На нашем сайте используются cookie-файлы. Продолжая пользоваться данным сайтом, вы подтверждаете свое согласие на использование файлов cookie в соответствии с настоящим уведомлением и Пользовательским соглашением.
Отправить рукопись
Главная / Журналы / Вестник восстановительной медицины / Том 20 Номер 2 / Влияние курса тренировки в экзоскелете на энергетические параметры ходьбы больных с рассеянным склерозом
Влияние курса тренировки в экзоскелете на энергетические параметры ходьбы больных с рассеянным склерозом
Отправить рукопись Скачать PDF
Текст
Цитировать
Цитирований:

ВЛИЯНИЕ КУРСА ТРЕНИРОВКИ В ЭКЗОСКЕЛЕТЕ НА ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ ХОДЬБЫ БОЛЬНЫХ С РАССЕЯННЫМ СКЛЕРОЗОМ
УДК 531/534 Механика
Петрушанская К А 1
Котов С В 2
Письменная Е В 3
Лиждвой В Ю 4
Доценко В И 5
Авторы:
1.  Московский областной научно-исследовательский клинический институт им. М.Ф. Владимирского

2.  Московский областной научно-исследовательский клинический институт им. М.Ф. Владимирского

3.  ООО «ЭкзоАтлет» Россия

4.  Московский областной научно-исследовательский клинический институт им. М.Ф. Владимирского

5.  ООО Научно-медицинская фирма «Статокин»

Тип:
Статья
DOI:
https://doi.org/10.38025/2078-1962-2021-20-2-29-41
Страницы:
с 29 по 41
Статус:
Опубликован
Получено:
27.04.2021
Одобрено:
27.04.2021
Опубликовано:
27.04.2021
Классификаторы:
УДК 531/534 Механика
Язык материала:
русский
Ключевые слова:
рассеянный склероз, электрическая активность мышц, суммарный интеграл, явления резонанса при ходьбе
Аннотация и ключевые слова
Аннотация (русский):
Цель исследования. Выявить особенности изменения энергетических параметров ходьбы у больных с рассеянным склерозом (РС) и их коррекцию под влиянием курса тренировки в экзоскелете. Материалы и методы. У 3-х больных с РС была исследована электрическая активность двух симметричных мышц бедра - обеих двуглавых мышц бедра и обеих прямых мышц бедра при ходьбе в разных темпах: медленном, замедленном, произвольном, ускоренном и быстром. Помимо этих параметров, также исследовали энергетические параметры ходьбы, а именно, среднюю электрическую активность мышц, эквивалентную мощности мышц, и суммарный интеграл за 10 м пути, эквивалентный работе мышц с учетом как темпа, так и длины шага. Результаты. Авторы выявили характерные особенности энергетических параметров ходьбы у больных с расcеянным склерозом, а именно, очень незначительное повышение мощности мышц при повышении скорости передвижения и отсутствие второй ветви параболы в кривой суммарного интеграла за 10 м пути. На основании полученных данных, авторы делают выводы о резком уменьшении явлений резонанса при ходьбе больных с РС. Авторы разработали методику тренировки ходьбы в экзоскелете, которая включает общее время тренировки, чистое время ходьбы (время ходьбы без учета отдыха), скорость, темп и длину шага при ходьбе в экзоскелете, количество шагов, сделанных больными за сеанс и за весь курс. После курса тренировки авторы выявили существенное улучшение иннервационной структуры ходьбы, которое проявляется в значительном повышении максимумов активности, а в ряде случаев - в появлении этих максимумов, в сосредоточении максимумов в адекватные фазы локомоторного цикла, в появлении второго максимума активности у прямой и двуглавой мышц бедра в переносную фазу шага. Заключение. Все эти положительные изменения сопровождались увеличением произвольной скорости ходьбы и существенным улучшением энергетических параметров ходьбы, а именно значительным увеличением средней электрической активности мышц при увеличении скорости передвижения и появлением двух ветвей параболы в кривой суммарного интеграла за 10 м пути, что свидетельствует о появлении явлений резонанса при ходьбе этих больных.

Ключевые слова:
рассеянный склероз, электрическая активность мышц, суммарный интеграл, явления резонанса при ходьбе
Текст
Текст (PDF): Читать Скачать
Рассеянный склероз (РС) - хроническое прогрессирующее демиелинизирующее заболевание с многоочаговым поражением белого вещества центральной нервной системы, ремиттирующе-прогредиентным течением, вариабельностью неврологических симптомов, поражающее преимущественно людей молодого и среднего возраста. В России насчитывается более 150 тыс. пациентов с этим диагнозом. Только в Москве проживают порядка 7 тыс. пациентов с РС [1-4]. Ряд авторов справедливо отмечают, что двигательные нарушения являются одним из наиболее тяжелых проявлений рассеянного склероза [1-11]. Как показали наши предыдущие исследования, у больных с РС отмечаются общие нарушения ходьбы, которые характерны для всех заболеваний опорно-двигательной системы, а именно: снижение скорости передвижения, уменьшение устойчивости, ослабление опорной и толчковой функций нижних конечностей, резкое снижение электрической активности мышц в течение локомоторного цикла [14, 15]. Тем не менее у данного контингента больных отмечаются и специфические особенности, типичные только для данного заболевания, а именно, циклический характер опорной реакции и электрической активности мышц в течение локомоторного цикла, шаткость походки, треугольная или трапециевидная форма вертикальной составляющей опорной реакции, эквинус стопы и голеностопного сустава нередко в сочетании с рекурвацией в коленном суставе (КС), резкое уменьшение основного сгибания в КС на одной или обеих ногах. Одной из специфических особенностей рассеянного склероза является резкое изменение энергетических параметров при ходьбе больных с разной скоростью [14, 16]. В настоящее время многие аспекты лечения данного заболевания уже хорошо известны. Тем не менее, аспекты двигательной реабилитации остаются недостаточно изученными. Ряд авторов справедливо полагают, что даже незначительное восстановление двигательной функции у больных с рассеянным склерозом является очень сложной задачей [4-11]. С нашей точки зрения, одним из наиболее эффективных методов реабилитации данного контингента больных является тренировка ходьбы в экзоскелете [10-16]. Цель данной работы - выявить особенности изменения энергетических параметров ходьбы у больных с рассеянным склерозом и их коррекцию под влиянием курса тренировки в экзоскелете. Материалы и методы С этой целью у 3-х больных с РС до и после курса тренировки в экзоскелете был исследован ЭМГ-профиль 2-х симметричных мышц нижних конечностей: обеих двуглавых мышц бедра и обеих прямых мышц бедра при ходьбе с разной скоростью - самой медленной, медленной, замедленной, произвольной и быстрой. Для исследований электрической активности мышц при ходьбе был использован комплекс «МБН-Биомеханика». Помимо ЭМГ-профиля мышц, до и после курса тренировки были исследованы количественные параметры электрической активности мышц (энергетические параметры), а именно, средняя электрическая активность мышц (эквивалентная мощности мышц) и суммарный интеграл электрической активности за 10 м пути (эквивалентный работе мышц с учетом, как темпа, так и длины шага). Организация тренировки ходьбы в экзоскелете В течение двух недель больные прошли 10-дневный курс тренировки ходьбы в экзоскелете. Средняя длительность сеанса не превышала 1 ч, а чистое время ходьбы (т.е. ходьбы без учета отдыха) - 20-25 минут в связи с быстрой утомляемостью больных. Первые 2-3 дня больные ходили не более 15-20 минут, а начиная с 5-го сеанса - 25 минут. При ходьбе в экзоскелете больные опирались на специальную ходилку - роллатор. При средней длине двойного шага 0.6 м и среднем темпе ходьбы 40 шаг/мин скорость ходьбы в экзоскелете составляла 0.72 км/ч. В течение сеанса больные проходили расстояние 300 м, при этом делая 1000 шагов. При ходьбе в экзоскелете была необходима помощь двух ассистентов, один из которых управлял экзоскелетом, а второй следил за тем, чтобы больные правильно управляли роллатором [16]. Объект исследования С нашей точки зрения, целесообразно рассмотреть изменения параметров электрической активности мышц на примере конкретной больной с рассеянным склерозом П-ой. Больная П-ая. Возраст - 53 года. Диагноз - рассеянный склероз, вторично-прогредиентное течение. Больная находилась на лечении в неврологическом отделении Московского областного научно-исследовательского клинического института им. М.Ф. Владимирского (МОНИКИ) с 21.09. 2017 г. по 4.10. 2017 г. Давность заболевания - 15 лет. ПИТРС -2005-2007 г.- Betaferon. Прогрессирование заболевания началось с февраля 2007 г. Проходила курс сеансов плазмофереза с 2007 по 2009 г, с 2009 г. назначен фотоферез (1раз в 6 месяцев). К настоящему времени больная прошла уже 18 курсов фотофереза. Настоящая госпитализация является плановой для прохождения курса плазмофереза и тренировки ходьбы в экзоскелете. На момент поступления оценка по шкале инвалидизации Куртцке - 6,5 баллов. Сила мышц на левой ноге - 4 балла, на правой ноге - 2 балла. Умеренная спастичность правой нижней конечности. Атактическая походка. Больная ходит с двусторонней опорой (две трости). Отмечается раскачивание туловища относительно фронтальной плоскости. Результаты В таблице 1 представлены основные параметры ходьбы в разном темпе в норме и у больной с РС. Согласно исследованиям А.С. Витензона и A.C. Витензона и соавт., у здоровых людей с повышением скорости ходьбы от 2.1 до 7.3 км/ч одновременно растет темп ходьбы с 68 до 138 шаг/мин и длина двойного шага - с 1.02 до 1.76 м [17-18]. У больной П-ой диапазон изменений скорости ходьбы сужен: от 0.61 км/ч до 3.17 км/ч, при этом длина двойного шага возрастает с 0.73 до 1.17 м, а темп ходьбы - с 28 до 90 шаг/мин. На рисунке. 1. представлен ЭМГ-профиль прямой мышцы бедра и двуглавой мышцы бедра при ходьбе в разном темпе в норме и у больной с рассеянным склерозом. При ходьбе по горизонтальной поверхности в норме электрическая активность прямой мышцы бедра имеет два максимума. Первый максимум начинается на уровне t=85% предшествующего цикла, достигает наибольшей величины в 60-70 мкВ на уровне t=10% следующего цикла и заканчивается к t=30% цикла. Активность мышцы способствует разгибанию в коленном суставе (КС) в конце переносной фазы, предупреждает подкос ноги в коленном суставе, работая в уступающем режиме, и, затем, вместе с другими силами, вызывает разгибание в коленном суставе [17, 18, 19-22]. При повышении темпа ходьбы амплитуда основной волны электрической активности мышцы растет, увеличивается промежуточная межпиковая активность, но в меньшей мере, чем максимальная, экстремальные точки ЭМГ-кривой сдвигаются влево на 5-10% по временной оси [17-20]. При быстром темпе в конце опорной фазы (40%
Список литературы

1. Бойко А.Н., Гусева М.Е., Сиверцева С.А. Немедикаментозные методы лечения и образ жизни при рассеянном склерозе. М. 2015: 239 с.

2. Шмидт Т.Е., Яхно Н.Н. Рассеянный склероз. Руководство для врачей. М. 2010: 267 с.

3. Бойко А.Н., Гусева М.Е., Сиверцева С.А., Батышева Т.Т. Жизнь с рассеянным склерозом. Руководство для пациентов, членов их семей и медицинских работников. М. 2019: 376 с.

4. Батышева Т.Т., Бойко А.Н., Русина Л.Р., Скворцов Д.В. Функциональная двигательная симптоматика рассеянного склероза по данным биомеханических исследований. Медицинская реабилитация пациентов с патологией опорно-двигательной и нервной систем. М. 2006: 243-245.

5. Бойко А.Н., Овчаров В.В., Петров А.В. Лечебная физкультура для больных рассеянным склерозом. Методическое руководство. М. 2013: 88 с.

6. Климов Ю.А., Бойко А.Н., Попова Н.Ф. Аппаратные методы реабилитации двигательных нарушений у больных рассеянным склерозом. Детская и подростковая реабилитация. 2012: Т.2(19): 62-69.

7. Петров А.В., Бойко О.В., Куликова С.А., Бойко А.Н. Аппаратные методы реабилитации больных рассеянным склерозом в условиях стационара. Журнал неврологии и психиатрии им. С.С. Корсакова. Спецвыпуски. 2015; 115(8-2): 72-73.

8. Gutierrez G.M., Chow J.W., Tillman M.D., MсCoy S.C., Castellano V., White L.J. Resistance training improves gait kinematics in persons with multiple sclerosis. Archieves of Physical and Medical Rehabilitation. 2005; 89(9): 1824-1829. https://doi.org/10.1016/j.apmr.2005.04.008

9. Lo A.C., Triche E.W. Improving gait in multiple sclerosis using robot-assisted, body-weight supported threadmill training. Neurorehabilitation and Neural Repair. 2008; V.22(6): 661-671. https://doi.org/10.1177/1545968308318473

10. Di Russo F., Berchicci M., Perri R.L. et al. A passive exoskeleton can push your life up: application on multiple sclerosis patients. PLOS One. 2013; 8(10): e77348. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0077348

11. He Y., Eguren D., Luu T.P., Contreras -Vidal J.L. Risk management and regulation for lower limb medical exoskeleton: a review. Medical Devices: Evidence and Research. 2017; V.10: 89-107. https://doi.org/10.2147/MDER.S107134

12. Straudi S., Fanciulacci C., Martinuzzi C., Paravelli C., Rossi B., Chissari C. et al. The effects of robot-assisted gait training in progressive multiple sclerosis. Multiple Sclerosis Journal. 2016; 22(3): 373-384. https://doi.org/10.1177/1352458515620933

13. Шевченко Ю.Л., Даминов В.Д., Горохова И.Г., Ткаченко П.В., Уварова О.А., Карташов А.В. Антигравитационные технологии восстановления ходьбы в нейрореабилитации. Клиническая патофизиология. 2016; Т.22(1): 134-141.

14. Котов С.В., Лиждвой В.Ю., Секирин А.Б., Петрушанская К.А., Письменная Е.В. Эффективность применения экзоскелета ExoAtlet для восстановления функции ходьбы у больных рассеянным склерозом. Журнал неврологии и психиатрии. 2017; 10(2): 41-46. https://doi.org/10.17116/jnevro201711710241-47

15. Котов С.В., Исакова В.Ю., Лиждвой В.Ю., Секирин А.Б., Письменная Е.В., Петрушанская К.А., Геворкян А.А. Методические рекомендации по нейрореабилитации больных рассеянным склерозом, имеющих нарушения ходьбы, с использованием экзоскелета ExoAtlet. M. 2018: 26 с.

16. Котов С.В., Петрушанская К.А., Лиждвой В.Ю., Письменная Е.В. Секирин А.Б, Сутченков И.А. Клинико-физиологическое обоснование применения экзоскелета «ЭкзоАтлет» при ходьбе больных с рассеянным склерозом. Российский журнал биомеханики. 2020; 24(2): 125-142. https://doi.org/10.15593/RJBiomeh/2020.2.03

17. Витензон А.С. Закономерности нормальной и патологической ходьбы человека. М. 1998: 271 с.

18. Витензон А.С., Петрушанская К.А. От естественного к искусственному управлению локомоцией. М. 2003: 448 с.

19. Скворцов Д.В. Диагностика двигательной патологии инструментальными методами. Анализ походки. Стабилометрия. М. 2008: 638 с.

20. Славуцкий Я.Л., Витензон А.С., Гриценко Г.П., Петрушанская К.А., Михеева Н.Е., Сутченков И.А. Исследования электрической активности мышц при нормальной ходьбе в разных темпах. Протезирование и протезостроение. М. 1998; (95): 103-110.

21. Саранцев А.В. К количественному анализу некоторых показателей энергетической оптимальности ходьбы. Протезирование и протезостроение. М. 1973; (30): 84-92.

22. Winter D. Biomechanics and motor control of human movement. John Willey and Sons Inc. New-York. 1990: 277 p.

23. Crieve D. Gait patterns and the speed of walking. Bio-Medical engineering. 1968; V.3: 119-122.

24. Quanbury A.O., Milner M., Basmajan J.V. Human locomotion: E.M.G. activity of four leg muscles in various walking speeds and pace frequencies. Proccedings of the 23-rd Annual Conference on Engineering in Medicine and Biology. 1970; (4): 75 p.

25. Bouisset S., Goubel F. Integrated electromyographic aсtivity and muscle work. Journal of Applied Physiology. 1973; V.35(5): 695-702. https://doi.org/10.1152/jappl.1973.35.5.695

26. Yang J.F., Stein R.B., James K.B. Contribution of peripheral afferents to the activation of the soleus muscle during walking in humans. Experimental Brain Research. 1991; V.87: 679-687. https://doi.org/10.1007/BF00227094

27. Северин Ф.В., Шик М.Л., Орловский Г.Н. Работа мышц и одиночных мотонейронов при управляемой локомоции. Биофизика. 1967; Т.12(30): 660-667.

© nmicrk.editorum.ru
Политика защиты и обработки персональных данных Поддержка Powered by Editorum,  Инструкции
Войти или Создать
* Забыли пароль?