СПОСОБ ОЦЕНКИ СТЕПЕНИ ВЫРАЖЕННОСТИ КОГНИТИВНО-МОТОРНЫХ НАРУШЕНИЙ ПО ПОКАЗАТЕЛЯМ МЕЛКОЙ МОТОРИКИ КИСТИ
METHOD FOR ASSESSING THE DEGREE OF COGNITIVE-MOTOR DISORDERS BY HAND FINE MOTOR

Область техники
Изобретение относится к медицине, в частности неврологии, восстановительной медицине, реабилитации и может быть использовано для оценки степени выраженности когнитивно-моторной дезинтеграции на основании сохранности функции мелкой моторики кисти, в т.ч. и для раннего выявления когнитивных нарушений, характеризующееся отсутствуем активных жалоб пациента на нарушение памяти.
Уровень техники
Известен способ оценки наличия когнитивно-моторных нарушений и оценки влияния когнитивно-моторного задания на активацию перфронтальной коры (ПФК) при игре в смартфон во время ходьбы 15 пожилых праворуких больных (10 мужчин, 5 женщин) с высоким риском падения, в возрасте 65-78 лет (71,7±3,3 года), не страдающих неврологическими заболеваниями, не имеющих когнитивных нарушений, соответствующих деменции (выше 24 баллов по Краткой шкале оценки психического статуса; MMSE), и 16 здоровых испытуемых (11 мужчин, 5 женщин) в возрасте 20-33 года (25,9±4,4 года) (Takeuchi N, Mori Т, Suzukamo Y, Tanaka N, Izumi S. Parallel processing of cognitive and physical demands in left and right prefrontal cortices during smartphone use while walking. // BMC Neurosci. 2016; 17:9. https://doi.org/10.1186/s12868-016-0244-0).
Участников просили выполнить задания из 5 повторяющихся блоков, каждый из которых состоит: при ходьбе в привычном темпе трижды (в 10-секундный интервал) на сенсорной панели смартфона прикасаться к цифрам, беспорядочно разбросанным на экране в порядке возрастания (двойное задание - ДЗ); затем выполнить обычную ходьбу в течение 30 секунд (одиночное задание - ОЗ). Далее анализировали параметры когнитивной эффективности выбранного задания по числу правильных и ошибочных ответов.
Получили, что у молодых испытуемых показатели MMSE (29,6±0,8 балла) были достоверно (р=0,013) выше, чем у лиц старшей возрастной группы (28,3±1,8 балла). В старшей возрастной группе скорость выполнения ДЗ (3,48±0,89) была достоверно (р=0,018) ниже, чем при выполнении ОЗ (4,50±1,33), при сравнении с группой молодых испытуемых (11,36±2,25 и 12,12±2,74, соответственно); у лиц старшего возраста достоверно (р=0,001) возросла частота ошибок при выполнении ДЗ (1,25±0,71) по сравнению с 03 (0,90±0,41), в отличие от группы молодого возраста (0,99±0,52 против 0,94±0,41). Сравнительную эффективность выполнения заданий рассчитывали по формуле: ((ДЗ-ОЗ)/ОЗ)×100. Получили, что параметры ходьбы (длина шага, скорость ходьбы, величина ускорения) достоверно (р=0,001) хуже у лиц пожилого возраста. Далее при помощи системы БИС (система ближней инфракрасной спектроскопии) проводили сравнительный анализ параметров активации префронтальной коры (ПФК). Получили, что у молодых испытуемых активация левой ПФК «блокирует» неуместное действие, а правая ПФК стабилизирует параметры походки; у лиц старшего возраста, напротив, отсутствие выраженной латерализации в активации ПФК, ведет к ухудшению ходьбы и решению когнитивных задач.
Недостаток способа заключается в том, что данный способ анализирует исключительно параметры крупной моторики тела человека - ходьбу, в условиях когнитивной нагрузки; предложенный метод является трудоемким и требует специального навыка для его реализации; что невозможно оценить степень когнитивно-моторной дезинтеграции у лиц с ранними когнитивными проявлениями, основываясь на параметрах несостоятельности мелкой моторики кисти у лиц старшей возрастной категории.
Наиболее близким к предлагаемому является способ оценки наличия когнитивно-моторных нарушений и оценки влияния когнитивно-моторного задания на активацию ПФК при выполнении одиночного (обычная ходьба) и двойного (вычитание при ходьбе) задания у 19 (2 женщины, 17 мужчин) больных, перенесших инсульт, в возрасте 59,61±15,03 лет, и 20 здоровых испытуемых (8 женщин, 12 мужчин) в возрасте 54,35±9,38 года (Al-Yahya Е, Johansen-Berg Н, Kischka U, Zarei М, Cockburn J, Dawes H. Prefrontal cortex activation while walking under dual-task conditions in stroke: a multimodal imaging study // Neurorehabil Neural Repair. 2016; 30(6):591-599. https://doi.org/10.1177/1545968315613864).
В описанное исследование были включены лица, перенесшие инсульт: (1) от момента инсульта прошло более 6 мес (КТ / МРТ подтверждено), стабильный статус; (2) возможность ходить не менее 5 мин с/без использования вспомогательных средств передвижения; (3) отсутствие познавательных, сенсорных, психологических нарушений; (4) лица старше 18 лет в состоянии подписать информированное согласие. Здоровые участники не должны иметь неврологических и/или психиатрических заболеваний, родной язык - английский.
Участникам предлагали выполнить серию последовательных повторяющихся 5 раз заданий: сначала одиночное задание (ОЗ) - ходьба на беговой дорожке с комфортной для каждого испытуемого скоростью в течение 30 сек, далее отдых в течение 25-45 сек, затем выполнить двойное задание (ДЗ) - при ходьбе вычитать цифру 7 из случайно выбранного числа между 291 и 299. Далее при помощи системы ближней инфракрасной спектроскопии (БИС) проводили сравнительный анализ параметров активации ПФК. Сравнительную эффективность выполнения заданий рассчитывали по формуле: ((ДЗ-ОЗ)/ОЗ)×100. Получено, что при выполнении ДЗ выявлен достоверно (р=0,01) больший объем активной зоны ПФК у больных, перенесших инсульт, нежели у здоровых испытуемых. Данный способ используется для оценки изменения мозговой активности у больных, перенесших инсульт.
Недостаток способа заключается в том, что предложенный метод оценки изменения мозговой активности на фоне выполнения ДЗ предназначен для исследования моторной активности исключительно у больных с постинсультными нарушениями крупной моторики (парезами разной степени выраженности и давности), т.е. имеет место ограниченность его использования только для оценки характеристик качества ходьбы у определенной категории обследуемых. Этот метод не может быть использован для диагностики когнитивно-моторной дезинтеграции по параметрам моторики кисти при раннем выявлении когнитивных нарушений у иных категорий больных, не имеющих органических поражений головного мозга при нейровизуализации головного мозга (по данным результатов исследования MPT, КТ, ПЭТ).
Раскрытие изобретения
Проблемой, решаемой предлагаемым изобретением, является разработка способа оценки когнитивно-моторной дезинтеграции, которую проводят по показателям моторной ловкости кисти, для раннего выявления когнитивных нарушений, в т.ч. на фоне хронической ишемии головного мозга (ХИГМ), который может иметь более широкое применение по сравнению с прототипом.
Технический результат заключается в повышении точности оценки степени выраженности когнитивно-моторных нарушений (КМН), в том числе и начальных когнитивных нарушений, именно за счет совместного применения двух тестов - сначала простого задания (рисование штрих-палочек), затем сложного (в момент рисования штрих-палочек выполняют вычитание).
Таким образом, разработанный способ позволяет количественно определить степень выраженности даже начальных когнитивных нарушений у пациентов в зависимости от выраженности двигательной функции кисти у пациентов.
В результате проведенных исследований, нами была получена корреляция при сопоставлении показателей общепринятых тестов, оценивающих когнитивные функции, и показателей предложенного способа оценки степени выраженности когнитивно-моторных нарушений в зависимости от показателей моторной ловкости кисти на конкретной группе больных (30 пациентов с ХИГМ и когнитивными нарушениями). Кроме того, получена статистически значимая разница в количестве палочек при выполнении простого и сложного заданий, которая определяется при снижении количества штрих-палочек на 62% и более. Данный показатель - 62%, был получен методом статистических обработки данных от 30 обследованных больных, используя критерий Стьюдента.
Базовой функцией префронтальной коры (ПФК) является комплексное управление мыслительной и моторной активностью в соответствии с внутренними целями и планами дезинтеграция. Выполнение задания отображается в активности дорзальной премоторной коры, что ведет к увеличению возбудимости в кортико-мотонейрональных проекциях. Премоторная зона отвечает за подготовку к началу выполнения произвольных движений, выработку внутренней моторной программы. Проекция кисти руки в головном мозге расположена очень близко с речевой моторной зоной, которая обеспечивает мыслительный процесс. Согласно расположению моторных функций человека в головном мозге (кортикальный гомункулус), представленность зоны кисти и пальцев рук занимают такую же площадь, наравне с зоной области лица. Именно поэтому, используя в тестах оценку моторики кисти, можно с наибольшей точностью оценить степень выраженности когнитивных нарушений: 1) зона расположения функций (когнитивной и моторики кисти) одна и та же - ПФК; 2) зона представленности кисти гораздо больше, чем стопы / ноги.
Технический результат достигается благодаря количественной оценке выполняемого ОЗ, простого моторного задания (рисование вертикальных штрих-палочек заданного размера на стандартный отрезок времени), и на основании данных об уменьшении количества нарисованных вертикальных штрих-палочек в условии ДЗ, сложного моторного задания (когнитивная нагрузка в виде последовательного вычитания цифры 7 от 100 и полученной далее цифры на фоне рисования вертикальных штрих-палочек) делают вывод о степени когнитивно-моторной дезинтеграции, что может свидетельствовать о раннем когнитивном нарушении. Поскольку отправной точкой в оценке когнитивного расстройства является замедление скорости (уменьшение числа нарисованных палочек) при выполнения моторного задания (рисования палочек) на фоне когнитивной нагрузки, то именно этот факт, когда у пациента идет разобщение в реализации моторного акта (рисования палочек) при вычитании, служит доказательством того, что имеется когнитивно-моторная дезинтеграция. Степень этой дезинтеграции оценивается в количестве палочек, который пациент рисует при условии сохранной определенной последовательности периодов корковой организации и управления движений: программирование, построение и реализации двигательного акта (I - преднастройка (за 1-2 сек до начала движения); II - подготовительный (пусковой) период, т.е. латентный период времени двигательного акта; III - реализация моторной задачи; IV - организация окончательного движения; V - обратная афферентация) и при условии нарушенной, разобщенной интеграции.
Поставленная проблема решается способом оценки степени выраженности когнитивно-моторных нарушений, включающим проведение теста при выполнении задания с когнитивной нагрузкой - двойное задание (ДЗ) или без нее - одиночное задание (ОЗ), с последующим определением степени выраженности когнитивно-моторных нарушений по итогам сравнения полученных результатов. При этом в качестве задания пациенту предлагают нарисовать максимально возможное количество вертикальных штрих-палочек заданного размера 5-7 мм в течение фиксированного времени, выбранного из интервала значений от 10 до 15 сек, в качестве когнитивной нагрузки предлагают последовательное вычитание цифры 7 из выбранного числа от 100 и более, а вывод о высокой степени выраженности когнитивно-моторных нарушений делают при получении меньшего количества штрих-палочек при выполнении ДЗ по сравнению с ОЗ на 62% и выше, вывод об умеренных нарушениях делают при получении значения до 62%.
В конкретном варианте выполнения изобретения фиксируют количество нарисованных вертикальных штрих-палочек за стандартный отрезок времени в 10 сек при помощи электронного секундомера. При проведении исследований было обнаружено, что высокой степенью выраженности когнитивно-моторных нарушений характеризуются пациенты, которые рисуют меньшее количество штрих-палочек с когнитивной нагрузкой на 62% и более по сравнению с количеством, нарисованным без когнитивной нагрузки.
Краткое описание чертежей
На фиг. 1 представлена схема выполнения одиночного задания (ОЗ) и двойного (с когнитивной нагрузкой) задания (ДЗ).
Осуществление изобретения
Перед началом исследования проводят опрос пациента на правшество-левшество руки, далее дают инструкцию по выполнению задания: за 10 сек начертить максимальное количество ровных, одинаковой величины размером 5-7 мм вертикальных штрих-палочек, с комфортной для испытуемого скоростью.
Практически способ осуществляют следующим образом: испытуемому предлагают выполнить два последовательных задания: задание 1 - одиночное задание (ОЗ) - чертить вертикальные штрих-палочки за 10 сек (фиг. 1.); задание 2 - двойное задание (ДЗ) - испытуемого просят чертить вертикальные штрих-палочки за 10 сек, одновременно вычитая из числа 100 цифру 7 (вычитают про себя, результат произносится вслух), и так далее, из каждого последующего полученного числа, без подсказки, например, 100-7=93, 93-7=86, 86-7=79, 79-7=72 и т.д.
Пример осуществления предлагаемого способа.
Обследовались пациенты среднего возраста в количестве 30 человек (мужчин 8, женщин 22) в возрасте 50-65 лет (сред, возраст 61,97±4,56 лет) с ХИГМ, имевших когнитивные нарушения разной степени выраженности: легкие (ЛКР) и умеренные когнитивные расстройства (УКР). На момент обследования пациенты уже имели верифицированный диагноз ХИГМ с когнитивными нарушениями, который был подтвержден при осмотре больных, на основании данных анамнеза, неврологического и общесоматического обследования, данных нейровизуализации и УЗИ (по материалам историй болезни). Критерии исключения: наличие остаточных явлений постинсультного гемипареза различной степени давности.
Всем больным было проведено нейропсихологическое тестирование, включавшее в себя проведение теста Мюнстерберга (определение избирательности и концентрации внимания): получили оценку в 7,33 балла из 20 возможных, что свидетельствует о выраженном снижении данных показателей, низком и среднем уровне избирательности внимания; о снижении концентрации внимания также свидетельствует время, затраченное на выполнение задания, более 171,6 сек, на распознавание 25 слов, скрытых в сплошном буквенном тексте; также при оценке теста учитывали количество пропущенных слов (3,29±2,53). Оценка зрительного внимания проводилась при помощи теста «следование по маршруту, заданному цифрами» (часть А) или Trail Making Test (ТМТ): 50,9±23,27 сек. Также проводили тест на оценку процента сохранности действия в руке/кисти (по 100-балльной шкале) для исключения влияния фактора риска - наличие моторного дефицита в кисти. Получили, что средний показатель сохранности функции кисти равен 98,77%, что свидетельствует о сохранности функции кисти у обследованных больных.
Пациентов просили нарисовать максимально возможное количество вертикальных штрих-палочек за 10 сек. Время, отведенное на выполнение задания, фиксировали при помощи электронного секундомера в сек. Затем подсчитывали количество нарисованных вертикальных штрих-палочек и проводили статистический анализ, высчитывая среднее значение показателя и среднее стандартное отклонение.
Получили следующие показатели: количество вертикальных штрих-палочек, нарисованное при выполнении 03, составляет 36,43±10,98, что достоверно (р=0,000) отличается от количества вертикальных штрих-палочек, нарисованного при выполнении ДЗ - 13,8±10,91. При проведении корреляционного анализа (коэффициент Пирсона) выявлена умеренная (от 0,3 до 0,5) и слабая (менее 0,3) сила корреляционной связи следующих показателей: 1) умеренная отрицательная связь (r=-0,4997) между показателем теста Мюнстерберга (количество пропущенных слов) и количеством нарисованных вертикальных штрихов при выполнении ДЗ; т.е. чем больше ошибок в тесте Мюнстерберга будет допущено, тем меньше штрихов (по сравнению с ОЗ) будет нарисовано; фактически при выполнении теста рисования вертикальных штрихов (при ДЗ) можно косвенным образом прогнозировать степень нарушения концентрации внимания у больных с когнитивными нарушениями; 2) слабая отрицательная связь (r=-0,2619) между показателем ТМТ (часть А) и количеством вертикальных штрихов при выполнении ОЗ, что может косвенным образом свидетельствовать о сопряжении когнитивных и моторных функций; т.е. чем больше времени затрачивается на выполнение задания (следование по маршруту из цифр), тем меньшее число вертикальных штрихов будет нарисовано за 10 сек; фактически при выполнении теста рисования штрихов (при ОЗ) можно косвенным образом прогнозировать степень нарушения зрительного внимания.
Можно заключить, что уменьшение количества вертикальных штрих-палочек, нарисованных за 10 сек, при выполнении ДЗ больше, чем на 62% по сравнению с выполнением ОЗ, у пациентов с когнитивными нарушениями может иметь прогностически неблагоприятное значение в отношении степени выраженности когнитивного дефицита, учитывая выявленную корреляцию между значениями когнитивных тестов.
Таким образом, разработанный способ позволяет количественно определить степень выраженности даже начальных когнитивных нарушений у пациентов в зависимости от выраженности двигательной функции кисти у пациентов. Поэтому он может быть рекомендован в качестве клинического инструмента для стандартизированного скрининга дефицита мелкой моторики кисти на начальной стадии проявления когнитивных нарушений, что позволит назначать начальную превентивную терапию, предупреждающую дальнейшее нарастание когнитивного дефицита.