После инсульта выжившие часто испытывают неконтролируемые спазмы, из-за которых их руки могут сжиматься в вечные кулаки. Единственными методами лечения являются дорогостоящие и часто болезненные инъекции ботулотоксина или пероральные препараты, настолько сильные, что они могут усыпить пациентов. Оба предлагают лишь временное облегчение.
Инженеры Стэнфордского университета и Технологического института Джорджии теперь говорят, что они разработали носимое медицинское устройство, похожее на перчатку, которое достигает таких же хороших или даже лучших результатов, как инъекции или лекарства, путем применения простых высокочастотных механических вибраций к рукам и пальцам.
«Вибрационная терапия не является чем-то неизвестным, поэтому мы знали, что увидим некоторый эффект, но с клинической точки зрения было просто удивительно видеть, что эти полезные эффекты сохраняются», — объяснила Эллисон Окамура, профессор Ричарда В. Вейланда в Стэнфордской инженерной школе и старший автор. серии исследований, посвященных перчаткам.
Результаты были опубликованы в журналах Frontiers in Human Neuroscience и Archives of Physical Medicine and Rehabilitation .
«При использовании метода моделирования наблюдается значительное улучшение симптомов. И мы думаем, что он потенциально может устранить некоторые последствия инсульта — онемение, спастичность и, для некоторых, ограниченный диапазон движений», — сказала Кейтлин Сейм, постдокторант из лаборатории Окамуры и инициатор проекта. «Мы больше всего воодушевлены лечением спастичности, потому что она влияет на качество жизни многих людей и имеет очень ограниченные возможности лечения».
Фактор формы
Насколько известно исследователям, это первая попытка изучить технику вибротактильной стимуляции (ВТС) на портативных устройствах. Современные методы используют вибрацию всего тела с использованием больших, дорогих машин, лечение которых требует посещения клиники.
Пациенты в испытаниях носили устройство VTS по три часа в день в течение восьми недель. Результаты сравнивали с эффективностью инъекций и пероральных препаратов. При измерении более половины участников, регулярно получавших инъекции ботулина, имели такие же или лучшие результаты при ежедневном использовании перчатки VTS.
«Я думаю, мы можем с уверенностью сказать, что VTS по крайней мере так же хорош, как инъекции и пероральные препараты», — сказал Окамура. «И было интересно видеть, что с течением времени улучшения сохраняются, хотя необходимы дополнительные исследования».
Прототип устройства был впервые разработан Сеймом и его коллегами из Технологического института Джорджии как инструмент, помогающий людям изучать двигательные задачи, такие как набор текста или игра на музыкальных инструментах, с помощью тактильного управления. Позже устройство было изучено как интерактивный музыкальный инструмент для упражнений для людей с частичными повреждениями спинного мозга, что привело команду к осознанию того, что тактильная стимуляция сама по себе может быть терапевтической. Их уникальный носимый форм-фактор делает возможной новую парадигму интенсивной стимуляционной терапии, поскольку пользователи могут носить перчатки в течение дня.
«Мы начали задаваться вопросом, может ли стимуляция быть также терапевтическим инструментом при травмах головного и спинного мозга. Это было очень интересно», — сказал Сейм.
Постдокторант Кейтлин Сейм проводит измерения с участником клинического исследования. Кредит: Эндрю Бродхед
Заметные результаты
Последняя версия устройства VTS надевается на запястье, ладонь и пальцы и включает в себя двигатели, обеспечивающие непрерывную высокочастотную стимуляцию отдельных пальцев, а также мышц руки и запястья. Вибрации тонкие и ненавязчивые, похожие на интенсивность вибрации мобильного телефона. Пациенты могут свободно заниматься своими обычными делами, нося устройство.
С неврологической точки зрения механизмы, лежащие в основе улучшения симптомов, все еще изучаются, но команда предполагает, что устройство использует замечательную пластичность мозга — его способность находить новые пути в ответ на повреждение или дисфункцию. Они полагают, что вибрации VTS могут модулировать вышедшие из-под контроля мышцы и отправлять нервные сигналы от мышц обратно в мозг, где сигналы повторно обучают неповрежденные области мозга.
«Мозг, по сути, заново учится способности воспринимать прикосновения и проприоцепцию», — сказал Сейм о способности мозга чувствовать и понимать, где и как расположены рука, кисти и пальцы в трехмерном пространстве.
В откровенных видеоотзывах пациенты восторженно говорят о своем предпочтении ВТС инъекциям и лекарствам. Те же самые пациенты также говорят, что перчатку VTS «приятно» или, по крайней мере, «удобно» носить. VTS неинвазивна, недорога и позволяет избежать побочных эффектов инъекций и миорелаксантов. Самым многообещающим из всех является то, что Сейм отмечает, что многие пациенты, участвовавшие в исследованиях, сообщили, что они добровольно сократили использование пероральных препаратов, а некоторые даже планировали отказаться от ежеквартальных инъекций ботулина в пользу перчаток VTS.
«Это волшебная перчатка, она лучше, чем [ботулинум]», — сказал один пациент всего через две недели использования VTS. «Мои пальцы и запястье стали более расслабленными. Раньше мне было очень трудно выпрямить пальцы, а теперь это стало намного проще».
«Я прекратил прием утренней дозы миорелаксанта и теперь хочу прекратить прием ночной дозы, потому что перчатка работает, и она мне не нужна», - отметил другой пациент после аналогичного двухнедельного периода.
Эту надежду можно разделить, поскольку оба исследователя заявляют, что, по их мнению, VTS может также оказаться эффективным при других двигательных состояниях и заболеваниях, связанных с черепно-мозговыми травмами — областях, которыми команда уже занимается, изучая эффективность инсульта.
«В настоящее время во всем мире 100 миллионов человек живут с инсультом», — сказал Сейм. «Порядка трети людей испытывают эти парализующие спазмы рук. В первую очередь мы нацелены на как можно большую популяцию, но, конечно же, на нашем радаре находятся и другие заболевания».
На данный момент устройство VTS доступно только пациентам, участвующим в клинических испытаниях, и Окамура и Сейм готовятся к следующим этапам, которые будут включать дополнительные клинические исследования, чтобы понять долгосрочную эффективность и оптимальную конструкцию устройства.
С этой целью команда недавно получила значительный грант от программы Convergence Accelerator Национального научного фонда на дальнейшее развитие вибротактильной перчатки в качестве коммерческого продукта.
«Мы думаем, что у нас за плечами достаточно клинических исследований, чтобы знать, что VTS — очень безопасное и эффективное лечение», — сказал Окамура. «Мы хотели бы начать распространять его как общедоступную терапию».