Тренировка с биологической обратной связью по амплитуде коленного сустава у больных ишемическим церебральным инсультом: пилотное исследование

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Обоснование. Нарушение сгибания коленного сустава паретичной конечности у больных, перенёсших инсульт, является одной из частых проблем при ходьбе. Метод биологической обратной связи (БОС) по кинематике суставов стал доступен для применения относительно недавно, и его возможности требуют исследования.

Цель исследования ― определить возможность использования метода БОС для увеличения амплитуды сгибания коленного сустава у больных с гемипарезом в раннем восстановительном периоде после ишемического церебрального инсульта.

Методы. Пациенты основной группы (n = 11; гемипарез; ранний восстановительный период после ишемического церебрального инсульта) выполняли курс тренировок с БОС по амплитуде сгибания коленного сустава и индивидуальную программу реабилитации. Группа сравнения (n = 11) с теми же критериями отбора получала только стандартную реабилитацию. Биомеханическое исследование ходьбы и клиническую оценку с помощью шкал выполняли до и после курса лечения. В группу контроля вошли практически здоровые добровольцы (n = 34).

Результаты. Клиническая оценка по используемым шкалам показала достоверное улучшение (p < 0,05) состояния, как и два домена Международной классификации функционирования, ограничений жизнедеятельности и здоровья. Функционально наблюдаются общие закономерности, характерные для гемипаретической походки: уменьшение опороспособности паретичной конечности, нарушение реципрокности, асимметрия шага; также наблюдается снижение амплитуды сгибания суставов вследствие относительного удлинения конечности на стороне пареза. Мышечная активность снижена практически во всех группах, особенно в мышцах голени, что отражает уменьшение амплитуды сгибания голеностопного сустава и синдром отвисающей стопы; отсутствие высокоамплитудного сгибания обусловлено слабостью задней группы мышц бедра. Анализ фаз цикла шага в основной группе выявил достоверное снижение (p < 0,05) периода опоры на контралатеральной стороне и уменьшение величины суммарного периода двойной опоры. Результатом уменьшения периода опоры на здоровой стороне является снижение нагрузки на неё из-за более равномерной опороспособности обеих конечностей. Результатом эффективности БОС при данном типе тренировки является достоверное увеличение (p < 0,05) маховой амплитуды коленного сустава на стороне пареза в период переноса (именно эта амплитуда и была целью БОС-тренировки). В группе сравнения данная амплитуда достоверно не изменилась.

Заключение. БОС-тренировки продолжительностью 20 минут в течение 10 дней способствуют уменьшению асимметрии шага, повышению выносливости и безопасности при ходьбе. Метод БОС является неинвазивным, немедикаментозным способом лечения с минимальными противопоказаниями, что делает его перспективным в реабилитации постинсультных нарушений, в частности восстановлении амплитуды сгибания коленного сустава и улучшении опороспособности паретичной конечности у пациентов в раннем восстановительном периоде после ишемического инсульта.

Об авторах

Дмитрий Владимирович Скворцов

Федеральный центр мозга и нейротехнологий; Российский национальный исследовательский медицинский университет имени Н.И. Пирогова; Федеральный научно-клинический центр специализированных видов медицинской помощи и медицинских технологий

Email: dskvorts63@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-2794-4912
SPIN-код: 6274-4448

д-р мед. наук, профессор

Россия, Москва; Москва; Москва

Алия Раисовна Худайгулова

Российский национальный исследовательский медицинский университет имени Н.И. Пирогова

Автор, ответственный за переписку.
Email: lady.aliya1998@gmail.com
ORCID iD: 0009-0008-4367-567X
SPIN-код: 1116-1915
Россия, Москва

Сергей Николаевич Кауркин

Федеральный центр мозга и нейротехнологий; Российский национальный исследовательский медицинский университет имени Н.И. Пирогова

Email: kaurkins@bk.ru
ORCID iD: 0000-0001-5232-7740
SPIN-код: 4986-3575

канд. мед. наук

Россия, Москва; Москва

Наталья Вячеславовна Гребенкина

Российский национальный исследовательский медицинский университет имени Н.И. Пирогова

Email: grebenkina_nv@rsmu.ru
ORCID iD: 0000-0002-8441-2285
SPIN-код: 6621-3836
Россия, Москва

Галина Евгеньевна Иванова

Федеральный центр мозга и нейротехнологий; Российский национальный исследовательский медицинский университет имени Н.И. Пирогова

Email: reabilivanova@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-3180-5525
SPIN-код: 4049-4581

д-р мед. наук, профессор

Россия, Москва; Москва

Список литературы

  1. World Stroke Organization. Impact of stroke. Available at: https://www.world-stroke.org/world-stroke-day-campaign/about-stroke/impact-of-stroke
  2. Rathore SS, Hinn AR, Cooper LS, et al. Characterization of incident stroke signs and symptoms: Findings from the atherosclerosis risk in communities study. Stroke. 2002;33(11):2718–2721. doi: 10.1161/01.str.0000035286.87503.31
  3. Burpee JL, Lewek MD. Biomechanical gait characteristics of naturally occurring unsuccessful foot clearance during swing in individuals with chronic stroke. Clin Biomech (Bristol). 2015;30(10):1102–1107. doi: 10.1016/j.clinbiomech.2015.08.018
  4. Lee J, Lee RK, Seamon BA, et al. Between-limb difference in peak knee flexion angle can identify persons post-stroke with Stiff-Knee gait. Clin Biomech (Bristol). 2024;120:106351. doi: 10.1016/j.clinbiomech.2024.106351
  5. Bleyenheuft C, Bleyenheuft Y, Hanson P, Deltombe T. Treatment of genu recurvatum in hemiparetic adult patients: A systematic literature review. Ann Phys Rehabil Med. 2010;53(3):189–199. doi: 10.1016/j.rehab.2010.01.001
  6. Skvortsov DV. Diagnostics of motor pathology by instrumental methods: Gait analysis, stabilometry. Moscow; 2007. Р. 273. (In Russ.) EDN: QLQAIN
  7. Tenniglo MJ, Buurke JH, Zeegers AV et al. The effect of rectus femoris transfer on kinematics and functional outcomes in adult stroke patients walking with a stiff knee gait. Gait Posture. 2024;114:101–107. doi: 10.1016/j.gaitpost.2024.08.001
  8. De Miguel Fernandez J, Rey-Prieto M, Rio MS, et al. Adapted assistance and resistance training with a knee exoskeleton after stroke. IEEE Trans Neural Syst Rehabil Eng. 2023;31:3265–3274. doi: 10.1109/TNSRE.2023.3303777
  9. Lora-Millan JS, Sanchez-Cuesta FJ, Romero JP, et al. A unilateral robotic knee exoskeleton to assess the role of natural gait assistance in hemiparetic patients. J Neuroeng Rehabil. 2022;19(1):109. doi: 10.1186/s12984-022-01088-2
  10. Bae DY, Shin JH, Kim JS. Effects of dorsiflexor functional electrical stimulation compared to an ankle/foot orthosis on stroke-related genu recurvatum gait. J Phys Ther Sci. 2019;31(11):865–868. doi: 10.1589/jpts.31.865
  11. Fujita K, Kobayashi Y, Miaki H, et al. Pedaling improves gait ability of hemiparetic patients with stiff-knee gait: Fall prevention during gait. J Stroke Cerebrovasc Dis. 2020;29(9):105035. doi: 10.1016/j.jstrokecerebrovasdis.2020.105035
  12. Dalal KK, Joshua AM, Nayak A, et al. Effectiveness of prowling with proprioceptive training on knee hyperextension among stroke subjects using videographic observation: A randomised controlled trial. Gait Posture. 2018;61:232–237. doi: 10.1016/j.gaitpost.2018.01.018
  13. Guo C, Mi X, Liu S, et al. Whole body vibration training improves walking performance of stroke patients with knee hyperextension: A randomized controlled pilot study. CNS Neurol Disord Drug Targets. 2015;14(9):1110–1115. doi: 10.2174/1871527315666151111124937
  14. Boudarham J, Zory R, Genet F, et al. Effects of a knee-ankle-foot orthosis on gait biomechanical characteristics of paretic and non-paretic limbs in hemiplegic patients with genu recurvatum. Clin Biomech (Bristol). 2013;28(1):73–78. doi: 10.1016/j.clinbiomech.2012.09.007
  15. Portnoy S, Frechtel A, Raveh E, Schwartz I. Prevention of genu recurvatum in poststroke patients using a hinged soft knee orthosis. PM R. 2015;7(10):1042–1051. doi: 10.1016/j.pmrj.2015.04.007
  16. Geerars M, Minnaar-van der Feen N, Huisstede BM. Treatment of knee hyperextension in post-stroke gait. A systematic review. Gait Posture. 2022;91:137–148. doi: 10.1016/j.gaitpost.2021.08.016
  17. Hogue RE, McCandless S. Genu recurvatum: Auditory biofeedback treatment for adult patients with stroke or head injuries. Arch Phys Med Rehabil. 1983;64(8):368–370.
  18. Morris ME, Matyas TA, Bach TM, Goldie PA. Electrogoniometric feedback: Its effect on genu recurvatum in stroke. Arch Phys Med Rehabil. 1992;73(12):1147–1154.
  19. Basaglia N, Mazzini N, Boldrini P, et al. Biofeedback treatment of genu-recurvatum using an electrogoniometric device with an acoustic signal. One-year follow-up. Scand J Rehabil Med. 1989;21(3):125–130.
  20. Ceceli E, Dursun E, Çakcı A. Comparison of joint-position biofeedback and conventional therapy methods in Genu recurvatum after stroke: 6 months’ follow-up. Eur J Phys Med Rehab. 1996;6:141–144.
  21. Skvortsov DV, Kaurkin SN, Ivanova GE, et al. Effectiveness of gait training with electromyogram in stroke patients: An experimental longitudinal pilot study. Bulletin of rehabilitation medicine. 2025;24(1):8–18. doi: 10.38025/2078-1962-2025-24-1-8-18 EDN: OINUFV
  22. Patterson KK, Gage WH, Brooks D, et al. Evaluation of gait symmetry after stroke: A comparison of current methods and recommendations for standardization. Gait Posture. 2010;31(2):241–246. doi: 10.1016/j.gaitpost.2009.10.014
  23. Chen G, Patten C, Kothari DH, Zajac FE. Gait differences between individuals with post-stroke hemiparesis and non-disabled controls at matched speeds. Gait Posture. 2005;22(1):51–56. doi: 10.1016/j.gaitpost.2004.06.009
  24. Marshall AN, Hertel J, Hart JM, et al. Visual biofeedback and changes in lower extremity kinematics in individuals with medial knee displacement. J Athl Train. 2020;55(3):255–264. doi: 10.4085/1062-6050-383-18
  25. Grooms DR, Chaudhari A, Page SJ, et al. Visual-motor control of drop landing after anterior cruciate ligament reconstruction. J Athl Train. 2018;53(5):486–496. doi: 10.4085/1062-6050-178-16
  26. Oliveira N, Ehrenberg N, Cheng J, et al. Visual kinematic feedback enhances the execution of a novel knee flexion gait pattern in children and adolescents. Gait Posture. 2019;74:94–101. doi: 10.1016/j.gaitpost.2019.06.016
  27. Xie YJ, Wang S, Gong QJ, et al. Effects of electromyography biofeedback for patients after knee surgery: A systematic review and meta-analysis. J Biomech. 2021;120:110386. doi: 10.1016/j.jbiomech.2021.110386
  28. Mohan DM, Khandoker AH, Wasti SA, et al. Assessment methods of post-stroke gait: A scoping review of technology-driven approaches to gait characterization and analysis. Front Neurol. 2021;12:650024. doi: 10.3389/fneur.2021.650024
  29. Srivastava S, Patten C, Kautz SA. Altered muscle activation patterns (AMAP): An analytical tool to compare muscle activity patterns of hemiparetic gait with a normative profile. J Neuroeng Rehabil. 2019;16(1):21. doi: 10.1186/s12984-019-0487-y

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
2. Рис. 1. Основные амплитуды тазобедренного, коленного и голеностопного суставов, анализируемые в работе (гониограммы движений суставов в цикле шага и обозначения амплитуд).

Скачать (895KB)
3. Рис. 2. Профили биоэлектрической активности мышц в цикле шага и основные анализируемые амплитуды. ОЭМГ ― огибающая электромиография.

Скачать (968KB)
4. Рис. 3. БОС-тренировка: фото пациента во время тренировки (a); экран оператора, где отображаются графики изменения целевого параметра (b); мгновенные значения параметров ходьбы и гониограммы коленного сустава в реальном времени (c).

Скачать (957KB)
5. Рис. 4. Гониограммы движений коленных суставов.

Скачать (984KB)

© Эко-Вектор, 2025

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
 


Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).