Využití funkční elektrostimulace pro ovlivnění chůze u pacientů s roztroušenou sklerózou

Súhrn

Úvod:
Jedním z nejvýraznějších symptomů provázejících RS jsou poruchy chůze. Tyto potíže mohou být přítomné již od časných stadií onemocnění, většinou se však s délkou trvání choroby akcentují. Tyto poruchy chůze mohou mít různou příčinu a v případě parézy dorzálních flexorů hlezna může jednu z terapeutických možností představovat funkční elektrostimulace (FES).

Cíl studie:
Cílem naší studie bylo popsat možnosti využití FES systémem Walkaide u skupiny pacientů s RS a dále pak zhodnotit pro které pacienty s RS je tato možnost intervence vhodná.

Metodika:
Do studie bylo zařazeno 10 pacientů RS centra Neurologické kliniky 1. LF UK a VFN v Praze, kteří měli porušenou švihovou fázi kroku a sníženou svalovou sílu dorzálních flexorů hlezna. Probandi byli vyšetřeni na počátku, po měsíci používání FES a po 3 měsících používání FES. Vyšetřena byla chůze funkčním klinickým testem Timed 25 foot walk test, 2minutovým testem chůze a Timed up and go testem a testem výstupu na schůdek. Kvantitativní časoprostorové parametry chůze byly vyšetřeny pomocí přístroje GAITRite instrument a subjektivní vnímání vlastní chůze dotazníkem Multiple Sclerosis Walking Scale-12.

Výsledky:
Ačkoliv všichni sledovaní probandi udávali subjektivně vnímané zlepšení chůze, tak míra zlepšení v objektivních parametrech byla velmi variabilní. Subjektivně vnímali všichni jistou míru zlepšení, především při mobilitě v terénu, při zvládání překážek a schodů, v delší výdrži při chůzi a zlepšení stereotypu kroku.

Závěr:
FES může být pro některé pacienty s RS (s porušenou švihovou fázi kroku z důvodu nedostatečné dorzální flexe) terapeutickou možností, která jim umožní zvýšit rychlost a zkvalitnit stereotyp chůze. Vzhledem k vysoké pořizovací ceně FES je vhodné vždy individuální posouzení, a případné krátkodobého vyzkoušení neurostimulátoru.

Klíčová slova:
roztroušená skleróza, funkční elektrostimulace (FES), chůze

ÚVOD

Roztroušená skleróza (RS) je chronické autoimunitní onemocnění postihující centrální nervový systém. Objevuje se typicky u mladých dospělých mezi 20.-40. rokem věku, a pokud není adekvátně léčena, může vést k různé míře disability.

Jedním z nejvýraznějších symptomů, provázejících RS, jsou poruchy chůze. Tyto potíže mohou být přítomné již od časných stadií onemocnění (7), většinou se však s délkou trvání choroby akcentují. Potíže s chůzí vnímají sami pacienti jako nejvíce obtěžující symptom (16). Udává se, že 75-90 % pacientů s RS zažije během svého onemocnění poruchy chůze (7, 35). Podle schopnosti chůze se do značné míry řídí také posouzení míry disability (vyjádřený Kurtzkeho škálou EDSS), kdy stupně 4-7 jsou určeny podle schopnosti mobility-chůze.Při stupni EDSS 4 ujde pacient 500 metrů bez pomůcky nebo nutnosti odpočinku, při stupni EDSS 4,5 ujde 300 metrů, ve stupni EDSS 5 je to 200 metrů a při stupni EDSS 5,5 je to 100 metrů. Od stupně EDSS 6 používá pacient pro chůzi pomůcku, která je od stupně EDSS 6,5 oboustranná (20).

Poruchy chůze u RS mají mnoho různých příčin: svalovou slabost, svalovou hyperaktivitu (spasticita, dystonie, kokontrakce), poruchy rovnováhy, poruchy čití, poruchy svalové koordinace, únava, ataxie. Proto také terapie poruch chůze není jednotná a vždy musí vycházet z cíleného vyšetření pro určení konkrétní individuální příčiny (7, 25).

Jednou z možností, jak řešit obtíže s chůzí u pacientů s RS, je využít metodu funkční elektrostimulace (FES). Elektrostimulaci pro ovlivnění chůze poprvé použil v roce 1961 Lieberson (21) a možnost využití peroneální elektrostimulace pro zlepšení chůze pacientů s RS byla poprvé popsána v roce 1977 (8). Avšak teprve v posledních letech po vyvinutí přístrojů, které umožňovaly využití stimulace i mimo prostředí laboratoře, mohla být tato pomůcka více rozšířena mezi pacienty. FES je možné využít pro stimulaci všech svalů, ale v praxi se nejvíce používá pro ovlivnění tzv.syndromu padající špičky (drop foot), tedy nedostatečné funkci dorzálních flexorů hlezna, která má přičinu v poruše centrálního nervového systému. Díky FES je stimulován n.peroneus, dochází k zapojení jím inervovaných svalů (m. tibialis anterior, mm. extensores digitorum, m. extensores hallucis, mm. peronei), a tedy zkvalitnění porušené švihové fáze krokového cyklu. FES se užívá u pacientů s poškozením horního motoneuronu, nejčastěji u pacientů s poruchou chůze po cévní mozkové příhodě, ale je možné její využití i u kraniotraumat, nekompletních míšních lezí a u pacientů s RS. Elektrický stimul je zpravidla generován z baterie, která je umístěna v přístroji. FES obsahuje spínač, který spouští začátek stimulace podle individuálního krokového cyklu pacienta (10, 14). U pacientů s RS, používajících FES, bylo popsáno zrychlení chůze (11, 24, 26, 29, 31, 32, 36), zvýšená vytrvalost (1), snížení energetické náročnosti chůze (24, 26, 31, 35), zlepšení funkční mobility (12, 29) a kvality chůze (29, 32, 36). Některé studie popisují také tzv. terapeutický efekt, kdy zlepšení přetrvává i po vypnutí stimulace (13, 31).

V současnosti jsou dostupné FES s patním senzorem (Odstock, Bioness) nebo systém Walkaide, využívající pro spouštění stimulu informace o náklonu tibie (tilt senzor-inklinometr/gyroskop) a akcelerometr. Elektrostimulace se spouští na konci stojné fáze při odlepení paty. Stimul končí na konci švihové fáze kroku s došlapem na patu. Systém Walkaide, který je dostupný i pro pacienty v České republice, má oproti stimulátorům s patním senzorem výhodu, že je možné ho používat i bez obuvi (37).

Cílem naší studie bylo popsat možnosti využití FES systémem Walkaide u skupiny pacientů s RS a dále pak zhodnotit, pro které pacienty s RS je tato možnost intervence vhodná.

METODIKA

Do studie bylo zařazeno 10 pacientů RS centra Neurologické kliniky 1. LF UK a VFN v Praze, kteří mají porušenou švihovou fázi kroku a sníženou svalovou sílu dorzálních flexorů hlezna. Probandi do studie byli vytypováni ošetřujícími neurology nebo fyzioterapeuty RS centra. Účastníci studie museli být schopni chůze nejméně 100 metrů. Používání pomůcek pro chůzi nebylo překážkou zařazení do studie.

Kontraindikací zařazení do studie byla: 1. akutní ataka RS v předchozích 60 dnech, 2. spasticita nebo kontraktura lýtkového svalu znemožňující pasivní nastavení hlezenního kloubu do neutrální pozice 90 stupňů, 3. porušení kožního krytu v místě aplikace elektrod, 4. těžké kognitivní poruchy znemožňující správné používání elektrostimulátoru, 5. nespolupráce pacienta při docházce na kontrolní přeměření, 6. poškození periferního nervového systému.

Účast ve studii zahrnovala úvodní návštěvu, při níž byly účastníkům vysvětleny podmínky studie a kontraindikace. Při další návštěvě byla probandům individuálně nastavena FES, která byla při kontrolní návštěvě po týdnu případně ještě modifikována podle potřeb. Probandi byli vyšetřeni na počátku, po měsíci používání FES a po 3 měsících používání FES. Vyšetřena byla chůze funkčním klinickým testem Timed 25 foot walk test, 2minutovým testem chůze a Timed up and go testem a testem výstupu na schůdek. Kvantitativní časoprostorové parametry chůze byly vyšetřeny pomocí přístroje GAITRite instrument (rychlost chůze, kadence, délka kroku, čas trvání kroku, délka trvání fáze double support). Subjektivní vnímání chůze bylo vyšetřeno dotazníkem Multiple Sclerosis Walking scale-12 a dotazníkem vytvořeným pro potřeby této studie, kde na Likertově škále zaznamenávali svou míru zlepšení (zhoršen, nezlepšen, mírně zlepšen, zlepšen, výrazně zlepšen a měli možnost popsat v čem vnímají zlepšení). Na počátku a po 3 měsících užívání byla u probandů vyšetřena spasticita pomocí modifikované Tardieuho škály. Všichni účastníci studie podepsali informovaný souhlas schválený Etickou komisí VFN.

Pro FES byl využit neurostimulátor Walkaide (Innovative Neurotronics, Austin, TX, US), který byl každému z účastníků individuálně nastaven certifikovaným fyzioterapeutem za účasti lékaře. Stimulátor je umístěn v manžetě pod kolenem, v níž jsou elektrody připevněné suchým zipem. Pacient tak po vyhledání optimálního místa terapeutem sám nic nastavovat nemusí. Kromě stimulace při chůzi umožňuje neurostimulátor Walkaide také zapnutí krátkého cvičebního programu pro trénink svalů provádějících dorzální flexi hlezna vsedě.

VÝSLEDKY

Do studie bylo zařazeno 10 pacientů s RS (7 žen a 3 muži), průměrný věk 45,8 roku (SD 10 let) s délkou trvání onemocnění 12,4 roku (SD 5,6 let). V souboru bylo 5 pacientů s relaps-remitentní formou RS, 3 pacienti se sekundárně progresivní formou RS a 2 pacienti s primárně progresivní formou RS. Míra neurologického postižení, vyjádřeného Kurtzkeho škálou EDSS, byla v rozsahu 4-6,5 EDSS, s hodnotou medianu 4,75. Z celého souboru 4 probandi používali pro chůzi pomůcku (vycházková hůl, trekové hole a 2 francouzské berle). U 6 probandů z naší studie byla stimulována pravá dolní končetina, u 4 probandů levá dolní končetina. Bližší charakteristika probandů je uvedena v tabulce 1. Jedna pacientka ze souboru studii nedokončila, protože subjektivně netolerovala FES.

Průměrná denní délka využití FES byla 4 hodiny denně, s průměrným denním počtem stimulů 1237 (SD 793). U probandů, kteří studii dokončili, bylo zaznamenáno průměrné zlepšení všech vyšetřovaných parametrů: byla zvýšena průměrná rychlost v testu Timed 25 foot walk test. Vstupní průměrný čas 8,6 sekund klesl na 6,9 sekund. U testu Timed up and go bylo průměrné zlepšení z 11,9 sekund na 9,9 sekund. U kvantitativních časoprostorových parametrů chůze došlo k prodloužení průměrné délky kroku, zkrácení doby trvání kroku, zvýšení kadence a zkrácení nezbytné fáze dvojí opory (% double support). Průměrné výkony ve vyšetřovaných testech jsou zaznamenány v tabulce 2 a změny časoprostorových parametrů chůze v tabulce 3.

Ačkoli všichni sledovaní probandi udávali subjektivně vnímané zlepšení chůze, tak míra zlepšení v objektivních parametrech byla velmi variabilní: např. v testu Timed 25 foot walk test bylo zaznamenáno zlepšení o 59 %, ale také zhoršení o 17 % (tab. 4). Subjektivně vnímali všichni jistou míru zlepšení, pouze u 5 se však jednalo o výrazné zlepšení. Zlepšení pociťovali probandi především při mobilitě v terénu, při zvládání překážek a schodů, v delší výdrži při chůzi a zlepšení stereotypu kroku. Subjektivně vnímané zlepšení je popsáno v tabulce 5. Míra subjektivně vnímaného zlepšení byla u 3 účastníků limitována zvýšenou senzitivitou, která jim limitovala nárůst stimulace. U 2 pacientek docházelo při zvyšování intenzity FES ke zvýšení svalového hypertonu v m. quadriceps, který pak dále narušoval stereotyp chůze. U 4 pacientů ze souboru naopak došlo po 3 měsících užívání FES k pozitivnímu ovlivnění pasivního a aktivního rozsahu pohybu v hlezenním kloubu vyšetřovaném při flektovaném a extendovaném koleni (doplnit o kolik stupňů). U těchto probandů bylo zaznamenáno také snížení svalového hyperaktivity m. gastrocnemius a m. soleus (spasticita, kokontrakce).

DISKUSE

Výsledky této studie jsou obdobné jako výsledky jiných studií sledující využití FES u pacientů s RS. U probandů v našem souboru bylo zaznamenáno objektivní zlepšení v parametrech, které popsaly i předchozí zahraniční studie: došlo ke zvýšení rychlosti chůze (11, 24, 26, 31, 36), zvýšení vytrvalosti (1, 15), zlepšení funkční mobility (12) a zlepšení kvality chůze (28, 36). V některých zahraničních studiích je popsáno také snížení energetické náročnosti chůze (5, 24, 26), což je parametr, který jsme v naší studii nevyšetřovali, avšak někteří účastníci reportovali subjektivně vnímané snížení náročnosti chůze, takže se dá předpokládat, že i tento parametr byl částečně ovlivněn. Zdá se však, že zrychlení chůze a snížení energetické náročnosti chůze je významnější u pacientů, kteří chodí pomaleji než rychlostí 0,8 m/s (odpovídá výkonu v testu T25FT za 6,09 sekund) (23). Ve studiích, porovnávajících 2 typy stimulátorů (Walkaide versus Odstock drop foot stimulator), byl u obou nalezen pozitivní efekt na rychlost chůze a snížení energetického výdeje při chůzi, přičemž u stimulátoru Odstock byl vliv na rychlost chůze nepatrně větší (24).

Díky FES došlo v našem souboru také ke změnám v kvantitativních parametrech chůze: k prodloužení délky kroku, zkrácení doby trvání kroku a zkrácení fáze dvojí opory krokového cyklu. Prodloužení délky kroku, celkové zrychlení a přiblížení se normálním hodnotám popisuje také studie sledující bezprostřední efekt FES u skupiny RS pacientů, u nichž díky FES došlo také ke zvýšení dorzální flexe hlezna při došlapu (iniciální kontakt) a během švihové fáze kroku, zvýšení flexe kolenního kloubu v průběhu švihové fáze kroku (²28, 36).

Pozitivní vliv na snížení svalového hypertonu, který byl popsán u 4 pacientů z našeho souboru, je v souladu se pozorováním Krauseho, kdy využití FES při šlapání na motomedu vedlo ke snížení svalového napětí svalů dolních končetin u pacienta s RS (19). Pozitivní vliv na snížení spasticity popisují také studie vlivu FES u pacientů po CMP (6, 27).

Kromě ortotického efektu, tj. zlepšení výkonu při chůzi s FES, došlo v naší skupině pacientů také k terapeutickému efektu FES, tzn. přetrvávající zlepšení i po vypnutí FES (30, 36). Tento terapeutický efekt zlepšování se podle Steina zvyšoval u skupiny pacientů s RS do 3. měsíce užívání FES a poté dosáhl fáze plató (31). Naopak studie, sledující vliv FES u skupiny 44 pacientů se sekundárně progresivní RS, prokázala pouze ortotický efekt (tedy zlepšení pouze při používání FES) (1). Tato absence terapeutického zlepšení mohla být způsobena faktem, že byl soubor tvořen staršími pacienty v sekundárně progresivní fázi RS, kdy již došlo k vyčerpání funkčních rezerv. Výraznějšího terapeutického efektu na rychlost chůze bylo dosaženo ve studii kombinující FES s pravidelným domácím cvičebním programem (1).

Spolu se zvýšením rychlosti chůze je popisováno také zlepšení kvality života u pacientů používajících FES (2, 22). Zajímavé je, že pacienti s RS vnímají toto zlepšení kvality života jako nižší než pacienti po CMP. Je to zřejmě tím, že pacienti po CMP vnímají FES pozitivně jako nástroj pro zlepšení své poškozené funkce, zatímco pacienti s RS spíše jako kompenzaci svého zhoršení chůze (2). Tomu odpovídají i naše závěry, kdy probandi z naší skupiny, u kterých bylo objektivně změřené zlepšení, subjektivně vnímali jenom mírné zlepšení.

V naší skupině pacientů s RS došlo k průměrnému zlepšení rychlosti chůze pouze o 4 %. K podobným výsledkům dochází také Scott ve své studii, kdy zaznamenává zvýšení rychlosti pouze o 5 % (28). Stein ve své studii bezprostředního vliv FES na stimulaci popisuje zvýšení rychlosti při prvním vyšetření pouze o 3,9 % a po 3 měsících se stimulací 8 % (31). Toto minimální zlepšení je způsobené tím, že někteří probandi se zlepší výrazně, zatímco jiní se mohou vlivem FES a změny stereotypu chůze i zhoršit (36). Tento poznatek odpovídá i naším závěrům. V ostatních studiích zaznamenávají autoři vyšší procento zrychlení při FES: Taylor popisuje průměrné zvýšení rychlosti o 16 % ve skupině 21 pacientů s RS (33). V další studii pak udává, že ze skupiny 78 pacientů s RS došlo u jedné třetiny probandů ke zlepšení chůze o více než 10 % (34). Paul udává u 12 pacientů s RS průměrné zrychlení o 14 % (26). V našem souboru došlo ke zlepšení o více než 10 % u pětiny probandů.

Při užívání FES probandi oceňovali především odstranění zakopávání, vnímali zlepšení při mobilitě v terénu, při zvládání překážek a schodů, v delší výdrži při chůzi a zlepšení stereotypu kroku. To je v souladu s ostatními studiemi, kdy pacienti užívající FES na ní nejvíce oceňují snížení námahy při chůzi, méně klopýtání a zakopávání při chůzi a větší jistotu při chůzi (4, 12, 34). Díky tomu se také snižuje u pacientů s RS používajích FES frekvence pádů (12, 32). Snížení frekvence pádů je při využití FES výraznější než při běžném fyzioterapeutickém cvičení (12). Subjektivně vnímané zlepšení chůze však není vždy takové, aby bylo postihnutelné v běžně používaných dotaznících jako je MSWS12, FSS, MSIS29, které nemusí být pro tyto změny dostatečně citlivé (36). U probandů v našem souboru také nedošlo ke zlepšení v dotazníku MSWS12.

Popisované snížení únavy je dané vlivem zkvalitnění stereotypu chůze, které je méně energeticky náročné. Díky optimálnějšímu zapojení svalů díky FES dochází ke snížení centrální únavy u pacientů s RS (18).

Limitem naší studie byl malý vzorek pacientů. Dále pak vyšetřování chůze pouze běžnými klinickými testy chůze po rovném terénu, které ovšem málo postihnou zlepšení funkční mobility v terénu, které však pacienti velmi vnímají. Může se tak stát, že míra zlepšení bude vnímána jako pouze velmi malá, protože chůze v terénu nebyla dostatečně vyšetřena. Proto by bylo vhodné při dalších studiích zohlednit více vyšetření zaznamenávající právě funkční mobility, jako je např. test Emory. Na skupině pacientů s RS a po CMP bylo popsáno zvýšení rychlosti chůze průměrně o 14 % při chůzi po rovném povrchu a o 23 % při chůzi po nerovném povrchu (5). Také by bylo vhodné podrobněji vyšetřovat vytrvalost v chůzi, např. 6minutovým testem chůze.

U všech našich probandů, kteří studii dokončili, došlo ke zlepšení v některém vyšetřovaném parametru. Jednalo se však o pečlivě vybrané probandy, u nichž se dalo předpokládat, že jejich porucha chůze (porucha švihové fáze kroku vlivem oslabené dorzální flexe hlezna) bude FES terapeuticky ovlivněna. U jiných pacientů, kteří mají jinou příčinu poruchy chůze, např. porušená flexe kolennního kloubu, nedostatečná flexe hlezenního kloubu, zhoršená schopnost opory během stojné fáze, bude efekt FES pro snížení stimulace omezený až žádný. Limitem pro plné využití FES je také hypersenzitivita stimulované DKK, kdy může být přidávání intenzity impulzu vnímané jako subjektivně velmi nepříjemné, a není tedy možné nastavit optimální intenzitu stimulace. Každý zájemce o využití FES by měl být proto vyšetřen fyzioterapeutem, zda je tato pro něj vhodné a měl by mít možnost individuálního vyzkoušení efektu FES.

FES n. peroneus je jen jednou z možností elektrostimulace pro zlepšení chůze u pacientů s RS. V literatuře jsou popsány i další možnosti, které však mají v běžné klinické praxi jenom omezené možnosti využití. Díky použití elektrostimulace je například možné zintenzivnit efekt posilovacího tréninku na oslabené svaly dolních končetin (3, 9). Optimální kombinací se zdá být kombinace využití FES a cíleného fyzioterapeutického cvičení pro zlepšení chůze (12). FES také zvyšuje vliv symptomatické léčby (farmakoterapie) na chůzi u pacientů s RS (22).

ZÁVĚR

FES může být pro některé pacienty s RS (s porušenou švihovou fázi kroku z důvodu nedostatečné dorzální flexe) terapeutickou možností, které jim umožní zvýšit rychlost a zkvalitnit stereotyp chůze. Toto zlepšení chůze může přetrvávat i určitou dobu po vypnutí FES. Pacienti s RS vnímají při využití FES zejména usnadnění chůze v terénu, pomoc při překonávaní překážek a sníženi únavy při chůzi, která jim umožňuje ujít delší vzdálenost. Vzhledem k vysoké pořizovací ceně FES je vhodné vždy individuální posouzení a případné krátkodobé vyzkoušení neurostimulátoru.

Adresa ke korespondenci:

Klára Novotná

RS centrum, Fakultní poliklinika

Karlovo náměstí 32

120 00 Praha 2

e-mail: novotna.klara.k@gmail.com