (effect size - 0.31 (95% confidence interval (CI), 0.08-0.55; p = 0.010, effect size rTMS - 0.46 (95% CI 0.00-0.92; p = 0.05) [31] In all these studies, studies were analyzed with the inclusion of patients at different stages of the disease (acute / subacute / chronic) and with the use of different stimulation protocols within the framework of the model of interhemispheric competition (anodic stimulation of the affected hemisphere, cathodic stimulation of the unaffected hemisphere, and bilateral stimulation) .The heterogeneity of the analyzed studies also concerns other components of the protocols (current strength, electrode size, duration of one session, etc.), as well as methods for assessing the function of hands At the same time, there is still insufficient data on direct comparison of the effectiveness of various protocols (anodic tDCS of the affected hemisphere, cathodic tDCS of the unaffected hemisphere, bilateral stimulation) [32]. but studied their effectiveness depending on the severity of damage to the motor cortex and corticospinal tracts, the severity of motor deficit, as well as the period after stroke.
Одним из способов повышения эффективности tDCS для восстановления двигательной функции руки является комбинация с методами двигательной реабилитации. Теоретическим обоснованием этого подхода является общность механизмов, лежащих в основе действия tDCS и двигательного обучения. Кроме того, tDCS не приводит непосредственно к деполяризации мембран нейронов, а только модулирует мембранный потенциал и влияет на вероятность возникновения потенциала действия. В мета-анализе показано, что tDCS может быть более эффективной при её комбинации с другими методами реабилитации [31]. В настоящее время показана перспективность комбинированного применения tDCS с роботизированной механотерапией, эрготерапией, терапией с ограничением подвижности здоровой конечности (constraint-induced movement therapy, CI- терапия), воображением движений [33]. One of the ways to increase the effectiveness of tDCS for restoring motor function of the arm is to combine it with motor rehabilitation methods. The theoretical substantiation of this approach is the commonality of the mechanisms underlying the action of tDCS and motor learning. In addition, tDCS does not directly lead to depolarization of neuronal membranes, but only modulates the membrane potential and affects the likelihood of an action potential. A meta-analysis has shown that tDCS may be more effective when combined with other rehabilitation methods [31]. Currently, the prospects of the combined use of tDCS with robotic mechanotherapy, ergotherapy, and therapy with limitation of mobility of a healthy limb (constraint-induced movement therapy, CI-therapy), imagination of movements [33].
При комбинированном применении tDCS с методами двигательной реабилитации крайне важным является определенного оптимального временного паттерна такой комбинации. tDCS может применяться до моторного тренинга (в качестве прайминга, для подготовки к обучению), во время или после моторного тренинга [34]. В исследованиях на здоровых добровольцах показано, что только при проведении анодной tDCS перед простым моторным тренингом (но не во время и после) выявляется статистически значимое увеличение возбудимости моторной коры стимулируемого полушария [34]. При инсульте показано, что улучшение выполнения двигательного задания наблюдается при проведении анодной tDCS до роботизированной механотерапии руки, но не во время или после [35]. Опубликованный в 2016 году мета-анализ мета-анализа 17 рандомизированных исследований показал улучшение двигательной функции и моторного обучения при применении tDCS в комбинации с методами двигательной реабилитации по сравнению с имитацией стимуляции у пациентов с подострым и хроническим инсультом. Важно отметить, что в этой работе было выявлен несколько больший эффект при проведении tDCS до моторного тренинга [36]. Таким образом, полученные в настоящее время данные свидетельствуют о целесообразности проведения tDCS до двигательной реабилитации с применением других методов. When tDCS is used in combination with motor rehabilitation methods, it is extremely important to have a definite optimal temporal pattern of such a combination. tDCS can be used before motor training (as a priming, to prepare for training), during or after motor training [34]. Studies on healthy volunteers have shown that only when conducting anodic tDCS before simple motor training (but not during and after) a statistically significant increase in the excitability of the motor cortex of the stimulated hemisphere is revealed [34]. In stroke, it has been shown that an improvement in the performance of a motor task is observed during anodic tDCS before robotic arm mechanotherapy, but not during or after [35]. A meta-analysis of a meta-analysis of 17 randomized trials published in 2016 showed improvements in motor function and motor learning when using tDCS in combination with motor rehabilitation techniques compared to simulated stimulation in patients with subacute and chronic stroke. It is important to note that in this work, a slightly greater effect was revealed when conducting tDCS before motor training [36]. Thus, the currently obtained data indicate the feasibility of performing tDCS prior to motor rehabilitation using other methods.
У пациентов, перенесших инсульт, мышцы паретичных конечностей могут сокращаться посредством применения электрического тока, прямым воздействием на интактные периферические нервы, иннервирующие эти мышцы, а также в области проекции двигательной точки стимулируемой мышцы. Применение нервно-мышечной электростимуляции (НМЭС) во время выполнения двигательного действия, направленного на координирование движения, посредством воздействия электрического тока на паретичные мышцы, вовлекающиеся в этот двигательный акт, получило название функциональной электростимуляции (ФЭС). In stroke patients, the muscles of the paretic limbs can be contracted by applying an electric current, by direct action on the intact peripheral nerves that innervate these muscles, as well as in the projection area of the motor point of the stimulated muscle. The use of neuromuscular electrical stimulation (NMES) during the performance of a motor action aimed at coordinating movement through the action of an electric current on the paretic muscles involved in this motor act is called functional electrical stimulation (FES).
ФЭС - метод, использующий курсовую терапию импульсами электрического тока для вызывания определенного паттерна мышечных сокращений и движений, необходимых для выполнения конкретной функции; мышцы активируются в результате стимуляции двигательной точки мышцы, электростимуляция сочетается с выполнением целевых упражнений [37]. FES - a method that uses a course therapy with electric current impulses to induce a specific pattern of muscle contractions and movements necessary to perform a specific function; muscles are activated as a result of stimulation of the motor point of the muscle, electrical stimulation is combined with the performance of targeted exercises [37].
ФЭС хорошо зарекомендовала себя в качестве самостоятельной методики восстановления двигательной функции нижней конечности [38-40]. Более чем за 40 лет исследования ФЭС были установлены принципы безопасной стимуляции нервно- мышечной ткани, а также методы, направленные на увеличение силы поражённых мышц, что в свою очередь влияло на увеличение двигательной амплитуды в суставах паретичных конечностей у пациентов, перенесших инсульт. Опираясь на эти принципы, были разработаны методики, направленные на реабилитацию постинсультных больных с двигательной дисфункцией. В нескольких исследованиях показана эффективность применения ФЭС для восстановления двигательной функции руки [41-44]. Согласно клиническим рекомендациям Союза реабилитологов России по восстановлению двигательных функций руки после инсульта, НМЭС сгибателей и разгибателей запястья и пальцев предлагается в качестве адьювантного метода для применения у пациентов с давностью инсульта до 6 месяцев. Уровень убедительности рекомендации В, достоверности доказательств - 2а. В недавно опубликованном систематическом обзоре показана эффективность применения ФЭС верхней конечности в отношении активности пациентов в повседневной жизни [45]. FES has proven itself well as an independent technique for restoring the motor function of the lower limb [38-40]. For more than 40 years of research on FES, the principles of safe stimulation of nervous muscle tissue, as well as methods aimed at increasing the strength of the affected muscles, which in turn influenced an increase in the motor amplitude in the joints of the paretic limbs in patients after a stroke. Based on these principles, methods have been developed aimed at the rehabilitation of post-stroke patients with motor dysfunction. Several studies have shown the effectiveness of the use of FES for restoring the motor function of the hand [41-44]. According to the clinical recommendations of the Union of Rehabilitologists of Russia for the restoration of motor functions of the hand after a stroke, NMES of the flexors and extensors of the wrist and fingers is proposed as an adjuvant method for use in patients with a stroke duration of up to 6 months. Strength of recommendation B, reliability of evidence - 2a. A recently published systematic review has shown the effectiveness of FES in the upper limb in relation to patient activity in daily life [45].
Наиболее выраженные двигательные нарушения в руке у пациентов, перенесших инсульт, наблюдаются в дистальных отделах: слабость мышц, отвечающих за сгибание и разгибание пальцев, не позволяет выполнить захват и удержать предмет в руке, именно поэтому наиболее часто выбираемыми мышцами-мишенями для ФЭС были сгибатели и разгибатели пальцев. Применение ФЭС для восстановления локомоции облегчается относительно точным и простым решением для синхронизации импульса стимуляции с фазой шага, в виде механического датчика давления, встраиваемого в стельку обуви. В то же время применение ФЭС для восстановления функции руки приводит к значительным трудностям обобщения научных и клинических данных, что продиктовано в первую очередь отсутствием единой парадигмы применения из-за отсутствия стереотипного и простого движения руки, что обусловлено значительной сложностью руки как функционального органа. Помимо этого, трудности вызывает синхронизация импульсов стимуляции с каким- либо движением. The most pronounced movement disorders in the arm in stroke patients are observed in the distal regions: the weakness of the muscles responsible for flexion and extension of the fingers does not allow grasping and holding the object in the hand, which is why the flexors and flexors were the most frequently chosen target muscles for FES. extensors of the fingers. The use of FES for the restoration of locomotion is facilitated by a relatively accurate and simple solution for synchronizing the stimulation pulse with the step phase, in the form of a mechanical pressure sensor built into the shoe insole. At the same time, the use of FES to restore hand function leads to significant difficulties in generalizing scientific and clinical data, which is dictated primarily by the lack of a unified paradigm of application due to the absence of a stereotypical and simple hand movement, which is due to the significant complexity of the hand as a functional organ. In addition, it is difficult to synchronize stimulation impulses with any movement.
РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ DISCLOSURE OF THE INVENTION
Согласно имеющимся теориям и гипотезам механизма действия ФЭС на восстановление двигательной активности паретичных мышц у пациентов после инсульта, важным является синхронизация внешнего стимула с активацией моторных областей коры головного мозга при выполнении произвольного целевого движения. Для достижения необходимых условий и фасилитации активации моторных структур головного мозга может быть применена неинвазивная стимуляция головного мозга. К настоящему моменту опубликовано несколько работ по синхронизированному применению периферической и транскраниальной электрической стимуляции у пациентов с постинсультным гемипарезом. В исследовании Р. Celnik и соавт. (2009) показано, что сочетание периферической нервно- мышечной электростимуляции с анодной ТЭС первичной моторной коры пораженного полушария улучшает выполнение двигательных тестов по сравнению с применением каждой из методик по отдельности [46]. В то же время в исследовании I.S. Menezes и соавт. (2017), оценивавших эффект однократной сессии ТЭС в сочетании с ритмической периферической сенсорной стимуляцией в качестве прайминга к ФЭС статистически значимых различий отличий между использованием стимулирующих протоколов и имитацией стимуляции получено не было [47]. Наконец, говоря об исследовании долговременных эффектов комбинации ТЭС и ФЭС необходимо упомянуть два исследования. N. Shaheiwola и соавт. (2018) показали, что применение билатеральной ТЭС (анод над первичной моторной корой пораженного полушария, катод над первичной моторной корой непораженного полушарие) непосредственно перед ФЭС статистически значимо улучшает двигательное восстановление по сравнению с имитацией стимуляции [48]. В исследовании А.Р. Salazar и соавт. (2019) также показано, что использование ТЭС в качестве прайминга перед ФЭС позволяет увеличить эффективность последней [49]. According to the existing theories and hypotheses of the mechanism of action of FES on the restoration of the motor activity of paretic muscles in patients after stroke, it is important to synchronize an external stimulus with the activation of the motor regions of the cerebral cortex when performing a voluntary target movement. To achieve the necessary conditions and facilitate the activation of the motor structures of the brain, non-invasive brain stimulation can be applied. To date, several papers have been published on the synchronized use of peripheral and transcranial electrical stimulation in patients with post-stroke hemiparesis. In a study by R. Celnik et al. (2009) showed that the combination of peripheral neuromuscular electrical stimulation with anodic TES of the primary motor cortex of the affected hemisphere improves the performance of motor tests compared with the use of each of the methods separately [46]. At the same time, a study by IS Menezes et al. (2017), who evaluated the effect of a single session of EFT in combination with rhythmic peripheral sensory stimulation as a priming to FES, no statistically significant differences were found between the use of stimulating protocols and imitation of stimulation [47]. Finally, when speaking about the study of the long-term effects of the combination of EFT and FES, two studies should be mentioned. N. Shaheiwola et al. (2018) showed that the use of bilateral TES (anode above the primary motor cortex of the affected hemisphere, cathode above the primary motor cortex of the unaffected hemisphere) immediately before FES statistically significantly improves motor recovery compared to imitation of stimulation [48]. In the study by A.R. Salazar et al. (2019) also showed that the use of TPP as a priming before FES can increase the efficiency of the latter [49].
Техническим результатом заявленного решения является повышение эффективности нормализации кинематического портрета паретичной руки посредством селективной коррекции двигательной синергии целевых мышц методом ФЭС синхронизируемой по ЭМГ и направленной модуляции возбудимости моторной коры с применением ТЭС мозга. The technical result of the claimed solution is to increase the efficiency of normalizing the kinematic portrait of the paretic hand by selectively correcting the motor synergy of target muscles by the FES method, synchronized by EMG and directed modulation of the excitability of the motor cortex using TES of the brain.
Заявленный технический результат достигается за счет осуществления способа реабилитации двигательных нарушений в руке у пациентов, перенесших инсульт, включающий этапы, на которых проводят ТЭС мозга постоянным током силой 2 мА, не более чем через 15 минут после проведения ТЭС мозга проводят функциональную электростимуляцию целевой мышцы при выполнении пациентом циклического движения с использованием в качестве ЭМГ триггера ФЭС мышцу, являющуюся синергистом выполняемого цикличного движения, при этом триггерный электрод ЭМГ крепят вне области мышечной активности, функциональную электростимуляцию осуществляют импульсным током с длительностью импульса 1-3 мс и амплитудой импульса до 30 мА, частотой стимуляции 25-30 Гц для вызывания тетанических сокращений скелетной мускулатуры или 50-100 Гц для спазма скелетных мышц или 1-10 Гц для тонизирующего влияния на мышцы, при этом время задержки между фиксацией сигнала с триггерного электрода и стимуляцией целевой мышцы составляет 50-900 мс. The claimed technical result is achieved by implementing a method for the rehabilitation of movement disorders in the arm in patients who have suffered a stroke, including the stages at which TES of the brain is carried out with a direct current of 2 mA, no more than 15 minutes after TES of the brain, functional electrostimulation of the target muscle is carried out when performing a patient of cyclic movement using a FES trigger as an EMG muscle, which is a synergist of the performed cyclic movement, while the EMG trigger electrode is attached outside the area of muscle activity, functional electrical stimulation is carried out with a pulse current with a pulse duration of 1-3 ms and a pulse amplitude of up to 30 mA, a stimulation frequency 25-30 Hz for inducing tetanic contractions of skeletal muscles or 50-100 Hz for skeletal muscle spasm or 1-10 Hz for toning effect on muscles, while the delay time between fixation of the signal from the trigger electrode and stimulation of the target muscle is 50-900 ms.
В частных случаях осуществления изобретения реабилитацию проводят курсами состоящими из 5-10 сессий. In particular cases of implementation of the invention, rehabilitation is carried out in courses consisting of 5-10 sessions.
В частных случаях осуществления изобретения ТЭС проводят в течение 18-22 минут. В частных случаях осуществления изобретения тренировки с ФЭС проводят в течение 10-30 минут. In particular cases of the implementation of the invention, the TPP is carried out for 18-22 minutes. In particular cases of implementation of the invention, training with FES is carried out for 10-30 minutes.
В частных случаях осуществления изобретения проводят ТЭС с использованием одного из протоколов: анодная ТЭС первичной моторной коры пораженного полушария, катодная ТЭС первичной моторной коры непораженного полушария билатеральная (одновременно анодная ТЭС первичной моторной коры пораженного полушария и катодная ТЭС первичной моторной коры непораженного полушария) ТЭС. In particular cases of the invention, TPP is carried out using one of the protocols: anodic TPP of the primary motor cortex of the affected hemisphere, cathodic TPP of the primary motor cortex of the unaffected hemisphere bilateral (simultaneously anodic TPP of the primary motor cortex of the affected hemisphere and cathodic TPP of the primary motor cortex of the unaffected hemisphere).
В частном случае осуществления изобретения стимуляцию проводят в положении сидя или полулежа на спине на специальном кресле. In a particular case of the invention, the stimulation is carried out in a sitting or reclining position on the back on a special chair.
В частном случае осуществления изобретения циклическое движение представляет собой достижение удаленно расположенного объекта шарообразной или цилиндрической формы с последующим его захватом посредством разгибания и сгибания лучезапястного сустава и/или пальцев руки In a particular case of the invention, the cyclic movement is the achievement of a remotely located object of a spherical or cylindrical shape, followed by its capture by extension and flexion of the wrist joint and / or fingers
В частном случае осуществления изобретения циклическое движение представляет собой достижение удаленно расположенного объекта посредством приведения и сгибания руки в плечевом суставе и разгибания руки в локтевом суставе. In a particular case of the invention, the cyclic movement is the achievement of a remotely located object by bringing and flexing the arm at the shoulder joint and extending the arm at the elbow joint.
Во время выполнения циклического движения, стимулирующий электрод располагается на мышце, которая отвечает за совершение циклического движения триггерный электрод располагается на мышце, являющейся основной при синергетическом движении, и фиксация ЭМГ сигнала с нее говорит о возникновении патологической синергии. Патентуемая методика позволяет перепрограммировать патологические двигательные паттерны на периферическом уровне с усилением эффекта за счет направленной модуляции возбудимости моторной коры с применением ТЭС. Таким образом, достигается увеличение эффективности нормализации двигательного кинематического портрета в паретичной руке. Кроме того, использование современных устройств для проведения ФЭС и ТЭС, обладающих дружелюбным интерфейсом и интуитивно понятным ПО, будут способствовать успешному взаимодействию пациента и реабилитолога. During the execution of the cyclic movement, the stimulating electrode is located on the muscle, which is responsible for the cyclic movement, the trigger electrode is located on the muscle, which is the main one during synergistic movement, and the fixation of the EMG signal from it indicates the occurrence of pathological synergy. The patented technique makes it possible to reprogram pathological motor patterns at the peripheral level with an enhancement of the effect due to the directed modulation of the excitability of the motor cortex using TES. Thus, an increase in the efficiency of normalization of the motor kinematic portrait in the paretic hand is achieved. In addition, the use of modern devices for conducting FES and TES, with a friendly interface and intuitive software, will contribute to the successful interaction of the patient and the therapist.
ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ DESCRIPTION OF DRAWINGS
Далее решение поясняется ссылками на чертежи, на которых приведено следующее.Further, the solution is explained with reference to the drawings, which show the following.
Фиг. 1 - Параметры протокола билатеральной стимуляции первичной моторной коры пораженного и непораженного полушарий при правостороннем постинсультном парезе. FIG. 1 - Protocol parameters for bilateral stimulation of the primary motor cortex of the affected and unaffected hemispheres in right-sided post-stroke paresis.
Фиг. 2 - Параметры протокола катодной стимуляции первичной моторной коры непораженного полушария при правостороннем постинсультном парезе. Фиг. 3 - Схема последовательности выполнения движений при тренировке шаровидного захвата. FIG. 2 - Parameters of the protocol for cathodic stimulation of the primary motor cortex of the unaffected hemisphere in right-sided post-stroke paresis. FIG. 3 - Diagram of the sequence of the execution of movements when training a ball grip.
Фиг. 4 - Схема последовательности выполнения движений при тренировке цилиндрического захвата. FIG. 4 - Diagram of the sequence of movements during the training of a cylindrical grip.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Показания к проведению предлагаемого способа: IMPLEMENTATION OF THE INVENTION Indications for carrying out the proposed method:
• наличие легкого или умеренного пареза руки по данным клинического осмотра;• the presence of mild or moderate paresis of the hand according to clinical examination;
• срок после инсульта - 3 месяца и более. • period after a stroke - 3 months or more.
Противопоказания: Contraindications:
• онкологическое заболевание (в настоящее время или в анамнезе); • cancer (currently or in history);
• декомпенсированная соматическая патология, тяжёлая патология сердечно- сосудистой системы; • decompensated somatic pathology, severe pathology of the cardiovascular system;
• наличие металлических элементов в области проведения процедуры, кардиостимулятора, любых других электронных имплантатов; • presence of metal elements in the area of the procedure, pacemaker, any other electronic implants;
• нарушения ритма сердца; • heart rhythm disturbances;
• наличие дефекта костей черепа или титановых имплантов черепа; • the presence of a defect in the bones of the skull or titanium implants of the skull;
• эпилептические приступы в анамнезе; • history of epileptic seizures;
• беременность; • pregnancy;
• повреждение или заболевание кожных покровов в месте расположения электродов; • damage or disease of the skin at the location of the electrodes;
• выявление генерализованной эпилептиформной активности на скрининговой ЭЭГ ; • detection of generalized epileptiform activity on screening EEG;
• наличие несросшихся переломов и значительный остеопороз с повышением риска переломов; • the presence of nonunited fractures and significant osteoporosis with an increased risk of fractures;
• контрактуры и ограниченный объем движений (степень спастичности в сгибателях локтевого, лучезапястного суставов и пальцев кисти 3 и более баллов по шкале Эшворта); • contractures and limited range of motion (the degree of spasticity in the flexors of the elbow, wrist joints and fingers of the hand is 3 or more points on the Ashworth scale);
• наличие пролежней или открытых ран в зоне лечения; • presence of pressure sores or open wounds in the treatment area;
• вывих/подвывих плечевого сустава в анамнезе; • dislocation / subluxation of the shoulder joint in anamnesis;
• пациенты с инфекционным поражением в области расположения электрода; • patients with an infectious lesion in the area of the electrode;
• грубая сенсорная или моторная афазия или выраженные когнитивные нарушения, затрудняющие выполнение инструкций; • gross sensory or motor aphasia or severe cognitive impairment that makes it difficult to follow instructions;
• наличие гиперкинезов; • the presence of hyperkinesis;
• грубое нарушение зрения, не позволяющее выполнять визуальные инструкции;• severe visual impairment that prevents you from following visual instructions;
• грубое нарушение глубокой чувствительности, неглект, по данным неврологического осмотра. Методика проведения tDCS. • gross violation of deep sensitivity, neglect, according to neurological examination. TDCS technique.
1) Перед началом процедуры необходимо измерить обхват головы и выбрать шлем соответствующего размера (использование слишком большого шлема ведет к недостаточно плотному прилеганию электродов к поверхности головы и смещению их локализации относительно структур головного мозга, а использование слишком маленького шлема дискомфортно для пациента). 1) Before starting the procedure, it is necessary to measure the girth of the head and select a helmet of the appropriate size (using a helmet that is too large leads to an insufficient tight fit of the electrodes to the surface of the head and a displacement of their localization relative to the brain structures, and using a helmet that is too small is uncomfortable for the patient).
2) Шлем необходимо надевать согласно международной схеме расположения электродов «Ю-20%». 2) The helmet must be worn in accordance with the international scheme for the arrangement of electrodes "Yu-20%".
3) Для обеспечения оптимального контакта с кожей головы рекомендуется использование тонких губок, смоченных в 0,9% растворе хлорида натрия, или специальной адгезивной пасты для ЭЭГ. При использовании губок, пропитанных раствором электролита, важно соблюдать баланс: недостаточно смоченная губка может стать причиной появления неприятных ощущений в виде жжения и покалывания в области стимуляции, тогда как избыточно смоченная губка будет приводить к формированию «мостиков» между электродами. Специальная подготовка кожи, в частности, с использованием абразивных паст, не требуется. При необходимости возможно очищение и обезжиривание кожи с помощью спиртовых растворов. 3) To ensure optimal contact with the scalp, it is recommended to use thin sponges soaked in 0.9% sodium chloride solution or a special adhesive paste for EEG. When using sponges soaked in electrolyte solution, it is important to maintain a balance: an insufficiently moistened sponge can cause unpleasant sensations in the form of burning and tingling in the stimulated area, while an excessively moistened sponge will lead to the formation of "bridges" between the electrodes. Special preparation of the skin, in particular with the use of abrasive pastes, is not required. If necessary, it is possible to cleanse and degrease the skin using alcohol solutions.
4) Необходимо заранее предупреждать испытуемого о возможности возникновения ощущений покалывания и жжения и необходимости сообщать об этом лицу, проводящему стимуляцию. 4) It is necessary to warn the subject in advance about the possibility of tingling and burning sensations and the need to inform the person conducting the stimulation about this.
5) Для проведения ТЭС в рамках методики используется устройство для транскраниальной электростимуляции мозга, разработанное в рамках проекта «Разработка нового поколения ассистивных устройств и технических средств реабилитации с применением нейротехнологий для улучшения эффективности лечения и реабилитации, а также повышения качества жизни людей» (головной исполнитель - ООО "Нейроботикс", Москва, Зеленоград). Особенностями устройства является возможность графического и количественного контроля импеданса и распределения силы тока во время стимуляции. 5) A device for transcranial electrostimulation of the brain, developed within the framework of the project "Development of a new generation of assistive devices and technical means of rehabilitation using neurotechnologies to improve the effectiveness of treatment and rehabilitation, as well as improve the quality of life of people," LLC "Neurobotics", Moscow, Zelenograd). A special feature of the device is the ability to graphically and quantitatively control impedance and current distribution during stimulation.
6) Выбор протокола стимуляции. 6) Choice of stimulation protocol.
• Интенсивность стимуляции: 2 мА. • Stimulation intensity: 2 mA.
• Режим стимуляции: DC (direct current, стимуляция постоянным током, режим плавного нарастания тока «soft»). • Stimulation mode: DC (direct current, constant current stimulation, “soft” current ramp mode).
• Продолжительность одной сессии: 20 минут. • Duration of one session: 20 minutes.
• Общее количество сессий: 5-10. • Total number of sessions: 5-10.
• Возможно проведение анодной ТЭС первичной моторной коры пораженного полушария, катодной ТЭС первичной моторной коры непораженного полушария или билатеральной ТЭС. Расположение электродов для различных вариантов монтажа в зависимости от стороны поражения представлено в таблице 1. На фиг. 1 и 2 приведены примеры настроек протокола стимуляции в программе управления электростимулятором «при правостороннем гемипарезе (поражении левого полушария). • It is possible to carry out anodic TPP of the primary motor cortex of the affected hemisphere, cathodic TPP of the primary motor cortex of the unaffected hemisphere, or bilateral TPP. The location of the electrodes for different mounting options depending on the side of the lesion is shown in Table 1. FIG. Tables 1 and 2 show examples of the settings for the stimulation protocol in the electrostimulator control program for right-sided hemiparesis (lesion of the left hemisphere).
Таблица 1 - Расположение электродов для разных вариантов стимуляции в зависимости от стороны поражения у пациентов с постинсультным парезом
Figure imgf000013_0001
Table 1 - Location of electrodes for different types of stimulation depending on the side of the lesion in patients with post-stroke paresis
Figure imgf000013_0001
7) Стимуляция проводится в положении сидя или полулежа на спине на специальном кресле. Необходимым является создание максимально комфортных для пациента условий. Возможно использование подушки или валика. Рекомендуется избегать резких движений головой пациента в связи с риском смещения электродов. 7) Stimulation is carried out in a sitting or reclining position on the back on a special chair. It is necessary to create the most comfortable conditions for the patient. It is possible to use a pillow or roller. It is recommended to avoid sudden movements of the patient's head due to the risk of displacement of the electrodes.
8) Во время проведения стимуляции пациент должен находиться под наблюдением медицинского персонала (врача или медицинской сестры при условии доступности врача для оказания помощи). Все специалисты, участвующие в проведении ТЭС, должны обладать достаточными знаниями о физических и физиологических основах метода, а также о возможных нежелательных эффектах и алгоритме действия при их развитии. В случае возникновения интенсивных болевых ощущений и других нежелательных эффектов необходимо немедленно остановить стимуляцию и прекратить контакт электрода с кожей. 8) During the stimulation, the patient must be under the supervision of medical personnel (a doctor or nurse, provided that a doctor is available to provide assistance). All specialists participating in the TPP should have sufficient knowledge about the physical and physiological foundations of the method, as well as about possible undesirable effects and the algorithm of action during their development. In case of intense pain and other undesirable effects, it is necessary to immediately stop stimulation and stop contact of the electrode with the skin.
9) После проведения каждого сеанса ТЭС целесообразно заполнение опросника для оценки переносимости процедуры и нежелательных эффектов. 9) After each EFT session, it is advisable to fill out a questionnaire to assess the tolerance of the procedure and undesirable effects.
10) До и после проведения каждого сеанса ТЭС необходимо проводить контроль АД и ЧСС. 10) Before and after each TES session, it is necessary to control blood pressure and heart rate.
11) Во время курса ТЭС пациента должен находиться под наблюдением врача- невролога. 11) During the course of TES, the patient should be under the supervision of a neurologist.
В ФГБНУ «Научный центр неврологии» было проведено рандомизированное двойное слепое контролируемое исследование, направленное на изучение эффективности и переносимости различных протоколов ТЭС у пациентов с постинсульным парезом. Был проведен скрининг 67 пациентов с перенесенным нарушением мозгового кровообращения по ишемическому или геморрагическому типу давностью более 3 месяцев и постинсультным гемипарезом. У 24 пациентов на этапе скрининга были выявлены критерии невключения, еще 2 пациента выбыли до завершения исследования из-за логистических проблем. Кроме того, 2 пациента выбыли из-за развития нежелательных явлений (НЯ). В итоговый анализ были включены данные 38 пациентов. In the Federal State Budgetary Scientific Institution "Scientific Center of Neurology", a randomized double-blind controlled study was carried out aimed at studying the effectiveness and tolerance of various EFT protocols in patients with post-insular paresis. Screening of 67 patients with previous ischemic or hemorrhagic cerebral circulation disorder more than 3 months old and post-stroke hemiparesis was carried out. In 24 patients at the screening stage, non-inclusion criteria were identified, another 2 patients dropped out before the end of the study due to logistical problems. In addition, 2 patients dropped out due to the development of adverse events (AEs). The final analysis included data from 38 patients.
После подписания добровольного информированного согласия при условии соответствия участника исследования критериям включения и отсутствия критериев невключения методом слепых конвертов осуществлялась рандомизация в одну из четырёх групп. After signing a voluntary informed consent, provided that the study participant met the inclusion criteria and did not include the non-inclusion criteria, the blind envelope method was randomized into one of four groups.
• Группа А - анодная tDCS первичной моторной коры пораженного полушария. • Group A - anodic tDCS of the primary motor cortex of the affected hemisphere.
• Группа В - анодная tDCS первичной моторной коры пораженного полушария и катодная tDCS первичной моторной коры непораженного полушария. • Group B - anodic tDCS of the primary motor cortex of the affected hemisphere and cathodic tDCS of the primary motor cortex of the unaffected hemisphere.
• Группа С - катодная tDCS первичной моторной коры непораженного полушария. • Group C - cathodic tDCS of the primary motor cortex of the unaffected hemisphere.
• Группа S - sham-стимуляция (имитация стимуляция; расположение электродов как при анодной tDCS, однако реальная стимуляция осуществляется только в течение первых и последних 30 секунд 20-минутной сессии). • Group S - sham-stimulation (simulated stimulation; the position of the electrodes is the same as for anodic tDCS, however, real stimulation is carried out only during the first and last 30 seconds of a 20-minute session).
Каждому пациенту, включенному в исследование, проводилось 5 сессий ТЭС с помощью прототипа станции эксперта аппарата транскраниальной стимуляции. Интенсивность стимуляции - 2 мА, продолжительность одной сессии - 20 минут. Для стимуляции применялись многоразовые электроды CS22 из композита Ag/AgCl диаметром 22 мм. Плотность тока составляла 0,53 мА/см2 (5,3 А/м2). Использовался режим «soft» 30- секундным нарастанием и спадом величины тока в начале и конце сессии соответственно. После каждой сессии стимуляции пациенты заполняли опросник для оценки переносимости ТЭС. Each patient included in the study underwent 5 EFT sessions using the prototype expert station of the transcranial stimulation apparatus. The intensity of stimulation is 2 mA, the duration of one session is 20 minutes. Reusable CS22 electrodes made of Ag / AgCl composite 22 mm in diameter were used for stimulation. The current density was 0.53 mA / cm 2 (5.3 A / m 2 ). The “soft” mode was used with a 30-second rise and fall of the current value at the beginning and end of the session, respectively. After each stimulation session, patients completed a questionnaire to assess the tolerability of EFT.
Оценка по клиническим шкалам (шкала Фугл-Мейера, модифицированная шкала Эшворта) проводилась перед 1-ой и после 5-ой сессии стимуляции ослепленным относительно протокола стимуляции исследователем для оценки эффекта стимуляции на моторную функцию руки. Кроме ТЭС всем пациентам проводилась двигательная реабилитация, направленная на восстановление движений в паретичных конечностях, снижение мышечного тонуса и улучшение бытовой адаптации. Assessment using clinical scales (Fugle-Meier scale, modified Ashworth scale) was carried out before the 1st and after the 5th session of stimulation by a blinded investigator with respect to the stimulation protocol to assess the effect of stimulation on motor function of the hand. In addition to TPP, all patients underwent motor rehabilitation aimed at restoring movements in paretic limbs, reducing muscle tone and improving household adaptation.
В итоговый анализ были включены данные 38 пациентов, рандомизированных в 4 группы: группа А (п=7), группа В (п=10), группа С (п=10) и группа S (п=11). Группы статистически значимо не различались по возрасту, сроку от нарушения мозгового кровообращения до включения в исследование, суммарному баллу по шкале Фугл-Мейера, сумме баллов по разделам шкалы Фугл-Мейера для верхней конечности и кисти, выраженности спастичности в руке по модифицированной шкале Эшворта. Однако была выявлена тенденция к статистически значимому различию по давности инсульта (р=0,07; критерий Краскела - Уоллиса). The final analysis included data from 38 patients randomized into 4 groups: group A (n = 7), group B (n = 10), group C (n = 10), and group S (n = 11). The groups did not differ statistically significantly in terms of age, duration of cerebral impairment. blood circulation before inclusion in the study, the total score on the Fugle-Meier scale, the sum of points for the sections of the Fugle-Meier scale for the upper limb and hand, the severity of spasticity in the arm according to the modified Ashworth scale. However, there was a trend towards a statistically significant difference in the age of stroke (p = 0.07; Kruskal-Wallis test).
Эффективность ТЭС. При анализе эффекта ТЭС на моторную функцию руки во всех группах было выявлено статистически значимое увеличение суммы баллов по шкале Фугл-Майера и разделу шкалы Фугл-Мейера для верхней конечности. Кроме того, в группах В и S было выявлено статистически значимое увеличение суммы баллов по разделу шкалы Фугл-Мейера для кисти. Статистически значимых различий между группами в изменении суммарного балла по шкале Фугл-Мейра, суммы баллов по разделу шкалы Фугл- Мейера для верхней конечности и кисти, а также и оценки выраженности спастичности по модифицированной шкале Эшворта выявлено не было. Статистически значимых различий между группами в изменении суммарного балла по шкале Фугл-Мейра, суммы баллов по разделу шкалы Фугл-Мейера для верхней конечности и кисти, а также и оценки выраженности спастичности по модифицированной шкале Эшворта выявлено не было. Также не было выявлено различий в эффекте ТЭС на моторную функцию руки в зависимости от наличия/отсутствия ВМО с мышц паретичной руки (р>0,05 во всех случаях). Кроме того, не было выявлено статистически значимой корреляционной связи между эффектом ТЭС на моторную функцию руки и такими показателями, как исходная выраженность пареза (по шкале Фугл-Мейера) и срок после инсульта. Efficiency of TPP. When analyzing the effect of EFT on the motor function of the hand in all groups, a statistically significant increase in the sum of points on the Fugle-Meier scale and the section of the Fugle-Meier scale for the upper limb was revealed. In addition, in groups B and S, there was a statistically significant increase in the sum of points according to the section of the Fugle-Meier scale for the hand. There were no statistically significant differences between the groups in the change in the total score on the Fugle-Meir scale, the sum of points on the Fugle-Meier scale section for the upper limb and hand, as well as in the assessment of the severity of spasticity according to the modified Ashworth scale. There were no statistically significant differences between the groups in the change in the total score on the Fugle-Meir scale, the sum of points on the section of the Fugle-Meier scale for the upper limb and hand, as well as in the assessment of the severity of spasticity according to the modified Ashworth scale. Also, there were no differences in the effect of EFT on the motor function of the hand, depending on the presence / absence of WMO from the muscles of the paretic hand (p> 0.05 in all cases). In addition, there was no statistically significant correlation between the effect of EFT on the motor function of the hand and such indicators as the initial severity of paresis (according to the Fugle-Meier scale) and the period after stroke.
Методика проведения ФЭС FES technique
ФЭС проводится непосредственно после tDCS. Максимальный интервал времени между процедурами должен составлять не более 15 минут. FES is carried out immediately after tDCS. The maximum time interval between procedures should be no more than 15 minutes.
Для стимуляции мышц и ЭМГ используются одноразовые адгезивные электроды с кнопочным разъемом. В качестве ЭМГ триггера ФЭС может использоваться любая мышца, являющаяся синергистом выполняемого цикличного движения. В модуле «Стимулятора мышц» доступна возможность одновременной регистрации двух каналов ЭМГ, каждый из которых может служить в качестве триггера ФЭС. Для обеспечения максимально точной регистрации ЭМГ необходимо крепление дополнительного референтного электрода вне области мышечной активности Перед проведением тренировки с применением «Стимулятора мышц» необходимо определить целевые мышцы для стимуляции, а также мышцу, используемую в качестве ЭМГ триггера для стимуляции. В зависимости от временных параметров активации мышцы триггера, впоследствии производится программная настройка задержки стимуляции, для обеспечения максимально точной синхронизации ФЭС. Disposable adhesive electrodes with a push-button connector are used for muscle stimulation and EMG. Any muscle that is a synergist of the cyclic movement performed can be used as an EMG trigger of FES. In the "Muscle Stimulator" module, the possibility of simultaneous registration of two EMG channels is available, each of which can serve as a FES trigger. To ensure the most accurate EMG registration, it is necessary to attach an additional reference electrode outside the area of muscle activity. Before training with the Muscle Stimulator, it is necessary to determine the target muscles for stimulation, as well as the muscle used as an EMG trigger for stimulation. Depending on the time parameters of activation of the trigger muscle, it is subsequently performed software adjustment of the stimulation delay to ensure the most accurate synchronization of the FES.
После крепления электродов ЭМГ и стимуляции производится калибровка ЭМГ, для этого испытуемому дается инструкция «расслабить руку», а после нажать кнопкуAfter fixing the EMG electrodes and stimulation, the EMG is calibrated, for this the subject is instructed to "relax the hand", and then press the button
5 «Калибровка», для калибровки нуля датчиков ЭМГ. В окне ЭМГ программного обеспечения «Стимулятора мышц» отображается интенсивность электромиограммы каждого канала в режиме реального времени. Максимальный показатель интенсивности регистрируемой ЭМГ соответствует амплитуде в 500 мкВ, что также соответствует максимуму отображаемой интенсивности 100%. При отсутствии изменений шкалы ЭМГ при5 "Calibration", for zero calibration of EMG sensors. The EMG window of the Muscle Stimulator software displays the intensity of the electromyogram of each channel in real time. The maximum intensity indicator of the recorded EMG corresponds to an amplitude of 500 μV, which also corresponds to the maximum displayed intensity of 100%. In the absence of changes in the EMG scale at
10 произвольном мышечном напряжении, необходимо проверить плотность прилегания электродов и место крепления референтного электрода. Изменение положения слайдера задает минимальный порог произвольного мышечного усилия, после которого активируется электростимуляция. Для выбора канала ЭМГ используемого в качестве триггера, рекомендуется совершить несколько тестовых движений и выбрать канал ЭМГ с10 arbitrary muscle tension, it is necessary to check the tightness of the electrodes and the attachment point of the reference electrode. Changing the position of the slider sets the minimum threshold for voluntary muscle effort, after which electrical stimulation is activated. To select the EMG channel used as a trigger, it is recommended to perform several test movements and select the EMG channel with
15 наибольшей регистрируемой амплитудой. 15 with the largest recorded amplitude.
Подбор параметров стимуляции включает в себя выбор параметров единичного импульса (форма импульса, амплитуда импульса, длительность импульса, длительность задержки) и параметров единичного импульса (частота стимуляции, длительность стимуляции, задержка триггера, задержка после) The selection of stimulation parameters includes the choice of parameters of a single pulse (pulse shape, pulse amplitude, pulse duration, delay duration) and parameters of a single pulse (stimulation frequency, stimulation duration, trigger delay, delay after)
20 Форма импульса. Для электростимуляции двигательного аппарата применяются импульсы различной формы. Согласно исследованиям Г.Ф. Колесников, В.И. Кий, А.А. Павленко (1963), оптимальными сигналами, при которых мышцы сокращались почти безболезненно, являются остроконечные импульсы, заполненные синусоидальным или прямоугольным сигналом. 20 Pulse shape. For electrostimulation of the motor apparatus, impulses of various shapes are used. According to the research of G.F. Kolesnikov, V.I. Kiy, A.A. Pavlenko (1963), the optimal signals, in which the muscles contracted almost painlessly, are sharp-pointed impulses filled with a sinusoidal or rectangular signal.
25 Амплитуда импульса. Наиболее используемая при электростимуляции амплитуда не превышает 100 мА. Для проведения тренировки рекомендуется, постепенно увеличивая, подобрать наиболее комфортную для пациента амплитуду импульса, при которой будет наблюдаться активное мышечное сокращение (до 30 мА). 25 Pulse amplitude. The amplitude most used for electrical stimulation does not exceed 100 mA. For training, it is recommended, by gradually increasing, to select the most comfortable pulse amplitude for the patient, at which active muscle contraction will be observed (up to 30 mA).
Частота стимуляции. Частотные характеристики стимуляции должны выбиратьсяStimulation frequency. Frequency response of stimulation should be selected
ВО исходя из целей воздействия на мышцу во время тренировки. Так, согласно многим отечественным авторам (А.П. Новиков (1964), А. Николова (1975), Николаев (1999)) импульсный ток частотой 25-30 Гц оказывает возбуждающее действие на двигательные нервы и вызывает тетанические сокращения скелетной мускулатуры; импульсный ток частотой 50-100 Гц вызывает спазм скелетных мышц; импульсный ток частотой 1-10 Гц вызывает «мышечную гимнастику», которая оказывает на мышцы тонизирующее влияние и может быть использована при спастичности. VO based on the goals of influencing the muscle during training. So, according to many domestic authors (A.P. Novikov (1964), A. Nikolova (1975), Nikolaev (1999)), a pulse current with a frequency of 25-30 Hz has an exciting effect on motor nerves and causes tetanic contractions of skeletal muscles; pulse current with a frequency of 50-100 Hz causes skeletal muscle spasm; impulse current with a frequency of 1-10 Hz causes "muscle gymnastics", which has a tonic effect on the muscles and can be used for spasticity.
Длительность стимуляции. При выборе длительности импульса стоит учитывать, что длительность стимулирующего импульса менее 1 мс может быть недостаточна для полного охватывания возбуждением всех мышечных волокон, а длительность импульса более 3 мс невыгодна энергетически и не оправдана физиологически. Длительность импульса должна быть подобрана таким образом, чтобы возбуждение успевало охватывать все мышечные волокна целевой мышцы. Duration of stimulation. When choosing a pulse duration, it should be borne in mind that a stimulating pulse duration of less than 1 ms may not be sufficient to completely cover all muscle fibers by excitation, and a pulse duration of more than 3 ms is energetically disadvantageous and not physiologically justified. The duration of the impulse should be selected in such a way that the excitation has time to cover all muscle fibers of the target muscle.
Задержка триггера. Устанавливается индивидуально, в зависимости от тайминга активации мышцы триггера и стимулируемой мышцы при физиологичном выполнении тренируемого движения. Trigger delay. It is set individually, depending on the timing of activation of the trigger muscle and the stimulated muscle during the physiological performance of the trained movement.
Задержка после. Задержка между окончанием стимуляции и началом реакции на триггер устанавливается в зависимости от скорости выполнения тренируемого движения. При установке данного параметра стоит учитывать необходимое время для завершения движения и расслабления стимулируемой мышцы. Delay after. The delay between the end of the stimulation and the beginning of the response to the trigger is set depending on the speed of the training movement. When setting this parameter, it is worth considering the time required to complete the movement and relax the stimulated muscle.
Программа тренировки, целевые и триггерные мышечные группы определяются выраженностью пареза и степенью спастичности в паретичных мышцах руки по клиническим шкалам Фугл-Мейера, ARAT и Эшворта. The training program, target and trigger muscle groups are determined by the severity of paresis and the degree of spasticity in the paretic muscles of the arm according to the Fugle-Meier, ARAT and Ashworth clinical scales.
Первый протокол тренировки рекомендован к применению у следующих пациентов: двигательный дефицит в паретичной руке по шкале Фугл-Мейера от 57 до 65 баллов, что соответствует легкому нарушению двигательной функции; двигательный дефицит в кисти по шкале ARAT от 51 до 57 баллов, что соответствует легкому нарушению мелкой моторики; спастичность по шкале Эшворта: в мышцах сгибателях лучезапястного сустава и кисти - 0-1 балл, в мышцах сгибателях локтевого сустава - 0-1 балл. The first training protocol is recommended for use in the following patients: motor deficit in the paretic arm according to the Fugle-Meier scale from 57 to 65 points, which corresponds to mild impairment of motor function; motor deficit in the hand on the ARAT scale from 51 to 57 points, which corresponds to mild fine motor impairment; spasticity according to the Ashworth scale: in the flexor muscles of the wrist joint and hand - 0-1 points, in the flexor muscles of the elbow joint - 0-1 points.
Второй протокол тренировки рекомендован к применению у следующих пациентов: двигательный дефицит в паретичной руке по шкале Фугл-Мейера от 47 до 56 баллов, что соответствует умеренному нарушению двигательной функции; двигательный дефицит в кисти по шкале ARAT от 41 до 50 баллов, что соответствует умеренному нарушению мелкой моторики; спастичность по шкале Эшворта: в мышцах сгибателях лучезапястного сустава и кисти - 0-1 балл, в мышцах сгибателях локтевого сустава - 0-1 балл) The second training protocol is recommended for use in the following patients: motor deficit in the paretic arm according to the Fugle-Meier scale from 47 to 56 points, which corresponds to moderate impairment of motor function; motor deficit in the hand on the ARAT scale from 41 to 50 points, which corresponds to moderate impairment of fine motor skills; spasticity on the Ashworth scale: in the flexor muscles of the wrist joint and hand - 0-1 points, in the flexor muscles of the elbow joint - 0-1 points)
Использование методики при легком парезе в руке (двигательный дефицит в паретичной руке по шкале Фугл-Мейера от 57 до 65 баллов, что соответствует легкому нарушению двигательной функции; двигательный дефицит в кисти по шкале ARAT от 51 до 57 баллов, что соответствует легкому нарушению мелкой моторики; спастичность по шкале Эшворта: в мышцах сгибателях лучезапястного сустава и кисти - 0-1 балл, в мышцах сгибателях локтевого сустава - 0-1 балл). The use of the technique for mild paresis in the hand (motor deficit in the paretic hand according to the Fugle-Meier scale from 57 to 65 points, which corresponds to a slight impairment of motor function; motor deficit in the hand according to the ARAT scale from 51 to 57 points, which corresponds to a slight impairment of fine motor skills ; spasticity according to Ashworth scale: in the flexor muscles of the wrist joint and hand - 0-1 points, in the flexor muscles of the elbow joint - 0-1 points).
Целевые группы мышц: m. extensor digitorum superficialis, m. flexor digitonun communis. Target muscle groups: m. extensor digitorum superficialis, m. flexor digitonun communis.
Тренировка. Ввиду того, что у пациентов с легкой степенью пареза нарушения двигательной функции в паретичной руке представлены в основном снижением силы в кисти и пальцах, технология в данном случае используется для восстановления различных видов захвата и подготовки кисти к ним. Workout. Due to the fact that in patients with mild paresis, motor dysfunctions in the paretic hand are mainly represented by a decrease in strength in the hand and fingers, the technology in this case is used to restore various types of grip and prepare the hand for them.
Цель: тренировка направлена на коррекцию патологического стереотипа в кисти, повышение функциональности, увеличение силы захватов и объема движений в пальцах кисти. Purpose: the training is aimed at correcting the pathological stereotype in the hand, increasing functionality, increasing the grip strength and range of motion in the fingers of the hand.
1 этап (1-5 дни тренировки!. Stage 1 (1-5 days of training !.
Целевая группа мышц: m. extensor digitorum superficialis; Target muscle group: m. extensor digitorum superficialis;
Триггерная мышца: т. deltoideus anterior; Trigger muscle: T. deltoideus anterior;
Целевые движения: достижение удаленно расположенного объекта: шар (10 минут), стакан (10 минут); Target movements: reaching a distant object: ball (10 minutes), glass (10 minutes);
Вид захвата: шаровидный захват, цилиндрический захват; Grip type: spherical grip, cylindrical grip;
Тренируемое движение: разгибание лучезапястного сустава и пальцев кисти; Trained movement: extension of the wrist joint and fingers;
Длительность одной тренировки: 20 минут; Duration of one workout: 20 minutes;
Цель тренировки: восстановление функции подготовки к захвату в паретичной кисти. Training goal: to restore the function of preparation for the capture in the paretic hand.
Описание тренировки: Training description:
Пациент 1 располагается сидя на стуле, за столом 4, с подлокотниками для обеих рук. Руки располагаются на подлокотниках ладонями вниз (кисть лежит на столе). На расстоянии вытянутой руки, индивидуально для каждого пациента, во фронтальной плоскости на столе 4, устанавливается шар 2 диаметром 10 см. Перед пациентом 1 располагается экран монитора, на котором отображается успешность выполненного движения. Пациенту предлагается выполнить двигательную задачу: дотянуться до шара, совершить его захват, перенести вдоль стола, поставить шар на подставку и вернуть руку в исходное положение. Далее пациенту необходимо повторить данное движение в том же порядке из исходного положения, длительность данной части тренировки составляет 10 минут. На фиг.З схематически изображена последовательность выполнения движений в данном упражнении. Patient 1 is seated on a chair, at table 4, with armrests for both hands. Hands are placed on the armrests, palms down (the hand is on the table). At arm's length, individually for each patient, in the frontal plane on the table 4, a ball 2 with a diameter of 10 cm is installed. In front of patient 1 there is a monitor screen, which displays the success of the performed movement. The patient is asked to perform a motor task: to reach the ball, grab it, move it along the table, put the ball on a stand and return the hand to its original position. Then the patient needs to repeat this movement in the same order from the starting position; the duration of this part of the training is 10 minutes. Fig. 3 schematically shows the sequence of performing the movements in this exercise.
При этом во время выполнения движения достижение удаленно расположенного шара, триггерный электрод располагается на m. deltoideus anterior, данная мышца является одной из основных мышц сгибателей плеча при данном движении, как известно, в норме сгибание плеча достигает своего максимума, к концу достижения объекта и именно в этот момент происходит подготовка кисти к захвату, то есть разгибание в лучезапястном суставе и пальцах кисти, которое начинается на 70% и достигает своего максимума на 90% выполненного движения. Время движения у пациентов с легким парезом существенно не отличается от нормального и составляет в среднем -1000 мс. Для стимуляции разгибания лучезапястного сустава и пальцев кисти для подготовки к захвату у пациентов с легким парезом, стимулирующий электрод располагается на m. extensor digitorum superficialis, при этом задержка между считыванием ЭМГ с триггерного электрода и стимуляцией разгибания кисти составляет -550 мс. Стоит отметить, что ввиду близкого расположения мышц разгибающих запястье и пальцы стимуляция данного движения происходит одновременно и скоординировано. In this case, during the execution of the movement, reaching a remotely located ball, the trigger electrode is located at m. deltoideus anterior, this muscle is of one of the main muscles of the flexor of the shoulder during this movement, as you know, normally, flexion of the shoulder reaches its maximum, by the end of reaching the object, and it is at this moment that the hand is prepared for gripping, that is, extension in the wrist joint and fingers of the hand, which begins at 70 % and reaches its maximum at 90% of the completed movement. The movement time in patients with mild paresis does not differ significantly from normal and averages -1000 ms. To stimulate the extension of the wrist joint and fingers to prepare for grasping in patients with mild paresis, the stimulating electrode is located at m. extensor digitorum superficialis, while the delay between EMG reading from the trigger electrode and stimulation of hand extension is -550 ms. It should be noted that due to the close location of the extensor muscles of the wrist and fingers, the stimulation of this movement occurs simultaneously and in a coordinated manner.
При правильном выполнении движения на экране отображается движение виртуальной кисти в положении пронации и разгибание пальцев кисти, предоставляя пациенту биологическую обратную связь о выполненном движении разгибания лучезапястного сустава и пальцев кисти. When the movement is performed correctly, the screen displays the movement of the virtual hand in the pronation position and the extension of the fingers of the hand, providing the patient with biofeedback on the movement of the extension of the wrist joint and fingers of the hand.
Во второй части тренировки пациент 1 также располагается сидя на стуле, за столом 4, с подлокотниками для обеих рук. Руки располагаются на подлокотниках ладонями вниз (кисть лежит на столе). На расстоянии вытянутой руки, индивидуально для каждого пациента, во фронтальной плоскости на столе 4, устанавливается стакан 3 диаметром 8 см. Перед пациентом располагается экран монитора, на котором отображается успешность выполненного движения. Пациенту предлагается выполнить двигательную задачу: дотянуться до стакана, совершить его захват, перенести вдоль стола, поставить стакан в подставку и вернуть руку в исходное положение. Далее пациенту необходимо повторить данное движение в том же порядке из исходного положения, длительность данной части тренировки составляет 10 минут. На фиг.4 схематически изображена последовательность выполнения движений в данном упражнении. In the second part of the workout, patient 1 is also sitting on a chair, at table 4, with armrests for both hands. Hands are placed on the armrests, palms down (the hand is on the table). At arm's length, individually for each patient, in the frontal plane on the table 4, a glass 3 with a diameter of 8 cm is installed. A monitor screen is placed in front of the patient, which displays the success of the performed movement. The patient is asked to perform a motor task: reach for the glass, grab it, move it along the table, put the glass in the stand and return the hand to its original position. Then the patient needs to repeat this movement in the same order from the starting position; the duration of this part of the training is 10 minutes. Figure 4 schematically shows the sequence of performing movements in this exercise.
При этом во время выполнения движения достижения удаленно расположенного стакана, триггерный электрод также располагается на m. deltoideus anterior. Для стимуляции разгибания лучезапястного сустава и подготовки к захвату у пациентов с легким парезом, стимулирующий электрод располагается на m. extensor digitorum superficialis, при этом задержка между считыванием ЭМГ с триггерного электрода и стимуляцией разгибания кисти составляет -550 мс. Стоит отметить, что при данном движении происходит супинация предплечья, что отличает данный вид захвата от предыдущего и фиксация сигнала ЭМГ с m. supinator brevis была бы более показательна как триггер для стимуляции разгибания лучезапястного сустава и пальцев кисти, однако глубокое расположение данной мышцы не позволяет фиксировать ее активность накожными электродами, именно поэтому в качестве триггерной точки целесообразно выбирать m. deltoideus anterior. In this case, during the execution of the movement to reach the remotely located glass, the trigger electrode is also located on m. deltoideus anterior. To stimulate the extension of the wrist joint and prepare for the seizure in patients with mild paresis, the stimulating electrode is located at m. extensor digitorum superficialis, while the delay between EMG reading from the trigger electrode and stimulation of hand extension is -550 ms. It should be noted that this movement causes supination of the forearm, which distinguishes this type of capture from the previous one and fixation of the EMG signal from m. supinator brevis would be more revealing as a trigger for stimulation extension of the wrist joint and fingers of the hand, however, the deep location of this muscle does not allow recording its activity with cutaneous electrodes, which is why it is advisable to choose m as a trigger point. deltoideus anterior.
При правильном выполнении движения на экране отображается движение виртуальной кисти в среднем положении пронации\супинации и разгибание пальцев кисти, что говорит пациенту о правильно выполненном движении разгибания лучезапястного сустава и пальцев кисти. If the movement is performed correctly, the screen displays the movement of the virtual hand in the middle position of pronation / supination and extension of the fingers of the hand, which tells the patient about the correct movement of extension of the wrist joint and fingers.
2 этап (5-10 дни тренировки! Stage 2 (5-10 days of training!
Целевая группа мышц: m. flexor digitorum superficialis; Target muscle group: m. flexor digitorum superficialis;
Триггерная мышца: т. deltoideus anterior или т. extensor digitorum superficialis;Trigger muscle: T. deltoideus anterior or T. extensor digitorum superficialis;
Целевые движения: достижение удаленно расположенного объекта: шар (10 минут), стакан (10 минут); Target movements: reaching a distant object: ball (10 minutes), glass (10 minutes);
Вид захвата: шаровидный захват, цилиндрический захват; Grip type: spherical grip, cylindrical grip;
Тренируемое движение: сгибание пальцев кисти; Trained movement: flexion of the fingers;
Длительность одной тренировки: 20 минут; Duration of one workout: 20 minutes;
Цель тренировки: восстановление функции захвата и силы в пальцах паретичной кисти. Training goal: to restore grip function and strength in the fingers of the paretic hand.
Описание тренировки: Training description:
Пациент 1 располагается сидя на стуле, за столом 4, с подлокотниками для обеих рук. Руки располагаются на подлокотниках ладонями вниз (кисть лежит на столе). На расстоянии вытянутой руки, индивидуально для каждого пациента, во фронтальной плоскости на столе, устанавливается шар 2 диаметром 10 см. Перед пациентом располагается экран монитора, на котором отображается успешность выполненного движения. Пациенту предлагается выполнить двигательную задачу: дотянуться до шара, совершить его захват, перенести вдоль стола, поставить шар в подставку и вернуть руку в исходное положение. Далее пациенту необходимо повторить данное движение в том же порядке из исходного положения, длительность данной части тренировки составляет 10 минут. На фиг.З схематически изображена последовательность выполнения движений в данном упражнении. Стоит отметить, что в процессе тренировки шаровидного хвата на втором этапе пациенту усложняется задача от тренировки к тренировке, последовательно на протяжении 5 дней увеличивается вес схватываемого шара (от 50 до 300 гр). Это необходимо, для постепенного увеличения силы захвата, так как для удержания более тяжелого предмета необходимо большее усилие. Patient 1 is seated on a chair, at table 4, with armrests for both hands. Hands are placed on the armrests, palms down (the hand is on the table). At an arm's length, individually for each patient, in the frontal plane on the table, a ball 2 with a diameter of 10 cm is placed. A monitor screen is placed in front of the patient, which displays the success of the performed movement. The patient is asked to perform a motor task: to reach the ball, grab it, move it along the table, put the ball in a stand and return the hand to its original position. Then the patient needs to repeat this movement in the same order from the starting position; the duration of this part of the training is 10 minutes. Fig. 3 schematically shows the sequence of performing the movements in this exercise. It is worth noting that in the process of training the ball-shaped grip at the second stage, the task becomes more difficult for the patient from training to training, and the weight of the ball being grasped consistently increases over 5 days (from 50 to 300 g). This is necessary to gradually increase the gripping force, since more effort is needed to hold a heavier object.
При этом во время выполнения движения достижение удаленно расположенного шара, триггерный электрод может располагаться в двух позициях. Первая позиция - расположение на m. deltoideus anterior, мышце, которая является одним из основных сгибателей плеча при данном движении. В этом случае время задержки будет увеличено до ~900 мс. Это связано с тем, что в норме сгибание плеча начинается в самом начале движения, а, начиная с 90% времени движения происходит процесс захвата. Для стимуляции сгибания пальцев кисти и совершения захвата у пациентов с легким парезом, стимулирующий электрод располагается на m. extensor digitorum superficialis. In this case, during the execution of the movement, reaching a remotely located ball, the trigger electrode can be located in two positions. The first position is location at m. deltoideus anterior, a muscle that is one of the main flexors of the shoulder during this movement. In this case, the delay time will be increased to ~ 900 ms. This is due to the fact that normally, shoulder flexion begins at the very beginning of the movement, and, starting from 90% of the movement time, the capture process occurs. To stimulate the flexion of the fingers of the hand and make a grip in patients with mild paresis, the stimulating electrode is located at m extensor digitorum superficialis.
Вторая возможная позиция электрода триггерного электрода - расположение на т. extensor digitorum superficialis, данное расположение позволяет сократить время задержки между стимуляцией целевой группы мышц и повысить точность подачи стимула на целевую группу мышц m. flexor digitorum superficialis. Разгибание в лучезапястном суставе и пальцах кисти, начинается на 70% и достигает своего максимума на 90% выполненного движения, а начиная с 90%, происходит процесс захвата. При расположении триггерного электрода на мышцах разгибающих запястье и пальцы кисти время задержки устанавливается ~300 мс. The second possible position of the trigger electrode is the location on the extensor digitorum superficialis, this location allows you to reduce the delay time between stimulation of the target muscle group and increase the accuracy of the stimulus delivery to the target muscle group m. flexor digitorum superficialis. Extension in the wrist joint and fingers of the hand begins at 70% and reaches its maximum at 90% of the movement performed, and starting at 90%, the gripping process takes place. When the trigger electrode is located on the extensor muscles of the wrist and fingers, the delay time is set to ~ 300 ms.
Во второй части тренировки пациент 1 также располагается сидя на стуле, за столом 4, с подлокотниками для обеих рук. Руки располагаются на подлокотниках ладонями вниз (кисть лежит на столе). На расстоянии вытянутой руки, индивидуально для каждого пациента, во фронтальной плоскости на столе, устанавливается стакан 3 диаметром 8 см. Перед пациентом располагается экран монитора, на котором отображается успешность выполненного движения. Пациенту предлагается выполнить двигательную задачу: дотянуться до стакана, совершить его захват, перенести вдоль стола, поставить стакан в подставку и вернуть руку в исходное положение. Далее пациенту необходимо повторить данное движение в том же порядке из исходного положения, длительность данной части тренировки составляет 10 минут. На фиг.4 схематически изображена последовательность выполнения движений в данном упражнении. Стоит отметить, что в процессе тренировки цилиндрического хвата на втором этапе пациенту усложняется задача от тренировки к тренировке, последовательно на протяжении 5 дней увеличивается вес схватываемого стакана (от 50 до 200 гр,), причем стакан наполняется водой, что необходимо для улучшения точности выполняемого движения и стимулирует пациента не пролить его содержимое при выполнении движения. Также во время тренировки постепенного увеличивается силы захвата, так как для удержания более тяжелого предмета необходимо большее усилие. In the second part of the workout, patient 1 is also sitting on a chair, at table 4, with armrests for both hands. Hands are placed on the armrests, palms down (the hand is on the table). At arm's length, individually for each patient, in the frontal plane on the table, a glass 3 with a diameter of 8 cm is installed. In front of the patient, there is a monitor screen, which displays the success of the performed movement. The patient is asked to perform a motor task: reach for the glass, grab it, move it along the table, put the glass in the stand and return the hand to its original position. Then the patient needs to repeat this movement in the same order from the starting position; the duration of this part of the training is 10 minutes. Figure 4 schematically shows the sequence of performing movements in this exercise. It is worth noting that in the process of training the cylindrical grip at the second stage, the patient's task becomes more difficult from training to training, the weight of the grasped glass increases sequentially over 5 days (from 50 to 200 g,), and the glass is filled with water, which is necessary to improve the accuracy of the movement performed and encourages the patient not to spill its contents while performing the movement. Also, during training, the grip strength gradually increases, since more effort is needed to hold a heavier object.
Расположение электродов, соответствует описанному для шаровидного захвата, несмотря на то, что достижение объекта при данных видах хвата отличается (при выполнении цилиндрического хвата происходит супинация предплечья), триггерные мышцы остаются прежними, так как фиксация сигнала ЭМГ с m. supinator brevis затруднительна в связи с ее глубоким положением. The arrangement of the electrodes corresponds to that described for the spherical grip, despite the fact that the achievement of the object with these types of grip is different (with performing a cylindrical grip, supination of the forearm occurs), the trigger muscles remain the same, since the fixation of the EMG signal from m. supinator brevis is difficult due to its deep position.
Использование методики при умеренном парезе в руке (двигательный дефицит в паретичной руке по шкале Фугл-Мейера от 47 до 56 баллов, что соответствует умеренному нарушению двигательной функции; двигательный дефицит в кисти по шкале ARAT от 41 до 50 баллов, что соответствует умеренному нарушению мелкой моторики; спастичность по шкале Эшворта: в мышцах сгибателях лучезапястного сустава и кисти - 0-1 балл, в мышцах сгибателях локтевого сустава - 0-1 балл) The use of the technique in case of moderate paresis in the hand (motor deficit in the paretic hand according to the Fugle-Meier scale from 47 to 56 points, which corresponds to moderate impairment of motor function; motor deficit in the hand according to the ARAT scale from 41 to 50 points, which corresponds to moderate impairment of fine motor skills ; spasticity on the Ashworth scale: in the flexor muscles of the wrist joint and hand - 0-1 points, in the flexor muscles of the elbow joint - 0-1 points)
Целевые группы мышц: m. thoracic major, т. triceps brahii, т. extensor digitorum superficialis, m. flexor digitorum communis. Target muscle groups: m. thoracic major, t. triceps brahii, t. extensor digitorum superficialis, m. flexor digitorum communis.
Тренировка: Workout:
Ввиду того, что у пациентов с умеренной степенью пареза нарушения двигательной функции в паретичной руке представлены снижением силы в проксимальных отделах руки, а также кисти и пальцах, технология в данном случае используется для восстановления движения в проксимальных отделах, а также различных видов захвата и подготовки кисти к ним. Due to the fact that in patients with moderate paresis, motor dysfunction in the paretic hand is represented by a decrease in strength in the proximal parts of the hand, as well as the hand and fingers, the technology in this case is used to restore movement in the proximal parts, as well as various types of grip and preparation of the hand. to them.
Цель: тренировка направлена на коррекцию патологического стереотипа в проксимальных отделах руки и кисти, повышение функциональности, увеличение силы захватов и объема движений. Purpose: the training is aimed at correcting the pathological stereotype in the proximal parts of the arm and hand, increasing functionality, increasing grip strength and range of motion.
1 этап (1-5 дни тренировки!. Stage 1 (1-5 days of training !.
Целевая группа мышц: m. thoracic major, т triceps brahii; Target muscle group: m. thoracic major, t triceps brahii;
Триггерная мышца: т. deltoideus medius, т. deltoideus anterior; Trigger muscle: T. deltoideus medius, T. deltoideus anterior;
Целевые движения: достижение удаленно расположенного объекта: шар (10 минут), стакан (10 минут); Target movements: reaching a distant object: ball (10 minutes), glass (10 minutes);
Вид захвата: шаровидный захват, цилиндрический захват; Grip type: spherical grip, cylindrical grip;
Тренируемое движение: приведение и сгибание руки в плечевом суставе, разгибание в локтевом суставе; Trained movement: adduction and flexion of the arm in the shoulder joint, extension in the elbow joint;
Длительность одной тренировки: 20 минут; Duration of one workout: 20 minutes;
Цель тренировки: восстановление движения достижение удаленно расположенного объекта, коррекция основных компонентов патологической синергии в проксимальных отделах руки (отведение в плечевом суставе, сгибание в локтевом суставе). Training goal: restoration of movement, achievement of a remotely located object, correction of the main components of pathological synergy in the proximal parts of the arm (abduction in the shoulder joint, flexion in the elbow joint).
Описание тренировки: Training description:
Пациент 1 располагается сидя на стуле, за столом 4, с подлокотниками для обеих рук. Руки располагаются на подлокотниках ладонями вниз (кисть лежит на столе). На расстоянии вытянутой руки, индивидуально для каждого пациента, во фронтальной плоскости на столе 4 устанавливается шар 2 диаметром 10 см. Перед пациентом располагается экран монитора, на котором отображается успешность выполненного движения. Пациенту предлагается выполнить двигательную задачу: дотянуться до шара совершить его захват, перенести вдоль стола, поставить шар в подставку и вернуть руку в исходное положение. Далее пациенту необходимо повторить данное движение в том же порядке из исходного положения, длительность данной части тренировки составляет 10 минут. На фиг.З схематически изображена последовательность выполнения движений в данном упражнении. Patient 1 is seated on a chair, at table 4, with armrests for both hands. Hands are placed on the armrests, palms down (the hand is on the table). On the At arm's length, individually for each patient, a ball 2 with a diameter of 10 cm is installed in the frontal plane on the table 4. A monitor screen is placed in front of the patient, which displays the success of the performed movement. The patient is asked to perform a motor task: to reach the ball, to grab it, move it along the table, put the ball in a stand and return the hand to its original position. Then the patient needs to repeat this movement in the same order from the starting position; the duration of this part of the training is 10 minutes. Fig. 3 schematically shows the sequence of performing the movements in this exercise.
В данном виде захвата, основными движениями в норме являются сгибание плечевого сустава и разгибание локтевого, компонент отведения плечевого сустава в данном случае не выражен (по сравнению с выполнением цилиндрического захвата). Основным патологическим компонентом сгибательной синергии при данном движении является нарушение разгибания в локтевом суставе, это связано со слабостью трехглавой мышцы плеча, именно поэтому она выбирается целевой для стимуляции. Во время выполнения движения достижение удаленно расположенного шара, триггерный электрод располагается на m. deltoideus anterior, данная мышца является одной из основных мышц сгибателей плеча при данном движении, как известно, в норме сгибание плеча начинается в самом начале и достигает своего максимума, к моменту достижения объекта. Одновременно и скоординировано с этим движением происходит разгибание в локтевом суставе, данные компоненты составляют основную часть синергии «ричинг». Однако у пациентов с постинсультным парезом полноценного разгибания в локтевом суставе при движении не происходит, поэтому стимулирующий электрод располагается на m. triceps brachii, которая отвечает за разгибание локтевого сустава. Время задержки при этом выставляется минимальным ~50 мс., это связано с тем, что движения сгибание плечевого сустава и разгибание локтевого сустава происходят одновременно. In this type of grip, the main movements are normally flexion of the shoulder joint and extension of the elbow, the component of abduction of the shoulder joint in this case is not pronounced (in comparison with the execution of a cylindrical grip). The main pathological component of flexion synergy during this movement is a violation of extension in the elbow joint, this is due to the weakness of the triceps muscle of the shoulder, which is why it is chosen as the target for stimulation. During the execution of the movement, reaching a remotely located ball, the trigger electrode is located at m. deltoideus anterior, this muscle is one of the main flexor muscles of the shoulder during this movement, as you know, normally shoulder flexion begins at the very beginning and reaches its maximum, by the time the object is reached. Simultaneously and coordinated with this movement, extension occurs in the elbow joint, these components constitute the main part of the synergy “riching”. However, in patients with post-stroke paresis, full extension in the elbow joint does not occur during movement, therefore the stimulating electrode is located on m. triceps brachii, which is responsible for the extension of the elbow joint. In this case, the delay time is set to a minimum of ~ 50 ms. This is due to the fact that the movements of flexion of the shoulder joint and extension of the elbow joint occur simultaneously.
При правильном выполнении движения на экране отображается движение виртуальной кисти вперед в положении пронации, что говорит пациенту о правильно выполненном движении. When the movement is performed correctly, the screen displays the forward movement of the virtual hand in the pronation position, which tells the patient about the correct movement.
Во второй части тренировки пациент 1 также располагается сидя на стуле, за столом, с подлокотниками для обеих рук. Руки располагаются на подлокотниках ладонями вниз (кисть лежит на столе). На расстоянии вытянутой руки, индивидуально для каждого пациента, во фронтальной плоскости на столе 4 устанавливается стакан 3 диаметром 8 см. Перед пациентом располагается экран монитора, на котором отображается успешность выполненного движения. Пациенту предлагается выполнить двигательную задачу: дотянуться до стакана совершить его захват, перенести вдоль стола, поставить стакан в подставку и вернуть руку в исходное положение. Далее пациенту необходимо повторить данное движение в том же порядке из исходного положения, длительность данной части тренировки составляет 10 минут. На фиг.4 схематически изображена последовательность выполнения движений в данном упражнении. In the second part of the training, patient 1 is also sitting on a chair, at a table, with armrests for both hands. Hands are placed on the armrests, palms down (the hand is on the table). At arm's length, individually for each patient, a glass 3 with a diameter of 8 cm is installed in the frontal plane on the table 4 in front of the patient. There is a monitor screen in front of the patient, which displays the success of the performed movement. The patient is asked to perform a motor task: reach for the glass, grab it, move it along the table, put the glass in the stand and return your hand to its original position. Then the patient needs to repeat this movement in the same order from the starting position; the duration of this part of the training is 10 minutes. Figure 4 schematically shows the sequence of performing movements in this exercise.
В данном виде захвата, основными движениями в норме являются сгибание плечевого сустава и разгибание локтевого. В самом начале движения, в норме присутствует компонент отведения в плечевом суставе, однако он длится всего ~100 мс. и в дальнейшем сменяется приведением. Основным патологическим компонентом сгибательной синергии при данном движении является отведение в плечевом суставе, у пациентов с умеренным парезом оно сменяется приведением намного позже, чем у здоровых. Во время выполнения движения достижение удаленно расположенного стакана, триггерный электрод располагается на m. deltoideus medius, данная мышца является основной при отведении плечевого сустава и фиксация ЭМГ сигнала с нее говорит о возникновении патологической синергии. При этом стимулирующий электрод располагается на m. thoracic major, которая отвечает за приведение и сгибание плечевого сустава. Время задержки между фиксацией сигнала с триггерного электрода и стимуляцией целевой мышцы при этом выставляется в — 100 мс., это связано с тем, что в норме отведение в плечевом суставе также присутствует, однако в более короткий промежуток времени. На рисунке 14 изображено соотношение компонентов движения достижение удаленно расположенного объекта в норме, для наглядного понимания времени задержки (стрелочками отмечено время начала отведения плеча и время начала приведения плеча). In this type of grip, the main movements in the norm are flexion of the shoulder joint and extension of the elbow. At the very beginning of the movement, the abduction component is normally present in the shoulder joint, but it lasts only ~ 100 ms. and is subsequently replaced by a cast. The main pathological component of flexion synergy during this movement is abduction in the shoulder joint; in patients with moderate paresis, it is replaced by adduction much later than in healthy patients. During the execution of the movement, reaching a remotely located glass, the trigger electrode is located at m. deltoideus medius, this muscle is the main one in the abduction of the shoulder joint and fixation of the EMG signal from it indicates the occurrence of pathological synergy. In this case, the stimulating electrode is located at m. thoracic major, which is responsible for adduction and flexion of the shoulder joint. The delay time between the fixation of the signal from the trigger electrode and the stimulation of the target muscle is set at - 100 ms. This is due to the fact that abduction in the shoulder joint is also present normally, but in a shorter period of time. Figure 14 shows the ratio of the movement components, the achievement of a remotely located object is normal, for a clear understanding of the delay time (arrows indicate the start time of shoulder abduction and the start time of shoulder adduction).
2 этап (5-10 дни тренировки!. Stage 2 (5-10 days of training !.
Целевая группа мышц: m. flexor digitorum superficialis; Target muscle group: m. flexor digitorum superficialis;
Триггерная мышца: т. deltoideus anterior или т. extensor digitorum superficialis;Trigger muscle: T. deltoideus anterior or T. extensor digitorum superficialis;
Целевые движения: достижение удаленно расположенного объекта: шар (10 минут), стакан (10 минут); Target movements: reaching a distant object: ball (10 minutes), glass (10 minutes);
Вид захвата: шаровидный захват, цилиндрический захват; Grip type: spherical grip, cylindrical grip;
Тренируемое движение: сгибание пальцев кисти; Trained movement: flexion of the fingers;
Длительность одной тренировки: 20 минут; Duration of one workout: 20 minutes;
Цель тренировки: восстановление функции захвата и силы в пальцах паретичной кисти. Training goal: to restore grip function and strength in the fingers of the paretic hand.
Стоит отметить, что у пациентов с умеренным парезом нарушения движений запястья и кисти связаны со слабостью в мышцах паретичной руки и нарушением координации, спастичность в данном случае выражена незначительно. Для решения данной проблемы, у данной группы пациентов, тренировку следует направить на увеличение силы различных хватов. It is worth noting that in patients with moderate paresis, movement disorders of the wrist and hand are associated with weakness in the muscles of the paretic arm and impaired coordination, spasticity in this case is not significantly expressed. To address this problems in this group of patients, training should be aimed at increasing the strength of various grips.
Описание тренировки: Training description:
Пациент 1 располагается сидя на стуле, за столом 4, с подлокотниками для обеих рук. Руки располагаются на подлокотниках ладонями вниз (кисть лежит на столе). На расстоянии вытянутой руки, индивидуально для каждого пациента, во фронтальной плоскости на столе 4 устанавливается шар 2 диаметром 10 см. Перед пациентом располагается экран монитора, на котором отображается успешность выполненного движения. Пациенту предлагается выполнить двигательную задачу: дотянуться до шара совершить его захват, перенести вдоль стола, поставить шар в подставку и вернуть руку в исходное положение. Далее пациенту необходимо повторить данное движение в том же порядке из исходного положения, длительность данной части тренировки составляет 10 минут. На фиг.З схематически изображена последовательность выполнения движений в данном упражнении. Patient 1 is seated on a chair, at table 4, with armrests for both hands. Hands are placed on the armrests, palms down (the hand is on the table). At arm's length, individually for each patient, a ball 2 with a diameter of 10 cm is placed in the frontal plane on the table 4. In front of the patient, there is a monitor screen, which displays the success of the performed movement. The patient is asked to perform a motor task: to reach the ball, to grab it, move it along the table, put the ball in a stand and return the hand to its original position. Then the patient needs to repeat this movement in the same order from the starting position; the duration of this part of the training is 10 minutes. Fig. 3 schematically shows the sequence of performing the movements in this exercise.
При этом во время выполнения движения достижение удаленно расположенного шара, триггерный электрод может располагаться в двух позициях. Первая позиция - расположение на m. deltoideus anterior, мышце, которая является одной из основных сгибателей плеча при данном движении, время задержки будет увеличено до -900 мс. Это связано с тем, что в норме сгибание плеча достигает своего максимума на 90% выполненного движения, начиная с 90% происходит процесс захвата. Для стимуляции сгибания пальцев кисти и совершения захвата у пациентов с легким парезом, стимулирующий электрод располагается на m. extensor digitorum superficialis. In this case, during the execution of the movement, reaching a remotely located ball, the trigger electrode can be located in two positions. The first position is the location on m. deltoideus anterior, a muscle that is one of the main flexors of the shoulder during this movement, the delay time will be increased to -900 ms. This is due to the fact that normally shoulder flexion reaches its maximum at 90% of the movement performed, starting from 90% the grip process takes place. To stimulate the flexion of the fingers of the hand and make a grip in patients with mild paresis, the stimulating electrode is located at m extensor digitorum superficialis.
Вторая возможная позиция электрода триггерного электрода - расположение на т. extensor digitorum superficialis, данное расположение позволяет сократить время задержки между стимуляцией целевой группы мышц и повысить точность подачи стимула на целевую группу мышц m. flexor digitorum superficialis. Как уже говорилось выше разгибание в лучезапястном суставе и пальцах кисти, начинается на 70% и достигает своего максимума на 90% выполненного движения, начиная с 90% происходит процесс захвата. При расположении триггерного электрода на мышцах, разгибающих запястье и пальцы кисти, время задержки устанавливается -300 мс. The second possible position of the trigger electrode is the location on the extensor digitorum superficialis, this location allows you to reduce the delay time between stimulation of the target muscle group and increase the accuracy of the stimulus delivery to the target muscle group m. flexor digitorum superficialis. As mentioned above, extension in the wrist joint and fingers of the hand begins at 70% and reaches its maximum at 90% of the movement performed, starting from 90% the capture process takes place. When the trigger electrode is positioned on the extensor muscles of the wrist and fingers, the delay time is set to -300 ms.
При правильном выполнении движения на экране отображается движение виртуальной кисти вперед в положении пронации и сгибание пальцев кисти, что говорит пациенту о правильно выполненном движении. When the movement is performed correctly, the screen displays the forward movement of the virtual hand in the pronation position and flexion of the fingers, which tells the patient about the correct movement.
Во второй части тренировки пациент также располагается сидя на стуле, за столом 4, с подлокотниками для обеих рук. Руки располагаются на подлокотниках ладонями вниз (кисть лежит на столе). На расстоянии вытянутой руки, индивидуально для каждого пациента, во фронтальной плоскости на столе, устанавливается стакан диаметром 8 см. Перед пациентом располагается экран монитора, на котором отображается успешность выполненного движения. Пациенту предлагается выполнить двигательную задачу: дотянуться до стакана совершить его захват, перенести вдоль стола, поставить стакан в подставку и вернуть руку в исходное положение. Далее пациенту необходимо повторить данное движение в том же порядке из исходного положения, длительность данной части тренировки составляет 10 минут. На фиг.4 схематически изображена последовательность выполнения движений в данном упражнении. In the second part of the training, the patient is also seated on a chair, at table 4, with armrests for both hands. Hands are placed on the armrests, palms down (the brush is on the table). At arm's length, individually for each patient, in the frontal plane on the table, a glass with a diameter of 8 cm is placed. A monitor screen is placed in front of the patient, which displays the success of the performed movement. The patient is asked to perform a motor task: reach for the glass, grab it, move it along the table, put the glass in the stand and return the hand to its original position. Then the patient needs to repeat this movement in the same order from the starting position; the duration of this part of the training is 10 minutes. Figure 4 schematically shows the sequence of performing movements in this exercise.
Расположение электродов, соответствует описанному для шаровидного захвата, несмотря на то, что достижение объекта при данных видах хвата отличается (при выполнении цилиндрического хвата происходит супинация предплечья), триггерные мышцы остаются прежними, так как фиксация сигнала ЭМГ с m. supinator brevis затруднительна в связи с ее глубоким положением. The location of the electrodes corresponds to that described for the spherical grip, despite the fact that reaching the object with these types of grip is different (when the cylindrical grip is performed, the forearm is supined), the trigger muscles remain the same, since the fixation of the EMG signal from m. supinator brevis is difficult due to its deep position.
Важно подчеркнуть, что патентуемая методика позволяет модифицировать используемые протоколы ФЭС и ТЭС в зависимости от тяжести пареза пациента и его функциональных возможностей, обеспечивая, таким образом, персонифицированный подход к постинсультной реабилитации. Патентуемая методика позволяет перепрограммировать патологические двигательные паттерны на периферическом уровне с усилением эффекта за счет направленной модуляции возбудимости моторной коры с применением ТЭС. Таким образом, достигается увеличение эффективности нормализации двигательного кинематического портрета в паретичной руке. Кроме того, использование современных устройств для проведения ФЭС и ТЭС, обладающих дружелюбным интерфейсом и интуитивно понятным ПО, будут способствовать успешному взаимодействию пациента и реабилитолога. It is important to emphasize that the patented technique allows you to modify the FES and TES protocols used depending on the severity of the patient's paresis and his functional capabilities, thus providing a personalized approach to post-stroke rehabilitation. The patented technique makes it possible to reprogram pathological motor patterns at the peripheral level with an enhancement of the effect due to the directed modulation of the excitability of the motor cortex using TES. Thus, an increase in the efficiency of normalization of the motor kinematic portrait in the paretic hand is achieved. In addition, the use of modern devices for conducting FES and TES, with a friendly interface and intuitive software, will contribute to the successful interaction of the patient and the therapist.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ LIST OF USED SOURCES
1. Feigin, V.L. Atlas of the Global Burden of Stroke (1990-2013): The GBD 2013 Study / V.L. Feigin, G.A. Mensah, B. Norrving et al. //Neuroepidemiology -2015. - Vol. 45, JV 3. -P.230-236. 1. Feigin, V.L. Atlas of the Global Burden of Stroke (1990-2013): The GBD 2013 Study / V.L. Feigin, G.A. Mensah, B. Norrving et al. // Neuroepidemiology -2015. - Vol. 45, JV 3. -P. 230-236.
2. Katan, M. Global Burden of Stroke / M. Katan, A. Luft // Semin. Neurol. - 2018. - Vol. 38, Xs 2. -P.208-211. 2. Katan, M. Global Burden of Stroke / M. Katan, A. Luft // Semin. Neurol. - 2018. - Vol. 38, Xs 2. -P.208-211.
3. Feigin VL, Forouzanfar MH, Krishnamurthi R et al. Global Burden of Diseases, Injuries, and Risk Factors Study 2010 (GBD 2010) and the GBD Stroke Experts Group. Global and regional burden of stroke during 1990-2010: findings from the Global Burden of Disease Study 2010 / V.L. Feigin, M.H. Forouzanfar, R. Krishnamurthi et al. // Lancet. - 2014. - Vol. 383, Ns 9913 - P. 245-254. 3. Feigin VL, Forouzanfar MH, Krishnamurthi R et al. Global Burden of Diseases, Injuries, and Risk Factors Study 2010 (GBD 2010) and the GBD Stroke Experts Group. Global and regional burden of stroke during 1990-2010: findings from the Global Burden of Disease Study 2010 / VL Feigin, MH Forouzanfar, R. Krishnamurthi et al. // Lancet. - 2014. - Vol. 383, Ns 9913 - P. 245-254.
4. Статистический сборник 2017 год [Электронный ресурс] / Мин. здрав. - 2018. -4. Statistical collection 2017 [Electronic resource] / Min. healthy. - 2018. -
Режим доступа: https://www.rosminzdrav.ru/ministry/61/22/stranitsa-Access mode: https://www.rosminzdrav.ru/ministry/61/22/stranitsa-
979/statisticheskie-iinformatsionnye-materialy/statisticheskiy-sbomik-2017-god, свободный. 979 / statisticheskie-iinformatsionnye-materialy / statisticheskiy-sbomik-2017-god, free.
5. Langhome, Р. Motor recovery after stroke: a systematic review / P. Langhome, F. Coupar, A. Pollock // Lancet. Neurol. - 2009. - Vol. 8, Ns 8. - P. 741-754. 5. Langhome, R. Motor recovery after stroke: a systematic review / P. Langhome, F. Coupar, A. Pollock // Lancet. Neurol. - 2009. - Vol. 8, Ns 8. - P. 741-754.
6. Pollock, A. Interventions for improving upper limb ftmction after stroke / A. Pollock, S. E. Farmer, M.C. Brady et al. // Cochrane database Syst. Rev. - 2014. - Ns 11. - CD010820c. 6. Pollock, A. Interventions for improving upper limb ftmction after stroke / A. Pollock, S. E. Farmer, M.C. Brady et al. // Cochrane database Syst. Rev. - 2014. - Ns 11. - CD010820c.
7. Hatem, S.M. Rehabilitation of Motor Function after Stroke: A Multiple Systematic Review Focused on Techniques to Stimulate Upper Extremity Recovery / S.M. Hatem, G. Saussez, M. Della Faille et al. // Front. Hum. Neurosci. - 2016. - Vol. 10. - P. 442. 7. Hatem, S.M. Rehabilitation of Motor Function after Stroke: A Multiple Systematic Review Focused on Techniques to Stimulate Upper Extremity Recovery / S.M. Hatem, G. Saussez, M. Della Faille et al. // Front. Hum. Neurosci. - 2016. - Vol. 10. - P. 442.
8. Hlustik, P. Paretic hand in stroke: from motor cortical plasticity research to rehabilitation / P. Hlustik, M. Mayer // Cogn. Behav. Neurol. - 2006. - Vol. 19, Ns 1. - P. 34-40. 8. Hlustik, P. Paretic hand in stroke: from motor cortical plasticity research to rehabilitation / P. Hlustik, M. Mayer // Cogn. Behav. Neurol. - 2006. - Vol. 19, Ns 1. - P. 34-40.
9. Jones, T.A. Motor compensation and its effects on neural reorganization after stroke / T. A. Jones // Nat. Rev. Neurosci. - 2017. - Vol. 18, Ns 5. - P. 267-280. 9. Jones, T.A. Motor compensation and its effects on neural reorganization after stroke / T. A. Jones // Nat. Rev. Neurosci. - 2017. - Vol. 18, Ns 5. - P. 267-280.
10. Пирадов, M. Пластичность мозга и современные технологии нейрореабилитации /10. Piradov, M. Brain plasticity and modern technologies of neurorehabilitation /
M. А. Пирадов, Л. А. Черникова, Н. А. Супонева // Вестник Российской Академии наук - 2018. - Т. 88, Ns 4. - С. 299-312. M. A. Piradov, L. A. Chernikova, N. A. Suponeva // Bulletin of the Russian Academy of Sciences - 2018 .-- T. 88, Ns 4. - P. 299-312.
11. Grefkes, С. Noninvasive brain stimulation after stroke: it is time for large randomized controlled trials! / C. Grefkes, G. R. Fink // Curr. Opin. Neurol. - 2016. - Vol. 29, Ns 6. - P. 714-720. 11. Grefkes, C. Noninvasive brain stimulation after stroke: it is time for large randomized controlled trials! / C. Grefkes, G. R. Fink // Curr. Opin. Neurol. - 2016. - Vol. 29, Ns 6. - P. 714-720.
12. Klomjai, W. Repetitive transcranial magnetic stimulation and transcranial direct current stimulation in motor rehabilitation after stroke: an update / W. Klomjai, A. Lackmy-Vallee,12. Klomjai, W. Repetitive transcranial magnetic stimulation and transcranial direct current stimulation in motor rehabilitation after stroke: an update / W. Klomjai, A. Lackmy-Vallee,
N. Roche et al. //Ann. Phys. Rehabil. Med. - 2015. - Vol. 58, Ns 4 - P. 220-224. N. Roche et al. // Ann. Phys. Rehabil. Med. - 2015. - Vol. 58, Ns 4 - P. 220-224.
13. Hsu W.Y. Effects of repetitive transcranial magnetic stimulation on motor functions in patients with stroke: a meta-analysis / W.Y. Hsu, C.H. Cheng, K.K. Liao et al. // Stroke - 2012. - Vol. 43, Ns 7. -P. 1849-1857. 13. Hsu W.Y. Effects of repetitive transcranial magnetic stimulation on motor functions in patients with stroke: a meta-analysis / W.Y. Hsu, C.H. Cheng, K.K. Liao et al. // Stroke - 2012. - Vol. 43, Ns 7. -P. 1849-1857.
14. Lefaucheur, J.P. Evidence-based guidelines on the therapeutic use of repetitive transcranial magnetic stimulation (rTMS) / J.P. Lefaucheur, N. Andre-Obadia, A. Antal et al. // Clin. Neurophysiol. -2014. - Vol. 125, Ns 11. -P. 2150-2206. 14. Lefaucheur, J.P. Evidence-based guidelines on the therapeutic use of repetitive transcranial magnetic stimulation (rTMS) / J.P. Lefaucheur, N. Andre-Obadia, A. Antal et al. // Clin. Neurophysiol. -2014. - Vol. 125, Ns 11. -P. 2150-2206.
15. Zhang, L. Low-Frequency Repetitive Transcranial Magnetic Stimulation for Stroke- Induced Upper Limb Motor Deficit: A Meta-Analysis / L. Zhang, G. Xing, S. Shuai et al. // Neural Plast. - 2017. - 2017 - 2758097. 16. Valero-Cabre, A. Transcranial magnetic stimulation in basic and clinical neuroscience: A comprehensive review of fundamental principles and novel insights / A. Valero-Cabre, J.15. Zhang, L. Low-Frequency Repetitive Transcranial Magnetic Stimulation for Stroke-Induced Upper Limb Motor Deficit: A Meta-Analysis / L. Zhang, G. Xing, S. Shuai et al. // Neural Plast. - 2017 .-- 2017 - 2758097. 16. Valero-Cabre, A. Transcranial magnetic stimulation in basic and clinical neuroscience: A comprehensive review of fundamental principles and novel insights / A. Valero-Cabre, J.
L. Amengual, C. Stengel et al. // Neurosci. Biobehav. Rev. - 2017. - Vol. 83. - R 381-404. L. Amengual, C. Stengel et al. // Neurosci. Biobehav. Rev. - 2017. - Vol. 83. - R 381-404.
17. Woods, A. J. A technical guide to tDCS, and related non-invasive brain stimulation tools / A.J. Woods, A. Antal, M. Bikson et al. // Clin. Neurophysiol. - 2016. - Vol. 127, Ne 2. - R 1031-1048. 17. Woods, A. J. A technical guide to tDCS, and related non-invasive brain stimulation tools / A.J. Woods, A. Antal, M. Bikson et al. // Clin. Neurophysiol. - 2016. - Vol. 127, Ne 2.-R 1031-1048.
18. Nitsche, M. Excitability changes induced in the human motor cortex by weak transcranial direct current stimulation / M. Nitsche, W. Paulus // J. Physiol. - 2000. - Vol. 527, Pt 3 - P. 633-639. 18. Nitsche, M. Excitability changes induced in the human motor cortex by weak transcranial direct current stimulation / M. Nitsche, W. Paulus // J. Physiol. - 2000. - Vol. 527, Pt 3 - P. 633-639.
19. Priori, A. Polarization of the human motor cortex through the scalp. / A. Priori, A. Berardelli, S. Rona et al. // Neuroreport - 1998. - Vol. 9. - P. 2257-2260. 19. Priori, A. Polarization of the human motor cortex through the scalp. / A. Priori, A. Berardelli, S. Rona et al. // Neuroreport - 1998. - Vol. 9. - P. 2257-2260.
20. Yavari, R Basic and functional effects of transcranial Electrical Stimulation (tES)-An introduction / R Yavari, A. Jamil, M. Mosayebi Samani et al. // Neurosci. Biobehav. Rev. -2018. -Vol. 85. -P. 81-92c. 20. Yavari, A. Jamil, M. Mosayebi Samani et al. // Neurosci. Biobehav. Rev. -2018. -Vol. 85. -P. 81-92c.
21. Giordano, J. Mechanisms and Effects of Transcranial Direct Current Stimulation / J. Giordano, M. Bikson, E. S. Kappenman et al. // Dose-Response - 2017. - Vol. 15, N° 1. - 155932581668546. 21. Giordano, J. Mechanisms and Effects of Transcranial Direct Current Stimulation / J. Giordano, M. Bikson, E. S. Kappenman et al. // Dose-Response - 2017. - Vol. 15, N ° 1. -155932581668546.
22. Plow, E.B. Models to Tailor Brain Stimulation Therapies in Stroke / E.B. Plow, V. Sankarasubramanian, D.A. Cunningham et al. // Neural Plast. - 2016. - Vol. 2016. - 4071620. 22. Plow, E.B. Models to Tailor Brain Stimulation Therapies in Stroke / E.B. Plow, V. Sankarasubramanian, D.A. Cunningham et al. // Neural Plast. - 2016. - Vol. 2016 .-- 4071620.
23. Dodd, K.C. Role of the Contralesional vs. Ipsilesional Hemisphere in Stroke Recovery / К. C. Dodd, V. A. Nair, V. Prabhakaran // Front. Hum. Neurosci. - 2017. - Vol. 11. - P. 469. 23. Dodd, K.C. Role of the Contralesional vs. Ipsilesional Hemisphere in Stroke Recovery / K. C. Dodd, V. A. Nair, V. Prabhakaran // Front. Hum. Neurosci. - 2017. - Vol. 11. - P. 469.
24. Alia, C. Neuroplastic Changes Following Brain Ischemia and their Contribution to Stroke Recovery: Novel Approaches in Neurorehabilitation / C. Alia, C. Spalletti, S. Lai et al. // Front. Cell. Neurosci. - 2017. - Vol. 11. - P. 76. 24. Alia, C. Neuroplastic Changes Following Brain Ischemia and their Contribution to Stroke Recovery: Novel Approaches in Neurorehabilitation / C. Alia, C. Spalletti, S. Lai et al. // Front. Cell. Neurosci. - 2017. - Vol. 11. - P. 76.
25. Murase, N. Influence of Interhemispheric Interactions on Motor Function in Chronic Stroke / N. Murase, J. Duque, R. Mazzocchio, L. G. Cohen // Ann. Neurol. - 2004. - Vol. 55, JSfo 3. - P.400-409. 25. Murase, N. Influence of Interhemispheric Interactions on Motor Function in Chronic Stroke / N. Murase, J. Duque, R. Mazzocchio, L. G. Cohen // Ann. Neurol. - 2004. - Vol. 55, JSfo 3. - P.400-409.
26. Rehme, A.K. Activation likelihood estimation meta-analysis of motor-related neural activity after stroke / A.K. Rehme, S.B. Eickhofif, C. Rottschy et al. // Neuroimage - 2012. - Vol. 59, Xa 3. _ p. 2771-2782. 26. Rehme, A.K. Activation likelihood estimation meta-analysis of motor-related neural activity after stroke / A.K. Rehme, S.B. Eickhofif, C. Rottschy et al. // Neuroimage - 2012. - Vol. 59, Xa 3._ p. 2771-2782.
27. McDonnell, M.N. TMS measures of motor cortex function after stroke: A meta-analysis /27. McDonnell, M.N. TMS measures of motor cortex function after stroke: A meta-analysis /
M.N. McDonnell, C.M. Stinear // Brain Stimul. - 2017. - Vol. 10, Ш 4. - P. 721-734.M.N. McDonnell, C.M. Stinear // Brain Stimul. - 2017. - Vol. 10, III 4. - P. 721-734.
28. Eisner, B. Transcranial direct current stimulation (tDCS) for improving fimction and activities of daily living in patients after stroke. / B. Eisner, J. Kugler, M. Pohl, J. Mehrholz // Cochrane database Syst. Rev. -2013. -N° 11. - CD009645. 28. Eisner, B. Transcranial direct current stimulation (tDCS) for improving fimction and activities of daily living in patients after stroke. / B. Eisner, J. Kugler, M. Pohl, J. Mehrholz // Cochrane database Syst. Rev. -2013. -N ° 11. - CD009645.
29. Tedesco Triccas, L. Multiple sessions of transcranial direct current stimulation and upper extremity rehabilitation in stroke: A review and meta-analysis / L. Tedesco Triccas, J.H. Burridge, A.M. Hughes et al. // Clin. Neurophysiol. - 2016. - Vol. 127, .Ng 1. - R 946-955. 29. Tedesco Triccas, L. Multiple sessions of transcranial direct current stimulation and upper extremity rehabilitation in stroke: A review and meta-analysis / L. Tedesco Triccas, J.H. Burridge, A.M. Hughes et al. // Clin. Neurophysiol. - 2016. - Vol. 127, .Ng 1.-R 946-955.
30. Eisner, B. Transcranial direct current stimulation (tDCS) for improving activities of daily living and physical and cognitive fimctioning in people after stroke (Review) / B. Eisner, J. Kugler, M. Pohl, J. Mehrholz // Cochrane database Syst. Rev. -2016. -JVb 3. -CD00964530. Eisner, B. Transcranial direct current stimulation (tDCS) for improving activities of daily living and physical and cognitive fimctioning in people after stroke (Review) / B. Eisner, J. Kugler, M. Pohl, J. Mehrholz // Cochrane database Syst. Rev. -2016. -JVb 3. -CD009645
31. O'Brien, A.T. Non-invasive brain stimulation for fine motor improvement after stroke: a meta-analysis / A.T. O'Brien, F. Bertolucci, G. Torrealba- Acosta // Eur J Neurol. - 2018. - Vol. 25, m. - P.1017-1026. 31. O'Brien, A.T. Non-invasive brain stimulation for fine motor improvement after stroke: a meta-analysis / A.T. O'Brien, F. Bertolucci, G. Torrealba-Acosta // Eur J Neurol. - 2018. - Vol. 25, m. - P.1017-1026.
32. Feng, W. Transcranial Direct Current Stimulation for Poststroke Motor Recovery: Challenges and Opportunities / W. Feng, S.A. Kautz, G. Schlaug et al. // PM R. - 2018. - Vol. 10 (9 Suppl 2). - P. 157-164. 32. Feng, W. Transcranial Direct Current Stimulation for Poststroke Motor Recovery: Challenges and Opportunities / W. Feng, S.A. Kautz, G. Schlaug et al. // PM R. - 2018. - Vol. 10 (9 Suppl 2). - P. 157-164.
33. Бакулин, И.С. Транскраниальная электрическая стимуляция в улучшении функции руки при инсульте / И.С. Бакулин, А.Г. Пойдашева, Н.А. Павлов и др. // Успехи физиологических наук. - 2019. - Т. 50, N° 1. - С. 90-104. 33. Bakulin, I.S. Transcranial electrical stimulation to improve hand function in stroke / I.S. Bakulin, A.G. Poydasheva, N.A. Pavlov et al. // Advances in physiological sciences. - 2019.- T. 50, N ° 1.- S. 90-104.
34. Cabral, М.Е. Transcranial direct current stimulation: before, during, or after motor training? / M.E. Cabral et al. // Neuroreport. - 2015. - Vol. 26, Ns 11. - P. 618-622. 34. Cabral, M.E. Transcranial direct current stimulation: before, during, or after motor training? / M.E. Cabral et al. // Neuroreport. - 2015. - Vol. 26, Ns 11.-P. 618-622.
35. Giacobbe V. Transcranial direct current stimulation (tDCS) and robotic practice in chronic stroke: the dimension of timing / V. Giacobbe et al. // NeuroRehabilitation. - 2013. - Vol. 33, Jfe l. -P. 49-56. 35. Giacobbe V. Transcranial direct current stimulation (tDCS) and robotic practice in chronic stroke: the dimension of timing / V. Giacobbe et al. // NeuroRehabilitation. - 2013. - Vol. 33, Jfe l. -P. 49-56.
36. Kang, N. Transcranial direct current stimulation facilitates motor learning post-stroke: a systematic review and meta-analysis / N. Kang, J.J. Summers, J.H. Cauraugh // Journal of neurology, neurosurgery, and psychiatry. - 2016. - Vol. 87, Jfs 4. - P. 345-355. 36. Kang, N. Transcranial direct current stimulation facilitates motor learning post-stroke: a systematic review and meta-analysis / N. Kang, J.J. Summers, J.H. Cauraugh // Journal of neurology, neurosurgery, and psychiatry. - 2016. - Vol. 87, Jfs 4. - P. 345-355.
37. Клочков, A.C. Современные технологии функциональной электростимуляции при центральных парезах / А.С. Клочков, А.Е. Хижникова, А.М. Котов-Смоленский и др. //Физиология человека. 2019. - Т. 45,
Figure imgf000029_0001
3. - С. 129-136.
37. Klochkov, AC Modern technologies of functional electrical stimulation in central paresis. Klochkov, A.E. Khizhnikova, A.M. Kotov-Smolensky et al. // Human Physiology. 2019. - V. 45,
Figure imgf000029_0001
3. - S. 129-136.
38. Pereira, S. Functional Electrical Stimulation for Improving Gait in Persons With Chronic Stroke / S. Pereira et al. // Topics in Stroke Rehabilitation. 2012. - Vol. 19, N° 6. - P. 491- 498. 38. Pereira, S. Functional Electrical Stimulation for Improving Gait in Persons With Chronic Stroke / S. Pereira et al. // Topics in Stroke Rehabilitation. 2012. - Vol. 19, N ° 6. - P. 491-498.
39. Robbins, S.M. The therapeutic effect of fimctional and transcutaneous electric stimulation on improving gait speed in stroke patients: a meta-analysis / S.M. Robbins et al. // Archives of physical medicine and rehabilitation. 2006. - Vol. 87 (6). - P. 853-9. 39. Robbins, S.M. The therapeutic effect of fimctional and transcutaneous electric stimulation on improving gait speed in stroke patients: a meta-analysis / S.M. Robbins et al. // Archives of physical medicine and rehabilitation. 2006. - Vol. 87 (6). - P. 853-9.
40. Roche, A. Surface-applied fimctional electrical stimulation for orthotic and therapeutic treatment of drop-foot after stroke - a systematic review / A. Roche et al. // Physical Therapy Reviews. - 2009. - Vol. 14, Ns 2. - P. 63-80. 40. Roche, A. Surface-applied fimctional electrical stimulation for orthotic and therapeutic treatment of drop-foot after stroke - a systematic review / A. Roche et al. // Physical Therapy Reviews. - 2009. - Vol. 14, Ns 2. - P. 63-80.
41. Popovic, M. B. Functional electrical therapy (fet): clinical trial in chronic hemiplegic subjects / M.B. Popovic, D.B. Popovic, L. Schwirtlich, T. Sinkjaer // Neuromodul. Technol. Neural Interface. - 2004. - Vol. 7, Ws 2. - P. 133-140. 41. Popovic, M. B. Functional electrical therapy (fet): clinical trial in chronic hemiplegic subjects / M.B. Popovic, D.B. Popovic, L. Schwirtlich, T. Sinkjaer // Neuromodul. Technol. Neural Interface. - 2004. - Vol. 7, Ws 2. - P. 133-140.
42. Popovic, M. R. Neuroprosthesis for retraining reaching and grasping ftmctions in severe hemiplegic patients / M.R. Popovic, T.A. Thrasher, V. Zivanovic // Neuromodulation. - 2005. - Vol. 8, Jfe 1.. - R 58-72. 42. Popovic, M. R. Neuroprosthesis for retraining reaching and grasping ftmctions in severe hemiplegic patients / M.R. Popovic, T.A. Thrasher, V. Zivanovic // Neuromodulation. - 2005. - Vol. 8, Jfe 1 .. - R 58-72.
43. Nussbaum, E.L. Neuromuscular electrical stimulation for treatment of muscle impairment: Critical review and recommendations for clinical practice / E.L. Nussbaum, P. Houghton,43. Nussbaum, E.L. Neuromuscular electrical stimulation for treatment of muscle impairment: Critical review and recommendations for clinical practice / E.L. Nussbaum, P. Houghton,
J. Anthony et al. // Physiother Can. - 2017. - Vol. 69, JV° 5. - P. 1-76. J. Anthony et al. // Physiother Can. - 2017. - Vol. 69, JV ° 5. - P. 1-76.
44. Guesta-Gomez, A. The use of ftmctional electrical stimulation on the upper limb and interscapular muscles of patients with stroke for the improvement of reaching movements: A feasibility study. / A. Guesta-Gomez, F. Molina-Rueda, M. Carratala-Tejada et al. // Front Neurol. -2017. - Vol. 8. -P. 186 44. Guesta-Gomez, A. The use of ftmctional electrical stimulation on the upper limb and interscapular muscles of patients with stroke for the improvement of reaching movements: A feasibility study. / A. Guesta-Gomez, F. Molina-Rueda, M. Carratala-Tejada et al. // Front Neurol. -2017. - Vol. 8. -P. 186
45. Eraifej, J. Effectiveness of upper limb ftmctional electrical stimulation after stroke for the improvement of activities of daily living and motor ftmction: a systematic review and meta- analysis / J. Eraifej, W. Clark, B. France et al. // Syst Rev. - 2017. - Vol. 6, N° 1. - P. 40. 45. Eraifej, J. Effectiveness of upper limb ftmctional electrical stimulation after stroke for the improvement of activities of daily living and motor ftmction: a systematic review and meta- analysis / J. Eraifej, W. Clark, B. France et al. // Syst Rev. - 2017. - Vol. 6, N ° 1. - P. 40.
46. Celnik, P. Effects of Combined Peripheral Nerve Stimulation and Brain Polarization on Performance of a Motor Sequence Task After Chronic Stroke / P. Celnik, N.J. Paik, Y.46. Celnik, P. Effects of Combined Peripheral Nerve Stimulation and Brain Polarization on Performance of a Motor Sequence Task After Chronic Stroke / P. Celnik, N.J. Paik, Y.
Vandermeeren et al. // Stroke. - 2009. - Vol. 40,
Figure imgf000030_0001
5. - P. 1764-71.
Vandermeeren et al. // Stroke. - 2009. - Vol. 40,
Figure imgf000030_0001
5. - P. 1764-71.
47. Menezes, I.S. Combined Brain and Peripheral Nerve Stimulation in Chronic Stroke Patients With Moderate to Severe Motor Impairment / I.S. Menezes, L.G. Cohen, E.A. Mello et al. // Neuromodulation. - 2017. - Vol. 21, J b 2. - P. 176-83. 48. Shaheiwola, N. Using tDCS as an Add-On Treatment Prior to FES Therapy in Improving47. Menezes, I.S. Combined Brain and Peripheral Nerve Stimulation in Chronic Stroke Patients With Moderate to Severe Motor Impairment / I.S. Menezes, L.G. Cohen, E.A. Mello et al. // Neuromodulation. - 2017. - Vol. 21, J b 2. - P. 176-83. 48. Shaheiwola, N. Using tDCS as an Add-On Treatment Prior to FES Therapy in Improving
Upper Limb Function in Severe Chronic Stroke Patients: A Randomized Controlled Study / Shaheiwola, B. Zhang, J. Jia, D. Zhang // Front Hum Neurosci. - 2018. - Vol. 12. - P. 233. Upper Limb Function in Severe Chronic Stroke Patients: A Randomized Controlled Study / Shaheiwola, B. Zhang, J. Jia, D. Zhang // Front Hum Neurosci. - 2018. - Vol. 12. - P. 233.
49. Salazar, A.P. Bi-cephalic transcranial direct current stimulation combined with ftmctional electrical stimulation for upper-limb stroke rehabilitation: A double-blind randomized controlled trial / A.P. Salazar, V. Cimolin, G.P. Schifino et al. // Ann Phys Rehabil Med. - 2019. - May 31. pii: SI 877-0657(19)30070-3. 49. Salazar, A.P. Bi-cephalic transcranial direct current stimulation combined with ftmctional electrical stimulation for upper-limb stroke rehabilitation: A double-blind randomized controlled trial / A.P. Salazar, V. Cimolin, G.P. Schifino et al. // Ann Phys Rehabil Med. - 2019. - May 31. pii: SI 877-0657 (19) 30070-3.

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ CLAIM
1. Способ реабилитации двигательных нарушений в руке у пациентов, перенесших инсульт, включающий этапы, на которых проводят ТЭС мозга постоянным током силой 2 мА, не более чем через 15 минут после проведения ТЭС мозга проводят функциональную электростимуляцию целевых мышц при выполнении пациентом циклического движения с использованием в качестве ЭМГ триггера ФЭС мышцу, являющуюся синергистом выполняемого цикличного движения, при этом триггерный электрод ЭМГ крепят вне области активности стимулируемой мышцы, функциональную электростимуляцию осуществляют импульсным током с длительностью импульса 1-3 мс и амплитудой импульса до 30 мА, частотой стимуляции 25-30 Гц для вызывания тетанических сокращений скелетной мускулатуры или 50-100 Гц для спазма скелетных мышц или 1-10 Гц для тонизирующего влияния на мышцы, при этом время задержки между фиксацией сигнала с триггерного электрода и стимуляцией целевой мышцы составляет 50-900 мс. 1. A method for the rehabilitation of movement disorders in the arm in patients after a stroke, including the stages at which TES of the brain is carried out with a constant current of 2 mA, no more than 15 minutes after TES of the brain, functional electrical stimulation of the target muscles is carried out when the patient performs a cyclic movement using as an EMG trigger of FES, a muscle that is a synergist of the performed cyclic movement, while the EMG trigger electrode is attached outside the area of activity of the stimulated muscle, functional electrical stimulation is carried out with a pulse current with a pulse duration of 1-3 ms and a pulse amplitude of up to 30 mA, a stimulation frequency of 25-30 Hz to induce tetanic contractions of skeletal muscles or 50-100 Hz for skeletal muscle spasm or 1-10 Hz for a tonic effect on muscles, while the delay time between the fixation of the signal from the trigger electrode and stimulation of the target muscle is 50-900 ms.
2. Способ по п.1 , характеризующийся тем, что реабилитацию проводят курсами состоящими из 5-10 сессий. 2. The method according to claim 1, characterized in that the rehabilitation is carried out in courses consisting of 5-10 sessions.
3. Способ по п.1, характеризующийся тем, что ТЭС проводят в течение 18-22 минут. 3. The method according to claim 1, characterized in that the thermal power plant is carried out for 18-22 minutes.
4. Способ по п.1, характеризующийся тем, что ФЭС проводят в течение 10-30 минут. 4. The method according to claim 1, characterized in that the FES is carried out for 10-30 minutes.
5. Способ по п.1, характеризующийся тем, что проводят ТЭС с использованием одного из протоколов: анодная ТЭС первичной моторной коры пораженного полушария, катодная ТЭС первичной моторной коры непораженного полушария, билатеральная (одновременно анодная ТЭС первичной моторной коры пораженного полушария и катодная ТЭС первичной моторной коры непораженного полушария) ТЭС. 5. The method according to claim 1, characterized in that TPP is carried out using one of the protocols: anodic TPP of the primary motor cortex of the affected hemisphere, cathodic TPP of the primary motor cortex of the unaffected hemisphere, bilateral (simultaneously anodic TPP of the primary motor cortex of the affected hemisphere and cathodic TPP of the primary motor cortex of the unaffected hemisphere) TPP.
6. Способ по п.1 , характеризующийся тем, что ТЭС проводят в положении сидя или полулежа на спине на специальном кресле. 6. The method according to claim 1, characterized in that the TPP is carried out in a sitting or reclining position on the back on a special chair.
7. Способ по п.1, характеризующийся тем, что циклическое движение представляет собой достижение удаленно расположенного объекта шарообразной или цилиндрической формы с последующим его захватом посредством разгибания и сгибания лучезапястного сустава и/или пальцев руки 7. The method according to claim 1, characterized in that the cyclic movement is the achievement of a remotely located object of a spherical or cylindrical shape, followed by its capture by extension and flexion of the wrist joint and / or fingers
8. Способ по п.1, характеризующийся тем, что циклическое движение представляет собой достижение удаленно расположенного объекта посредством сгибания и приведения руки в плечевом суставе и разгибания руки в локтевом суставе. 8. The method according to claim 1, characterized in that the cyclic movement is reaching a remotely located object by flexion and adduction of the arm at the shoulder joint and extension of the arm at the elbow joint.
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) SUBSTITUTE SHEET (RULE 26)
PCT/RU2019/000915 2019-12-09 2019-12-09 Method for increasing the effectiveness of arm motor rehabilitation after stroke WO2021118382A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/RU2019/000915 WO2021118382A1 (en) 2019-12-09 2019-12-09 Method for increasing the effectiveness of arm motor rehabilitation after stroke

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/RU2019/000915 WO2021118382A1 (en) 2019-12-09 2019-12-09 Method for increasing the effectiveness of arm motor rehabilitation after stroke

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2021118382A1 true WO2021118382A1 (en) 2021-06-17

Family

ID=76329025

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RU2019/000915 WO2021118382A1 (en) 2019-12-09 2019-12-09 Method for increasing the effectiveness of arm motor rehabilitation after stroke

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2021118382A1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7725175B2 (en) * 2002-12-04 2010-05-25 Kinetic Muscles, Inc. System and method for neuromuscular reeducation
US8706241B2 (en) * 2005-10-19 2014-04-22 Advanced Neuromodulation Systems, Inc. System for patent interactive neural stimulation with robotic facilitation of limb movement
US20140222113A1 (en) * 2004-07-15 2014-08-07 Advanced Neuromodulation Systems, Inc., D/B/A St. Jude Medical Neuromodulation Division Systems and methods for enhancing or affecting neural stimulation efficiency and/or efficacy
EP2709522B1 (en) * 2011-05-20 2016-09-14 Nanyang Technological University System for synergistic neuro-physiological rehabilitation and/or functional development

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7725175B2 (en) * 2002-12-04 2010-05-25 Kinetic Muscles, Inc. System and method for neuromuscular reeducation
US20140222113A1 (en) * 2004-07-15 2014-08-07 Advanced Neuromodulation Systems, Inc., D/B/A St. Jude Medical Neuromodulation Division Systems and methods for enhancing or affecting neural stimulation efficiency and/or efficacy
US8706241B2 (en) * 2005-10-19 2014-04-22 Advanced Neuromodulation Systems, Inc. System for patent interactive neural stimulation with robotic facilitation of limb movement
EP2709522B1 (en) * 2011-05-20 2016-09-14 Nanyang Technological University System for synergistic neuro-physiological rehabilitation and/or functional development

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Inanici et al. Transcutaneous electrical spinal stimulation promotes long-term recovery of upper extremity function in chronic tetraplegia
Niazi et al. Peripheral electrical stimulation triggered by self-paced detection of motor intention enhances motor evoked potentials
de Kroon et al. Relation between stimulation characteristics and clinical outcome in studies using electrical stimulation to improve motor control of the upper extremity in stroke
Carhart et al. Epidural spinal-cord stimulation facilitates recovery of functional walking following incomplete spinal-cord injury
Popović et al. Electrical stimulation as a means for achieving recovery of function in stroke patients
Cha et al. Effect of transcranial direct current stimulation of function in patients with stroke
Milosevic et al. Why brain-controlled neuroprosthetics matter: mechanisms underlying electrical stimulation of muscles and nerves in rehabilitation
Madhavan et al. Effects of a single session of high intensity interval treadmill training on corticomotor excitability following stroke: implications for therapy
WO2007071295A1 (en) Method of activating lost motion functions and defining recovery efficiency performance related to central nervous system injuries
WO2017116290A1 (en) Device for non-invasive electrical stimulation of the spinal cord
Pilkar et al. EMG of the tibialis anterior demonstrates a training effect after utilization of a foot drop stimulator
Ambrosini et al. An automatic identification procedure to promote the use of FES-cycling training for hemiparetic patients
Shen et al. Effectiveness of a novel contralaterally controlled neuromuscular electrical stimulation for restoring lower limb motor performance and activities of daily living in stroke survivors: a randomized controlled trial
Insausti-Delgado et al. Non-invasive brain-spine interface: continuous control of trans-spinal magnetic stimulation using EEG
RU2743222C1 (en) Method of correction of human locomotor functions after cerebral blood flow disorder of ischemic genesis
Klochkov et al. Modern technologies of functional stimulation in central paresis
WO2021118382A1 (en) Method for increasing the effectiveness of arm motor rehabilitation after stroke
Deshmukh et al. Application of transcutaneous electrical stimulation on lower limb acupoints as an important adjunctive tool in stroke rehabilitation program & its effects on spasticity and functional ability
Gutiérrez-Martínez Neuroprostheses: Significance in gait rehabilitation
Stanic et al. Functional electrical stimulation in lower extremity orthoses in hemiplegia
RU2749634C1 (en) Method for modeling treatment of patients with motor and visceral disorders in laboratory animals.
US20240009457A1 (en) Systems and methods for facilitating multisite paired corticospinal-motoneuronal stimulation therapy
Bajd et al. Functional electrical stimulation with surface electrodes
RU2684178C1 (en) Method of rehabilitation after total knee endoprosthesis replacementin patients with sarcopenia
Marquez-Chin et al. Functional electrical stimulation therapy: A closer look

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 19955845

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 19955845

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1