Влияние электротерапии при боли в плечевом суставе после инсульта

Цель данного исследования состояла в том, чтобы определить, может ли электрическая стимуляция длинной головки двуглавой мышцы эффективно уменьшить плечевой подвывих.

1. Введение

Подвывих плеча происходит у 17–81% пациентов, переживших инсульт, и является главной проблемой, вызывающей осложнения в области плеча. Плечевой подвывих определяется как не травматическое частичное или полное изменение соотношения между лопаткой и плечевой костью во всех направлениях и плоскостях по сравнению со здоровым плечом. Устойчивость плечевого сустава зависит от целостности мышц и capsuloligamentous структур. Травма или паралич мышц вокруг плечевого комплекса может привести к плечевому подвывиху.

Было предположено, что во время вялой стадии инсульта корпус имеет тенденцию наклоняться или сокращаться к гемиплегический стороне, что заставляет лопатку опускаться с ее горизонтального уровня. Вялая трапециевидная и передняя зубчатая мышцы поворачивают лопатку вниз и не поддерживают целостность плечевого сустава. Однако недавние исследования показали, что не существует никаких доказательств связи между ориентацией лопатки и плечевом подвывихом.

Плечевой подвывих может привести к болям в плече, вызванным растяжением суставных тканей плечевого сустава, которое, в свою очередь, приводит к болевой ишемии в сухожилии надостной мышцы и длинной головки двуглавой мышцы. Скрытая боль в плече после подвывиха возникает из-за изменений в волокнах или повреждений соединительной ткани, связок и суставной капсулы из-за неправильного положения плечевой кости и лопатки. Если подвывих не лечить, он может стать необратим. Поэтому его предотвращение и смягчение является основой при реабилитации верхних конечностей.

Подвывих плеча лечится с помощью позиционирования, обвязки и электрической стимуляции. Обвязки имеют недостаток, так как они держат конечность в плохом положении, которое может вызвать контрактуру мягких тканей и негативно повлиять на симметрию, равновесие и внешний вид тела.

Надостная и задняя дельтовидная мышцы обычно лечат с помощью электрической стимуляции, так как что они играют фундаментальную роль в поддержании правильного положения плечевого сустава. Вывих плечевой кости вниз предотвращается наклоном суставной ямки и работы надостной и в меньшей степени задней дельтовидной мышцы. Тем не менее, основным ограничением этих исследований было то, что результаты были экстраполированы от результатов стабильных плеч. Исследования, изучающие применение электрической стимуляции к надостной и задней дельтовидной мышц показали улучшение диапазона движения и функциональности и снижение боли.

Исследования показали, что у пациентов с гемиплегией нижний подвывих сопровождается передним подвывих, и большая часть плеча вывихнута сильна. Задняя дельтовидная и надостная мышцы стабилизируют плечо лишь вертикально, и поэтому удивительно, что предыдущие исследования не рассматривают стимуляцию длинной головки двуглавой мышцы, которая является передним, нижним и верхним стабилизатором плечевого сустава. 

Целью данного исследования было сравнить эффект электрической стимуляции длинной головки двуглавой мышцы и надостной и задней дельтовидной мышцы со стимуляцией надостной и задней дельтовидной мышц с позиции снижении подвывиха плеча у пациентов с гемиплегией

2. Методология

Исследование проводилось как проспективное рандомизированное контролируемое исследование. Были отобраны субъекты, которые отвечали следующим критериям: 

1. Имели клинический диагноз — острый инсульта (длительностью менее чем за 3 месяца) с CVA 

2. Подвывих плеча с положительным знаком борозды 

3. Медикаментозная стабильность 

4. Нет предыдущих патологий плеча 

5. Способность сотрудничать в ходе оценки и лечение 

6. Отсутствие электронных имплантатов (например, кардиостимулятора сердца) 

7. Электронная стимуляция ранее не применялась 

8. Нет отказа от гемиплегии 

9. Субъекты не участвуют в другом исследовании.

24 субъекта (7 женщин и 17 мужчин; 15 с левой гемиплегией, 9 с правой гемиплегией; Мужчины — 11 с левой, 6 с правой, женщины — 4 с левой, 3 с правой) со средним возрастом 51 год (SD±7,98) полностью прошли исследование. Каждый субъект дал информированное согласия, и процедура эксперимента была утверждена Комитетом Института Этики.

3. Выходные измерения

Измерялся подвывих плеча в мм (с помощью рентгена), боли в плече измерялись с помощью пассивного безболезненного внешнего вращения, и активный диапазон отведения плеча движения измерялся с помощью гониометра.

Подвывих плеча оценивали по передне-задней (AP) рентгенограмме, сравнивая больное и нормальной плечо. Три опорные точки были отмечены на рентгеновской пленке: одна точка над центром головки плечевой кости, вторая точка над центром суставной ямки и третья — над нижнелатеральной точкой акромиона. Для измерения подвывиха плеча использовался AutoCAD 2004 (© Autodesk INC) версии 16. Вертикальное расстояние рассчитывалась путем измерения расстояния между наиболее нижнелатеральной точки акромиона и перпендикулярной линией, проходящей через центральную точку головки плечевой кости. Подвывих плеча рассчитывался путем вычитания вертикальных расстояний нормального и вывихнутого плеча. Положительное значение на Auto Cad указывает на наличие подвывиха плеча. Через 5 недель терапии снова снималась передне-задняя рентгенограмма, и проводились повторные измерения.

Боль оценивали путем измерения безболевого диапазона пассивного бокового вращения (PLRL) с использованием клинического гониометра, где потеря диапазона указывает на увеличение боли. Измерение производилось на пациенте, лежащем на спине, при этом плечо располагалось на 45◦ абдукции, 0◦ внешнего вращения и локоть прижат под 90◦. Ось гониометра был помещен над локтевым отростком, а фиксированной рычаг располагался параллельно полу, и подвижный рычаг находился над локтевой костью, с точкой шиловидного отростка в качестве опорной. Плечо затем пассивно внешне поворачивали. Когда пациент начал жаловаться на боль, отмечалась граница пассивного безболезненного внешнего вращения.

Активный диапазон движения измеряли с помощью клинического гониометра на пациенте, лежащем на спине. Ось гониометра была помещена поверх передней части абдукции, стационарная рука была расположена параллельно средней линии передней поверхности грудной кости, и подвижный рычаг был помещен на переднюю среднюю линию плечевой кости. Пациенту говорили отводить плечо, пока врач стабилизировал лопатку, помещая одну руку над верхней частью лопатки. Во время отведения рассчитывались два активных диапазон — без синергии, где отведение плеча не сопровождалось сгибанием локтя, и с синергией, где отведение сопровождалось сгибанием локтя.

4. Процедура

Участники были случайно разделены на две разные группы путем последовательного отбора проб. Все оценки проводились по протоколу. Группа I (12 человек: 4 женщины и 8 мужчин) получали электрическую стимуляцию надостной и задней дельтовидной мышц в дополнение к обычной физиотерапии и трудотерапии. Группа II (3 женщины, 9 мужчин) получали электрическую стимуляцию надостной, задней дельтовидной мышцы и длинной головки двуглавой мышцы в дополнение к обычной физиотерапии и трудотерапии пять раз в неделю в течение 5 недель.

Пациенты получали электрическую стимуляцию на аппарате для комбинированной терапии INTELECT ADVANCED COMBO(Intelect © Chattanooga INC) 2 раза в день, с перерывом между сеансами не менее 2 часа. Длина сеансов постепенно увеличивалась, начиная с 30 минут в первую неделю до 45 минут в 2 и 3 недели и 60 минут в 4 и 5 недели. Пациенты находились в сидячем положении со спинкой, плечо и локоть были слегка отведены, согнуты и расположены над подносом на коленях. Углеродистые кремниевые электроды размером 2 дюйма на 2 дюйма, покрытые влажной тканью, были расположены на надостной ямкой и задней поверхностью плеча, чтобы стимулировать надостную и заднюю дельтовидную мышцу, соответственно. Длинная головка двуглавой мышцы стимулировалось на 47% от опорной линии. Опорная линия — это линия, соединяющая кончик клювовидного отростка с латеральным надмыщелком плечевой кости. Стимуляция проводилась симметричными пилообразными двухфазными импульсами с шириной 300 мс и частотой 30 Гц. Цикл составлял 15 секунд включения (включая 3 секунды разгона, 3 секунды замедления) и 15 секунд отключения. Амплитуда была установлена для достижения видимого сокращения мышц, но терпимой для пациентов. Все измерения были проведены до начала терапии и спустя 5 недель терапии.

5. Анализ данных

Зависимые переменные анализировались с помощью повторяющихся измерений ANOVA. Был один фактор (группа) с двумя уровнями (группа 1 и группа 2), и внутренний фактор (время). Анализ проводился на уровне значимости 0.05.

6. Результаты

Результаты исследования (табл. 1) показали, что все измеряемые значения улучшились в обеих группах, однако пост-анализ показал, что результаты группы 2 превзошли результаты группы 1.

Таблица 1. Сводка измеряемых значений до и после терапии

Результаты исследования показали снижение в группе I на 22,4%, в то время как группа II смогла добиться снижения на 54,74%. Как показано на графике I, было отмечено значительное различие между группами в снижении подвывиха. Был главный эффект для времени (F = 1, 22, 0,05) = 97,178, р = 0,000, группы (F = 1, 22, 0,05) = 0,441, P = 0,512 и взаимодействия время*группа (F = 1, 22, 0,05) = 18,018, р = 0,000. Анализ HSD Тьюки показал, что группа II улучшилась значительно больше, чем группа I.

Обе группы (график II) продемонстрировали снижение безболевого диапазона бокового вращения за время терапии, однако большее снижение наблюдалось в группе II. Результаты исследования показали основной эффект для времени (F = 1, 22, 0,05) = 219.803, P = 0.000, группы (F = 1, 22, 0,05) = 0,001, p = 0,971 и взаимодействия время*группа (F = 1, 22, 0,05) = 16,563, р = 0,001. Среднее снижение безболевого диапазона улучшилось с 33,5 до 42,75 градусов в группе I и с 30,16 до 46,41 градусов в группе II.

Основной эффект для времени (F = 1, 22, 0.05) = 343.438, P = 0.000, группы (F = 1, 22, 0.05) = 0.271, P = 0.608 и взаимодействия время*группа (F = 1, 22, 0.05) = 37.162, P = 0.000 показал значительное увеличение активного диапазона движения без синергии у обеих групп (график III). Анализ Тьюки показал, что группа II показала лучшие результаты, чем группа I — 16,84 градусов против 8,5 градусов в среднем.

Активный диапазон отведения плеча с синергией увеличился с 70,41 до 77,25 градусов в группе I и с 76.91 до 89.58 в группе II (График IV). Результаты показали, что основной эффект для времени (F = 1, 22, 0,05) = 150.656, P = 0.000, группы (F = 1, 22, 0,05) = 0,441, p = 0,0512 и взаимодействия время*группа (F = 1, 22, 0,05) = 15,651, р = 0,001. Тест Тьюки анализ показал, что группа II показала лучшие результаты, чем группа I.

7. Обсуждение

В целом результаты данного исследования показали, что существует значительное снижение подвывиха плеча, увеличение отведения и увеличение безболевого диапазона движения плеча в обеих группах.

7.1. Подвывих плеча

В обеих группах стимулировалась надостная и задняя дельтовидная мышцы вместе с традиционной физиотерапией и трудотерапией. После инсульта, гравитационное притяжение на плечевой кости вызывает растяжение капсулы плечевого сустава, в результате чего возникает нижний подвывих. Надостная и задняя дельтовидные мышцы являются ключевыми компонентами в борьбе со смещением плечевой кости под действием силы тяжести, поэтому стимуляция этих мышц вполне оправдана.

Подвывих плеча в 1-й группе снизился с 12,73 до 9,85 мм. Уменьшение может быть связано с увеличением силы стабилизирующих мышц плеча после электростимуляции и упражнений. Электростимуляция и добровольное сокращение мышц имеют различные действия на мышцы и вызывают различное физиологическое воздействие на нервно-мышечную систему. Электрическая стимуляция повышает силу и окислительную способность мышцы, а упражнения улучшают координацию между мышцами-агонистами и антагонистами и усиливают двигательное переобучение. Активное сгибание и отведение плеча, проводимые в данном исследовании по 15 раз по 2 подхода в течение пяти недель, возможно, улучшили управление мышцами у пациентов.

Электрическая стимуляция на INTELECT ADVANCED Combo (Интеллект Адвансд Комбо) увеличивает мышечную силу, так как направлена непосредственно на мышечные волокна. При добровольном сокращении активируются двигательные нейроны, которые иннервируют мышечные волокна. Исследования показали, что электрическая стимуляция увеличивают долю и площадь поперечного сечения волокон типов один и два, увеличивают деятельность АТФазы и окислительную способность и выносливость парализованных мышц. Параметры электрической стимуляции, используемые в данном исследовании: пилообразный двухфазный переменный ток с длительностью импульса 300 мс, наращивает и удерживает импульс, затем дает мышцам отдохнуть, что приводит к сокращению мышц во всех направлениях. Этот комбинированный эффект может быть следствием того, почему пациенты I группы имели значительное снижение подвывиха, так как комбинированные вмешательства, возможно, вызывали большую нейро-мышечную адаптацию. Результаты настоящего исследования аналогичны исследованию Бэйкер, 1986 и Кобаяши и др.,1999.

Лучшее уменьшение подвывиха в группе II (32,5%) может быть связано с проводимой на аппарате INTELECT ADVANCED Combo дополнительной электрической стимуляцией длинной головки двуглавой мышцы, стабилизирующей плечевой сустав снизу, сверху и спереди. Недавние исследования показали, что двуглавая мышца имеет больший эффект в стабилизации плеча во всех направлениях при неустойчивом плече.

7.2. Безболевой диапазон вращения плеча

Увеличение безболевого диапазона вращения в 1-й группе (20,56%) можно объяснить тремя причинами. Электрическая стимуляция приводит к увеличению кровообращения в мышцах и тем самым устраняет метаболические продукты жизнедеятельности и вредные вещества. Так же она стимулирует толстые миелинизированные волокна и, по теории механизма затвора, тормозит перенос болевых раздражителей к мозгу через тонкие немиелинизированные нервные волокна. Электрическая стимуляция, возможно, стимулирует центральную нервную систему, которая производит эндогенные опиаты, приводящие к подавлению боли. Результаты этого исследования сравнимы с Ю и др., 2004. В этом исследовании 61 пациентов с хронической гемиплегией плечевого подвывиха получали электрическую стимуляцию надостной и дельтовидной мышц в течение 6 недель, и боли в плече были значительно снижены с 34,4% до 3,4% (P <0,01).

В группе 2 безболевой диапазон движения плеча увеличился больше (32,29%). Длинная головка двуглавой мышцы и надостная мышца — это два вертикальных стабилизатора плеча, и эти мышцы всегда растянуты, тогда как мышцы плеча являются паретическими, вызывая микро и макро травмы структур, вызывающих боль. Увеличение силы этих мышц за счет электрической стимуляции и упражнений, по сравнению с укреплением только надостной мышцы, дает более значительное улучшение безболевого диапазона вращения.

7.3. Диапазон возможного отклонения

Активное отведение плеча с синергией и без нее измеряли до исследования, при этом пациенты сгибали локоть. Хотя использование блока для локтя останавливает его расширение, мы хотели изучить, имеет ли стимуляции и упражнения эффект на это.

Увеличение диапазона отведения без синергии (17,49%) в группе I может быть связано с уменьшением подвывиха плеча. Это сокращение сохраняет суставные поверхности в правильном положении, и мышцы в состоянии оптимальной длины, давая правильную картину движения и больше силы мышц.

Большие результаты в группе II (35,84%) могут быть связано с динамической стабилизацией длинной головки двуглавой мышцы путем центрирования головки плечевой кости внутри суставной ямки, что позволяет более эффективно поднимать руки. Эта стабилизация также уменьшает верхнее и нижнее смещение головки плечевой кости, тем самым повышая активный диапазон отведения.

Диапазон отведения с синергии в группе I (9,69%) было менее значительным, чем в группе II (17,48%). Выдвинута гипотеза о влиянии синергии верхней сгибателей конечности в пределах отведения плеча. Синергия доминирующей верхней конечности заставляет локоть сгибаться, и плечо начинает внутренне вращаться, что ограничивает диапазон движения.

Длинная головка двуглавой мышцы плеча динамически стабилизирует плечевой сустав во время отведения, позволяя плечевой головке вращаться внешне и отводиться дальше. Это улучшение в статической стабилизации и динамической стабилизации плечевого сустава находит свое отражение в более значительном улучшении активного диапазона отведения в группе II (17,48%).