Вступ

Інсульт часто призводить до наполегливих сенсомоторних порушень у верхніх кінцівках (ВК), а традиційна реабілітація демонструє обмежену ефективність - частково через недостатню спрямованість на усунення основних порушень моторного контролю. Існуючі клінічні показники часто не можуть вловити тонкі зміни в порушеннях, що підкреслює потребу в більш об'єктивних біомаркерах спастичності після інсульту.

Щоб обґрунтувати клінічну практику нейрофізіологічною теорією, в цьому огляді ми проаналізуємо дві конкуруючі концепції моторного контролю та їх вплив на одужання після інсульту.

Обчислювальний підхід - ця теорія порівнює моторний контроль з роботизованою системою, де мозок заздалегідь розраховує точні рухові команди (наприклад, кути суглобів, м'язові зусилля), використовуючи внутрішні моделі. Він припускає, що нервова система може обернено обчислити точні нейронні впливи, необхідні для виконання бажаного руху. Однак цей підхід суперечить фундаментальним біологічним реаліям. Мотонейрони працюють за пороговим принципом - вони або стріляють, або не стріляють, що унеможливлює точне реверсування команд для таких дій, як ізометрія (наприклад, натискання на нерухомий об'єкт) або рухи, які можуть не викликати тригер ЕМГ. Крім того, модель не може пояснити, як рухи плавно пристосовуються до непередбачуваності реального світу, наприклад, до ловлі падаючого предмета.

Теорія референтного управління (RCT) - RCT вирішує проблему обчислювальних обмежень, пропонуючи принципово іншу стратегію: замість того, щоб обчислювати конкретні команди, нервова система управляє рухом, регулюючи пороги активації (λ) для м'язів. Уявіть собі λ як налаштування термостата для м'язів - так само, як обігрівач вмикається, коли температура в приміщенні падає нижче його порогу, так і м'язи активуються лише тоді, коли розтягуються за межами свого λ (наприклад, біцепс активується при згинанні ліктя на 90°). Ці пороги динамічно визначають, як м'язи реагують на взаємодію з навколишнім середовищем, за допомогою тонічного розтягування

Рефлекс (TSRT) - клінічно вимірюваний в суглобах - слугує прямим маркером цієї системи контролю. Порушення порогової регуляції проявляється у вигляді спастичності (коли λ "застрягає" на довгих ділянках м'язів, викликаючи спазм) або слабкості (коли λ не може переходити на короткі ділянки). Важливо, що РКД пояснює, чому тренування в межах інтактної "зони активного контролю" пацієнта (уникаючи порогових значень спастичності) покращує кінематику (Левін, 2023) Вона узгоджує терапію з вродженою пороговою логікою нервової системи.

Схематичне зображення порогового механізму TSRT та його клінічне значення для оцінки спастичності наведено на рисунку 1.

Мета дослідження: Дослідити взаємозв'язок між показниками TSRT/μ та клінічними показниками спастичності/рухової функції за шкалою UL при гострому/хронічному інсульті, перевірити, чи ці показники краще відображають сенсомоторний дефіцит та надають біомаркери спастичності після інсульту.

Методи

У дослідженні проаналізовано фізіологічні та клінічні показники, зібрані з восьми досліджень. Фізіологічні показники включали кут порогу тонічного рефлексу розтягування (TSRT) та μ (швидкісна чутливість), а клінічні оцінки включали модифіковану шкалу Ешворта (MAS) для визначення спастичності та оцінку верхньої кінцівки за шкалою Фугль-Мейєра (FMA-UE) для визначення рухових порушень.

Три дослідження включали кілька оцінок на одного учасника (≥3 оцінок до/після). У двох додаткових дослідженнях проводилося по два оцінювання кожного учасника (до/після), а в трьох інших - по одному оцінюванню.

Тема

У дослідженні брали участь особи віком від 18 до 80 років з ішемічним або геморагічним інсультом у будь-якій півкулі, що призвів до парезу руки (2-6/7 балів за шкалою Чедока-Макмастера). Учасники могли добровільно згинати або розгинати лікоть щонайменше на 30° і демонстрували підвищений опір пасивному розтягуванню згиначів ліктьового суглоба (модифікована шкала Ешворта > 1). Більшість учасників (шість досліджень) перебували в хронічній фазі інсульту (>6 місяців після інсульту). Демографічні дані (тобто вік, стать, хронічність інсульту, тип та локалізація/бік ураження) були зібрані в кожному дослідженні і представлені в Таблиці 1.

Підхід до вимірювань

Дослідження вимірювали спастичність за допомогою Монреальської системи вимірювання спастичності (MSM), яка поєднує в собі датчики ЕМГ на біцепсах і трицепсах та електрогоніометр для відстеження рухів ліктя. Руки учасників пасивно розтягувалися з різною швидкістю, а реакція м'язів реєструвалася. Цей метод дозволив розрахувати два критичних біомаркери спастичності після інсульту: поріг тонічного рефлексу розтягування (TSRT) і швидкісну чутливість (μ).

Пояснення ключових показників

TSRT (Поріг тонічного рефлексу розтягування)

Вимірюється в градусах, TSRT представляє кут суглоба - в ліктьовому суглобі - при якому м'яз починає чинити опір розтягуванню без будь-якої прикладеної швидкості руху. У людей, які перенесли інсульт, аномальні значення TSRT відображають порушення моторного контролю. Вищі значення TSRT свідчать про підвищену спастичність (гіперактивні рефлекси), тоді як нижчі значення вказують на зменшений діапазон суглобів, де відбувається аномальна активація м'язів.

μ (Чутливість до швидкості)

Значення μ вимірюється в секундах. Цей індикатор показує, як збільшення швидкості розтягування впливає на поріг рефлексу активації м'язів - тобто, наскільки швидке розтягування призводить до більш ранньої рефлекторної реакції (при менших кутах в суглобах). Нижче значення μ свідчить про знижену збудливість рефлексу розтягування, а це означає, що нервова система краще пристосовується до різних швидкостей руху. Це ознака зменшення спастичності.

DSRT (Поріг динамічного рефлексу розтягування)

Це фактичні рефлекторні пороги, виміряні при певній швидкості розтягування. Тестуючи різні швидкості і будуючи графіки DSRT, дослідники можуть визначити як TSRT (де лінія тренду перетинає нульову швидкість), так і μ (нахил лінії).

Надійність та клінічна значущість

Система MSM демонструє високу надійність вимірювань TSRT, показуючи узгодженість між тестувальниками та сесіями. Клінічно значуще покращення відповідає змінам TSRT на 6,8°-11,2°. Хоча вищі кути TSRT і нижчі значення μ зазвичай вказують на зменшення спастичності та покращення рухової функції після реабілітації, вичерпні дані щодо надійності μ залишаються недоступними.

Клінічні заходи

Для оцінки рухової функції та спастичності використовували два загальноприйнятих інструменти. Модифікована шкала Ешворта (MAS) оцінює, наскільки сильно м'яз чинить опір розтягуванню, незалежно від швидкості. У ньому використовується 6-бальна шкала від 0 до 4, де вищі бали означають більший опір. Незважаючи на те, що MAS є швидким і простим у використанні, він має обмежену точність і надійність, особливо в залежності від м'яза, який тестується.

Оцінка верхньої кінцівки за Фуглем-Мейєром (FMA-UE) є більш надійним і детальним інструментом. Він вимірює рухи рук і кистей, рефлекси та координацію. Загальний бал коливається від 0 до 66, де 66 означає нормальний рух. Дослідники також збирали бали за розділ А тесту (з 36 пунктів), який фокусується на рухах і рефлексах плечей і ліктів.

Статистичний аналіз

У дослідженні використовувався регресійний аналіз для визначення того, наскільки TSRT та μ (незалежні змінні) пояснюють дисперсію функції верхньої кінцівки (бали FMA-UE). DSRT були виключені, оскільки вони використовувалися лише для розрахунку TSRT. Аналіз контрольовані на мультиколінеарність (r≥0,7), гетероскедастичність та викиди за допомогою SPSS v29 (p<0,05). Це визначило прогностичну цінність цих показників спастичності для порушень рухів.

Використаний статистичний аналіз буде більш детально обговорено в розділі "Поговори зі мною, як ботанік".

Результати

Аналіз включав дані 120 пацієнтів з інсультом (середній вік 60,3±13,7 років) з ішемічними/геморагічними ураженнями кори або підкірки, що спричинили геміплегію/парез. Учасники охопили гострий біль, підгострий та хронічний одужання. Основні висновки:

• У хронічній фазі було значно більше чоловіків
• Немає відмінностей у тяжкості порушень верхніх кінцівок на різних фазах
• Розподіл за віком між групами був подібним

Відмінності TSRT на різних фазах ходу

Аналіз виявив значні відмінності в порозі тонічного рефлексу розтягування (TSRT) між групами гострого/раннього підгострого (1-90 днів), пізнього підгострого та хронічного інсульту. Постфактум порівняння показало, що група з гострим/раннім підгострим станом мала на 16,64° вищий показник TSRT, ніж хронічна група, що вказує на більшу спастичність на ранніх стадіях після інсульту.

Чутливість до швидкості (μ) Результати

Не було виявлено значущих групових відмінностей для чутливості (μ) у різних фазах удару. Це свідчить про те, що пристосування до рефлексу розтягування до швидкості руху залишається незмінною протягом усього періоду одужання.

Огляд клінічних заходів

Хоча загальна функція верхньої кінцівки (FMA-UE total) залишалася однаково порушеною на всіх етапах одужання, гострі/підгострі пацієнти демонстрували значно гірші довільні рухи (FMA-UE_A), ніж хронічні пацієнти, тоді як у хронічних пацієнтів спостерігалася більш виражена спастичність (MAS).

Зв'язок між TSRT/μ та клінічними показниками

Аналіз теплової карти виявив чіткі взаємозв'язки між спастичністю та руховою функцією протягом усього періоду одужання після інсульту. У всіх пацієнтів вищий TSRT (рефлекс-поріг) корелював з підвищеною чутливістю до μ-швидкості, тоді як обидва показники знижувалися з часом після інсульту та тяжкості спастичності. Зокрема, сильний позитивний зв'язок μ з довільними рухами свідчить про те, що він найкраще відображає ранній дефіцит моторного контролю.

• Гострий/підгострий: Показники TSRT і μ показали найтісніший зв'язок з МАС і хронічним перебігом захворювання, що підкреслює їх клінічну значимість при ранній оцінці.
• Пізній підгострий: Негативно корелювали лише МАС та загальна моторна функція, що підкреслює зростаючий функціональний вплив спастичності.
• Хронічний: TSRT корелював як з μ, так і з загальною функцією (FMA-UE_total), тоді як зв'язок μ з добровільним контролем був позитивним, але незначущим.

Результати множинного регресійного аналізу

Дослідники використовували множинну регресію для аналізу того, як біомаркери спастичності після інсульту (значення TSRT і μ) прогнозують дисперсію порушень верхніх кінцівок, виміряних за субшкалами FMA-UE.

FMA-UE_A (Моторний контроль плеча та ліктя)

Регресійна модель достовірно передбачила 72,0% дисперсії в оцінках FMA-UE_A. І TSRT, і μ були значущими предикторами, вказуючи на те, що вищі рефлекторні пороги (TSRT) і нижча швидкісна чутливість (μ) були пов'язані з кращим довільним контролем рухів.

FMA-UE_Total (Загальна функція верхньої кінцівки)

На модель припадає 68,7% дисперсії загальної рухової функції верхньої кінцівки. TSRT був сильним і значущим предиктором, тоді як μ не зробив значущого внеску в модель. Це свідчить про те, що хоча TSRT тісно пов'язана із загальним одужанням, швидкісна чутливість (μ) не впливає самостійно на загальну функцію верхньої кінцівки.

Питання та думки

Чому це важливо?

Для досліджень:

Це контрольоване дослідження розвиває теорію моторного контролю, демонструючи, як теорія референтного управління (RCT) вирішує ключові обмеження обчислювальних моделей. RCT забезпечує фізіологічно обґрунтовану структуру, в якій рух виникає через взаємодію між нервовою системою, скелетно-м'язовими властивостями та обмеженнями навколишнього середовища. Ядро RCT стверджує, що ЦНС контролює рух шляхом регулювання порогів активації м'язів (наприклад, TSRT) відносно положення суглоба, а не шляхом обчислення чітких моторних команд. Валідність TSRT і μ як біомаркери спастичності після інсульту, це дослідження показує, як порушення порогової регуляції призводить до аномальних рухів: спастичність виникає, коли пороги стають фіксованими при надмірній довжині м'язів. Ці знання не лише пояснюють клінічні спостереження, але й уможливлюють розробку об'єктивних інструментів оцінки, що поєднують теоретичні принципи з практичними стратегіями реабілітації.

Для лікарів:

Існуючі інструменти, такі як FMA та MAS, хоч і є цінними, але надають переважно якісну оцінку порушень. Подібно до того, як фізіотерапія все частіше включає в себе психосоціальну оцінку за допомогою детальних інтерв'ю та анкет, ми також повинні розширювати наші можливості біологічної оцінки. TSRT і μ з'являються як клінічно

валідні біомаркери спастичності після інсульту, що потенційно може революціонізувати лікування:

• Пропонуємо об'єктивні, кількісні дані
• Забезпечення більш точного діагнозу
• Складання індивідуальних планів лікування
• Потенційне покращення функціональних результатів

Поговори зі мною про ботаніку

Пояснення статистичного аналізу

У дослідженні використовувався ретельно розроблений статистичний підхід, щоб зрозуміти, як спастичність (виміряна за допомогою TSRT і μ) пов'язана з одужанням після інсульту. Пояснимо, чому було обрано саме цей метод і що насправді означають отримані результати.

Групування пацієнтів за фазою одужання

Дослідники розділили учасників на три ключові етапи одужання після інсульту: гострий біль/ранній підгострий (1-90 днів), пізній підгострий (91-180 днів) і хронічний (>180 днів). Цей поділ має вирішальне значення, оскільки здатність мозку до змін і природа рухових проблем кардинально змінюються на цих етапах. На ранніх стадіях спостерігаються швидкі нейронні зміни, але нестабільний моторний контроль, тоді як на хронічних стадіях виявляються більш усталені (і часто важче піддаються модифікації) рухові патерни.

Класифікація порушень

Функція верхньої кінцівки була класифікована за шкалою FMA-UE на категорії тяжких (0-20), помірних (21-48) та легких (≥49) порушень.

Вибір правильної описової статистики

Дослідники використовували численні статистичні показники для точного представлення своїх даних. Для нормально розподілених змінних вони подавали середні значення разом зі стандартними відхиленнями. При роботі з асиметричними розподілами або даними, схильними до викидів, що часто трапляється в дослідженнях одужання після інсульту, де пацієнти часто демонструють дуже варіабельне прогресування, вони використовували медіани з міжквартильними діапазонами. Крім того, вони включили 95% довірчі інтервали, щоб показати точність своїх оцінок. Медіана та інтерквартильний розмах виявляються особливо корисними в цих сценаріях, оскільки вони забезпечують більш надійну міру центральної тенденції, яка не зазнає надмірного впливу нетипових випадків.

Статистичне порівняння груп

Для безперервних змінних, таких як значення TSRT та оцінки FMA-UE на різних етапах одужання, використовувався дисперсійний аналіз (ANOVA). Цей тест визначає, чи існують суттєві відмінності між трьома групами одужання. Для категоріальних даних, таких як розподіл за статтю або категорії тяжкості МАС, більше підходили тести хі-квадрат. Поправка Бонферроні, що застосовується до постфактум тестів, дає змогу точніше визначити різницю між групами і слугує заходом контролю якості, зменшуючи ймовірність хибнопозитивних результатів при множинних порівняннях між групами.

Розуміння взаємозв'язків через кореляцію та регресію

Кореляція Пірсона показала, наскільки сильно різні змінні пов'язані між собою - наприклад, чи вищий показник TSRT постійно асоціюється з нижчими показниками FMA-UE. Однак кореляція не означає причинно-наслідковий зв'язок. Саме тут множинна регресія стала неоціненною - вона кількісно визначила, яку частину варіацій рухової функції можна передбачити за допомогою показників спастичності, враховуючи інші фактори. Особливо вражає той факт, що TSRT передбачив 72% дисперсії довільних рухів (FMA-UE_A) і 68,7% загальної функції (FMA-UE_Total), що свідчить про те, що TSRT фіксує щось фундаментальне в постінсультному моторному контролі.

Повідомлення на пам'ять

Це дослідження підтверджує, що TSRT (тонічний поріг рефлексу розтягування) і μ (швидкісна чутливість) є клінічно корисними біомаркерами спастичності після інсульту, що ґрунтується на теорії референтного контролю (RCT). На відміну від традиційних шкал, таких як MAS, ці показники об'єктивно кількісно оцінюють, як інсульт порушує контроль нервової системи над порогами активації м'язів.

Для твоєї практики:

Порогова логіка РКВ демонструє, чому перепідготовка рухів є успішною для терапевтів:

1. Оскільки вимірювання TSRT не є клінічно можливим у більшості випадків, визначте функціональні межі руху шляхом ретельного спостереження.
2. Спочатку розробляйте вправи в межах цієї інтактної зони, уникаючи положень, що є тригерами для спастику (де TSRT патологічно піднесено).
3. Прогресування активного діапазону у міру покращення порогового регулювання

Щоб дізнатися більше про реабілітацію після інсульту, перегляньте оглядові статті на Physiotutor: (1) тренування у віртуальній реальності для одужання після одужання та (2 ) вплив модальностей зворотного зв'язку на відновлення моторики після інсульту.

Посилання

Піссітеллі Д., Хаят Д., Фельдман А. Г., Левін М. Ф. Клінічне значення порогу тонічного рефлексу розтягування та μ як показників спастичності верхніх кінцівок та рухових порушень після інсульту. Нейрореабілітація Відновлення нейронів. 2025 May;39(5):386-399. doi: 10.1177/15459683251318689. Epub 2025 лютий 13. ПМІД: 39945415; PMCID: PMC12065951.