Ортостатическая тренировка
В настоящее время в реабилитологии нет четкого описания метода ортостатической тренировки пациентов с невозможностью самостоятельного поддержания вертикального положения тела, нет классификации применяемых методик и приспособлений. Ниже перечислены известные варианты подобных тренировок.
- Применение пассивного стояния
- Применение приспособлений для пассивного поддержания вертикального положения тела без использования двигательных рычагов (стояние на бедренных протезах);
- .Тренировка на тредмилле (бегущей дорожке) с поддержанием веса тела. Вес тела поддерживается системой подвешивающих строп. Движение по дорожке и стимуляция опорной функции ходьбы в зависимости от степени поражения двигательных функций может осуществляться самим пациентом, при помощи двух-трех инструкторов, удерживающих, приподнимающих и правильно устанавливающих голени и стопы пациента, при помощи специальных механизированных движущихся в определенном темпе опор для ступни (движение пациента соответственно активное, активное с помощью, пассивное).
- .Применение экзоскелета.
Разработка экзоскелетов начата в середине прошлого века, ведется по 2-м направлениям: военное – экзоскелет позволяет увеличивать мышечную силу солдата и для применения в реабилитации. В реабилитации применение экзоскелетов так же двунаправлено: для увеличения силы медицинского персонала, ухаживающего за тяжелобольными и неподвижными пациентами, и для обеспечения вертикальной опоры и ходьбы самих парализованных или ослабленных пациентов. Экзоскелет повторяет биомеханику человека для пропорционального увеличения усилий при движениях. По сообщениям открытой печати, реально действующие образцы созданы в США (Tibion Bionic Technologies, Berkeley Bionics, Raytheon Company, SARCOS Research Corporation), Японии (Cyberdyne, Cybernics, Kanagawa Institute of Technology, Honda) и Израиле (Argo Medical Technologies).
Исходно экзоскелет – роботизированное устройство, предназначенное для увеличения мускульной силы человека за счёт внешнего каркаса, воспринимающее электрические импульсы с мышц человека и передающее их после компьютерного преобразования на двигательные элементы внешнего каркаса, укрепленного на теле человека. Для применения в реабилитации экзоскелет требует определенных технологических и конструктивных изменений.
В настоящее время имеются определенные наработки в области создания экзоскелетов. Технологические особенности позволяют некоторым образом упорядочить их структурное разнообразие.
- I Экзоскелет – скафандр, увеличивающий мышечную силу, источником импульсов для движения скелета является собственная мышечная активность. Может применяться только при здоровой мышечной и нервной ткани, применение ограничено военными целями. Применяются сервомоторы для ускорения двигательной активности и снижения энергетических затрат
- II Экзоскелет на основе роботизированного внешнего каркаса, крепящегося к человеку и приводимого в движении видоизмененными электрическими потенциалами работающих мышц.
Варианты разнообразны, во всем многообразии прослеживается однотипная структура. В роботизированную конструкцию входят:
- 1.Внешние опоры, крепящиеся к человеку системой ремней. Опоры прерываются подвижными соединениями на уровне суставов, могут быть представлены системой «нижние конечности», «верхние конечности», «полная конструкция».
- 2.Система, обеспечивающая движение сочлененных опор. Для осуществления движения могут применяться электромоторы, гидравлические и пневматические системы, возможна разработка других вариантов.
- 3.Блок питания. Энергопортебление может обеспечиваться за счет электропривода (аккумуляторная батарея, переменный ток) или небольшого двигателя внутреннего сгорания.
- 4.Система датчиков движения и опоры под ступней и система биоэлектрических сенсоров, крепящихся к коже для восприятия электрического потенциала работающей мыщцы.
- 5.Компьютерный блок – воспринимает информацию от системы биоэлектрических сенсоров и передает на систему обеспечения движения.
Применение данных систем в реабилитации будет ограничено, так как требует наличия полноценного проведения импульса по нервному волокну и отсутствия мышечного перерождения.
- III Экзоскелет для нижних конечностей, обеспечивающий поддержание вертикального положения тела и пассивное передвижение пациента в зависимости от избранной программы: «движение по горизонтальной плоскости», «подъем по лестнице». Преимущества данной конструкции в реабилитации – пассивность движения, независимость от биоэлектрической активности собственных тканей пациента.
Применение в реабилитации имеющихся моделей ограничено несколькими факторами: дороговизна, большая масса блока питания, восприятие полноценного двигательного импульса. Кроме того, все разработки направлены на осуществление самостоятельной (аппаратной) функции движения и формального увеличения силы пациента за счет применяемого аппарата, тогда как основной задачей должна быть возможность восстановления утерянной или измененной функции.
.
Электростимуляция
В реабилитации пациентов с утраченной нарушением двигательной функции традиционно применяется электростимуляция, в некоторых случаях проводимая не только лежа, но так же в положении стоя и в ходьбе. Под влиянием импульсных токов определенных параметров происходит активация метаболизма в стимулируемых тканях, идет ускорение регенерации мышцы и нервной ткани и их функций, происходит активация пластических и энергетических процессов.
С учетом принципа комплексности, в реабилитации пациентов с утерей функции поддержания вертикального положения тела и ходьбы необходимым использование одновременно сразу нескольких вариантов воздействий:
- 1.Поддержание вертикального положения;
- 2.Локомоторные(стимулирующие двигательную активность) влияния с опорой стопы и движением мышц;
- 3.Электростимуляция ослабленных мышц.
Реализации данных принципов может быть проведена в рамках разработки роботизированного приспособления, которое будет обеспечивать:
- 1.Вертикальное положение – за счет системы механических опор, укрепленных по внешней поверхности нижних конечностей с креплением на поясе (положение «стоя») или по внутренней поверхности нижних конечностей с седловиной (положение «полусидя»).
- 2.Движение по ровной поверхности за счет заданной программы. Преимущество – нет необходимости в наличии сохраненных нормальных биопотенциалов на мышцах, возможно включение в реабилитацию пациентов с длительным анамнезом болезни, при наличии реакций перерождения в мышцах; в реабилитации могут участвовать пациенты с полным отсутствием двигательной функции. Единственное условие для включения в реабилитационную программу – отсутствие выраженных спастических параличей и контрактур. Функция движения может использоваться как для реабилитации, обеспечивая значительное количество пассивных или активных с помощью локомоций и исключения феномена «разучился использовать», так и для бытового передвижения пациента. В последующем возможна разработка более сложных вариантов двигательной активности.
- 3.Электростимуляцию ослабленных мышц нижних конечностей, проводимую в соответствии с актом движения, что обеспечит ряд преимуществ данного метода реабилитации. Электростимуляцию предполагается проводить после проведения электромиографии и электродиагностики, с индивидуальным подбором формы тока, частоты и длительности импульсов. Для электростимуляции точечные электроды будут закреплены на коже пациента, работа блока электростимуляции должна быть согласована с двигательным актом, что обеспечит физиологичность воздействия. Механическая и проприоцептивная стимуляция при движении в положении ортостаза с синхронной электростимуляцией обеспечит всесторонность и физиологичность воздействия, максимальный трофический эффект, что, несомненно, приведет к ускорению и повышению эффективности реабилитационного процесса.