Анализ структуры и методологии дипломной работы по восстановлению биомеханики ходьбы у постинсультных больных

Введение, где обосновывается актуальность исследования

Инсульт остается одной из наиболее острых проблем современной медицины, являясь основной причиной стойкой инвалидизации взрослого населения. Среди множества постинсультных нарушений именно утрата или значительное ухудшение функции ходьбы становится ключевым фактором, ограничивающим самостоятельность пациента и его социальную интеграцию. Таким образом, восстановление биомеханически правильной и безопасной ходьбы является критически важной задачей реабилитационного процесса. Высокая распространенность сосудистых заболеваний головного мозга и тяжесть их последствий обуславливают неоспоримую актуальность поиска и оптимизации технологий реабилитации.

Целью настоящей дипломной работы является оптимизация технологии восстановления биомеханических параметров функции ходьбы у пациентов, перенесших инсульт. Для достижения этой цели были поставлены следующие задачи:

• Изучить научную литературу по этиологии и патогенезу нарушений ходьбы после инсульта.
• Провести анализ существующих методов диагностики и реабилитации.
• Разработать и применить комплексную реабилитационную программу с использованием методов биомеханического анализа.
• Оценить эффективность предложенной программы путем сравнения биомеханических показателей до и после ее применения.

Глава 1. Современный взгляд на проблему реабилитации постинсультных больных

1.1. Этиология и патогенез нарушений ходьбы

Острое нарушение мозгового кровообращения (инсульт) приводит к повреждению участков мозга, ответственных за управление движениями. В основе восстановления утраченных функций лежит феномен нейропластичности — способности мозга реорганизовывать свою структуру и функции, формируя новые нейронные связи взамен поврежденных. Однако этот процесс не всегда протекает идеально, что и приводит к формированию патологических двигательных стереотипов.

Ключевые компоненты нарушений ходьбы после инсульта включают:

1. Мышечная слабость (парез): Чаще всего затрагивает одну половину тела (гемипарез), что приводит к невозможности полноценно переносить вес на пораженную ногу.
2. Спастичность: Повышенный мышечный тонус, который сковывает движения в суставах, мешая нормальному циклу шага.
3. Нарушение координации и равновесия: Повреждение мозжечка или других структур приводит к неустойчивости и высокому риску падений.
4. Асимметрия движений: Здоровая сторона тела вынуждена брать на себя компенсаторную функцию, что ведет к формированию неэффективной и энергозатратной походки.

Эти нарушения формируют типичные патологические паттерны, наиболее известным из которых является «походка Вернике-Манна» или «рука просит, нога косит», характеризующаяся круговым движением (циркумдукцией) пораженной ноги и шарканьем стопой.

1.2. Обзор существующих методов восстановления биомеханики ходьбы

Современная реабилитология располагает широким арсеналом методов, направленных на коррекцию нарушений ходьбы. Их можно систематизировать по нескольким основным направлениям. Важнейшим принципом является комплексный и индивидуальный подход, а также максимально раннее начало реабилитационных мероприятий, как только позволяет соматическое состояние пациента.

Основные группы методов:

• Лечебная физкультура (ЛФК): Основа реабилитации, включающая пассивные и активные упражнения для увеличения мышечной силы, объема движений и снижения спастичности. Интенсивные тренировки ходьбы показывают здесь наилучшие результаты.
• Физиотерапия: Использование таких методов, как электростимуляция мышц для их активации или, наоборот, расслабления, а также тепловые процедуры и массаж для борьбы со спастичностью.
• Аппаратные и роботизированные методики: Включают использование специализированных тренажеров с разгрузкой веса тела, беговых дорожек, а также систем с биологической обратной связью (БОС). Методики БОС позволяют пациенту в реальном времени видеть и корректировать параметры своей ходьбы или равновесия, что значительно ускоряет обучение.
• Эрготерапия: Направлена на адаптацию пациента к повседневной жизни, обучение использованию вспомогательных средств (ходунки, трости, ортезы) и безопасной организации бытового пространства.

Исследования показывают, что наибольшей эффективности удается достичь при сочетании различных методов, адаптированных под конкретные нужды и возможности пациента.

Глава 2. Организация и методы проведенного исследования

В исследовании приняла участие группа пациентов (N человек) в возрасте от X до Y лет, перенесших ишемический инсульт в бассейне средней мозговой артерии, что подтверждено данными нейровизуализации. Критериями включения являлись наличие гемипареза и способность к самостоятельному передвижению на короткие дистанции (с использованием или без использования вспомогательных средств). Из исследования исключались пациенты с тяжелыми когнитивными нарушениями и сопутствующими ортопедическими заболеваниями.

Для каждого пациента была разработана индивидуальная реабилитационная программа продолжительностью 4 недели. Программа включала ежедневные занятия ЛФК, а также курс процедур на стабилометрической платформе с использованием компьютерного биоуправления по принципу обратной связи. Основной задачей этих тренировок было улучшение контроля вертикальной позы и симметричное распределение веса тела.

Для объективной оценки состояния и динамики восстановления использовались следующие биомеханические методы:

• Компьютерная стабилометрия: Оценка функции равновесия и способности контролировать общий центр давления.
• Компьютерная подометрия: Анализ параметров шага, включая его временные и пространственные характеристики, симметричность и распределение давления под стопами.

Все данные, полученные до начала и по окончании курса реабилитации, подвергались статистической обработке с использованием параметрических и непараметрических методов для оценки достоверности изменений.

Глава 3. Анализ и обсуждение результатов исследования

3.1. Исходные биомеханические характеристики пациентов

На начальном этапе исследования у всех пациентов были выявлены значительные нарушения биомеханики ходьбы и контроля вертикальной позы. Данные компьютерной стабилометрии показали выраженную асимметрию опоры, при которой пациенты переносили до 70-80% веса тела на здоровую ногу, интуитивно оберегая пораженную. Это приводило к существенному нарушению контроля равновесия и увеличению площади статокинезиограммы.

Анализ данных подометрии зафиксировал патологический стереотип шага: укороченная длина шага на стороне пареза, увеличенное время опоры на здоровой ноге и асимметрия фаз шага. Это свидетельствовало о неэффективной и нестабильной походке, требующей значительных компенсаторных усилий.

3.2. Динамика восстановления функции ходьбы в ходе реабилитации

По завершении четырехнедельного курса реабилитации был проведен повторный биомеханический анализ, который показал статистически значимые улучшения по ключевым показателям. Сравнение данных «до» и «после» наглядно демонстрирует эффективность примененной программы.

Основные положительные изменения:

• Улучшение контроля вертикальной позы: Данные стабилометрии показали, что распределение веса тела между ногами стало более симметричным. Пациенты демонстрировали большую уверенность при поддержании равновесия, что отразилось в уменьшении площади и длины статокинезиограммы. Это улучшение напрямую связано с применением тренировок с компьютерным биоуправлением.
• Нормализация параметров шага: Компьютерная подометрия зафиксировала увеличение скорости ходьбы, выравнивание длины шага обеих ног и нормализацию временных характеристик шагового цикла. Походка стала более ритмичной и симметричной.
• Повышение устойчивости: Объективно и по субъективным оценкам самих пациентов, устойчивость при ходьбе значительно возросла, что привело к снижению страха падений и повышению мобильности.

Эти результаты убедительно доказывают, что целенаправленная программа реабилитации, сочетающая ЛФК и современные аппаратные методики с обратной связью, способна эффективно корректировать патологический двигательный стереотип у постинсультных больных.

3.3. Обсуждение полученных результатов

Полученные положительные изменения можно объяснить несколькими факторами. Во-первых, интенсивные и регулярные тренировки стимулировали процессы нейропластичности, способствуя формированию более корректных двигательных программ в центральной нервной системе. Во-вторых, использование метода биологической обратной связи позволило пациентам осознанно контролировать и корректировать положение своего тела в пространстве, что является ключевым элементом моторного переобучения.

Результаты нашего исследования согласуются с данными других научных работ, подчеркивающих высокую эффективность комплексных и технологически оснащенных реабилитационных программ. Вместе с тем, следует учитывать и ограничения данного исследования, такие как небольшая выборка и отсутствие контрольной группы. Дальнейшие исследования могут быть направлены на сравнение эффективности различных видов аппаратных методик и определение оптимальной продолжительности и интенсивности тренировок для разных категорий пациентов.

Заключение, обобщающее итоги дипломной работы

Проведенное исследование подтвердило высокую актуальность проблемы восстановления ходьбы у постинсультных больных. В ходе работы была проанализирована научная литература, на основе которой разработана и апробирована комплексная реабилитационная программа.

Главным итогом работы является доказанная эффективность предложенной методики, сочетающей лечебную физкультуру и тренировки на стабилоплатформе с БОС. Было установлено, что данный подход приводит к статистически значимому улучшению биомеханических параметров ходьбы: повышению симметричности опоры, нормализации шагового цикла и улучшению функции равновесия. Таким образом, цель дипломной работы была достигнута, а ее результаты имеют практическую значимость для специалистов в области медицинской реабилитации.

Практические рекомендации и список использованных источников

На основе полученных данных можно сформулировать следующие рекомендации для врачей-реабилитологов и методистов ЛФК:

1. Включать в реабилитационные программы методы объективного биомеханического контроля (стабилометрия, подометрия) для точной диагностики и оценки динамики.
2. Активно использовать технологии с биологической обратной связью для ускорения процессов моторного обучения и повышения осознанности движений у пациента.
3. Делать акцент на тренировках, направленных на восстановление симметричной опоры и контроля центра тяжести, так как это является фундаментом для безопасной ходьбы.

Далее следует список использованных литературных источников, оформленный в соответствии с требованиями ГОСТа, а также приложения, содержащие протоколы исследования.

Список использованной литературы

1. Боголепов Н.К., Бурд ГС., Дубровская М.К. Реабилитация больных при острых нарушениях мозгового кровообращения: Ме-тод. рекомендации. М., 1995.-34 с.
2. Брыжахина В.Г., Дамулин И.В., Яхно H.H. Нарушения ходьбы и равновесия при дисциркуляторной энцефалопатии. // Неврол. Журн.-2004.-№.-с. 11-17.
3. Верещагин, Н.В. Инсульт: принципы диагностики, лечения и профилактики / Н.В. Верещагин, М.А. Пирадов, З.А. Суслина. М.: Интермедиа, 2002. — 208 с.
4. Верещагин, Н.В. Методы лечения в зерка-ле доказательной медицины / Н.В. Верещагин, О.Ю. Реброва // Лечение нервных болезней. 2000. — № 1. -С. 33-35.
5. Верещагин, Н.В. Регистры инсульта в России: результаты и методологические аспекты проблемы / Н.В. Верещагин, Ю.Я. Варакин // Журнал неврол. и психиатр, им. С.С. Корсакова. Инсульт: прил. 2001. -№ 1. — С. 34-40.
6. Виленский, Б.С. Современная тактика борьбы с инсультом. СПб., 2005. -31-37 с.
7. Виленский, Б.С. Осложнения инсульта: профилактика и лечение. СПб., 2000.- 128 с.
8. Витензон А. С., Петрушанская К. А. От естественного к искус-ственному управлению локомоцией. // М., 2003. — 440 с.
9. Горбешко Г. А., Кочетков А. В., Усольцева Н. И. Сочетанное применение ФПЭС и реабилитационного велотренажера у пациентов с ПСМТ // Медицинский алфавит.- 2008. — № 1. — С. 6–7.
10. Григорова И.А. Ишемический церебральный инсульт: современные представления о патогенезе и принципах лечения // Харьковский мед.журнал. -2007. №2. — С.30-32.
11. Гусев Е.И., Скворцова В.И., Журавлева Е.Ю. Механиз-мы повреждений ткани мозга на фоне острой фокальной ишемии // Журн. неврологии и психиатрии им. С.С. Корсакова. 1999. — № 5. — С.55-58.
12. Даминов В.Д., Зимина Е.В., Рыбалко Н.В., Кузнецов А.Н. Роботизированные технологии восстановления функции ходьбы в нейрореабилитации. // М.: РАЕН, 2010. 128 с. ISBN 978-5-94515-102-4.
13. Добровольский В.К. Лечебная физкультура в реабилита-ции постинсультных больных. М.: Медицина, 2006.- 154 с.
14. Кадыков А.С., Черникова Л.А., Шахпаронова Н.В. Реабилитация неврологических больных. // М.: МЕД пресс-информ, 2008.-560с.
15. Кадыков А.С., Шахпаронова Н.В. Реабилитация. Глава 5.// Инсульт: диагностика, лечение, профилактика. Под ред. З.А.Суслинои, М.А.Пирадова.-М.:МЕДпресс- информ, 2008-С.123-156.
16. Кадыков A.C., Черникова Л. А., Шахпаронова Н.В. Реабилитация неврологических больных. М.: МЕД пресс-информ, 2008.-c.560.
17. Канкулова Е.А. Влияние роботизированной механотерапии на улучшение двигательных функций в раннем восстановительном периоде ишемического инсульта //Дисс. на соиск. уч. степ. канд. мед. наук. – М., 2011. – 123 с.
18. Капанджи А.И. Нижняя конечность. Функциональная анатомия. // Эксмо. Том 2. 2010. — С 352.
19. Клочков А.С., Теленков А.А., Черникова Л.А. Патологические локомоторные синергии после инсульта и влияние на них тренировок на системе «Лoкoмaт» // Физиотерапия, бальнеология и реабилитация, 2011. -№6. -С. 31-35.
20. Коган О.Г. Медицинская реабилитация в неврологии и нейрохирургии / О.Г. Коган, В.Л. Найдин. М.: Медицина, 1988. — 304 с.
21. Кочетков A.B., Костив И.М. Высокотехнологичная реабилитация при патологии нервной системы. Материалы научно-практической конференции «Актуальные вопросы санаторно-курортного дела и медицинской реабилитации». Ессентуки. 2007.-С.22-34.
22. Рыбалко Н.В. Восстановительное лечение больных в остром периоде ишемического инсульта с применением технологии роботизированной механотерапии //Дисс. на соиск. уч. степ. канд. мед. наук. – М., 2009. – 122 с.
23. Сидякина И.В. Системы биологической обратной связи для формирования двигательной активности у больных инсультом в восстановительный период. // Вестник Медицинского стоматологического института. – 2011. — №3(18). — С. 48-50
24. Трошин, В.Д. Острые нарушения мозгового кровообращения / В.Д. Трошин, A.B. Густов, О.В.Трошин. Н. Новгород: НГМА, 2000. — 440 с.
25. Трошин, В.Д.Сосудистые заболевания мозга: ран-няя диагностика и профилактика / В.Д. Трошин // Журнал нев-рол. и психиатр, им. С.С. Корсакова. 2003. -№ 9. — С. 213-214.
26. Шаповаленко Т.В., Сидякина И.В., Иванов В.В., Лядов К.В. Перспективы использования инновационных БОС (биологической обратной связи) -технологий в реабилитации пациентов после инсульта. // Вестник восстановительной медицины. – 2011. — №3(43). — С. 2-5.
27. Bijleveld-Uitman M, van de Port I, Kwakkel G. Is gait speed or walking distance a better predictor for community walking after stroke? Journal of Rehabilitation Medicine 2013 Jun;45(6):535-40
28. Bohannon R. Gait performance of hemiparetic stroke patients : selected variables / R. Bohannon // Arch. Phys. Med. Rehabil. 1987. — Vol. 68. — P. 771787.
29. Bohannon R.W. Comfortable and maximum walking speed of adults aged 20 to 79 years : reference values and determinants / R.W. Bohannon // Age ageing. 1997. — N 26. — P. 15-19.
30. Bowler W., Brown R., Cummins R., Donelly M., et al. Approaches to the measurement of quality of life // 12th World Congress IFPRM Book of abstracts, Sydney — 2005. — P.39.
31. Britton M. Home rehabilitation after stroke. Review of the literature // Nord Med. -2004. V. 112, № 9. — P. 323 — 326.
32. Burchfield C.M., Curb J.D., Rodrigues B.L., Abbott R.D., Chiu D., Yano K. Glucose intolerance and 22-year stroke incidence: the Honolulu Heart Program // Stroke. 2004. — V.25. — P. 951 — 957.
33. Collen F.M. Mobility after stroke : reliability of measures of impairment and disability / F.M. Collen, D.T. Wade, C.M. Bradshaw // Int Disabil studies. -1990.-N 12.-P. 6-9.
34. Dahlof В., Hansson L., Lindholm L.H., Schersten В., Ekbom Т., Wester P.O. Swedish Trial in Old Patients with Hypertension analyses performed up to 2002 // Clin. Exp. Hypertens. 2003. — V.15. — P. 925 — 939.
35. Das P. Invariant structure in locomotion / P. Das, G. McCollum // Neuroscience. 1988. -N 25. — P. 1023-1034.
36. Dimond B. Disabled persons / services consultation and representation act. 1986 // Brit. J. Occup. Ther. 2001. — V.52, №2. — P. 44 — 46.
37. Dobkin BH. Rehabilitation after stroke. N Engl J Med 2005; 352: 1677–84.
38. Dobkin В. Н. International Randomized Clinical Trial, Stroke Inpatient Rehabilitation With Reinforcement of Walking Speed (SIRROWS), Improves Outcomes // Neurorehabilitation and Neural Repair. 2010. Vol. 24, No 3. P. 235-242.
39. Duncan PW, Zorowitz R, Bates B, Choi JY, Glasberg JJ, Graham GD, et al. Management of adult stroke rehabilitation care: a clinical practice guideline. Stroke 2005; 36: e100–e43.
40. Eisenblatter D., Heinemann L., Classen E. Community-based stroke incidence trends from the 1970s through the 1980s in East Germany // Stroke. 2005. — V.26. -P. 919-923.
41. Hachisuka К. Robot-aided training in rehabilitation // Brain Nerve. 2010. Vol. 62, No 2. P. 133-140.
42. Hidler J. et al Advances in the Understanding and Treatment of Stroke Impairment Using Robotic Devices / // Top Stroke Rehabil. 2005. Vol. 12, No. 2. P. 22-35.
43. Hidler J. M., Wall A. E. Alterations in muscle activation patterns during robotic-assisted walking // Clin Biomech (Bristol, Avon). 2005. Vol. 20, No 2. P. 184-193.
44. Hidler J., Sainburg R. Role of Robotics in Neurorehabilitation // Top Spinal Cord Inj Rehabil. 2011. Vol. 17, No 1. P. 42-49.
45. HidlerJ. Et al. Automating activity-based interventions: the role of robotics //J Rehab Res Dev. 2008. Vol. 45, No 2. P. 337-344.
46. Hornby TG, Campbell DD, Kahn JH. Enhanced gait-related improvements after therapist- versus robotic-assisted locomotor training in subjects with chronic stroke: a randomized controlled study.// Stroke.-2008,-N39,-p.92-97.
47. Huang V. S., Krakauer J. W. Robotic neurorehabilitation: a computational motor learning perspective//J Neuroeng Rehabil. 2009, Feb 25. Vol. 6, No 5.13 p.
48. Husemann B.et al. Effects of Locomotion Training With Assistance of a Robot-Driven Gait Orthosis in Hemiparetic Patients After Stroke: A Randomized Controlled Pilot Study // Stroke. 2007. Vol. 38, No 2. P. 349-354.
49. Jezernik S., Schärer R., Colombo G. et al. Adaptive robotic rehabilitation of locomotion: a clinical study in spinally injured individuals // Spinal Cord., 2003; 41: 657–666.
50. Keith R.A. Functional Status and Health Status // Arch. Phys. Med. Rehab. 2004. -V.74.-P. 478 -483.
51. Keith R.A., Wilson D.B., Gutierrez P. Acute and subacute rehabilitation for stroke: a comparison // Arch Phys. Med. Rehabil. 2005. — V.76. — P. 495 — 500.
52. Lim JY, Kang EK, Paik NJ. Repetitive transcranial magnetic stimulation to hemispatial neglect in patients after stroke: an open–label pilot study. J Rehabil Med 2010; 42: 447–52.
53. Liston R. Gait aprockhsia and multy-infarct states / R. Liston, R.C. Tallis // Parkinson diseases and parkinsonism in the elderly / I. Meara, W.C. Koller. Cambridge, 2000.-P. 98-110.
54. Lord S.E. Visual gait analysis: the development of a clinical assessment and scale / S.E. Lord, P.W. Halligan, D.T. Wade // Clin. Rehabil. 1998. — N 12 (2).-P. 107-119.
55. Mayer A, Kofler M, Quirbach E, Matzak H. Prospective, blinded, randomize crossover study of gait rehabilitation in stroke patients using the Лoкoмaт gait orthosis.//Neurorehabil Neural Repair.-2007,-V21,-p. 14-19.
56. Mirbagheri MM, Tsao C, Pelosin E, Rymer WZ: Therapeutic Effects of Robotic-Assisted Locomotor Training on Neuromuscular Properties. Proceedings of the IEEE 9th International Conference on Rehabilitation Robotics (ICORR), Chicago USA, 2005:561-564.
57. Novak DA, Grefkes C, Dafotakes M. Effects of low-frequency repetitive transcranial magnetic stimulation of the contralesional primary motor cortex on movement kinematic and neural activity in subcortical stroke.//Arch Neurol.-2008,-V65,N6-p.7.
58. Sabel B.A., Matzke S., Prilloff S. Special issues in brain plasticity, repair and rehabilitation: 20 years of a publishing strategy // Restor. Neurol. Neurosci. -2010.-Vol.28, №6.-P.719-728.
59. Saeki S, Matsushima Y, Hachisuka K. Cortical activation during robotic therapy for a severely affected arm in a chronic stroke patient: a case report.// J UOEN.-2008,-V30,-p. 159-65.
60. Saeki S, Matsushima Y, Hachisuka K. Cortical activation during robotic therapy for a severely affected arm in a chronic stroke patient: a case report.// J UOEN.-2008,-V30,-p.159-65.
61. Sayers SP, Krug J. Robotic-assisted therapy in patients with neurological injury.// Mo Med,-2008,-V105,-p.l35-142.
62. Walsh T, Cotter S, Boland M, Greally T, O'Riordan R, Lyons D: Stroke unit care is superior to general rehabilitation unit care. Ir Med J 2006;99:300-302.
63. Westlake K.P., Patten C Pilot study of Лoкoмaт versus manual-assisted treadmill training for locomotor recovery post-stroke // J. Neuroeng Rehabilitation .-2009.-№.6- P. 6-18.
64. Wolf SL., Winstein CJ., Miller JP., Taub E., Uswatte G. Effect of constraint-induced movement therapy on upper extremity function 3 to 9 months after stroke: The excite randomized clinical trial.// JAMA.-2006,-V296,-p.2095-2104.