Направленная магнитная стимуляция мозга помогает пациентам, пострадавшим от инсульта
По мере старения населения Земли, основной медико-социальной проблемой неврологии становится инсульт.
Приблизительно 60% всех переживших инсульт нуждаются в реабилитационной терапии, но даже получив традиционную физиотерапию, многие из них остаются нетрудоспособными.
Долгие годы в научных лабораториях мира идет поиск эффективных способов восстановления утраченных после инсульта функций.
Инновационные методы реабилитации пострадавших от инсульта используются в лаборатории BioMag в Центральном госпитале Хельсинкского университета (HUCH) в Финляндии.
Серьезные ограничения
Инсульт — острое нарушение мозгового кровообращения, вызванное
- тромбом (ишемический инсульт) или
- кровоизлиянием в мозг или вокруг мозга (геморрагический инсульт), ведущее к быстрой утрате двигательных функций.
Ежегодно в мире от инсульта страдает около 6 млн человек, в Европе — более 2 млн человек, в США — 780 000, в России — более 450 000.
Ежедневно в крупных городах России фиксируется 100–120 острых инсультов.
Выживаемость больных после инсульта напрямую зависит от лечения в остром периоде.
30-дневная летальность пациентов, перенесших инсульт, составляет 35%.
Летальность пациентов в больницах составляет 24%, у тех, кто лечился дома — 43%.
В течение первого года после инсульта погибает почти 50% больных.
Около 3/4 всех инсультов случаются с людьми старше 65 лет.
После 55 лет риск получить инсульт удваивается каждые 10 лет.
Поскольку в развитых странах мира наблюдается старение населения, с каждым годом проблема реабилитации после инсульта становится все актуальнее.
Если в 1990 году в мире насчитывалось 488 млн человек старше 60 лет, то к 2030 году пожилое население старше 60 лет будет составлять около 1,4 млрд, что означает почти трехкратное увеличение пострадавших от инсульта за 40-летний период.
Сегодня только в США от последствий инсульта страдают свыше 4 млн людей, в Европе таких пациентов — 10 млн.
Риск инсульта увеличивают нездоровые привычки, к примеру, курение, неправильное питание и малоподвижный образ жизни, ведущие к ожирению, что, в свою очередь, может стать причиной высокого кровяного давления.
Еще один фактор риска — мерцательная аритмия, способствующая образованию тромбов.
Вызванный тромбом ишемический инсульт составляет приблизительно 70–85% всех острых случаев, кровоизлияния в мозг — 20–25%, не травматические субарахноидальные кровоизлияния — около 5%.
Причина инвалидизации
Сегодня инсульт — одна из главных причин инвалидизации населения.
Инвалидами становятся 70–80% выживших после инсульта становятся инвалидами, 20–30% из них нуждаются в постороннем уходе.
В нашей стране причиной тяжелой инвалидности после инсульта является
- отказ от экстренной госпитализации больных (число вовремя госпитализированных до последнего времени не превышало 15–30%),
- отсутствие палат интенсивной терапии в большинстве российских стационаров, а также
- отсутствие активной реабилитации больных (в реабилитационные центры и отделения попадают лишь 15–20% пациентов).
Примерно 20–30% больных переживают инсульт без особых последствий, либо с незначительными нарушениями.
Еще 40% получают повреждения средней тяжести и нуждаются в специальном уходе.
Остальные 25% либо быстро погибают, либо требуют длительного ухода в специальных условиях с использованием высокотехнологичного оборудования.
Если инсульт затрагивает зону мозга, отвечающую за разговорную деятельность, результатом может стать нарушение речи и понимания сказанного.
Кроме того, пережившие инсульт нередко страдают от глубокой депрессии.
Типичные причины нетрудоспособности после инсульта — односторонний паралич тела и обездвиженность конечностей.
Пораженная сторона тела управляется поврежденным инсультом полушарием мозга — поражение правого полушария может стать причиной левостороннего паралича и наоборот.
Расстройства моторной деятельности, сопровождающие инсульт, приводят к невозможности передвигаться и обслуживать себя без посторонней помощи.
Эти ограничения влияют на качество жизни не только пациентов, но и их родственников, которым приходится брать на себя заботу о близких.
Экономический ущерб
В США общие экономические потери, связанные с инсультами, составляют ежегодно порядка 54 млрд. долларов.
Косвенные затраты включали производственные потери из-за нетрудоспособности и преждевременной смертности пациентов.
Для сравнения, общие затраты на лечение коронарной болезни сердца составляют 109 млрд. долларов, гипертонической болезни — 94 млрд. долларов и сердечной недостаточности — 34 млрд. долларов.
С ростом средней продолжительности жизни затраты на медицинскую помощь пострадавшим от инсульта составляют все больший процент расходов правительственной программы медицинской помощи США, и оцениваются в 170 000 долларов на человека, включая прямые и косвенные затраты.
В Европе, экономические потери от инсультов ежегодно исчисляются в 64 млрд. евро.
При этом, 42 млдр. евро направляются на лечение, 17 млдр. евро составляют не медицинские расходы и 5 млдд. евро — косвенные затраты.
Серьезный экономический ущерб от инсультов требует разработки более эффективных способов лечения и реабилитации пациентов, а, возможно, и перераспределения ресурсов.
Изучение международных данных показало, что затраты на инсульт составляют приблизительно 3% от всеобщих расходов на здравоохранение разных стран.
Затраты, связанные с потерей трудоспособности пациентами, страдающими от последствий инсульта, исчисляются в 72 млрд. долларов в год.
Стандарты лечения
Обычно пациенты с физическими повреждениями после инсульта в течение 6 месяцев получают физиотерапевтическое лечение.
Наряду с традиционной физиотерапией могут использоваться и некоторые другие методы.
К примеру, CIMT (принуждающая индукционная двигательная терапия), заставляющая пациентов активировать деятельность пораженной стороны путем сдерживания активности неповрежденной стороны.
Безусловно, CIMT —метод достаточно эффективный, но очень длительный и трудоемкий для людей, осуществляющих заботу о пациенте.
Помочь восстановлению двигательных функций могут и специальные приспособления для тренировок подвижности плеча или локтя.
Для менее экстремальной реабилитации применяют всевозможные механические тренажеры, специальные ортезы, системы биологической обратной связи и нейростимуляции.
Однако, несмотря на использование всех этих средств, через полгода после инсульта, у половины пошедших подобную реабилитацию пациентов сохраняется разная степень односторонней парализации.
При этом 30% из них не могут передвигаться без посторонней помощи.
Следовательно, нужна более эффективная реабилитационная терапия, способная компенсировать человеческий, экономический и социальный ущерб от инсульта.
Магнитная стимуляция мозга
Как известно, двигательные функции человека контролируются корой головного мозга.
С помощью электрической стимуляции отдельных зон коры, соответствующих тем или иным мышцам, двигательные функции человека могут быть активированы или, наоборот, подавлены.
Нейромодуляция — использование электрического сигнала для изменения функций мозга — может помочь мозгу, поврежденному инсультом, восстановиться частично или даже полностью.
Идея использовать электромагнетизм для изменения функционирования мозга возникла еще в начале 1900-х.
Поскольку следствием инсульта является электрическая дисфункция мозга, логично было предположить, что нейромодуляция может использоваться в реабилитации таких пациентов.
Однако только в 1985 году удалось сконструировать достаточно мощные электромагнитные приспособления для фокусной стимуляции человеческого мозга, которые используют принцип нейромодуляции.
Сегодня TMS (трансчерепная магнитная стимуляция) — перспективный метод электрической стимуляции мозга.
Клинический эффект от TMS создается без трепанации черепа и хирургического вмешательства.
TMS безболезненна, неинвазивна и не имеет побочных эффектов, поэтому может применяться даже в амбулаторных условиях в сочетании с традиционной реабилитацией.
TMSи rTMS
Трансчерпную магнитную стимуляция создает электромагнитное кольцо, закрепляемое на голове пациента, которое продуцирует сильное переменное магнитное поле, которое беспрепятственно достигает коры и других высших отделов головного мозга.
В мозге магнитный пульс индуцирует слабый электрический поток.
Таким образом, магнитное поле, созданное электроэнергией, циркулирующей в кольце, достигает мозга и опять превращается в электрическую энергию, используемую для безэлектродной электрической стимуляции головного мозга.
Проблема заключалась в том, что повреждения мозга после инсульта всегда индивидуальны, а эффективное электрическое поле может быть достаточно размытым, действовать довольно далеко от проблемной зоны.
Способы управления электрополями и методы моделирования полей развивались компанией Nexstim Oy для нейрохирургических целей.
Сегодня TMS стала достаточно сильной, чтобы активировать нейроны мозга, с тем чтобы они воздействовали на другие нейроны, распространяя стимуляционную активацию на всю кору мозга, а также по нейронным связям в другие части мозга.
Активируя определенные зоны мозга, можно распространить стимуляцию на периферию для восстановления движения в конечностях.
Сила магнитного поля, необходимая для стимуляции нейронов, подбирается для каждого пациента, в зависимости от индивидуального порога чувствительности.
Повторяющаяся TMS — rTMS — продуцирует повторные TMS-импульсы, быстрый или медленный темп которых имеет совершенно противоположный терапевтический эффект: высокочастотная TMS возбуждает нейроны мозга, в то время как низкочастотная TMS тормозит их деятельность.
По мнению специалистов, низкочастотная трансчерепная магнитная стимуляция, используемая для подавления нейронов и появления неврологических цепей, весьма многообещающая в терапии инсультов.
rTMSв терапии инсульта
Исследователи мозга давно поняли, что одной из ключевых функций полушарий здорового человеческого мозга является контроль над другим полушарием.
Контролируя двигательную активность человека, каждое полушарие частично подавляет другое.
Обычно, инсульт повреждает только одно из полушарий мозга.
При остром инсульте баланс торможения в мозге может быть серьезно нарушен и оставаться в таком состоянии в хронической фазе инсульта.
При повреждении коры головного мозга, нормальный импульс для управления рукой, посылаемый поврежденным полушарием, может быть заблокирован сигналом торможения из двигательной зоны в здоровом полушарии.
По мнению специалистов, это мешает восстановлению двигательных функций при односторонней парализации пациентов.
Большинство неврологов полагают, что нормализация тормозного баланса мозга может помочь восстановлению двигательных функций после инсульта.
Для этих целей может быть использована rTMS (повторяющаяся трасчерепная магнитная стимуляция) мозга, поскольку продуцируемые медленные (1 Hz) магнитные волны, могут затормозить локальную активность коры.
Таким образом, низкочастотная rTMS помогает быстрому восстановлению людей с хроническим инсультом, повышая роль здорового полушария в восстановлении двигательной активности.
Для усиления реабилитационного эффекта, сеансы rTMS, оптимизирующие работу мозга, выполняют непосредственно перед сеансами физиотерапии, что значительно улучшает пользу от ее проведения.
Полный сеанс по магнитной стимуляции обычно длится около 30 минут, хотя мозг активно стимулируется уже за 15 минут.
Стимуляционная физиотерапия обычно представляет собой курс из 3 занятий в неделю на протяжении 6 недель.
rTMS лечение хорошо переносится пациентами, редким побочным эффектом может быть легкая головная боль.
Направленная rTMS
Важность точности воздействия rTMS-терапии была показана в сравнительных исследованиях ненаправленной и направленной rTMS.
Оказалось, что направленная rTMS приводит к более выраженным терапевтическим результатам.
Возможности навигации способны точно определить местонахождение определенной области мозга, ответственной за те или иные мышцы, и прицельно стимулировать их.
В системе направленной терапии мозга (NBT), разработанной компании Nexstim Oy, навигация базируется на данных MRI-сканера, способного «заглянуть» внутрь головы и, построив 3D-изображение мозга, «увидеть» реальное расположение зоны, нуждающейся в стимуляции.
При этом важно, чтобы на каждом терапевтическом сеансе стимулировалась именно проблемная зона мозга, что автоматически достигается посредством навигации, но очень тяжело достичь иным способом.
В системе NBT терапевтическая цель снабжается пространственными координатами, что гарантирует стимуляцию именно этой проблемной зоны на всех последующих сеансах.
При подготовке к TMS терапии, важно также знать индивидуальную возбудимость мозга пациента, которая может быть количественно определена в зависимости от порога возбудимости конкретного пациента (MT).
Оптимизация интенсивности стимуляции позволяет сделать сеанс терапии более комфортным для пациента.
Клинические испытания
Первые результаты направленной rTMS в терапии пациентов с последствиями инсульта были представлены в 2012 году на Европейской конференции, посвященной проблеме инсульта.
При проведении исследований отмечалось улучшение функционирования рук после использования направленной rTMS как дополнение к традиционному 6-месячному курсу традиционной физиотерапии.
Промежуточные результаты использования направленной rTMS в первой группе из 15 пациентов оказались чрезвычайно обнадеживающими:
8 из 10 пациентов в активной группе достигли клинически важных улучшений.
В контроль группе, участникам которой имитировали проведение rTMS, но при этом проводили традиционную физиотерапию, только у 1 из 5 пациентов наблюдались клинически важные улучшения — в среднем, на 2 пункта.
Клинические испытания второй фазы с целью доказать эффективность системы NBT в улучшении функциональности руки прошли в 2010–2013 гг. в Институте Реабилитации Чикого (RIC) — крупнейшем реабилитационном центре США.
Руководил испытаниями доктор Ричард Харви — один из ведущих экспертов в области реабилитации.
Исследование проводилось на 29 пациентах, перенесших инсульт, с подострым инсультом.
19 пациентов наряду с традиционной физиотерапией получали терапию NBT, а 10 прошли имитацию лечения NBT.
При этом все пациенты наряду с rTMS лечением проводили трудотерапию.
В результате, 84% пациентов, получающих лечение NBT, показали клинически важные улучшения (более чем 4,5 пункта в масштабе Фагл-Мейера).
Улучшения движения верхних конечностей в группе NBT были существенными — абсолютный прирост составил 13,2 пункта в масштабе Фагл-Мейера, что соответствует различию между возможностью держать объект и способностью застегнуть рубашку.
Этот уровень улучшения отличает качество жизни пациента, требующего постоянного ухода, и пациента, способного жизнь без посторонней помощи.
В настоящее время в двенадцати различных научных и клинических центрах США проходит многоцентровое исследование третьей фазы с целью подтверждения клинической эффективности системы NBT, использующей rTMS для дополнительной терапии последствий инсульта.
Светлана Белостоцкая