Тренинг нарушенных функций мышц миографическим методом биологической обратной связи
Биологическая обратная связь (БОС) – это метод, при котором человек учится с помощью аппаратуры управлять функциями организма, обычно не поддающимися сознательному контролю.
В самом названии метода БОС заложен его основной принцип. Именно обратная связь, которая поступает от нашего организма, обеспечивает возможность научиться чему-то новому – будь то какой-либо навык или способ поведения.
Возьмем для примера обучение игре на музыкальных инструментах, попадание в мишень, шевеление ушами или поднимание бровей и проч. Чтобы овладеть любым из этих навыков, нужно увидеть (услышать) себя со стороны, например, в зеркале (на магнитофоне), когда, наблюдая за своими малейшими движениями (извлекаемыми звуками), человек может их корректировать, добиваясь желаемого.
Как же появился метод БОС?
В 30-х гг. ХХ века известный американский ученый Э. Джекобсон попытался использовать осциллоскоп и электромиограф для обучения пациентов навыку мышечного расслабления. Однако из-за несовершенства аппаратуры ожидаемых результатов Джекобсон не получил, хотя идея была крайне интересной и опережающей свое время.
Еще через тридцать лет в странах Запада (прежде всего, в США) были развернуты теоретические исследования в области БОС. Здесь нужно отметить работы Дж. Басмаджана, Д. Камийя, Н. Миллера, Т. Будзински. Их опыт дал толчок исследованиям в области многочисленных направлений клинического применения метода БОС. В 1969 г. было создано Американское научно-исследовательское общество БОС (позднее – Ассоциация Прикладной Психофизиологии и Биологической Обратной Связи (ААРВ).
Уже тогда начал ощущаться кризис современной медицины, основанной на медикаментозной терапии и хирургии. Любая операция нарушает целостность организма, а лекарство может оказать вредное побочное действие. Такое положение не устраивало ни пациентов, ни врачей, искавших новые, щадящие подходы к лечению.
Однако сорок лет назад необходимой технической базы для широкого распространения метода БОС еще не существовало, она появилась позднее, с развитием электроники. Ныне, после начала компьютерной эры, метод БОС переживает бурное развитие в странах Европы, США и Канаде, Израиле, Японии. В частности, в настоящее время в США метод БОС входит в состав системы обязательного медицинского страхования.
Масштабность применения технологии БОС дошла в настоящее время до России. Интерес специалистов в области здравоохранения, образования и социальной работы, поток положительных отзывов выдвигают биологическую обратную связь в ранг национальной идеи сохранения и укрепления здоровья России.
Понятие тренинга с БОС по ЭМГ
Управление тонусом мышц с использованием технологии биоуправления широко и эффективно используется в реабилитационной медицине. Это обусловлено целым рядом причин и, прежде всего, тем, что активность двигательной системы в наибольшей степени, по сравнению со всеми остальными системами организма, контролируется волевыми, осознаваемыми процессами.
На протяжении всей жизни двигательная система постоянно подвергается обучению, что обусловливает ее высокую пластичность и относительную легкость переобучения в ходе реабилитационного процесса. Любое сокращение мышцы сопровождается появлением электрической активности, характер и амплитуда которой определяются размером мышцы (количеством активных двигательных единиц) и степенью напряжения мышцы.
Суть метода миографического БОС-тренинга – это отображение дополнительной информации о состоянии мышечного тонуса в доступной и наглядной форме. Мышечный тонус анализируется с помощью регистрации поверхностной электромиограммы. На основе этой информации человек способен целенаправленно использовать ту или иную мышцу с целью совершенствования ее функции в норме и коррекции ее деятельности при патологии.
ЭМГ-БОС тренинг позволяет повысить силу и точность уровня напряжения конкретной выбранной мышцы. В случаях паралича создать ситуацию «отображения» почти невидимых движений, что приведет к тренировке мышцы и повышению ее силы.
Области применения и методология БОС-тренинга по ЭМГ
Данный метод коррекции, лечения и тренировки наиболее эффективен и целесообразен при различных паралитических состояниях вследствие поражений центральной нервной системы – ДЦП, последствия инсультов, тяжелых ЧМТ, при реабилитации последствий травм и поражений периферических нервных стволов. Играет важную роль в комплексной коррекции нарушений осанки и заболеваний мышц спины и позвоночника.
Рассмотрим пример одной из наиболее встречающихся функциональной патологии – эквинусная установка стопы.
Если данный синдром существует достаточно долго, то формируется необратимая деформация в голеностопном суставе – контрактура, которая делает невозможным дальнейшие попытки лечения и реабилитации приводит к неэффективности ботулотоксинов и миорелаксантов.
Основные задачи в реабилитации таких пациентов с целью улучшить опорную функцию - это снижение мышечного тонуса икроножных мышц (наибольший эффект дают миорелаксанты и инъекции препаратов ботулотоксина, но также традиционно применяются и физиопроцедуры, массаж) и следующее важнейшее направление – это активация ослабленных мышц-антагонистов, противодействующих спастичной икроножной мышце.
Антагонисты икроножных мышц располагаются на передненаружной поверхности голени (это перонеальная группа мышц). Их основная функция в норме – тыльное сгибание стопы (подтягивание носка вверх) и также вращение стопы наружу (пронация), что способствует большей площади опоры стопы. Основные усилия специалиста должны быть направлены на «включение» этих мышц в работу и повышения их силовых свойств.
К сожалению, при мозговых нарушениях регуляции движениями (ДЦП, инсульты и т.п.) происходит утрата мышечного чувства (проприоцепции) и пациент часто не может «ощутить» «поймать» требуемое движение и, поэтому выполнение упражнений ЛФК крайне затруднительно. Да и в норме данные мышцы менее подвержены сознательному контролю, мозг управляет ими «автоматически».
Таким образом, мозг нуждается в дополнительной уточняющей информации, которую и можно создать применяя методику БОС-ЭМГ-тренинга. Основной прием в лечении дисбаланса тонуса мышц в стопе – это тренинг на повышение координационного контроля и повышение силы мышц антагонистов – тыльных сгибателей стопы (перонеальная группа мышц – передне-наружная поверхность голени).
Цель тренировки: повысить силу и координацию мышц производящих тыльное сгибание стопы.
Место наложения электродов: мышцы, производящие тыльное сгибание стопы и поворачивающие стопу кнаружи (пронация) располагаются по передне-наружной поверхности голени. Они «подтягивают носочек» во время ходьбы и также противодействуют внутреннему повороту стопы (суппинации), т.е. улучшают качество опоры и координацию стопы. Установить самоклеющиеся электроды на проекцию двигательной точки данных мышц. Для этого необходимо:
«Красный» электрод наклеить на выпуклую часть мышц на 7-8 см ниже полюса надколенника и на 2-3 см кнаружи. Данная точка будет определяться визуально наибольшей выпуклостью и «шевелением» при движениях стопой.
«Синий» электрод накладывают на 5-7 см ниже «красного» вдоль по вертикальной линии голени (проекция мышцы).
«Черный» электрод («общий») накладывают на любом удобном участке этой же ноги.
Проведение тренинга: испытуемый максимально подтягивает (или пытается) стопу на себя, сохраняя при этом неподвижность в коленном и тазобедренном суставах.
С помощью какого инструмента можно провести БОС-тренинг по ЭМГ? Каков принцип его действия?
ООО НМФ «Нейротех» создала подобный инструмент, который зарегистрирован в настоящее время под маркой «Кинезис». Основы его работы следующие. С помощью накожных электродов регистрируется биоэлектрический сигнал с мышцы, который усиливается, фильтруется и выводится на экран компьютера. Так мы получаем электромиограмму.
Затем, выполняется определение электрической мощности («эквивалент силы») данной мышцы с помощью специальной компьютерной программы. После этого начинается лечебный корригирующий процесс – тренируемый пациент напрягает мышцу, прибор фиксирует биоэлектрический сигнал с мышцы и преобразует его в звуковой и видеосигнал. То есть, человек начинает «слышать и видеть», как работает его мышца.
Видеосигнал может быть быть реализован в виде игр, картинок, видеороликов. Рассмотрим принцип управления персонажем в игре на примере игры «Ежик». Цель игры – сбить как можно больше яблок. Вверху экрана игры находится счетчик сбитых яблок. При проведении игры ежик на воздушных шариках поднимается/опускается в зависимости от уровня столбика. Ежик постоянно запускает из рогатки камни. При попадании уровня миографической активности в область успешных попыток камень, пущенный ежиком, сбивает яблоки, которые падают в три корзины и корзины постепенно наполняются, а также увеличивается счетчик сбитых яблок. Если уровень активности не находится в области успешных попыток,то из яблока высовывается червяк и отбивает летящий камень.
Уровень столбика задает определенный порог сигнала, который необходимо достигнуть. В зависимости от величины порога можно тренировать силу и/или координированность действий мышцы. У человека формируется ассоциативная связь: «я сокращаю мышцу – в ответ на это сокращение при достижении определенного порога персонаж в игре делает то действие, которое мне нужно».
Система БОС «Кинезис» комплексная
Современная система психофизиологического тренинга и коррекции разнообразных функциональных расстройств при широком спектре заболеваний нервной, опорно-двигательной и вегетативной систем организма.
ПодробнееПрименение прибора«Кинезис» безболезненно и полностью безвредно для пациента. Аппаратура регистрирует мышечный биоэлектрический сигнал, не оказывая на человека непосредственного воздействия. Прибор доступен в использовании любому человеку, начиная с 5-6-ти летнего возраста. Особенностью системы БОС «Кинезис» является интеллектуальная встроенная система создания математической индивидуальной модели-матрицы, описывающей реальные параметры мышцы перед началом сеанса БОС-тренинга. Данная модель позволяет подстраиваться под индивидуальные характеристики пациента, что повышает точность физиологического восприятия и способствует более точной выработке нового двигательного паттерна.
А что если пациенту показан БОС-тренинг, но населенный пункт, где он проживает расположен вдали от медицинского центра? Или у него просто нет времени посещать каждый день врача?
Для таких пациентов и их удобства мы создали портативный БОС-тренажер «МИСТ». Сеансы тренинга с помощью портативного прибора «МИСТ» пациент может проводить самостоятельно без участия врача и вдали от компьютера, желательно после специального обучения доктором. Прибор является одновременно и дозатором нагрузки, и «зеркалом», отображающим реальные мышечные сокращения тренируемых мышц. Принципиальным является возможность регистрации минимальных мышечных сокращений, невидимых глазом (при тяжелых параличах).
Каков же принцип его работы, если программное обеспечение не нужно?
Смысл остается тем же – вначале необходимо определить возможности пациента, его мышцы, затем выставить порог для тренировки и тренироваться. Сигналом обратной связи в данном случае будет служить звуковой сигнал, по которому пациент поймет, что он сжал мышцу до необходимого порога, т.е все сделал верно.
В качестве дополнительной функции в приборе реализована функция электромиостимуляции, которая может служить вспомогательной функцией для повышения эффективности от процедур по БОС. Исследования показали, что эффект от такой комбинированной терапии определенно выше, чем от применения обоих этих методов по отдельности.
Абсолютных противопоказаний к применению приборов «Кинезис» и «МИСТ» нет, так как в их основу не положено активное воздействие на организм.
Заключение
В данной статье мы описали, что из себя представляет методика тренинга по вызывающим сегодня широкий интерес БОС-технологиям. Особенную эффективность она имеет в реабилитационной медицине, помогая устранять последствия инсультов, параличей и других расстройств, связанных с двигательной деятельностью человека. Главным преимуществом является то, что появилась возможность тренировать конкретно выбранную мышцу, деятельность которой в процессе ЛФК возможно нельзя оценить визуально. Надеемся, что данная информация оказалась для вас полезной и вас заинтеерсуют новейшие технологии в медицине, о которых вы возможно слышали, но не знали подробностей. Желаем вам успехов на вашем профессиональном пути!
