СПОСОБ ОЦЕНКИ ПАРАМЕТРОВ ХОДЬБЫ У БОЛЬНЫХ С СИНДРОМОМ МОЗЖЕЧКОВОЙ АТАКСИИ
METHOD OF ESTIMATING WALKING PARAMETERS IN PATIENTS WITH SYNDROME OF CEREBELLAR ATAXIA

Изобретение относится к области медицинской диагностики в неврологии, может быть использовано для диагностики нарушений ходьбы у больных с синдромом мозжечковой атаксии.
Под походкой следует понимать совокупность признаков, характеризующих особенности (манеры) ходьбы данного лица. Она связана с функционированием различных отделов центральной и периферической нервной системы, мышечного и опорно-двигательного аппаратов.
Синдромы нарушения походки при заболеваниях нервной системы весьма разнообразны и зависят от локализации патологического процесса и обусловленного им характера двигательных расстройств: вялые или спастические парезы, нарушения координации.
Функцией мозжечка является рефлекторное поддержание мышечного тонуса, равновесия, координации и синергии движений. При поражении мозжечка возникает ряд двигательных расстройств атактического и асинергического характера.
Атактически-мозжечковая, или так называемая «пьяная», походка является результатом не только нарушения равновесия, но и асинергии. Больной ходит, широко расставляя ноги и пошатываясь, что особенно резко сказывается при поворотах. Отклонение в сторону при ходьбе, а в выраженных случаях и падение, наблюдаются чаще в сторону мозжечкового поражения.
Существуют различные способы анализа ходьбы при заболеваниях нервной системы и опорно-двигательного аппарата, основанные на регистрации положения частей тела в пространстве посредством видеосъемки и дальнейшего математического анализа изображения.
Известны способ и устройство для определения положения тела человека (патент США № 5388591, МПК A61B 5/103), позволяющие по одновременной регистрации положения стоп по контактным датчикам под ними и траектории движения общего центра масс человека (движение характерной точки на спине, визуально наблюдаемое с помощью кинокамеры), определять кинематику движения человека, например инвалида, что может быть использовано при протезировании. Устройство для реализации заявленного способа достаточно дорогостоящее, требует для установки специально оборудованного помещения, а полученный объем информации в ряде случаев недостаточен для диагностики нарушений ходьбы.
Недостатками известного способа являются: возможность измерения только нескольких шагов, высокая стоимость оборудования, большие трудозатраты наличие квалифицированного персонала.
Известен импрегнационный способ, который проводится следующим образом: у пациента подошвы красят краской, больной идет па бумажному рулону, затем исследователь замеряет расстояние между отпечатками стоп.
Данный способ требует минимум финансовых затрат, но является трудоемким и не позволяет определить время шага.
Подометрия относительно недорогой способ, но позволяет определить только время шага.
Наиболее близким к заявленному изобретению принят способ определения формы и пространственной ориентации туловища во время ходьбы (патент РФ №2219836, МПК 7 A61B 5/107, оп. 27.12.2003), при котором регистрируют кадры изображения поверхности туловища пациента во время ходьбы и по полученным кадрам изображения определяют значения заданных параметров формы и пространственной ориентации туловища. Предлагается во время ходьбы размещать человека на бегущей дорожке, а перед регистрацией кадров изображения проецировать на исследуемую поверхность туловища структурированное изображение преимущественно в виде оптически контрастных параллельных полос. При этом предлагается регистрировать непрерывно кадры изображения в цифровом виде с заданной скоростью, для каждого кадра восстанавливать трехмерную цифровую модель формы исследуемой поверхности туловища и по полученным моделям определять значения параметров формы и пространственной ориентации туловища. Перед регистрацией может быть проведена маркировка анатомических ориентиров исследуемой поверхности туловища путем нанесения маркеров, выполненных преимущественно из светоотражающей пленки, а в процессе регистрации дополнительно освещают маркеры.
Недостатками данного метода являются отсутствие возможности регистрировать ходьбу на расстоянии более 10 метров, а также невозможность мобильного использования комплекса.
Задача изобретения заключается в повышении эффективности диагностики нарушений ходьбы у человека, а именно больного с мозжечковыми атактическими синдромами.
Единым техническим результатом изобретения является:
- повышение эффективности реабилитации;
- возможность реабилитации практически для всех категорий больных и инвалидов, обладающих переносимостью электропроцедур, с патологиями опорно-двигательного аппарата в различных стадиях;
- сокращение сроков реабилитации;
- увеличение количества случаев реабилитации с положительным результатом.
Указанный технический результат достигается тем, что в способе оценки параметров ходьбы человека, включающем закрепление светоотражающей пластины с генератором инфракрасного излучения на область груди пациента; закрепление токопроводящих контактов на подошвах испытуемого; движение испытуемого по токопроводящей дорожке по направлению к лазерному дальномеру, при котором во время фазы двойной опоры ходьбы происходит замыкание цепи и закрепленный на испытуемом генератор излучает короткие световые импульсы в инфракрасном диапазоне с длительностью 10 мкс; которые принимаются фотоприемником, и электронное устройство включает лазерный дальномер для измерения расстояния от дальномера до испытуемого; полученное значение передается по интерфейсу Bluetooth в персональный компьютер, программное обеспечение которого позволяет записывать данные по измерению расстояния и его времени в электронные таблицы Excel. Показатель длины шага определяется как разность расстояний между последовательными положениями испытуемого, время - как разность времени последовательных измерений.
Способ позволяет объективно оценить перемещение туловища в пространстве при ходьбе и время каждого шага испытуемого.
Особенность настоящего изобретения заключается в том, что оно может быть использовано для контроля процесса реабилитации больных, перенесших инсульт, а также в ортопедии, травматологии, протезировании, медицинской экспертизе для диагностики и коррекции опорно-двигательной функции человека, обучения правильной ходьбе; в спорте и других областях для определения способностей человека и оценки состояния его в процессе тренировки, дозирования нагрузок на его опорно-двигательный аппарат.
Заявляемый способ иллюстрируется чертежами.
На фиг.1 приведена блок-схема устройства, реализующего предлагаемый способ оценки параметров ходьбы у больных с синдромом мозжечковой атаксии во время ходьбы.
На фиг.2-7 приведены результаты примеров выполнения способа.
На фиг.2 - результаты примера Больной У, длина шага до лечения.
На фиг.3 - результаты примера Больной У, время шага до лечения.
На фиг.4 - результаты примера Больной У, длина шага после лечения.
На фиг.5 - результаты примера Больной У, время шага после лечения.
На фиг.6 - результаты примера Больной У, сопоставление длины и времени шага до лечения.
На фиг.7 - результаты примера Больной У, сопоставление длины и времени шага после лечения.
Устройство, реализующее предлагаемый способ и приведенное на фиг.1, включает токопроводящую дорожку 1; датчики касания 2, закрепленные на подошве обуви испытуемого; блок питания 3; генератор прямоугольных импульсов 4 для инфракрасного излучателя 5, закрепленный на теле испытуемого; светорассеивающую мишень 6, закрепленную на теле испытуемого; электронный блок 7 с фотоприемником инфракрасных импульсов 8; лазерный дальномер 9; персональный компьютер 10.
Способ осуществляется следующим образом.
На ноги испытуемого надевают не создающие неудобств при ходьбе легкие «бахилы», к подошвам которых прикреплены датчики касания 2, выполненные в виде тонких металлических пластин, например, из алюминиевой фольги. На теле испытуемого закрепляют генератор прямоугольных импульсов 4 для инфракрасного излучателя 5 и светорассеивающую мишень 6. Испытуемый приближается или удаляется по прямой металлической дорожке 1 от лазерного дальномера 9. При ходьбе при постановке обеих ног на металлическую дорожку 1 электрическая цепь замыкается, и закрепленный на испытуемом инфракрасный излучатель 5 испускает несколько инфракрасных импульсов. Инфракрасные световые импульсы принимаются фотоприемником инфракрасных импульсов 8, и электронный блок 7 по фронту первого принятого импульса включает лазерный дальномер 9 для измерения расстояния (по прямой) от лазерного дальномера 9 до светорассеивающей мишени 6, закрепленной на теле испытуемого. Рассеянный светоотражающей мишенью 6 свет лазера дальномера 9 принимается фотоприемником дальномера, обрабатывается электронным блоком дальномера, и на дисплее дальномера индицируется расстояние до объекта. После этого электронный блок 7 переключает дальномер 9 в режим передачи полученного значения расстояния, по любому совместимому с используемым оборудованием интерфейсу, например Bluetooth, в персональный компьютер 10, где данные по измерению расстояния записываются в электронные таблицы Excel и сохраняются в виде таблицы расстояний от испытуемого до дальномера, выраженные в метрах. Одновременно с этим программно считываются показания системных часов компьютера, соответствующие моменту измерения расстояния, и также записываются в электронные таблицы Excel. Длина шага определяется как разность расстояний между последовательными положениями испытуемого, а длительность шага - как разность показаний системных часов компьютера в те моменты, когда записаны эти расстояния до объекта.
Данные, записанные в таблице, обрабатываются с помощью специальной программы.
На основе статистической обработки данных могут быть получены следующие статистические характеристики ходьбы:
- средняя длина шага (общая, для правой и левой ног):
- средняя длительность шага (общая, для правой и левой ног);
- средняя скорость движения (общая, для правой и левой ног);
- асимметрия, эксцесс (общая, для правой и левой ног).
Пример применения способа
Для определения нормативных показателей ходьбы было обследовано 30 клинически здоровых лиц молодого возраста без неврологических и ортопедических заболеваний в анамнезе, отклонений в неврологическом статусе и нарушений равновесия по результатам компьютерной стабилометрии. Во время обследования были определены следующие показатели ходьбы: средняя относительная длина шага, которая равняется отношению средней длины шага к отвесному расстоянию от большого вертела до поверхности опоры и составляет 0,778±0,077. Коэффициент вариабельности шага, который равен отношению разности длин максимального и минимального шага к средней длине шага, 0,231±0,056.
Также было проведено обследование группы лиц среднего возраста (53,43±7,9) n=18, без неврологических и ортопедических заболеваний в анамнезе, отклонений в неврологическом статусе и нарушений равновесия по результатам компьютерной стабилометрии. Средняя относительная длина шага в этой группе обследуемых составила 0.671±0.1, коэффициент вариабельности шага 0.31±0.05.
Было проведено обследование 18 пациентов с синдромом мозжечковой атаксии. 11 больных с ишемическим инсультом в вертебро-базилярном бассейне в раннем восстановительном периоде, 4 больных с последствиями черепно-мозговой травмы, 2 больных с рассеянным склерозом, 1 больная после удаления гигантской менингеомы сильвиевой щели. Средняя относительная длина шага составила 0,536±0,167, коэффициент вариабельности шага 0,691±0,262.
При сравнении полученных результатов по критерию Стьюдента использовался пакет Statistica 6. Показатели в группах контроля по сравнению с больными с мозжечковым атактическим синдромом имеют достоверные различия.
Необходимо отметить то, что при обследовании не измеряется длина шага как такового, а регистрируется приближение точки на передней стороне туловища на уровне нижнего края грудины. Поэтому при исследовании ходьбы выявляется несколько большая асимметрия ходьбы, чем в литературных данных (Похабов Д.В., Абрамов В.Г.), обусловленная поворотами туловища во время ходьбы. Однако девиация туловища при ходьбе у пациентов с мозжечковыми атактическими синдромами больше, что может косвенно свидетельствовать о степени выраженности синдрома.
Особенность изобретения: способ регистрации параметров ходьбы при помощи лазерного дальномера не является дорогостоящим как в плане цены комплекса, так и в отношении трудозатрат персонала. В то же время он позволяет объективно оценить наиболее важные параметры ходьбы, коррелирующие с функциональным состоянием больного, такие как длина шага, коэффициент вариабельности шага, что открывает возможности диагностики степени выраженности неврологических заболеваний, выбора верной тактики лечения, оценки динамики синдрома в процессе нейрореабилитации и прогноза восстановления нарушенных функций.
Пример использования способа для оценки параметров ходьбы у больной с мозжечковой атаксией
Больная У., 31 год, в сентябре 2006 г. перенесла черепно-мозговую травму, путем трепанации черепа была удалена субдуральная гематома слева. В течение 9 дней находилась в коме. Выписана с диагнозом: Ушиб головного мозга тяжелой степени. Диффузное контузионное поражение головного мозга. Грубый тетрапарез. Грубые координаторные нарушения, брадикинезия, гипомимия. Проходила амбулаторное лечение. 14.04.2009 г. поступила в Центр неврологии сибирского клинического центра ФМБА России с диагнозом: Стойкие последствия черепно-мозговой травмы от сентября 2006 г., ушиба головного мозга тяжелой степени, двусторонняя пирамидная недостаточность, мозжечковая атаксия, дизартрия, синдром цервикальной дистонии с правосторонним латероколисом. Больная предъявила жалобы на: нарушение походки, нарушение речи, дрожание головы. На момент осмотра в неврологическом статусе выявляется: легкий центральный лицевого парез нерва слева, псевдобульбарная дизартрия с элементами скандирующей речи. Тонус мышц диффузно снижен, определяется легкое снижение мышечной силы до 4,5 баллов, асимметрия сухожильных рефлексов с повышением справа, фон высокий. При выполнении пальце-носовой и пяточно-коленной проб дисметрия с интенцией. В позе Ромберга шаткость, атактическая походка на широкой основе. На МРТ головного мозга от мая 2008 г.: картина постоперационных изменений в левой теменно-височной области (состояние после КПТЧ по поводу ЧМТ). Умеренно выраженная смешанная заместительная гидроцефалия. Единичные очаговые изменения в веществе мозга дистрофического характера.
Перед курсом лечения было проведено исследование параметров ходьбы, средняя длина шага составила 0,187±0,04, коэффициент вариабельности шага 1,13, после курса лечения длина шага 0,31±0,05, коэффициент вариабельности шага 0,86, что отражает положительную динамику функции равновесия и ходьбы у больной. Результаты обследования в динамике приведены на фиг.3 и 4.
Оценка состояния равновесия и функции ходьбы проводилась по функциональным шкалам Berg balance Scale (Berg К, Maki В, Williams JI, Holliday PJ, Wood-Dauphinee S (1992) Clinical and laboratory measures of postural balance in an elderly population Archives Of Phys Med and Rehab 73, 1073-1080) и Gait Dynamic Index (Cook, A. Wollacott M. Motor Control: Theory and Practical Applications. Baltimore: Williams and Wilkins, 1995 цитируется no Umphred, D.A. Neurological Rehabilitation, 5th Edition / D.A. Umphred, G.U. Burton, R.T.Lazaro // C.V.Mosby, 2006. - P. 751) до и после курса лечения в стационаре с использованием традиционных методов нейрореабилитации: кинезиотерапия, коррекция нарушений равновесия с биологической обратной связью, ходьба в костюме проприорецептивной коррекции. Состояние равновесия и ходьбы оценивалось до лечения по BBS 42 баллов и DGI 7 баллов, и после лечения 46 и 8 баллов соответственно.