Въведение

Инсултът често води до постоянни сензомоторни увреждания на горния крайник (ГК), като традиционната рехабилитация показва ограничена ефективност - отчасти поради неадекватно насочване към основните дефицити на двигателния контрол. Настоящите клинични мерки често не успяват да уловят фините промени в увреждането, което подчертава необходимостта от по-обективни биомаркери за спастичността след инсулт.

За да обосновем клиничната практика с неврофизиологичната теория, в този преглед ще анализираме две конкуриращи се рамки за двигателен контрол и техните последици за възстановяването след инсулт.

Компютърният подход - тази теория сравнява контрола на движенията с роботизирана система, при която мозъкът предварително изчислява точни моторни команди (напр. ъглите на ставите, мускулните сили), използвайки вътрешни модели. Той предполага, че нервната система може да изчисли по обратен път точните невронни входове, необходими за създаване на желаното движение. Този подход обаче се сблъсква с фундаментални биологични реалности. Мотоневроните работят на прагови принципи - или се задействат, или не, което прави невъзможно прецизното разработване на обратни команди за действия като изометрични контракции (напр. натискане на неподвижен обект) или движение, което може да не предизвика ЕМГ активност. Освен това моделът не успява да обясни как движенията се адаптират безпроблемно към непредсказуемостта в реалния свят, като например улавянето на падащ обект.

Теория на референтния контрол (RCT) - RCT се справя с изчислителните ограничения, като предлага коренно различна стратегия: вместо да изчислява специфични команди, нервната система контролира движението чрез регулиране на праговете на активиране (λ) на мускулите. Представете си λ като зададена стойност на термостата за мускулите - както отоплителният уред се включва, когато температурата в помещението падне под прага, така и мускулите се активират само когато са разтегнати над тяхната λ (например бицепсът се активира при 90° сгъване в лакътя). Тези прагове динамично определят начина, по който мускулите реагират на взаимодействията с околната среда, като тоничното разтягане

Прагът на рефлекса (TSRT) - клинично измерим в ставните ъгли - служи като пряк маркер на тази система за контрол. След инсулт нарушената прагова регулация се проявява като спастичност (когато λ се "заклещва" при дълги мускулни дължини, което води до спастичност) или слабост (когато λ не може да се премести към къси дължини). От съществено значение е, че RCT обяснява защо обучението в рамките на непокътнатата "зона на активен контрол" на пациента (избягване на праговете на спастичност) подобрява кинематиката. (Levin, 2023) : тя привежда терапията в съответствие с вродената логика на нервната система, основана на прага.

Вижте фигура 1 за схематично представяне на праговия механизъм на TSRT и неговото клинично значение за оценката на спастичността.

Цел на проучването: Изследване на връзките между TSRT/μ и клиничните UL показатели за спастичност/двигателна функция при остър/хроничен инсулт, като се провери дали тези показатели отразяват по-добре сензомоторните дефицити и предоставят биомаркери за спастичност след инсулт.

Методи

В проучването са анализирани физиологични и клинични показатели, събрани от осем проучвания. Физиологичните измервания включват ъгъла на прага на тоничния стреч рефлекс (TSRT) и μ (скоростна чувствителност), а клиничните оценки включват модифицираната скала на Ashworth (MAS) за спастичност и оценката на Fugl-Meyer за горен крайник (FMA-UE) за двигателно увреждане.

Три проучвания включват многократни оценки за всеки участник (≥3 предварителни/последващи оценки). Две допълнителни проучвания включват две оценки за всеки участник (предварителна/последваща), а три други - единични оценки.

Темата

В проучването са включени лица на възраст от 18 до 80 години с исхемичен или хеморагичен инсулт в двете полукълба, довел до пареза на ръката (оценка по скалата на Chedoke-McMaster за ръката 2- 6/7). Участниците, които отговаряха на условията, можеха доброволно да сгъват или разгъват лакътя си на поне 30° и имаха повишена устойчивост на пасивно разтягане на лакътните флексори (модифицирана скала на Ашуърт > 1). Повечето участници (шест проучвания) са били в хроничната фаза на инсулта (>6 месеца след инсулта). Демографските данни (т.е. възраст, пол, хроничност на инсулта, тип и местоположение/страна на лезията) бяха събрани от всяко проучване и са представени в таблица 1.

Подход на измерванията

В проучванията спастичността е измерена с помощта на Монреалската мярка за спастичност (MSM), която съчетава ЕМГ сензори на бицепса и трицепса с електрогониометър за проследяване на движенията на лакътя. Ръцете на участниците бяха пасивно изпънати с различна скорост, докато се записваха мускулните реакции. Този метод позволява изчисляването на два критични биомаркера на спастичността след инсулт: праг на тоничния рефлекс на разтягане (TSRT) и чувствителност към скоростта (μ).

Обяснение на основните показатели

TSRT (праг на рефлекса на тонично разтягане)

Измерен в градуси, TSRT представлява ъгълът на ставата - в лакътя - при който мускулът започва да се съпротивлява на разтягане без приложена скорост на движение. При лица, преживели инсулт, абнормните стойности на TSRT отразяват нарушен двигателен контрол. По-високите стойности на TSRT предполагат повишена спастичност (свръхактивни рефлекси), докато по-ниските стойности показват намален ставен обхват, при който се наблюдава необичайна мускулна активация.

μ (чувствителност към скоростта)

Стойността на μ се измерва в секунди. Този показател показва как нарастващата скорост на разтягане влияе върху прага, при който мускулите се активират рефлекторно, т.е. как по-бързото разтягане води до по-ранни рефлекторни реакции (при по-малки ставни ъгли). По-ниската стойност на μ предполага намалена възбудимост на рефлекса на разтягане, което означава, че нервната система е по-способна да се адаптира към различните скорости на движение. Това е признак за намалена спастичност.

DSRT (праг на рефлекса на динамично разтягане)

Това са действителните рефлексни прагове, измерени при определени скорости на разтягане. Чрез тестване на няколко скорости и нанасяне на DSRT изследователите могат да определят TSRT (където линията на тенденцията пресича нулевата скорост) и μ (наклона на линията).

Надеждност и клинична значимост

Системата MSM демонстрира висока надеждност при измерванията на TSRT, като показва последователност при различните тестери и сесии. Клинично значимото подобрение съответства на промени в TSRT от 6,8°-11,2°. Въпреки че по-високите ъгли на TSRT и по-ниските стойности на μ обикновено показват намалена спастичност и по-добра двигателна функция след рехабилитацията, все още липсват изчерпателни данни за надеждността на μ.

Клинични мерки

За оценка на двигателната функция и спастичността бяха използвани два често използвани инструмента. Модифицираната скала на Ашуърт (MAS) оценява колко силно мускулът се съпротивлява на разтягане, независимо от скоростта. Използва се шестстепенна скала от 0 до 4, като по-високият брой точки означава по-голяма устойчивост. Въпреки че е бърз и лесен за използване, MAS има ограничена точност и надеждност, особено в зависимост от тествания мускул.

Оценката на Фугъл-Майер за горен крайник (FMA-UE) е по-надежден и подробен инструмент. С него се измерват движенията на ръцете и дланите, рефлексите и координацията. Общата оценка варира от 0 до 66 точки, като 66 точки представляват нормално движение. Изследователите са събрали и резултатите от раздел А на теста (от 36 точки), който се фокусира върху движенията на раменете и лактите и рефлексите.

Статистически анализ

В проучването е използван регресионен анализ, за да се определи до каква степен TSRT и μ (независими променливи) обясняват дисперсията във функцията на горния крайник (резултати от FMA-UE). DSRT бяха изключени, тъй като бяха използвани само за изчисляване на TSRT. Анализите са контролирани за мултиколинеарност (r≥0,7), хетероскедастичност и отклонения с помощта на SPSS v29 (p<0,05). Така се определя прогностичната стойност на тези мерки за спастичност за двигателни увреждания.

Използваният статистически анализ ще бъде разгледан по-подробно в раздела "Говори с мен като с ботаник".

Резултати

Анализът включва данни от 120 пациенти с инсулт (средна възраст 60,3±13,7 години) с исхемични/хеморагични кортикални или субкортикални лезии, причиняващи хемиплегия/пареза. Участниците обхващат остра, подостра и хронична фаза на възстановяване. Основни констатации:

• В хроничната фаза има значително повече мъже
• Няма разлики в степента на увреждане на горния крайник по време на фазите
• Възрастовото разпределение в групите е сходно

Разлики в TSRT в различните фази на инсулта

Анализът разкри значителни разлики в прага на тоничния стреч рефлекс (TSRT) сред групите с остър/ранно подостър (1-90 дни), късен подостър и хроничен инсулт. Пост-хок сравненията показват, че групата с остър/ранен субакутен инсулт е имала 16,64° по-висока TSRT от групата с хроничен инсулт, което показва по-голяма спастичност в ранния период след инсулта.

Резултати за чувствителност към скоростта (μ)

Не са установени значителни групови разлики по отношение на чувствителността към скоростта (μ) в различните фази на инсулта. Това предполага, че адаптациите на стреч рефлекса към скоростта на движението остават постоянни по време на възстановяването.

Преглед на клиничните мерки

Въпреки че общата функция на горния крайник (FMA-UE общо) остава сходно увредена в различните фази на възстановяване, острите/субакутни пациенти показват значително по-лошо волево движение (FMA-UE_A) от хроничните пациенти, докато при хроничните случаи се наблюдава по-тежка спастичност (MAS).

Връзка между TSRT/μ и клиничните показатели

Анализът на топлинната карта разкри различни връзки между спастичност и двигателна функция по време на възстановяването след инсулт. При всички пациенти по-високият TSRT (рефлексен праг) корелира с повишена чувствителност към μ скоростта, като и двата показателя намаляват с времето след инсулта и тежестта на спастичността. Забележително е, че силната положителна връзка на μ с волевото движение предполага, че той най-добре отразява ранните дефицити на двигателен контрол.

• Остро/посредствено: TSRT и μ показват най-тясна връзка, като и двете са силно свързани с MAS и хроничността, което подчертава клиничното им значение за ранна оценка.
• Късно-субакутен: Само MAS и общата двигателна функция корелират отрицателно, което подчертава нарастващото функционално въздействие на спастичността.
• Хронични: TSRT корелира както с μ, така и с цялостната функция (FMA-UE_total), докато връзката на μ с доброволния контрол има положителна тенденция, но не е значима.

Резултати от множествения регресионен анализ

Изследователите използват множествена регресия, за да анализират как биомаркерите на спастичността след инсулт (TSRT и стойностите на μ) предсказват отклоненията в двигателните увреждания на горните крайници, измерени чрез субскалите на FMA-UE.

FMA-UE_A (двигателен контрол на рамото и лакътя)

Регресионният модел значително предсказва 72,0% от дисперсията в резултатите на FMA-UE_A. Както TSRT, така и μ са значими предиктори, което показва, че по-високите рефлексни прагове (TSRT) и по-ниската скоростна чувствителност (μ) са свързани с по-добър контрол на волевите движения.

FMA-UE_Total (Обща функция на горния крайник)

Моделът обяснява 68,7% от дисперсията в общата двигателна функция на горния крайник. TSRT е силен и значим предсказващ фактор, докато μ няма значим принос към модела. Това показва, че макар TSRT да е силно свързана с цялостното възстановяване на двигателните функции, чувствителността към скоростта (μ) не влияе самостоятелно върху глобалната функция на горния крайник.

Въпроси и мисли

Защо това е важно?

За изследвания:

Това изследване развива теорията на моторния контрол, като демонстрира как теорията на референтния контрол (RCT) разрешава ключови ограничения на изчислителните модели. RCT предоставя физиологично обоснована рамка, в която движението възниква чрез взаимодействието между нервната система, мускулно-скелетните свойства и ограниченията на околната среда. В същността си RCT предполага, че ЦНС контролира движението чрез регулиране на праговете на мускулна активация (напр. TSRT) спрямо положението на ставата, а не чрез изчисляване на явни моторни команди. Като потвърждава TSRT и μ като биомаркери за спастичност след инсулт, това изследване разкрива как нарушената регулация на прага води до специфични двигателни аномалии: спастичността възниква, когато праговете се фиксират при прекомерна дължина на мускулите. Тези прозрения не само обясняват клиничните наблюдения, но и позволяват разработването на обективни инструменти за оценка, които свързват теоретичните принципи с практическите стратегии за рехабилитация.

За клиницисти:

Настоящите инструменти като FMA и MAS, макар и ценни, предоставят предимно качествена оценка на двигателните увреждания. Точно както физиотерапията все повече включва психосоциални оценки чрез подробни интервюта и формуляри, ние трябва да подобрим и възможностите си за биологична оценка. TSRT и μ се очертават като клинично

валидирани биомаркери за спастичност след инсулт, които предлагат потенциал за революция в лечението чрез:

• предлагане на обективни, количествено измерими данни
• Поставяне на по-точни диагнози
• Насочване на персонализирани планове за лечение
• Потенциално подобряване на функционалните резултати

Говорете с мен като с ботаник

Обяснение на статистическия анализ

В проучването е използван внимателно разработен статистически подход, за да се разбере как спастичността (измерена чрез TSRT и μ) се отнася към двигателното възстановяване след инсулт. Нека разгледаме защо е избран всеки метод и какво означават резултатите.

Групиране на пациентите по фаза на възстановяване

Изследователите разделиха участниците на три основни етапа на възстановяване след инсулт: остър/ранен подостър (1-90 дни), късен подостър (91-180 дни) и хроничен (>180 дни). Това разделение е от решаващо значение, тъй като способността на мозъка да се променя и естеството на двигателните проблеми се развиват драматично през тези фази. Ранните фази показват бързи невронни промени, но нестабилен двигателен контрол, докато хроничните фази разкриват по-утвърдени (и често по-трудни за модифициране) модели на движение.

Категоризиране на двигателните увреждания

Функцията на горния крайник е класифицирана с помощта на FMA-UE точки в категории за тежки (0-20), умерени (21-48) и леки (≥49) увреждания.

Избор на подходяща описателна статистика

Изследователите са използвали множество статистически мерки, за да представят точно своите данни. За нормално разпределените променливи те съобщават средните стойности, придружени от стандартни отклонения. При работа с изкривени разпределения или данни, склонни към отклонения - често срещано явление в проучванията за възстановяване след инсулт, където пациентите често показват силно променлив напредък - те използват медиани с междуквартални диапазони. Освен това те включват 95% доверителни интервали, за да посочат точността на своите оценки. Медианата и интерквартилният диапазон се оказват особено полезни при тези сценарии, тъй като осигуряват по-стабилна мярка за централна тенденция, която не се влияе прекомерно от нетипични случаи.

Статистическо сравняване на групите

За непрекъснатите променливи, като стойностите на TSRT и оценките на FMA-UE в различните фази на възстановяване, беше използван дисперсионен анализ (ANOVA). С този тест се установява дали съществуват значителни разлики между трите групи за възстановяване. За категорични данни, като например разпределение по пол или категории на тежестта на MAS, тестовете хи-квадрат са по-подходящи. Корекцията на Бонферони, която се прилага при post-hoc тестовете и позволява по-точно определяне на разликите между групите, действа като мярка за контрол на качеството, като намалява вероятността от фалшиви положителни резултати при многократни сравнения между групите.

Разбиране на взаимоотношенията чрез корелация и регресия

Корелационният анализ на Пиърсън разкрива колко силно различните променливи се движат заедно - например дали по-високият TSRT е свързан с по-ниски резултати на FMA-UE. Корелацията обаче не означава причинно-следствена връзка. Именно тук множествената регресия става безценна - тя определя количествено каква част от вариациите в двигателната функция могат да бъдат предсказани от мерките за спастичност, като се отчитат други фактори. Констатацията, че TSRT предсказва 72% от дисперсията на волевите движения (FMA-UE_A) и 68,7% от цялостната функция (FMA-UE_Total), е особено поразителна, което предполага, че TSRT улавя нещо фундаментално за моторния контрол след инсулт.

Послания за извличане на полза

Това проучване потвърждава, че TSRT (праг на тоничния стреч рефлекс) и μ (чувствителност към скоростта) са клинично полезни биомаркери за спастичност след инсулт, основани на теорията за референтния контрол (RCT). За разлика от традиционните скали като MAS, тези мерки обективно определят количествено как инсултът нарушава контрола на нервната система върху праговете на мускулна активация.

За вашата практика:

Базираната на прага логика на RCT показва защо преквалификацията на движенията е успешна, когато терапевтите:

1. Тъй като измерването на TSRT не е клинично осъществимо в повечето случаи, определете функционалните граници на движението чрез внимателно наблюдение.
2. Първоначално проектирайте упражненията в тази непокътната зона, като избягвате позициите, предизвикващи спастичност (където TSRT е патологично повишен).
3. Постепенно разширяване на активния обхват с подобряване на праговото регулиране

За допълнителна информация относно рехабилитацията след инсулт разгледайте обзорните статии на Physiotutor за: (1) обучение във виртуална реалност за възстановяване на функциите на ръката и (2 ) въздействието на начините за обратна връзка върху двигателното обучение след инсулт.

Справка

Piscitelli D, Khayat J, Feldman AG, Levin MF. Клинично значение на прага на тоничния стреч рефлекс и μ като измерители на спастичността на горните крайници и двигателното увреждане след инсулт. Неврорехабилитация на нервната система. 2025 May;39(5):386-399. doi: 10.1177/15459683251318689. Epub 2025 Feb 13. PMID: 39945415; PMCID: PMC12065951.