Способ оценки долгосрочной эффективности применения программно-аппаратного комплекса для реабилитации детей с детским церебральным параличом
A METHOD FOR ASSESSING THE LONG-TERM EFFECTIVENESS OF USING A HARDWARE-SOFTWARE COMPLEX FOR THE REHABILITATION OF CHILDREN WITH CEREBRAL PALSY

Изобретение относится к области медицины, а именно к восстановительной медицине, медицинской реабилитации, курортологии и физиотерапии, и может использоваться для оценки долгосрочной эффективности применения программно-аппаратного комплекса для реабилитации детей с детским церебральным параличом.
Ближайшим аналогом выбран способ оценки эффективности реабилитации детей-инвалидов, страдающих детским церебральным параличом [Лучанинова В.Р., Осмоловский СВ., Бурмистрова Т.И. Эффективность реабилитации детей-инвалидов, страдающих детским церебральным параличем // Фундаментальные исследования. - 2011. - №9 (часть 3). - С. 431-434], который заключается в сравнительной оценке интегративного показателя коррекции функциональных возможностей ребенка-инвалида по четырем основным группам системных нарушений (двигательная и речевая сферы, психическое и психологическое состояние) до начала проведения реабилитационных мероприятий и после их завершения.
Недостатком прототипа является отсутствие возможности оценка долгосрочной эффективности применения программно-аппаратного комплекса для реабилитации детей с детским церебральным параличом вследствии невысокая точность такой оценки, а также необходимость многократного повторения диагностических тестов, что причиняет серьезные неудобства как детям-инвалидам, так и их родителям.
В основу изобретения поставлена задача усовершенствования способа-прототипа путем замены многократной интегральной оценки различных видов двигательных нарушений у детей с детским церебральным параличом на двукратное определение концентрации нейротрофического фактора мозга (Brain Derived Neurotrophic Factor, BDNF) в венозной крови; оценку мышечной силы по шкале Британского совета медицинских исследований; характеристику объема движений верхних конечностей с использованием модифицированной шкалы Frenchay (Modified Franchay Scale, MFS), теста ABILHAND-Kids, модифицированной шкалы спастичности Эшворт (Modified Ashworth Scale for Grading Spasticity, MASGS) и модифицированной шкалы Тардье (Modified Tardieu Scale, MTS), что позволяет достигнуть ожидаемого технического результата, а именно повысить точность оценки долгосрочной эффективности применения программно-аппаратного комплекса для реабилитации детей с детским церебральным параличом и упростить ее выполнение.
Признаками, которые совпадают с существенными признаками предлагаемого способа, является интегральная оценка различных видов двигательных нарушений (мышечной силы, мышечного тонуса, объема активных движений, позы и положения сегментов конечностей, координации движений, характеристики гиперкинезов) у детей, страдающих детским церебральным параличом.
Поставленная задача решается тем, что в способе оценки долгосрочной эффективности применения программно-аппаратного комплекса для реабилитации детей с детским церебральным параличом, включающем оценку объема движений верхних конечностей, определяют концентрацию нейротрофического фактора мозга в венозной крови до начала реабилитации и через 10 дней после ее проведения, и в случае снижения относительной концентрации данного нейротрофического фактора на 10-й день более чем на 35% делают вывод о высокой долгосрочной эффективности процедуры реабилитации.
Между совокупностью существенных признаков предложенного способа и ожидаемым техническим результатом, который может быть достигнут, обнаруживается следующая причинно-следственная связь: анализ динамики изменений концентрации BDNF в венозной крови детей-инвалидов на 10 день выполнения процедуры реабилитации с применением программно-аппаратного комплекса характеризует активное потребление этого нейротрофического фактора в процессах нейропластичности и нейрогенеза, определяющих долгосрочную клиническую эффективность восстановительного лечения детей с детским церебральным параличом, что повышает точность оценки долгосрочной эффективности проведенного лечения и исключает необходимость многократного повторения диагностических тестов.
Способ осуществляется следующим образом.
При проведении реабилитации детей с детским церебральным параличом у пациента производится взятие образца венозной крови непосредственно перед началом процедуры реабилитации и через 10 дней после ее выполнения, а также оценивается двигательная функция верхних конечностей по следующим неврологическим шкалам: оценка спастичности по шкалам Эшворта и Тардье, мышечной силы по шкале Британского совета медицинских исследований, манипуляционные возможности кисти по шкале Френчай, а также общая оценка возможности пациентов выполнять повседневные действия по тесту ABILHAND-Kids. Затем пациент проходит курс восстановительного лечения с применением программно-аппаратного комплекса (производителем комплекса является консорциум в составе НПО «Андроидная техника», Российский национальный исследовательский медицинский университет имени Н.И. Пирогова и Институт Высшей Нервной Деятельности и Нейрофизиологии РАН). Использованная система основана на программном анализе паттернов биоэлектрического сигнала, возникающего при представлении движения руки (разгибание пальцев кисти), который регистрируется электроэнцефалографом. Пациент выполняет 10 занятий по одинаковой схеме: по 3 сессии в день с перерывом на отдых не менее 5 минут; продолжительность каждой сессии -10 мин. Во время сессии пациент сидит в кресле на расстоянии 1 м от экрана монитора. Каждые 10 секунд на монитор подаются визуальные задания на расслабление и на воображение движений для правой и левой кисти. При точном выполнении пациентом задания фиксирующая взор белая метка окрашивается в зеленый цвет, и экзоскелет выполняет разжатие кисти; при недостаточном воображении движения метка остается белой, а экзоскелет не срабатывает. Концентрацию BDNF в венозной крови определяют методом иммуноферментного анализа с помощью коммерческого набора реагентов для определения этого нейротрофического фактора (производства Cloud-Clone Corp.(USA) или других производителей). При снижении концентрации BDNF в венозной крови пациента на 10-й день более чем на 35% по сравнению с его содержанием в крови перед началом восстановительного лечения долгосрочная эффективность процедуры реабилитации пациента с применением программно-аппаратного комплекса оценивается как высокая.
Применение предлагаемого способа может быть проиллюстрировано следующими примерами.
Обследовано 90 детей мужского и женского пола в возрасте от 12 до 18 лет с диагнозом детский церебральный паралич, который был установлен в соответствии с критериями МКБ-10. В структуре неврологических нарушений все пациенты имели гемипарез или тетрапарез в сочетании с гиперкинетическим или атактическим синдромами, с уровнем двигательной активности по критериям классификации больших моторных функций (Gross Motor Function Classification System for Cerebral Palsy, GMFCS) не более III.
Перед началом исследования все пациенты прошли неврологический осмотр. Двигательную функцию оценивали по следующим неврологическим шкалам: модифицированная шкала Френчай (Modified Franchay Scale, MFS - оценка в баллах двигательной функции в виде возможности выполнения ежедневных обиходных действий); модифицированная шкала спастичности Эшворт (Modified Ashworth Scale for Grading Spasticity, MASGS - оценка степени тяжести и частоты сопротивления пассивным движениям по 5-балльной шкале); модифицированная шкала Тардье (Modified Tardieu Scale, MTS - 5-уровневая оценка мышечного сопротивления при быстром и медленном пассивном движении; шкала оценка мышечной силы по шкале Британского совета медицинских исследований. Для шкал Эшворта, Тардье и шкалы оценки мышечной силы учитывались только показатели кисти (средние по сгибателям и разгибателям в лучезапястном суставе).
Непосредственно перед началом процедуры реабилитации с применением программно-аппаратного комплекса и на 10-й день после ее завершения от каждого пациента были получены образцы венозной крови, в которых определяли концентрацию нейротрофического фактора BDNF. Динамику восстановления двигательных функций характеризовали по указанным выше неврологическим шкалам на 10-й день после завершения процедуры реабилитации. Долгосрочный эффект восстановительного лечения с применением программно-аппаратного комплекса оценивали через 6 месяцев с помощью теста ABILHAND-Kids (оценка родителями двигательной функции верхней конечности ребенка в быту, которая состоит из 3-х граф по степени возможности выполнения навыка: «невозможно», «трудно», «легко»).
Для статистической обработки полученных данных использовали программу STATISTICA 10 (StatSoft Inc.). Результаты представлены в виде медианы (Me) и интерквартильных интервалов (Q1; Q3). При сравнении достоверности различий между одноименными показателями до и после проведения реабилитации для проверки нулевой гипотезы использовался непараметрический Т-критерий Вилкоксона.
Ретроспективно все обследованные пациенты были разделены на две группы (табл. 1 и 2). В первую группу вошло 74 ребенка-инвалида, у которых через 6 месяцев после проведения реабилитации с применением программно-аппаратного комплекса с помощью теста ABILHAND-Kids был зарегистрирован позитивный, долгосрочный и стабильный клинический эффект. У всех пациентов из этой группы снижение концентрации нейротрофического фактора BDNF в венозной крови на 10-й день после окончания курса реабилитации составило не менее, чем 35% по сравнению с величиной этого показателя перед началом восстановительного лечения.
Вторую группу составили 26 детей-инвалидов, у которых позитивный клинический эффект после проведения курса реабилитации был нестабильным и непродолжительным. У этих пациентов снижение концентрации нейротрофического фактора BDNF в венозной крови на 10-й день после окончания курса реабилитации по сравнению с величиной этого показателя перед началом восстановительного лечения было незначительным и не превышало 10%.
Способ иллюстрируется следующими примерами. Пример 1.
Пациент А., 13 лет. Диагноз: Детский церебральный паралич, двусторонняя гемиплегия. Сгибательно-пронационные установки предплечий, приводящие контрактуры бедер, билатеральные эквинусы, альтернирующее расходящееся косоглазие, дизартрия. GMFCS I. При осмотре: спастичность в верхних конечностях по шкале Эшворт справа - 2 балла, слева - 1+ балла, отмечается преобладание спастичности в мышцах-сгибателях. Сила мышц в верхних конечностях снижена как в сгибателях, так и в разгибателях кисти (справа - 3 балла, слева - 4 балла). Ограничен схват предметов: справа - ладонный-поперечный, щипковый-двухпальцевой, слева - ладонный-сферичный, щипковый-трехпальцевой. Выявлено ограничение объема повседневных бытовых навыков (оценка по шкале Френчай - 61 балл). Концентрация BDNF в венозной крови до начала реабилитационного лечения - 122,0 пг/мл.
После проведенного курса восстановительного лечения с применением программно-аппаратного комплекса у ребенка уменьшилась спастичность в кисти (по шкале Эшворт справа - 1+ балла, слева - 1 балл; по шкале Тардье справа - 1 балл, слева - 1 балл), наросла мышечная сила, как в сгибателях, так и разгибателях (справа - 4 балла, слева - 4 балла). Уменьшение спастичности и увеличение силы в мышцах кисти привело к расширению объема повседневных навыков (оценка по шкале Френчай - 71 балл). Улучшился схват предметов (справа - щипковый-трехпальцевой, ладонный-поперечный, слева - щипковый-пятипальцевой, ладонный-сферичный). На 10-й день после окончания курса реабилитации концентрации нейротрофического фактора BDNF в венозной крови этого пациента снизилась до 54,9 пг/мл (на 55,0% по сравнению с величиной этого показателя до начала восстановительного лечения. Через 6 месяцев после проведения реабилитации с применением программно-аппаратного комплекса с помощью теста ABILHAND-Kids (оценка родителями выполнения бытовых навыков) у данного пациента зарегистрирован позитивный и стабильный клинический эффект.
Пример 2.
Пациент Б., 15 лет Диагноз: детский церебральный паралич, левосторонний гемипарез. Сгибательно-пронационная установка левого предплечья, эквино-плосковальгусная деформация левой стопы, кифосколиоз. GMFCS I. Миопия слабой степени.
При осмотре определялось снижение объема активных и пассивных движений в левых конечностях. Сила мышц в левой верхней конечности снижена, как в сгибателях, так и в разгибателях кисти, составляла 3 балла, спастичность по шкале Эшворт - 1+ балла, по шкале Тардье - 1 балл; отмечается преобладание спастичности в мышцах-сгибателях. При оценке схвата было установлено ограничение слева - щипковый-пятипальцевой, ладонный-сферичный. Также было выявлено ограничение объема повседневных бытовых навыков (оценка по шкале Френчай - 70 баллов). Концентрация BDNF в венозной крови до начала реабилитационного лечения - 174,6 пг/мл.
После проведенного курса восстановительного лечения у ребенка уменьшилась спастичность в левой кисти (по шкале Эшворт - 1 балл, по шкале Тардье - 1 балл), наросла мышечная сила как в сгибателях, так и разгибателях кисти (по 4 балла соответственно), что привело к расширению повседневных навыков (оценка по шкале Френчай - 78 баллов). Также отмечено улучшение схвата: щипковый - захват ключа, ладонный-плоский. На 10-й день после окончания курса реабилитации концентрации нейротрофического фактора BDNF в венозной крови этого пациента снизилась до 67,2 пг/мл (на 61,5% по сравнению с величиной этого показателя до начала восстановительного лечения). Через 6 месяцев после проведения реабилитации с применением программно-аппаратного комплекса с помощью теста ABILHAND-Kids (оценка родителями выполнения бытовых навыков) у данного пациента зарегистрирован позитивный и стабильный клинический эффект.
Пример 3.
Пациент В., 14 лет Диагноз: детский церебральный паралич, правосторонний гемипарез. Сгибательно-пронационная установка правого предплечья, эквино-плосковальгусная деформация правой стопы. Дизартрия, легкое когнитивное снижение. GMFCS I.
При осмотре определялось снижение объема активных и пассивных движений в правых конечностях. Спастичность мышц в правой верхней конечности по шкале Эшворт -1+ балла, по шкале Тардье - 1 балл. Сила мышц в правой верхней конечности снижена как в сгибателях, так и в разгибателях кисти (по 4 балла соответственно). При оценке схвата установлено ограничение справа - щипковый-трехпальцевой, ладонный-сферичный. Объем повседневных бытовых навыков ограничен (оценка по шкале Френчай - 80 баллов). Концентрация BDNF в венозной крови до начала реабилитационного лечения - 84,5 пг/мл.
После проведенного курса восстановительного лечения у ребенка уменьшилась спастичность в правой кисти (по шкале Эшворт - 1 балл, по шкале Тардье - 1 балл). Увеличился объем повседневных навыков (оценка по шкале Френчай - 89 баллов). Улучшился щипковый схват, стал возможен захват ключа. На 10-й день после окончания курса реабилитации концентрации нейротрофического фактора BDNF в венозной крови этого пациента снизилась до 51,8 пг/мл (на 38,7% по сравнению с величиной этого показателя до начала восстановительного лечения). Через 6 месяцев после проведения реабилитации с применением программно-аппаратного комплекса с помощью теста ABILHAND-Kids (оценка родителями выполнения бытовых навыков) у данного пациента зарегистрирован позитивный и стабильный клинический эффект.
Пример 4.
Пациент Г., 12 лет. Диагноз: детский церебральный паралич, двусторонняя гемиплегия, преимущественно правосторонняя. Сгибательно-пронационные установки предплечий, приводящие контрактуры бедер, билатеральные эквинусы. GMFCS II. Альтернирующее расходящееся косоглазие, дислалия.
При осмотре спастичность в верхних конечностях по шкале Эшворт составила справа - 2 балла, слева - 1+ балла; по шкале Тардье справа - 2 балла, слева - 1 балл; обращало на себя внимание преобладание спастичности в мышцах-сгибателях. Сила мышц в верхних конечностях была снижена как в сгибателях, так и в разгибателях кисти (справа - 3 балла, слева - 4 балла). Был ограничен схват предметов: справа - ладонный-поперечный, щипковый-трехпальцевой, слева - ладонный-сферичный, щипковый-пятипальцевой. Выявлено ограничение объема повседневных бытовых навыков (оценка по шкале Френчай - 73 балла). Концентрация BDNF в венозной крови до начала реабилитационного лечения - 97,5 пг/мл.
После проведенного курса восстановительного лечения у ребенка спастичность в кисти значимо не уменьшились (по шкале Эшворт справа - 2 балла, слева - 1+балла; по шкале Тардье справа - 2 балла, слева - 1 балл), а мышечная сила как в сгибателях, так и разгибателях осталась на прежнем уровне (справа - 3 балла, слева - 4 балла). Объем повседневных навыков также увеличился незначительно (по шкале Френчай - 75 баллов). Схват предметов остался без изменений (справа - ладонный-поперечный, щипковый-трехпальцевой, слева - ладонный-сферичный, щипковый-пятипальцевой). На 10-й день после окончания курса реабилитации концентрации нейротрофического фактора BDNF в венозной крови этого пациента снизилась до 90,4 пг/мл (на 7,3% по сравнению с величиной этого показателя до начала восстановительного лечения. Через 6 месяцев после проведения реабилитации с применением программно-аппаратного комплекса с помощью теста ABILHAND-Kids (оценка родителями выполнения бытовых навыков) достигнутый клинический эффект был охарактеризован как нестабильный и непродолжительный.
Приведенные примеры подтверждают высокую информативность предлагаемого способа оценки долгосрочной эффективности применения программно-аппаратного комплекса для реабилитации детей с детским церебральным параличом.