СПОСОБ ОЦЕНКИ МЕХАНИЗМОВ ВОССТАНОВЛЕНИЯ НАРУШЕННОГО ДВИГАТЕЛЬНОГО НАВЫКА ХОДЬБЫ У БОЛЬНЫХ С ИШЕМИЧЕСКИМ ИНСУЛЬТОМ РАЗЛИЧНОЙ ЛОКАЛИЗАЦИИ ПОРАЖЕНИЯ ГОЛОВНОГО МОЗГА В РАЗЛИЧНЫЕ ПЕРИОДЫ ЗАБОЛЕВАНИЯ Российский патент 2013 года по МПК A61B5/05 

Изобретение относится к области медицины, в частности к неврологии, и может быть использовано для выявления особенностей функциональной реорганизации сенсомоторных систем, ответственных за локомоцию у больных с ишемическим инсультом различной локализации в различные периоды заболевания.

За последние несколько лет были достигнуты значительные успехи в предотвращении и лечении ишемического инсульта (ИИ). Тем не менее, ИИ остается ведущей причиной нетрудоспособности во всем мире, и поэтому одной из первостепенных задач в данной области является выявление механизмов восстановления после перенесенного инсульта, а также индуцирование их реализации посредством реабилитационных мероприятий и фармакотерапии. На протяжении вот уже более 10 лет методики функциональной визуализации - преимущественно позитронно-эмиссионная томография (ПЭТ) и функциональная магнитно-резонансная томография (фМРТ) - стоят во главе in-vivo исследований, направленных на понимание нейрональных субстратов восстановления после перенесенного острого нарушения мозгового кровообращения (OHMK) [Golaszewski S.M. et al. Human brain structures related to plantar vibrotactile stimulation: A functional magnetic resonance imaging study., NeuroImage, 2006; 29: 923-929].

На данный момент времени известна оценка механизмов восстановления нарушенных двигательных функций у больных с ишемическим инсультом при выполнении двигательных актов с помощью фМРТ по распределению зон активации головного мозга у испытуемого. При этом исследование сенсомоторной системы у пациентов с гемипарезом после перенесенного ОНМК выявили усиление активации по сравнению со здоровыми лицами, выражающееся в расширении и увеличение количества зон, наблюдаемое в норме при выполнении двигательных задач [Ward N.S., Cohen L.G. Mechanisms underlying recovery of motor function after stroke., Arch Neurol, 2004; 61: 1844-8]. Данный источник информации рассмотрен нами в качестве ближайшего аналога.

Однако подобное исследование было проведено среди пациентов с хронической стадией инсульта (>6 мес) и с хорошим восстановлением, и, следовательно, остается неясным взаимоотношение между этими наблюдениями и ходом процесса восстановления, т.е. механизмами нейропластичности - изменением структуры мозга с течением времени, и, как следствие, соответствующим изменением его функционирования. Кроме того, при подобных исследованиях использовались самые простые задания - активное или пассивное сгибание пальцев кисти, сгибание кисти в лучезапястном суставе, сгибание стопы в голеностопном суставе - которые не могут полностью отразить все многообразие активации корковых и подкорковых представительств сенсомоторных анализаторов при выполнении сложных двигательных актов, таких как ходьба, тогда как именно понимание процесса локомоции представляет наибольший интерес для восстановительной медицины.

Таким образом, техническим результатом данного способа является повышение точности оценки функциональной перестройки сенсомоторной коры головного мозга у больных с ишемическим инсультом за счет разработки методики надежного воспроизведения локомоторных процессов при наличии двигательного дефицита во время проведения фМРТ исследования с последующим их использованием для определения характерных паттернов активации коры и подкорковых структур у групп пациентов с различной локализацией зоны поражения вещества головного мозга (корковые и подкорковые инсульты) и в различные периоды заболевания, что позволит в дальнейшем реализовать эти данные посредством реабилитационных мероприятий и фармакотерапии.

Поставленный технический результат достигается тем, что для оценки механизмов восстановления нарушенного двигательного навыка ходьбы у больных с ишемическим инсультом различной локализации поражения головного мозга в различные периоды заболевания проводят функциональную магнитно-резонансную томографию (фМРТ) полушарий головного мозга больного на фоне двигательного акта - ходьбы в режиме 3D-Т1 градиентное эхо и в режиме Т2*-градиентное эхо в аксиальной проекции с напряженностью магнитного поля 1,5 Т, накладывают полученные в режиме Т2* карты активации на объемную реконструкцию головного мозга, полученную в режиме 3D-T1 и определяют в каждом полушарии зоны активации сенсомоторной коры: первичной зоны - первичная сенсорная и моторная кора (SM1), вторичной зоны - дополнительная моторная кора (SMA), премоторная кора (РМС), нижняя теменная долька (IPL) и третичной зоны - дорсолатеральная префронтальная кора (DLPFC) и рассчитывают объем зон активации SM1+SMA в мм³ в остром периоде болезни на 21 сутки, в восстановительном периоде через 2-12 месяцев и в резидуальном периоде более 1 года и при выявлении на 21 сутки при поражении корково-подкорковой локализации в здоровом и пораженном полушариях активации первичной зоны и отсутствия активации во вторичной и третичной зонах, а также снижения в 7,3 и более раз в здоровом и пораженном полушариях головного мозга объема зон SM1+SMA относительно нормы оценивают восстановительные механизмы нарушенного двигательного навыка ходьбы за счет работы здорового полушария с последующим вовлечением пораженного, при выявлении на 21 сутки при поражении подкорковой локализации в здоровом и пораженном полушариях активации первичной, вторичной и третичной зон и увеличения объема зон SM1+SMA в 1,16 и более раза в здоровом и в 1,2 и более раза в пораженном полушариях оценивают восстановительные механизмы нарушенного двигательного навыка ходьбы за счет работы и увеличения объема всех зон здорового и пораженного полушария, при выявлении в восстановительном периоде через 2-12 месяцев при поражении корково-подкорковой локализации активации первичной, вторичной и третичной зон в здоровом полушарии и ее отсутствия в пораженном полушарии, а также снижения в 4,2 и более раза в пораженном и в 2,2 и более раза в здоровом полушариях головного мозга объема зон SM1+SMA относительно нормы оценивают восстановительные механизмы нарушенного двигательного навыка ходьбы за счет работы здорового полушария с последующим вовлечением пораженного, при выявлении в восстановительном периоде через 2-12 месяцев при поражении подкорковой локализации в здоровом и пораженном полушариях активации первичной, вторичной и третичной зон и увеличения объема зон SM1+SMA в 1,9 и более раза в здоровом и в 1,6 и более раза в пораженном полушариях относительно нормы оценивают восстановительные механизмы нарушенного двигательного навыка ходьбы за счет работы и увеличения объема всех зон здорового и пораженного полушарий, и при выявлении в резидуальном периоде более 1 года при поражении корково-подкорковой локализации активации первичной, вторичной и третичной зон в пораженном и здоровом полушариях, а также увеличения объема зон SM1+SMA в 1,01 и более раза в пораженном и снижении в 1,2 и более в здоровом полушариях головного мозга относительно нормы оценивают восстановительные механизмы нарушенного двигательного навыка ходьбы за счет работы здорового и пораженного полушарий, при выявлении в резидуальном периоде более 1 года при поражении подкорковой локализации в здоровом и пораженном полушариях активации первичной, вторичной и третичной зон и увеличения объема зон SM1+SMA в 2,3 и более раза в здоровом и в 2 и более раза в пораженном полушариях относительно нормы оценивают восстановительные механизмы нарушенного двигательного навыка ходьбы за счет работы и увеличения объема всех зон здорового и пораженного полушарий.

Способ осуществляется следующим образом.

Исследование проводилось на МР-томографе с напряженностью магнитного поля 1,5 Т Magnetom Avanto фирмы Siemens, Eriangen, Германия. Были получены данные фМРТ. Исследование начиналось со стандартного режима Т2 турбо-спин эхо в аксиальной проекции для выявления патологических изменений вещества головного мозга.

Для получения анатомических данных выполнялось исследование в режиме 3D-T1 градиентное эхо (T1-mpr) с получением набора сагиттальных срезов, покрывающих весь объем вещества мозга (время повторения (TR) - 1940 мс, время эхо (ТЕ) - 3,1 мс, угол наклона - 15 град, матрица - 256×256 мм, толщина среза - 1,0 мм, размер воксела - 1×1×1 мм). Затем проводилась фМРТ в режиме Т2*-градиентное эхо в аксиальной проекции (время повторения (TR) - 3800 мс, время эхо (ТЕ) - 50 мс, угол наклона - 90 град, матрица - 64×64 мм, толщина среза - 3,0 мм, размер воксела - 3×3×3 мм, 36 срезов в слабе (slab - 36 срезов)). Каждый Т2* режим включал в себя 60 измерений всего объема вещества мозга. Дизайн фМРТ был представлен блоковой парадигмой, в которой периоды отсутствия стимуляции (22,8 с) чередовались с периодами механической стимуляции опорных зон стопы в режиме медленной ходьбы (30,4 с, давление 40 кПА, скорость 75 шагов/мин) при помощи совместимого с МРТ подошвенного имитатора опорной нагрузки, разработанного в Институте медико-биологических проблем РАН для пациентов с длительной иммобилизацией (см. рис.1). Затем полученные в режиме Т2* карты активации накладывают на объемную реконструкцию головного мозга, полученную в режиме 3D-T1 и определяют в каждом полушарии зоны активации сенсомоторной коры: первичной зоны - первичная сенсорная и моторная кора (SM1), вторичной зоны - дополнительная моторная кора (SMA), премоторная кора (РМС), нижняя теменная долька (IPL) и третичной зоны - дорсолатеральная префронтальная кора (DLPFC), а также рассчитывают объем зон активации SM1+SMA в мм³. При количественной обработке данных зоны SM1+SMA были объединены вследствие их анатомического прилежания друг к другу и невозможности рассчитать объем отдельно для каждой из этих зон. Кроме того, зона SMA хоть и относится к вторичной моторной коре, ее активация выявляется в большинстве случаев и она играет важную роль в двигательном ответе. Исследование проводят в остром периоде болезни на 21 сутки, в восстановительном периоде через 2-12 месяцев и в резидуальном периоде более 1 года.

Оценка фМРТ данных проводилась при помощи пакета для статистической обработки SPM5 (Welcome Trust Centre of Neuroimaging, London, UK). В связи с объединением зон активации SM1+SMA в мм³ в единые неразделимые кластеры при статистической обработке их программой, для удобства дальнейших вычислений использовались следующие программы на базе SPM5: WFU PickAtlas 2.4 (Functional MRI Laboratory, Wake Forest University School of Medicine) для создания масок для левого и правого полушарий большого мозга с последующим их наложением на полученные данные; MarsBaR 0.42 (Brett M., 2002) для подсчета объема отдельных зон интереса в мм³; xjView 8.4 (Human Neuroimaging Lab, Baylor College of Medicine) для локализации зон интереса, просмотра и представления полученных данных. Объем зоны SM1+SMA в группе нормы составил 3132 мм³ для правого полушария, 2511 мм³ - для левого.

Таким образом, при выявлении на 21 сутки при поражении корково-подкорковой локализации в здоровом и пораженном полушариях активации первичной зоны и отсутствия активации во вторичной и третичной зонах, а также снижения в 7,3 и более раз в здоровом и пораженном полушариях головного мозга объема зон SM1+SMA относительно нормы оценивают восстановительные механизмы нарушенного двигательного навыка ходьбы за счет работы здорового полушария с последующим вовлечением пораженного.

При выявлении на 21 сутки при поражении подкорковой локализации в здоровом и пораженном полушариях активации первичной, вторичной и третичной зон и увеличения объема зон SM1+SMA в 1,16 и более раза в здоровом и в 1,2 и более раза в пораженном полушариях оценивают восстановительные механизмы нарушенного навыка ходьбы за счет работы и увеличения объема всех зон здорового и пораженного полушария.

При выявлении в восстановительном периоде через 2-12 месяцев при поражении корково-подкорковой локализации активации первичной, вторичной и третичной зон в здоровом полушарии и ее отсутствия в пораженном полушарии, а также снижения в 4,2 и более раза в пораженном и в 2,2 и более раза в здоровом полушариях головного мозга объема зон SM1+SMA относительно нормы оценивают восстановительные механизмы нарушенного двигательного навыка ходьбы за счет работы здорового полушария с последующим вовлечением пораженного. При выявлении в восстановительном периоде через 2-12 месяцев при поражении подкорковой локализации в здоровом и пораженном полушариях активации первичной, вторичной и третичной зон и увеличения объема зон SM1+SMA в 1,9 и более раза в здоровом и в 1,6 и более раза в пораженном полушариях относительно нормы оценивают восстановительные механизмы нарушенного двигательного навыка ходьбы за счет работы и увеличения объема всех зон здорового и пораженного полушарий.

При выявлении в резидуальном периоде более 1 года при поражении корково-подкорковой локализации активации первичной, вторичной и третичной зон в пораженном и здоровом полушариях, а также увеличения объема зон SM1+SMA в 1,01 и более раза в пораженном и снижении в 1,2 и более в здоровом полушариях головного мозга относительно нормы оценивают восстановительные механизмы нарушенного двигательного навыка ходьбы за счет работы здорового и пораженного полушарий. При выявлении в резидуальном периоде более 1 года при поражении подкорковой локализации в здоровом и пораженном полушариях активации первичной, вторичной и третичной зон и увеличении объема зон SM1+SMA в 2,3 и более раза в здоровом и в 2 и более раза в пораженном полушариях относительно нормы оценивают восстановительные механизмы нарушенного двигательного навыка ходьбы за счет работы и увеличения объема всех зон здорового и пораженного полушарий.

Примеры реализации способа.

Пример 1. Острый период: корково-подкорковая локализация: пациент М., 63 года, диагноз - острое нарушение мозгового кровообращения (ОНМК) в бассейне левой средней мозговой артерии (СМА), срок на момент исследования - 21 сутки, фМРТ проводилась в периоды покоя (22,8 с) чередуемые с периодами механической стимуляции опорных зон стопы в режиме «медленной ходьбы» (30,4 с, давление 40 кПА, скорость 75 шагов/мин) при помощи совместимого с МРТ подошвенного имитатора опорной нагрузки. Двигательный дефицит - 27 баллов по шкале Fugl-Meyer для нижней конечности. Больной ходит в пределах палаты, по шкале мобильности Perry - 1 балл. Зоны вторичной и третичной сенсомоторной коры не визуализируются. Объем зоны SM1+SMA в пораженном полушарии - 216, в здоровом - 81 мм³. (см. рис.2). Восстановительные механизмы нарушенного двигательного навыка ходьбы происходят за счет работы здорового полушария с последующим вовлечением пораженного, что учитывалось при дальнейшей медикаментозной терапии.

Пример 2. Острый период: подкорковая локализация: пациент С., 39 лет, диагноз - ОНМК в бассейне правой СМА (21 сутки), фМРТ проводилась в периоды покоя (22,8 с) чередуемые с периодами механической стимуляции опорных зон стопы в режиме «медленной ходьбы» (30,4 с, давление 40 кПА, скорость 75 шагов/мин) при помощи совместимого с МРТ подошвенного имитатора опорной нагрузки. Двигательный дефицит - 32 балла. Больной может выходить в коридор, по шкале мобильности Реrrу - 2 балла. Визуализируются все дополнительные сенсомоторные зоны (РМС, IPL, DLPFC). Объем зоны SM1+SMA в пораженном полушарии - 4887, в здоровом - 5589 мм³. (см. рис.3). Восстановительные механизмы нарушенного двигательного навыка ходьбы оценивают за счет работы и увеличения объема всех зон здорового и пораженного полушария. Данные фМРТ в дальнейшем учитывались при проведении медикаментозной терапии.

Пример 3. Восстановительный период: корково-подкорковая локализация: пациент Н., 45 лет, диагноз - последствия ОНМК в бассейне левой СМА, давность заболевания на момент исследования - 6 мес, фМРТ проводилась в периоды покоя (22,8 с) чередуемые с периодами механической стимуляции опорных зон стопы в режиме «медленной ходьбы» (30,4 с, давление 40 кПА, скорость 75 шагов/мин) при помощи совместимого с МРТ подошвенного имитатора опорной нагрузки. Двигательный дефицит - 16 баллов по шкале Fugl-Meyer для нижней конечности. Оценка ходьбы по шкале мобильности Perry - 3 балла. В пораженном полушарии активация сенсомоторных зон отсутствует, в здоровом полушарии определяется зона IPL, объем активации которой снижен по сравнению с нормой. Объем зоны SM1+SMA в пораженном полушарии - 0, в здоровом - 1161 мм³ (см. рис.4). Восстановительные механизмы нарушенного двигательного навыка ходьбы происходят за счет работы здорового полушария с последующим вовлечением пораженного.

Пример 4. Восстановительный период: подкорковая локализция: пациентка Б., 56 лет, диагноз - ОНМК в бассейне левой СМА, давность заболевания на момент исследования - 2 мес, фМРТ проводилась в периоды покоя (22,8 с) чередуемые с периодами механической стимуляции опорных зон стопы в режиме «медленной ходьбы» (30,4 с, давление 40 кПА, скорость 75 шагов/мин) при помощи совместимого с МРТ подошвенного имитатора опорной нагрузки. Двигательный дефицит - 24 балла по шкале Fugl-Meyer для нижней конечности. Оценка ходьбы по шкале мобильности Реrrу - 4 балла. Визуализируются все дополнительные сенсомоторные зоны (РМС, IPL, DLPFC) в обоих полушариях. Объем зоны SM1+SMA в пораженном полушарии - 10638, в здоровом - 12123 мм³ (см. рис.5). Восстановительные механизмы нарушенного двигательного навыка ходьбы происходят за счет работы и увеличения объема всех зон здорового и пораженного полушария, что учитывалось в процессе реабилитационных мероприятий и фармакотерапии.

Пример 5. Резидуальный период: корково-подкорковая локализация: пациент Г., 52 года, диагноз - последствия ОНМК в бассейне правой СМА, давность заболевания на момент исследования - 5 лет, фМРТ проводилась в периоды покоя (22,8 с) чередуемые с периодами механической стимуляции опорных зон стопы в режиме медленной ходьбы (30,4 с, давление 40 кПА, скорость 75 шагов/мин) при помощи совместимого с МРТ подошвенного имитатора опорной нагрузки. Двигательный дефицит - 13 баллов по шкале Fugl-Meyer для нижней конечности. Оценка ходьбы по шкале мобильности Perry - 3 балла. Отмечается активация всех сенсомоторных зон в обоих полушариях. Объем зоны SM1+SMA в пораженном полушарии - 3537, в здоровом - 2079 мм³ (см. рис.6). Восстановительные механизмы нарушенного двигательного навыка ходьбы происходят за счет работы здорового и пораженного полушарий. Это учитывалось в процессе реабилитационных мероприятий и фармакотерапии больного.

Пример 6. Резидуальный период: подкорковая локализция: пациент К., 50 лет, диагноз - последствия перенесенного ОНМК в бассейне левой СМА, давность заболевания на момент исследования - 3 года, фМРТ проводилась в периоды покоя (22,8 с) чередуемые с периодами механической стимуляции опорных зон стопы в режиме «медленной ходьбы» (30,4 с, давление 40 кПА, скорость 75 шагов/мин) при помощи совместимого с МРТ подошвенного имитатора опорной нагрузки. Двигательный дефицит - 27 баллов по шкале Fugl-Meyer для нижней конечности. Оценка ходьбы по шкале мобильности Perry - 4 балла. Визуализируются все дополнительные сенсомоторные зоны (РМС, IPL, DLPFC) в обоих полушариях. Объем зоны SM1+SMA в пораженном полушарии - 11448, в здоровом - 11923 мм³ (см. рис.7). Восстановительные механизмы нарушенного двигательного навыка ходьбы происходят за счет работы и увеличения объема всех зон здорового и пораженного полушарий, что учитывалось в процессе реабилитационных мероприятий.

Было обследовано 43 человека с впервые выявленным инсультом по ишемическому типу в бассейне средней мозговой артерии с умеренным/выраженным гемипарезом. В группу вошло 30 мужчин и 13 женщин, средний возраст составил 54 [46;60] лет. Инсульт в правом полушарии большого мозга отмечался у 23 больных, в левом полушарии большого мозга - у 20 больных. Давность инсульта на момент обследования составляла 21 сутки у 13 пациентов, 2-6 месяцев - у 18 пациентов, более 1 года - у 12 пациентов. Для оценки физического состояния нижних конечностей применялась шкала оценки физического состояния Fugl-Meyer (0 баллов - плегия, 34 балла - норма) и оценка ходьбы по шкале мобильности Perry (0 баллов - больной не может ходить, 5 баллов - больной может ходить везде самостоятельно). При групповом анализе применялась модель со случайными уровнями факторов (random effects model) с установленным порогом статистической значимости p<0,001 для выявления значимых зон активации. В результатах представлены только зоны активации (кластеры) с p<0,05 на кластерном уровне.

По данным фМРТ исследовали зоны активации сенсомоторной системы в каждом полушарии и рассчитывали объем зоны активации SM1+SMA, в мм³.

Статистическая обработка всех результатов проводилась с применением программ Microsoft Excel, а также пакета компьютерных прикладных программ SPSS 16.0. При этом применялись следующие непараметрические методы: анализ связи (корреляции) двух признаков (метод Спирмена); сопоставление двух и трех независимых групп по количественному признаку (соответственно с использованием U-критерия Манн-Уитни и метода Краскела-Уоллиса); сопоставление двух и трех зависимых групп по количественному признаку (соответственно с использованием метода Уилкоксона и Фридмена); описательная статистика. Данные представлены в виде медианы, 25% и 75% квартилей. Статистически значимыми считались результаты при p<0.05.

Все пациенты в зависимости от срока давности заболевания были разделены на 3 группы: группа острых больных (21 сутки), группа восстановительного периода (2-6 месяцев) и группа резидуального периода (более 1 года); в каждой из групп были выделены по 2 подгруппы в зависимости от локализации зоны инфаркта: корково-подкорковая и подкорковая. При обработке данных все группы пациентов были сопоставимые по полу, возрасту и двигательному дефициту. Помимо определения характера корковой активации всех зон головного мозга в каждой из подгрупп, выявлялся также объем зоны SM1+SMA в каждой из подгрупп. Суммарные карты активации представлены на рис.8, на котором показаны зоны корковой активации пациентов при выполнении парадигмы в подгруппах с корково-подкорковой (верхний ряд) и подкорковой (нижний ряд) локализацией инфаркта на разных сроках по сравнению с нормой (слева), наложенные на объемные изображения стандартного нормализованного головного мозга. Правое полушарие (пораженное) - правое среднее изображение в каждой подгруппе. Данные подгруппы подкорковой локализации в резидуальном периоде представлены на примере средней карты активации двух пациентов и выделены красной рамкой.

Активация в остром периоде.

1. В подгруппу корково-подкорковой локализации в остром периоде вошло 5 человек (4 мужчины, 1 женщина; средний возраст 53[49;59] лет; средний балл для нижних конечностей по шкале Fugl-Meyer составил 23 [17; 27]; способность к самостоятельному передвижению по шкале Реrrу составила 1 [1,0; 3,0] балл). При проведении фМРТ в данной подгруппе отмечалась дезорганизация сенсомоторной системы как в пораженном, так и в здоровом полушарии со значительным уменьшением размеров первичных и вторичных сенсомоторных зон. Объем зоны SM1+SMA в пораженном полушарии составил 342 [216; 405] мм³, в здоровом - 282,5 [91; 377] мм³, т.е. был значительно ниже группы нормы (объем зоны SM1+SMA в группе нормы составил 3132 мм³ для правого полушария, 2511 мм³ - для левого).

2. В подгруппу подкорковой локализации в остром периоде вошло 8 человек (6 мужчин, 2 женщины; средний возраст 59[46,5;61,5] лет; средний балл для нижних конечностей по шкале Fugl-Meyer составил 25[11;30]; способность к самостоятельной ходьбе по шкале Реrrу была равна 2,0 [0; 4,0] баллам). При проведении фМРТ в данной подгруппе все зоны сенсомоторной системы присутствовали, при этом объем первичной сенсомоторной коры был сопоставим с группой нормы - объем зоны SM1+SMA в пораженном полушарии составил 3098 [2754; 4860] мм³, в здоровом - 3635 [2943; 5265] мм³, тогда как зоны вторичной и третичной сенсомоторной коры были уменьшены в объеме.

Активация в восстановительном периоде.

1. В подгруппу корково-подкорковой локализации в восстановительном периоде вошло 9 человек (8 мужчин, 1 женщина; средний возраст 51 [44; 65] лет; средний балл для нижних конечностей по шкале Fugl-Meyer составил 16 [7; 22]; способность к самостоятельному передвижению по шкале Perry составила 3,0 [2,0; 3,0] балла). При проведении фМРТ в данной подгруппе по сравнению с острым периодом отмечалось появление зон IPL (нижняя теменная долька), DLPFC (дорсолатеральная фронтальная кора), РМС (премоторная кора) в здоровом полушарии, несколько уменьшенных в объеме по сравнению с нормой. Активация данных зон в пораженном полушарии продолжала практически отсутствовать. Объем зоны SM1+SMA в пораженном полушарии составил 594 [432; 2701] мм³, т.е. оставался значительно ниже группы нормы, в здоровом - 1404 [1053; 5652,5] мм³, т.е. был снижен примерно в два раза по сравнению с группой нормы.

2. В подгруппу подкорковой локализации в восстановительном периоде вошло 9 человек (4 мужчины, 5 женщин; средний возраст 56 [50,5; 63] лет; средний балл для нижних конечностей по шкале Fugl-Meyer составил 27,5 [24; 30]; способность к самостоятельной ходьбе по шкале Реrrу составила 4,0 [3,0; 4,0] балла). При проведении фМРТ в данной подгруппе все зоны интереса присутствовали, при этом объем первичной сенсомоторной коры превосходил ее объем в норме - объем зоны SM1+SMA в пораженном полушарии составил 4826 [459; 10655] мм³, в здоровом - 5063 [1134; 12123] мм³.

Активация в резидуальном периоде.

1. В подгруппу корково-подкорковой локализации в хроническом периоде вошло 9 человек (6 мужчин, 3 женщины; средний возраст 54 [37; 55] лет; средний балл для нижних конечностей по шкале Fugl-Meyer составил 22 [13; 24]; способность к самостоятельному передвижению по шкале Реrrу составила 3,0 [3,0; 3,0] балла). При проведении фМРТ в данной подгруппе отмечалось появление активации сенсомоторных зон в пораженном полушарии, тогда как активация в здоровом полушарии по своим размерам стала даже несколько превосходить аналогичную в группе нормы. Объем зоны SM1+SMA в пораженном полушарии составил 2538 [1241; 3841] мм³, в здоровом - 2572 [986; 4199] мм³, т.е. был сопоставим с группой нормы.

2. В подгруппу пациентов с подкорковой локализацией зоны инфаркта в резедуальном периоде ИИ вошло 3 человека (2 мужчины, 1 женщина; средний возраст 51 [50,5; 52] год; средний балл для нижних конечностей по шкале Fugl-Meyer составил 26 [23,5; 26,5]; способность к самостоятельному перемещению по шкале Реrrу составляла 4,0 [3,0; 4,0] балла). При проведении фМРТ (описательная картина по усредненной карте активации для 3-х человек рис.8, выделено красной рамкой) у данных пациентов присутствует активация всех зон сенсомоторной системы, как и в восстановительном периоде, однако отмечается еще большее увеличение объема зоны SM1+SMA, которое составляет: пораженное полушарие - 5103, непораженное полушарие - 7317 мм³.

Таким образом, у пациентов с корково-подкорковой локализацией при проведении фМРТ в острый период отмечается дезорганизация сенсомоторной системы как в пораженном, так и в здоровом полушарии с практическим отсутствием визуализации первичных и вторичных сенсомоторных зон. В восстановительном периоде у пациентов данной группы отмечается появление зон IPL, DLPFC, РМС в здоровом полушарии, несколько уменьшенных в объеме по сравнению с нормой. Также отчетливо выявляется активация первичной сенсомоторной коры в описываемом полушарии, объем которой примерно в 2 раза снижен по сравнению с группой нормы. Активация в пораженном полушарии продолжала отсутствовать. В резидуальном периоде при корково-подкорковой локализации отмечалось появление активации и в пораженном полушарии, а общий паттерн активации приблизился к таковому группы нормы.

В группе с подкорковой локализацией в острый период все зоны интереса присутствовали, причем размеры зоны SM1+SMA в обоих полушариях были сопоставимы с размерами аналогичной зоны в норме. В дальнейшем, в восстановительном периоде, происходило расширение зон активации, незначительно превосходящее по размерам аналогичное в норме. Что касается резидуального периода, то полученные данные показывают еще большее увеличение активации сенсомоторной коры не только по сравнению с восстановительным периодом, но и с группой нормы. Из литературы известно, что благоприятным паттерном является восстановление объема активации, характерного до развития заболевания [Calautti С., Leroy F., Guincestre J.Y., Marie R.M., Baron J.C. Sequential activation brain mapping after subcortical stroke: changes in hemispheric balance and recovery. Neuroreport. 2001; 12: 3883-3886]. В нашем случае мы наблюдаем увеличение чрезмерной активации со временем, что может быть связано с компенсаторным расширением этих зон для восстановления нарушенных функций. Следовательно, в зависимости от локализации зоны инфаркта, наблюдаются разные варианты активации сенсомоторной сети: в первой группе - восстановление в основном происходит за счет работы здорового полушария с последующим вовлечением пораженного, тогда как во второй подгруппе активация всех сенсомоторных зон сохраняется и восстановление происходит за счет увеличения их объема в обоих полушариях.

Таким образом, предложенный способ оценки механизмов восстановления нарушенного двигательного навыка ходьбы у больных с ишемическим инсультом при выполнении сложных двигательных актов наиболее точно отражает воспроизведения локомоторных процессов при наличии двигательного дефицита по данным активации сенсомоторной системы полушарий головного мозга при проведении фМРТ исследования с последующим их использованием для определения характерных паттернов активации коры и подкорковых структур у групп пациентов с различной локализацией зоны поражения вещества головного мозга (корковые и подкорковые инсульты) и в различные периоды заболевания, а также исследование характера изменений этих паттернов у отдельных лиц на протяжении всего периода реабилитации. Это позволит в дальнейшем реализовать эти данные в процессе реабилитационных мероприятий и фармакотерапии.

Изобретение относится к области медицины, в частности к неврологии. Проводят функциональную магнитно-резонансную томографию (фМРТ) в режиме 3D-T1 на фоне имитации сложного двигательного акта - «медленной ходьбы». Определяют зоны активации сенсомоторной коры: первичной зоны - первичная сенсорная и моторная кора (SM1), вторичной зоны -дополнительная моторная кора (SMA), премоторная кора (РМС), нижняя теменная долька (IPL) и третичной зоны - дорсолатеральная префронтальная кора (DLPFC). Рассчитывают объем зон активации в остром периоде, на 21 сутки, в восстановительном периоде через 2-12 месяцев и в резидуальном периоде более 1 года. В зависимости от выявленных нарушений и объема активации указанных зон коры, в каждом из наблюдаемых периодов, оценивают восстановительные механизмы нарушенного двигательного акта здорового и пораженного полушарий мозга. Способ позволяет дифференцированно оценить функциональные перестройки сенсомоторной коры мозга в процессе реабилитации. 8 ил., 6 пр.

Способ оценки механизмов восстановления нарушенного двигательного навыка ходьбы у больных с ишемическим инсультом различной локализации поражения головного мозга в различные периоды заболевания, включающий проведение функциональной магнитно-резонансной томографии (фМРТ) полушарий головного мозга больного на фоне двигательного акта, отличающийся тем, что фМРТ проводят на фоне двигательного акта - ходьбы в режиме 3D-T1 градиентное эхо и в режиме Т2*-градиентное эхо в аксиальной проекции с напряженностью магнитного поля 1,5 Т, накладывают полученные в режиме Т2* карты активации на объемную реконструкцию головного мозга, полученную в режиме 3D-T1, и определяют в каждом полушарии зоны активации сенсомоторной коры: первичной зоны - первичная сенсорная и моторная кора (SM1), вторичной зоны - дополнительная моторная кора (SMA), премоторная кора (РМС), нижняя теменная долька (IPL) и третичной зоны -дорсолатеральная префронтальная кора (DLPFC) и рассчитывают объем зон активации SM1+SMA в мм³ в остром периоде болезни на 21 сутки, в восстановительном периоде через 2-12 месяцев и в резидуальном периоде более 1 года и при выявлении на 21 сутки при поражении корково-подкорковой локализации в здоровом и пораженном полушариях активации первичной зоны и отсутствия активации во вторичной и третичной зонах, а также снижения в 7,3 и более раз в здоровом и пораженном полушариях головного мозга объема зон SM1+SMA относительно нормы оценивают восстановительные механизмы нарушенного двигательного навыка ходьбы за счет работы здорового полушария с последующим вовлечением пораженного, при выявлении на 21 сутки при поражении подкорковой локализации в здоровом и пораженном полушариях активации первичной, вторичной и третичной зон и увеличения объема зон SM1+SMA в 1,16 и более раза в здоровом и в 1,2 и более раза в пораженном полушариях оценивают восстановительные механизмы нарушенного двигательного навыка ходьбы за счет работы и увеличения объема всех зон здорового и пораженного полушария, при выявлении в восстановительном периоде через 2-12 месяцев при поражении корково-подкорковой локализации активации первичной, вторичной и третичной зон в здоровом полушарии и ее отсутствия в пораженном полушарии, а также снижения в 4,2 и более раза в пораженном и в 2,2 и более раза в здоровом полушариях головного мозга объема зон SM1+SMA относительно нормы оценивают восстановительные механизмы нарушенного двигательного навыка ходьбы за счет работы здорового полушария с последующим вовлечением пораженного, при выявлении в восстановительном периоде через 2-12 месяцев при поражении подкорковой локализации в здоровом и пораженном полушариях активации первичной, вторичной и третичной зон и увеличения объема зон SM1+SMA в 1,9 и более раза в здоровом и в 1,6 и более раза в пораженном полушариях относительно нормы оценивают восстановительные механизмы нарушенного двигательного навыка ходьбы за счет работы и увеличения объема всех зон здорового и пораженного полушария, и при выявлении в резидуальном периоде более 1 года при поражении корково-подкорковой локализации активации первичной, вторичной и третичной зон в пораженном и здоровом полушариях, а также увеличения объема зон SM1+SMA в 1,01 и более раза в пораженном и снижении в 1,2 и более в здоровом полушариях головного мозга относительно нормы оценивают восстановительные механизмы нарушенного двигательного навыка ходьбы за счет работы здорового и пораженного полушарий, при выявлении в резидуальном периоде более 1 года при поражении подкорковой локализации в здоровом и пораженном полушариях активации первичной, вторичной и третичной зон и увеличения объема зон SM1+SMA в 2,3 и более раза в здоровом и в 2 и более раза в пораженном полушариях относительно нормы оценивают восстановительные механизмы нарушенного двигательного навыка ходьбы за счет работы и увеличения объема всех зон здорового и пораженного полушария.