Электроника

 
20 | 09 | 2017

Лаборатория клинической нейрофизиологии и нейрореабилитационных технологий

Руководитель: д.м.н., профессор Мусиенко Павел Евгеньевич  ,  Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

СОТРУДНИКИ     

          Ведущий научный сотрудник                  Шапкова Елена Юрьевна 

          Научный сотрудник                                   Емельянников Дмитрий Владимирович

          Младщий научный сотрудник                 Штырина Екатерина Васильевна          

ИСТОРИЯ

     Нейрореабилитационное направление развивается в Клинике хирургии костно-суставного туберкулеза у детей более 20 лет. В 1993 году по  инициативе д.м.н. К.Н.Коваленко в сотрудничестве с профессором Ю.Т.Шапковым (институт физиологии им.И.П.Павлова РАН) были начаты работы по созданию методов электростимуляции спинного мозга для лечения параличей у детей с туберкулезным спондилитом и его последствиями. Хирургическую часть исследований осуществлял А.Ю.Мушкин, нейрофизиологическую – Е.Ю.Шапкова, клиническую оценку результатов лечения в разное время выполняли нейрохирург Г.Н.Байбус, неврологи Н.Г. Полякова, Н.А.Александров, А.А.Останькович, С.А.Куклина, Ю.В.Диденко.

     В клинике разработаны методы накожной и эпидуральной электростимуляции поясничного утолщения спинного мозга с эффектом вызванных шагоподобных движений ног у пациентов с полными и неполными плегиями, метод хронической электростимуляции спинного мозга с помощью имплантируемого на постоянной основе стимулятора, метод проприоспинальной стимуляции, метод электростимуляции мотонейронов шейного утолщения для восстановления движений рук при верхних параличах различной этиологии. Разработан  алгоритм этапной двигательной реабилитации с последовательным усложнением задач, базирующийся на активизации спинальных локомоторных структур различными видами стимуляции в сочетании с тредмил-терапией, тренировкой вертикальной позы и доступных форм локомоции. Эти методы применяются при лечении миелопатий, вызванных туберкулезом и остеомиелитом позвоночника, последствиями спинномозговых травм, пороками развития позвоночника и спинного мозга, включая spina bifida, артрогрипозом. Специальные реабилитацинные программы разработаны для детей с параличами, вызванными рядом онкологических заболеваний либо последствиями лучевой терапии. Реабилитационная терапия дает клинически значимый эффект у всех пациентов с неполными плегиями и более 2/3 пациентов с исходно полными плегиями.

     Наряду с клиническими наблюдениями в ходе лечения пациентов проводились и фундаментальные исследования организации спинного мозга: получены свидетельства существования спинальных локомоторных генераторов у человека, установлены их локализация и основные свойства. По материалам исследования защищена кандидатская диссертация.

     На протяжении ряда лет отделение было клинической базой для подготовки специалистов по двигательной реабилитации для Университета физической культуры им.П.Ф.Лесгафта и Института специальной психологии и педагогики им.Р. Валленберга и по нейрофизиологии для биофака СПбГУ. Результатом научной работы со студентами стали более 20 выпускных квалификационных и дипломных работ, 12 публикаций, трое выпускников стали сотрудниками института. В настоящее время активно развивается сотрудничество по подготовке специалистов с научно-образовательным центром "Фундаментальные основы медицинских и биомедицинских технологий" СПбГПУ им.Петра Великого.

     До 2013 г. Реабилитация осуществлялась по адресу 2-й Муринский пр. 12 кор. 3, с 2013 года – во вновь построенном  здании детской хирургической  клиники по адресу ул. Политехническая 32Б (2  этаж).

     В июле 2015 на базе группы клинической нейрофизиологии и реабилитации создана лаборатория нейрофизиологии и нейрореабилитационных технологий, которую возглавил доктор медицинских наук, профессор Мусиенко Павел Евгеньевич . Клиническое направление возглавляет ведущий научный сотрудник к.б.н. Елена Юрьевна Шапкова.

 

ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ РАБОТЫ

  • Изучение механизмов функционирования и структурной организации спинальных нейронных сетей, осуществляющих контроль сенсомоторных и вегетативных функций. 

  • Исследование механизмов нейрональной пластичности при поражении спинного мозга и методов искусственного управления спинальными нейронными сетями.

  • Разработка алгоритмов нейропротезирования при плегиях и нейрогенных дисфункциях тазовых органов (мочевого пузыря) разной этиологии (травма, туберкулез, пороки развития).

  • Клиническая апробация комплексных методов и режимов нейрореабилитационного лечения пациентов с вертеброгенными  миелопатиями туберкулезной и иной этиологии, включая:

• Электростимуляцию спинного мозга (накожную и эпидуральную, в том числе с помощью имплантируемых систем для длительной и хронической стимуляции),  для восстановления либо компенсации моторных (поза, локомоция, движения руки и пальцев), сенсорных и тазовых нарушений;

•Комплексную электро- и фармакологическую (моноаминовую) стимуляцию спинного мозга;

• Тредмил-терапию, в том числе механизированную (аппарат для локомоторной тренировки, ООО «Орбита»), ходьбу в облегченном экзоскелете «Экзосуппорт» (ООО «ИНТЕХНО-ЮГРА»),  и иные методы локомоторной тренировки реабилитации;

• Дополнительные методы сенсорной стимуляции - вибростимуляцию, пневмостимуляцию («Котвит»);

•Тренировки вертикальной позы со зрительной обратной связью на двухопорной силовой платформе «КОБС» (Германия);

•Тренировки произвольных движений руки и кисти со зрительной обратной связью c помощью сенсоров Neuron Perception.

 

УЧАСТИЕ В ВЫПОЛНЕНИИ ГОСЗАДАНИЯ ПО НИР в 2015-2018гг.

ТЕМА: ИННОВАЦИОНЫЕ ПОДХОДЫ К ДИАГНОСТИКЕ, ЛЕЧЕНИЮ, ПРОГНОЗИРОВАНИЮ ИСХОДОВ И ПРОФИЛАКТИКЕ ОСЛОЖНЕНИЙ В ХИРУРГИИ КОСТНО-СУСТАВНОГО ТУБЕРКУЛЕЗА  И ДИФФЕРЕНЦИРУЕМЫХ ЗАБОЛЕВАНИЙ (Научный руководитель – проф.д.м.н. А.Ю.Мушкин)

ЗАДАЧА: Создание пациент-ориентированной системы диагностики и лечения функциональных уродинамических, неврологических и статико-динамических нарушений при инфекционных поражениях скелета и дифференцируемых заболеваниях (Ответственный исполнитель: к.б.н. Шапкова Е.Ю.)

ТЕМА: ДОКЛИНИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ БИОМЕДИЦИНСКИХ КЛЕТОЧНЫХ ПРОДУКТОВ И НАНОСТРУКТУРИРОВАННЫХ МАТЕРИАЛОВ ДЛЯ ПРОФИЛАКТИКИ И ЛЕЧЕНИЯ  ТУБЕРКУЛЕЗА (Научный руководитель - проф. д.м.н. Т.И.Виноградова)

ЗАДАЧА: Обоснование возможности применения многокомпонентного трансплантата содержащего аллогенные/аутологичные клетки для замещения дефекта стенки мочевого пузыря в экспериментальных условиях, оценить его возбудимость и сократимость (Ответственный исполнитель: к.м.н. Муравьев А.Н.)

 

ДОСТИЖЕНИЯ И РАЗРАБОТКИ

  • Разработанные методы электростимуляции и проприоспинальной стимуляции спинного мозга защищены 4 патентами РФ.
  • Три проекта, в том числе 2 поисковых, на конкурсе инновационных проектов Санкт-Петербургской промышленной ярмарки в 2012 и 2013 гг., отмечены экспертами и получили большие золотые медали и дипломы 1степени.
  • Проведены 2 семинара по электростимуляции спинного мозга с участием более 40 человек из ведущих медицинских центров Санкт-Петербурга, Новосибирска, Кургана, Новокузнецка,  Челябинска, Томска, Киева, и др. (совместно с ООО «Медицинские системы», Челябинск).
  • Проведены клинические испытания комплекса для нейрореабилитации пациентов с поражением спинного мозга производства ООО «Косима» (Москва) (в сотрудничестве с институтом физиологии им.И.П.Павлова РАН).
  • Участие в НИР института физиологии им.И.П.Павлова РАН по грантам РФФИ 13-04-12023 и РНФ 14-45-00024  по изучению влияния чрескожной электростимуляции спинного мозга и моноаминовой терапии (препарат буспирон)

 

ОСНОВНЫЕ ПУБЛИКАЦИИ

1.Shapkov Iu.T, Shapkova E.Iu, Mushkin A.Iu. Electrostimulation of the spinal cord as a method of inducing locomotor activity in children (clinical aspects and technical problems) // Med Tekh. – 1996. – Vol.4. – P.3-5.

2.Shapkov IuT, Shapkova EIu.Spinal locomotor generators in humans: problems in assessing effectiveness of stimulations. // Med Tekh. – 1998. – Vol.4. – P.24-7.

3.Shapkova E.Yu., Mushkin A.Yu. Spinal electrostimulation of walking movements as a method for recovery of locomotor activity in patients with vertebrogenic myelopathy Biomedical Engineering. 2002. Т. 36. № 6. С. 331-334.

4.Shapkova E.Y., Schomburg E.D. Two types of motor modulation underlying human stepping evoked by spinal cord electrical stimulation (sces). acta physiologica et pharmacologica bulgarica. 2001. Т. 26. № 3. С. 155-157

5.Shapkova E.Y., Spinal locomotor capability revealed by electrical stimulation of the lumbar nlargement in paraplegic patients. Progress in Motor Control/Eds. Latash, Levin; Human Kinet¬ics.-2004. vol.3 -P. 253-290.

6.Wang Y., Shapkova E.Yu., Siwasakunrat S., Zatsiorsky V.M., Latash M.L., Stepping from a narrow support Journal of Electromyography & Kinesiology. 2007. Т. 17. № 4. С. 462-472.

7.Hegeman J., Shapkova E.Y., Honegger F., Allum J.H.J., Еffect of age and height on trunk sway during stance and gait Journal of Vestibular Research. 2007. Т. 17. № 2-3. С. 75-87.

8.Шапкова Е.Ю. Нейрореабилитация при миелопатиях, вызванных туберкулезом и другими заболеваниями позвоночника. - Туберкулез и болезни легких. 2007. Т. 84. № 1. С. 49-54.

9.Shapkova, E. Yu. Do synergies decrease force variability? A study of single- finger and multi-finger force production / E. Yu. Shapkova,  A. L. Shapkova, S. R. Goodman, V. M. Zatsiorsky, M. L. Latash // Exp. Brain. Res. - 2008. – Vol. 188. – P. 411–425.

10.Donna-Dos-Santos, A. Postural control during upper body locomotor-like movements: similar synergies based on dissimilar muscle modes/ A. Donna-Dos-Santos, E. Yu. Shapkova, A. L. Shapkova, A. M. Degani, M. L. Latash // Exp. BrainRes. - 2009. – Vol. 193. – P. 565–579.

11.Живолупов С.А., Шапкова Е.Ю., Самарцев И.Н., Федоров К.В. //Патогенез и новая стратегия в коррекции нарушений невральной проводимости при компрессионно-ишемических нейропатиях (клиническое и экспериментальное исследование): Ж. Неврол. и психиатр. им. С.С.Корсакова 2010: 110 (8): 41- 50. (0,452)

12.Живолупов С.А., Шапкова Е.Ю., Самарцев И.Н. ОСОБЕННОСТИ НАРУШЕНИЯ ЦЕНТРАЛЬНОЙ ПРОВОДИМОСТИ У ПАЦИЕНТОВ С КОГНИТИВНЫМИ РАССТРОЙСТВАМИ СОСУДИСТОГО ГЕНЕЗА Вестник Российской военно-медицинской академии. 2010. Т. 4. С. 28.

13.Живолупов C.А., Шапкова Е.Ю., Самарцев И.Н., Юрин А.А. Влияние нейромидина и церебролизина на нейродинамические процессы при травматической болезни головного мозга/ Журнал неврологии и психиатрии им. C.C. Корсакова. 2011. Т. 111. № 4. С. 31-36.

14.Shapkova, E. Yu. Arm motion coupling during loсomotion-like actions: an experimental study and a dynamic model / E. Yu. Shapkova, A. V. Terekhov, M. L. Latash // Motor Control. – 2011. - № 15. – P. 206-220. 

15.Шапкова Е.Ю. Электростимуляция спинного мозга для восстановления движений при вертеброгенных миелопатиях. Физиотерапия, бальнеология и реабилитация. - 2013. № 3. С. 43-44.

16.Мушкин А.Ю., Снищук В.П., Малярова Е.Ю., Шапкова Е.Ю., Куклина С.А.Редкая патология позвоночника у ребенка с нейрофиброматозом I типа Хирургия позвоночника. 2014. № 1. С. 24-28. 

17.Wenger N., Moraud E.M., Gandar J., Musienko P. et al. Spatiotemporal neuromodulation therapies engaging muscle synergies improve motor control after spinal cord injury //  Nature Medicine. – 2016. doi:10.1038/nm.4025

http://www.nature.com/nm/journal/vaop/ncurrent/full/nm.4025.html#t

18.Merkulyeva N., Veshchitskii  A., Makarov F., Gerasimenko Y, Musienko Р. Distribution of 28 kDa calbindin-immunopositive neurons in the cat spinal cord // Frontier in Neuroanatomy. – 2015.  http://dx.doi.org/10.3389/fnana.2015.00166

 

ПУБЛИКАЦИИ В МАТЕРИАЛАХ КОНФЕРЕНЦИЙ И СБОРНИКАХ НАУЧНЫХ ТРУДОВ:

2013

2014

2015

НАГРАДЫ

Конкурс «Лучший инновационный проект и лучшая научно-техническая разработка года» в рамках Петербургской технической ярмарки 13-15 марта 2012 года:

Проект «Донозологическая скрининг-диагностика по органному принципу с помощью прецизионной термографии в профилактической медицине» (совместно с ЗАО «Силар») получил I место и награжден Золотой Медалью;

Проект ”Электростимуляция поясничного и шейного утолщения спинного мозга для восстановления движений у парализованных больных” получил  I место и награжден Золотой Медалью;

Конкурс «Лучший инновационный проект и лучшая научно-техническая  разработка года» в рамках Петербургской технической ярмарки 12-14 марта 2013 года:

Проект «Восстановление локомоторных способностей человека сочетанной электростимуляцией поясничного утолщения спинного мозга и пневмостимуляцией опорной части стопы» (совместно с ГНЦ РФ ИМБП РАН и ООО «ВИТА») получил I место и награжден Золотой Медалью

 

 ОСНОВНЫЕ ПАТЕНТЫ

      • RU 2130326  C1 «Способ лечения больных с поражением спинного   мозга»

      • RU 2142737 C1«Способ вызова локомоции у больных с поражением спинного мозга»

     • RU 2204423 С2 «Способ лечения больных с хроническим поражением спинного мозга»

      • RU 2475283 C2 «Способ восстановления движений рук у больных с верхними параличами и парезами»

 

ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ

Планируется дальнейшее развитие нейрореабилитационного направления, объединяющего экспериментальные (на моделях животных) и клинические исследования по созданию высоких технологий, технических устройств и фармакологических препаратов для нейрореабилитации и осуществления повседневной двигательной активности пациентов с плегиями разной этиологии, их до- и клинической апробации и переноса в клиническую практику.

  

СОБЫТИЯ

18 января 2016 года в высокорейтинговом (Импакт фактор 27.363), престижном журнале Nature Mеdicine опубликована статья международной группы ученых “Spatiotemporal neuromodulation therapies engaging muscle synergies improve motor control after spinal cord injury”. В результате многолетних экспериментальных исследований на животных разработан новый способ электростимуляции спинного мозга при параличах, который в будущем поможет вновь обрести двигательную активность людям с поражениями спинного мозга. В работе принял активное участие доктор медицинских наук, профессор Мусиенко П.Е., руководитель лаборатории нейрофизиологии и экспериментальной нейрореабилитации НИИ фтизиопульмонологии МЗ РФ, старший научный сотрудник Института физиологии им. И.П. Павлова РАН, руководитель лаборатории нейропротезов Института трансляционной биомедицины СПбГУ (http://biomedinstitute.spbu.ru/ru/musienko_lab_ru).

http://www.nature.com/nm/journal/vaop/ncurrent/full/nm.4025.html#t

 

28 января  2016 года в престижном журнале Frontier in Neuroanatomy вышла статья:

Merkulyeva N., Veshchitskii  A., Makarov F., Gerasimenko Y, Musienko Р. Distribution of 28 kDa calbindin-immunopositive neurons in the cat spinal cord // Frontier in Neuroanatomy. – 2015.

http://dx.doi.org/10.3389/fnana.2015.00166

 

 

 

 

18 января 2016 года в высокорейтинговом (Импакт фактор 27.363), престижном журнале Nature Mеdicine опубликована статья международной группы ученых “Spatiotemporal neuromodulation therapies engaging muscle synergies improve motor control after spinal cord injury”. В результате многолетних экспериментальных исследований на животных разработан новый способ электростимуляции спинного мозга при параличах, который в будущем поможет вновь обрести двигательную активность людям с поражениями спинного мозга.

Подробнее...

.