Нейропластичность как основа восстановления ходьбы

Нарушения ходьбы у неврологического больного являются одной из главных причин инвалидизации. Как было сказано ранее, в основе современной нейрореабилитации лежит концепция адаптивной нейропластичности — способности центральной нервной системы реорганизовывать свою структуру и функцию в ответ на физическую или когнитивную нагрузку. 

Механотерапия при тренировке навыков ходьбы должна представлять собой инструменты, позволяющие обеспечить умеренно интенсивную, часто повторяемую и специфичную для задачи стимуляцию нервных структур, необходимую для запуска пластических перестроек. К ним относят:

• кортикальную и спинальную структурную реорганизацию;
• сенсорную интеграцию проприоцепции;
• нормализацию синтеза нейротрофических факторов.
  

Доказательная база

Данные метаанализов подтверждают, что в тренировке навыков ходьбы механотерапия превосходит традиционную кинезиотерапию по ряду параметров, особенно в отношении скорости восстановления функции, баланса и симметрии походки.

Что такое имитаторы ходьбы

Тренажеры-имитаторы ходьбы — класс аппаратов для локомоторной механотерапии, воспроизводящих кинематический и кинетический паттерн шагового цикла без обязательного перемещения пациента. В отличие от «истинных» локомоторных тренажеров (беговые дорожки, экзоскелеты для наземной ходьбы), имитаторы акцентированы на воспроизведении траектории стопы, суставных углов и распределения опорной нагрузки в условиях, приближенных к физиологическим.

Принципы применения

Основа применения имитаторов базируется на трёх принципах нейрореабилитации:

• Принцип специфичности задачи. Восстановление навыка ходьбы наиболее эффективно при тренировке совокупной локомоторной функции, а не изолированных мышечных групп.
• Принцип длительной повторяемости. Для запуска нейропластических перестроек необходимы сотни–тысячи повторений шагового цикла за сессию.
• Принцип афферентной стимуляции. Имитаторы обеспечивают мощный проприоцептивный, тактильный и вестибулярный поток, близкий к естественной ходьбе, что особенно важно при реабилитации длительно иммобилизованного пациента.

Эффективность имитаторов ходьбы

Систематический обзор и метаанализ (Cochrane, 2020; 2023) демонстрирует, что имитаторы ходьбы в сочетании с традиционной механотерапией обеспечивают статистически значимое увеличение скорости перемещения в виде улучшения показателя 10-метрового теста ходьбы, а также демонстрируют наибольший эффект в коррекции асимметрии шага (индекс симметрии улучшается на 15–25%), что связано с принудительным воспроизведением физиологического паттерна движения.

Имитатор ходьбы ПИОН (PION)

Имитатор ходьбы ПИОН (PION) — это активный механотерапевтический тренажер для восстановления навыков ходьбы и вертикализации у неврологических пациентов с нижним парапарезом. Устройство реализует принцип принудительной синхронизации движений верхних и нижних конечностей: пациент, совершая активные движения руками, механически приводит в движение нижние конечности, имитируя физиологический паттерн шага.

Механизм действия

Терапевтический эффект PION основан на нескольких нейрофизиологических принципах:

• Активная механотерапия и активация проприоцептивной афферентации. PION требует активного движения от пациента. Движения верхних конечностей создают усилие, которое через систему тяг и рычагов передается на нижние конечности. Это обеспечивает массивный поток проприоцептивной импульсации от мышечно-суставного аппарата в ЦНС, что создаёт условия для адаптивной нейропластичности.
• Восстановление межконечностной координации. Устройство механически воспроизводит физиологический паттерн, при котором выносу одной нижней конечности вперед сопутствует движение противоположной верхней конечности и ротация туловища. Это способствует восстановлению нарушенных синергий и правильного двигательного стереотипа.
• Динамическая вертикализация и осевая нагрузка. PION обеспечивает удержание пациента в вертикальном положении с дозированной осевой нагрузкой на скелет. Это особенно важно в реабилитации маломобильного больного.

Конструкция и модификации

Конструкция PION включает систему стабилизации туловища (опоры для спины, бедер и коленей), рычаги для верхних конечностей и подвижные платформы для стоп. Максимальный диапазон движения нижних конечностей составляет ±18° (для взрослых моделей).

Тренажер выпускается в нескольких модификациях:

• PION (базовая): электронный дисплей со счетчиком шагов и таймером.
• PION Pro: дополнен планшетом с мотивационными играми (биологическая обратная связь).
• PION Pro Max: оснащен монитором для полного погружения в терапевтический процесс.

Показания к применению

Механотерапия с использованием имитатора ходьбы PION целесообразна пациенту с преимущественно нижним центральным и периферическим парапарезом, который сопровождает следующие патологии:

• Миелит и миелопатии (спондилогенные и травматические миелопатии, поперечный миелит, рассеянный склероз, спинальный инсульт, фуникулярный миелоз, заболевания спектра нейрооптикомиелита).
• Нейродегенеративные заболевания (боковой амиотрофический склероз, спинальная мышечная атрофия и другие патологии мотонейронов, семейная спастическая параплегия).
• Полиневропатии (хронические воспалительные полиневропатии, гередитарные, дисметаболические).
• Миопатии с преимущественным поражением нижних конечностей (перонеальная миопатия, миотоническая дистрофия и др.).
• Нейроортопедическая патология (сочетанная травма с синдромом поражения пояснично-крестцового отдела).

Целесообразно использование тренажера для коррекции синдрома гемипареза, асимметрии движений (последствия ОНМК, черепно-мозговой травмы, нейрохирургических вмешательств на головной мозг).

Клинический опыт

В условиях работы неврологического отделения №2 клиники НИИ неврологии ПСПбГМУ имеется положительный опыт применения имитаторов ходьбы в терапии пациентов с полиневропатическим синдромом, синдромом миелопатии, синдромом гемипареза.

Заключение

Имитаторы ходьбы занимают обоснованное место в арсенале нейрореабилитации и представляют собой патогенетически-доказательный метод восстановления локомоторной функции у неврологических и маломобильных пациентов. Их терапевтический эффект реализуется через комплекс взаимодополняющих механизмов, обеспечивающих ключевые условия для формирования адаптивной нейропластичности. Совокупные литературные данные свидетельствуют о статистически значимом превосходстве имитаторов ходьбы над изолированной традиционной кинезиотерапией по ключевым функциональным доменам: скорость, баланс, симметрия, мобильность, координация, кардио-респираторный индекс.

Список литературы

1. Mehrholz J, et al. Electromechanical-assisted training for walking after stroke. Cochrane Database Syst Rev. 2020;2020(10):CD006185.
2. Morone G, et al. Robot-assisted gait training for stroke patients: current state of the art and perspectives. Neuropsychiatr Dis Treat. 2017;13:1303–1317.
3. Bruni MF, et al. What does best evidence tell us about robotic gait rehabilitation in stroke patients: a systematic review and meta-analysis. J Clin Neurosci. 2018;48:11–17.
4. Calabrò RS, et al. Robotic gait training in multiple sclerosis rehabilitation: a pilot randomized controlled trial. Mult Scler Relat Disord. 2018;25:108–113.
5. Swinnen E, et al. Effectiveness of robot-assisted gait training in persons with spinal cord injury: a systematic review. J Rehabil Med. 2010;42(6):520–526.
6. Nam KY, et al. Robot-assisted gait training (Lokomat) improves walking function and activity in people with spinal cord injury: a systematic review. J Neuroeng Rehabil. 2017;14:24.
7. Esquenazi A, et al. Robotic-assisted gait training in stroke rehabilitation: a systematic review and meta-analysis. PM R. 2023;15(5):624–637.