Введение. Лечение и реабилитация пациентов, страдающих сколиозом, остаются актуальными проблемами в ортопедии. Также остается важной и проблема плоскостопия у детей. Метод биологической обратной связи (БОС) является одним из перспективных методов восстановительной медицины. Эта методика позволяет пациенту в игровой форме обучаться управлению мышцами, контроль над которыми был утрачен из-за основного заболевания. Цель исследования — разработка наиболее оптимальных стратегий использования ЭМГ-БОС метода при сколиозе и плоскостопии. Материалы и методы. Все модели ЭМГ-БОС тренажеров имеют типичную комплектацию: электроды, считывающие сигнал при напряжении мышцы; транслирующая система, которая обрабатывает сигнал, считанный электродами, и передает его компьютеру; компьютер использует полученный сигнал для визуализации работы мышц; программное обеспечение поддерживает мотивацию и приверженность к лечению. Результаты. Принцип работы ЭМГ-БОС тренажеров универсален, изменяется лишь место крепления электродов в зависимости от поставленной задачи. Цель лечебных тренировок с использованием БОС по ЭМГ у пациентов со сколиозом — коррекция дисбаланса паравертебральных мышц и создание прочного мышечного корсета. Для коррекции плоскостопия необходимо тренировать мышцы сгибатели и супинаторы стоп. Обсуждение. Количество сеансов и продолжительность каждого должны определяться индивидуально при проведении ЭМГ-БОС-терапии. Выводы. ЭМГ-БОС тренинги являются перспективным методом в лечение патологий опорно-двигательного аппарата.
Ключевые слова: сколиоз, плоскостопие, метод биологической обратной связи, ЭМГ-БОС тренажер.
Introduction. Treatment and rehabilitation of patients suffering from scoliosis remain urgent problems in orthopedics. The problem of flat feet in children also remains important. The biofeedback method (biofeedback) is one of the promising methods of restorative medicine. This technique allows the patient to learn how to control muscles in a playful way, control over which has been lost due to the underlying disease. The aim of the study is to develop the most optimal strategies for using the EMG–BOS method in scoliosis and flat feet. Materials and methods. All models of EMG-BOS simulators have a typical configuration: electrodes that read the signal when the muscle is strained; a broadcasting system that processes the signal read by the electrodes and transmits it to a computer; a computer uses the received signal to visualize muscle work; software supports motivation and adherence to treatment. Results. The principle of operation of EMG-BOS simulators is universal, only the place of attachment of the electrodes changes depending on the task. The purpose of therapeutic training using EMG BOS in patients with scoliosis is to correct the imbalance of the paravertebral muscles and create a strong muscular corset. To correct flat feet, it is necessary to train the flexor and supinator muscles of the feet. Discussion. The number of sessions and the duration of each should be determined individually during EMG-BOS therapy. Conclusions. EMG-BOS trainings are a promising method in the treatment of pathologies of the musculoskeletal system.
Keywords: scoliosis, flat feet, biofeedback method, EMG-BOS simulator.
Введение
Лечение и реабилитация пациентов, страдающих сколиозом, остаются актуальными проблемами в ортопедии. Необходимость поиска новых методов раннего выявления и мониторинга деформаций позвоночника, а также разработки эффективных методов консервативного лечения подчеркивает серьезность этой проблемы. Особенность сколиоза заключается в том, что это заболевание преимущественно детского возраста, и коррекция во взрослом возрасте затруднительна. Поэтому важно своевременно диагностировать сколиоз и начать его лечение. [1]
Плоскостопие является болезнью современной цивилизации. По разным оценкам плоскостопию подвержены 35 % мальчиков и 20 % девочек в детском возрасте, у взрослых данная патология диагностируется у 15–20 % случаев. Плоскостопие — это прогрессирующее заболевание, которое может протекать бессимптомно на начальных стадиях, но впоследствии вызывает боль в ногах и спине, быструю утомляемость при ходьбе и другие симптомы. [2]
Метод биологической обратной связи (БОС) является одним из перспективных методов восстановительной медицины. Метод БОС по электромиографии (ЭМГ) — немедикаментозный аппаратурный метод лечения, при помощи которого пациент в игровой форме обучается управлению мышцами, контроль над которыми был утрачен из-за основного заболевания.
Уникальность данной методики заключается прежде всего в наглядном, понятном пациенту и специалисту визуальном сопровождении занятия на ЭМГ-БОС тренажере и, следовательно, повышению эффективности обучения больного процессам биоуправления амплитудой, ритмом биоэлектрической активности мышцы.
Цель исследования — разработка наиболее оптимальных стратегий использования ЭМГ-БОС метода при сколиозе и плоскостопии.
Материал и методы
Все модели ЭМГ-БОС тренажеров имеют типичную комплектацию: электроды, считывающие сигнал при напряжении мышцы; транслирующая система, которая обрабатывает сигнал, считанный электродами, и передает его компьютеру; компьютер использует полученный сигнал для визуализации работы мышц; программное обеспечение поддерживает мотивацию и приверженность к лечению. Визуализация работы мышц может быть представлена в виде графика, компьютерной игры и т. д.
Датчики ЭМГ регистрируют биоэлектрический сигнал, поступающий от мышцы, далее происходит определение ее электрической мощности. После начинается лечебный корректирующий процесс — пациент напрягает мышцу, а прибор фиксирует сигнал, преобразуя его в видеосигнал в виде графика или компьютерной игры.
Для проведения тренинга изначально необходимо определить «мышцу-мишень», то есть мышцу, на которую будет происходить воздействие. Исходя из диагностических данных, необходимо определить характер функционального нарушения. Мышца, функционирование которой будет компенсировать данное нарушение, можно назвать «мишенью». [3]
Результаты
Стоит отметить, что принцип работы ЭМГ-БОС тренажеров универсален, изменяется лишь место крепления электродов в зависимости от поставленной задачи.
Сколиоз — это ортопедическое заболевание, характеризующееся сложной многоплоскостной деформацией позвоночного столба и грудной клетки. Согласно принятой в нашей стране классификации сколиоза по В. Д. Чаклину (1973), степень тяжести патологического процесса определяют по величине угла искривления. Ведущими причинами заболевания, по мнению ряда исследователей, являются генетическая предрасположенность и метаболические нарушения в организме. Исследования вертебральных и паравертебральных структур (тел позвонков, межпозвонковых дисков, связочного аппарата и мышц) выявили ряд морфологических изменений, таких как смещение пульпозного ядра в выпуклую сторону сколиотической дуги. Однако эти изменения не доказывают, что они являются основной причиной развития сколиоза, а не его следствием. [1]
Цель лечебных тренировок с использованием БОС по ЭМГ у пациентов со сколиозом — коррекция дисбаланса паравертебральных мышц и создание прочного мышечного корсета. Среди мышц туловища, отвечающих за вертикализацию тела, особое значение имеет m. erector spinae. При сколиозе пучки волокон мышцы на выпуклой стороне искривления располагаются компактно, а на вогнутой стороне мышца распластана и частично подвержена жировому перерождению. Именно m. erector spinae образует мышечный валик на выпуклой стороне искривления. Задача терапии у пациентов со сколиозом — усиление работы ослабленных мышц, нормализация трофических процессов в них и выработка навыка правильной осанки при оптимальной статической нагрузке на симметричные группы паравертебральных мышц. Использование БОС по ЭМГ при сколиозе особенно оправдано из-за того, что паравертебральные мышцы хуже поддаются произвольному контролю по сравнению с мышцами верхней и нижней конечностей.
При С-образном сколиозе, локализованном в грудном отделе, наибольшей эффективности процедур можно добиться при наложении электродов на уровне апикального позвонка фронтального искривления.
При S-образном сколиозе для коррекции мышечного дисбаланса электроды целесообразно накладывать на уровнях вершин обеих дуг по лопаточной линии, начиная коррекцию на стороне вогнутости более выраженной сколиотической дуги.
Наиболее распространённой и социально значимой патологией в современной ортопедии является деформация стоп у детей. Например, по данным ряда исследователей распространенность плоскостопия составляет 0,6 % — 77,9 %. Такой широкий диапазон связан с различными критериями диагностики и сопутствующей патологией. На фоне нарушений биомеханики стопы, ее статической и биодинамической постановки может формироваться перекос таза, что неизбежно приведет к появлению адаптационного сколиоза.
Поперечное плоскостопие — это вид уплощенной стопы, при котором она имеет полное соприкосновение с полом из-за ее опущенного поперечного свода. Длина стопы уменьшается по причине разошедшихся в форме веера плюсневых костей, а также смещенного наружу большого пальца. Нормальное анатомическое строение стопы — с изгибами (продольным и поперечным сводами), что позволяет амортизировать любые нагрузки. [2]
При продольном плоскостопии уплощен продольный свод, и стопа соприкасается с полом почти всей площадью подошвы, длина стоп увеличивается. Плоскостопие находится в прямой зависимости от массы тела: чем больше масса и, следовательно, нагрузка на стопы, тем более выражено продольное плоскостопие. Данная патология имеет место в основном у женщин. Продольное плоскостопие встречается чаще всего в возрасте 16–25 лет, поперечное — в 35–50 лет.
Для коррекции данных нарушений необходимо, в том числе, тренировать мышцы сгибатели и супинаторы стоп. Во время тренировки методом БОС-ЭМГ электроды накладывают на поверхностно расположенные мышцы: I. — медиальная (внутренняя) головка икроножной мышцы — синергист сгибателей стопы (задней большеберцовой, длинных сгибателей пальцев); II. — передняя большеберцовая мышца — супинатор стопы; III. — малоберцовые мышцы, осуществляющие отведение стопы.
Обсуждение
Количество сеансов и продолжительность каждого должны определяться индивидуально при проведении ЭМГ-БОС-терапии. Обычно основной курс лечения методом БОС включает не менее 10 сеансов, а продолжительность активной работы должна длиться не менее 20 минут. После завершения основного курса может быть проведён дополнительный курс 2–3 раза в неделю для закрепления и отработки правильного паттерна. [4]
Выводы
ЭМГ-БОС тренинги являются перспективным методом в лечение патологий опорно-двигательного аппарата. Главным преимуществом метода является его универсальность и простота в применении. Количество сеансов и продолжительность тренингов напрямую зависят от тяжести патологии и определяются индивидуально.
Литература:
- Зайцева Т. Н., Куликов А. Г., Ярустовская О. В. Сколиоз у детей: новые подходы к лечению и реабилитации. Вопросы курортологии, физиотерапии и лечебной физической культуры. 2017;94(4):43‑47.
- Гацкан О. В. Лечение плоскостопия: обзор российской литературы// МНИЖ. 2021. № 1–3 (103).
- Bailly F, Ceglia A, Michaud B, Rouleau DM and Begon M. Real-Time and Dynamically Consistent Estimation of Muscle Forces Using a Moving Horizon EMG-Marker Tracking Algorithm—Application to Upper Limb Biomechanics. Front. Bioeng. Biotechnol. — 2021 Feb 17. — 9:642742. doi: 10.3389/fbioe.2021.642742.
- Сезнева Т. Н., Павлова В. Б., Ващалова Н. А., Балабанов Ю. В., Грачев А. В. Опыт использования метода БОС по параметрам ЭМГ в восстановительном лечении детей с идиопатическим сколиозом // Медицина. Социология. Философия. Прикладные исследования. — 2022. — № 2. — С. 23–28.
