Методические аспекты. Функциональная система внутренней среды функциональная система движения, биомеханические исследования

Функциональная система движения

Функциональная система движения включает костномышечный и нервно-мышечный аппараты, а также центральные механизмы регуляции двигательных актов. Методы исследования этой системы редко используются во врачебной практике, и поэтому они не очень хорошо известны врачам-реабилитологам. Исходя из этого, остановимся на описании некоторых из них подробнее. Исследование функции движения включает: линейные измерения длины и окружностей конечностей, измерение объема движений в суставах, оценку мышечной силы, оценку координации движений и сложных двигательных актов, определение функциональной активности нервно-мышечного аппарата.

Линейные измерения относительной и абсолютной длины конечностей проводят по анатомическим ориентирам по общепринятой методике. Измерение окружности конечности производят для определения степени атрофии или гипертрофии мышц и для обнаружения отеков мышц и суставов. 0сновное диагностическое значение имеет относительное, асимметричное изменение длины и окружности конечностей.

Измерение объема движений в суставах проводят с помощью гониометра (угломера). Исследуют два вида движений: активные (производятся самостоятельно) и пассивные (производятся оператором). 0собое место в этом процессе занимает измерение объема движений в позвоночнике.

Их проводят по специальной методике, предполагающей раздельное исследование разных отделов позвоночника:

• шейный отдел - угол сгибания и разгибания (норма 70 градусов), угол бокового наклона (норма 35 градусов), угол поворота (норма 80 градусов);
• нижнегрудной и поясничный отделы - поворот туловища при фиксации таза и ног в ту и другую сторону (норма 30 градусов);
• поясничный отдел (при норме амплитуда движений в сагиттальной плоскости 42 мм).

Оценке мышечной силы отдельных мышц предшествует мануальное обследование всех групп мышц с целью выявления мышц для более детального обследования. 0бщим принципом мануального тестирования служит принцип «напряжения и преодоления» - произвольное удержание сокращенной мышцы при ее растяжении оператором. Способ довольно субъективен, так как результат полностью зависит от воли пациента и оператора. 0цен-ку мышечной силы можно проводить с помощью ручных и становых динамометров на различные группы мышц. Эргометрия -определение мышечной работоспособности путем перемножения таких показателей, как работа в единицу времени и общая продолжительность теста.

Биомеханические исследования

Биомеханические исследования подразумевают комплексное изучение двигательной функции, требующее специальной аппаратуры. Наиболее часто проводят исследование походки и способности поддержания вертикальной позы с целью оценки деформации позвоночника при движении.
Исследование походки проводят по следующим параметрам шага: а) цикл шага - время от момента контакта ноги с опорой до следующего ее контакта- б) период переноса - время отсутствия контакта ноги с опорой- в) двуопорный период - время касания опоры двумя ногами- г) частота - число шагов в единицу времени. Кроме того, определяют ширину шага, ширину постановки стоп, движения рук, постановку корпуса. Обращают внимание на быстроту мышечной утомляемости пациента, наличие болевых ощущений при ходьбе, их локализацию. Исследование походки может дать информацию о функциональном состоянии нервного аппарата функциональной системы движения.

Так, например, походка мелкими шажками с неполным отрывом ноги от опоры может свидетельствовать об изменении функциональных возможностей пирамидной системы, при повреждении мозжечка наблюдается резкое отклонение туловища назад при каждом шаге. Более глубокое исследование и количественный анализ выявленных биомеханических нарушений требует специальных программных комплексов.

Кинематическое исследование включает в себя регистрацию и анализ перемещения, скорости, ускорения и движения различных участков тела (голени, бедра, стопы, таза, плечевого пояса, головы) в трех плоскостях. При этом используют целый спектр методик: гониометрию - изучение угловых движений в суставах- ихнографию - регистрацию пространственных характеристик ходьбы- подографию - регистрацию временных характеристик шага, анализ сил реакции опоры - характер давления стопы на опору при ходьбе.



Исследование устойчивости вертикальной позы является одним из важнейших показателей, определяющих функциональное состояние всей системы движения, так как устойчивость обеспечивается активным действием мускулатуры, управляемой периферическими и центральными рефлекторными механизмами.

Для этого используют методики стабилографии и кефалографии. Стабилография - регистрация специальным прибором колебательных движений тела при поддержании вертикальной позы. Определяют амплитуду перемещения общего центра массы (ОЦМ) и диапазон колебаний, что позволяет дать интегральную оценку различным механизмам управления мышечной активностью и получения информации зрительным, вестибулярным, проприоцептивным аппаратами.

Однако одно и то же движение ОЦМ может быть реализовано включением в движение различных частей тела с целью поддержания вертикальной позы. Кефалография регистрирует движения головы во всех плоскостях, позволяет исследовать вклад движений отдельной части тела в общую картину ОЦМ. Использование в этих методиках визуальной стимуляции помогает оценить работу зрительного, вестибулярного, проприоцептивного аппаратов в процессе поддержания позы. Так, закрытие глаз обследуемого приводит к увеличению фронтальных и сагиттальных колебаний тела.

Оценка деформаций позвоночника проводится с помощью оптической топографии спины. Для этого используется метод оптического измерения поверхности спины посредством оптической проекции полос на спину обследуемого, что позволяет с помощью считывания и обработки проецируемого изображения определить при разных движениях углы наклона таза, плечевого пояса и позвоночного столба при повороте, раскрыть кифоз, лордоз и объемные асимметрии. Детальный анализ топограмм проводят в латеральном и сагиттальном направлениях.



Исследование нервно-мышечного аппарата функциональной системы движения осуществляется с помощью измерения хронаксии нервно-мышечного аппарата - минимальной силы и длительности электрического стимула, который вызывает сокращение мышцы. Но основным методом исследования нервно-мышечного аппарата является электромиография, в основе которой регистрация электрической активности, являющейся потенциалом действия (ПД) двигательных единиц (ДЕ) - группы мышечных волокон, иннервируемых одним мотонейроном. Характеристики ПД зависят от числа, плотности и диаметра мышечных волокон и синхронности поступления нервных импульсов к ним. В зависимости от способа регистрации биопотенциалов различают глобальную (поверхностную) и локальную (игольчатую) ЭМГ.

Первая отражает суммарную активность большой группы ДЕ, расположенных вблизи электрода. В определении суммарной электрической активности мышц по максимальной амплитуде колебаний выделяют 4 типа кривых ЭМГ:
I тип - снижение амплитуды ЭМГ, наблюдаемое при первичных функциональных мышечных и аксональных нарушениях;
II тип - редкая ритмическая активность, которая типична при нарушении функциональной активности нейронов передних рогов;
III тип - усиление частых колебаний в покое, группировка их с появлением вспышек осцилляций на фоне произвольного мышечного сокращения, что характерно для различного рода супраспинальных расстройств;
IV тип - полное биоэлектрическое «молчание» в покое при тоническом напряжении или при попытке к произвольному сокращению, свойственное полному параличу.

Амплитуда ЭМГ может быть использована для оценки величины функционального резерва мышечной силы в процессе реабилитации.

Игольчатая ЭМГ - фиксирует потенциалы ограниченного числа мышечных волокон в пределах нескольких ДЕ. Этот способ позволяет более точно и избирательно оценить функциональную активность нервно-мышечного аппарата. В норме спонтанная мышечная активность (без сокращения) отсутствует. Появление ее (изолированные одиночные разряды) при отсутствии произвольного сокращения или искусственной стимуляции свидетельствует о повышении функциональной возбудимости самого волокна (денервация волокна) или о функциональном перевозбуждении нейронов спинного мозга. При активном сокращении могут возникать повреждения в структуре ПД ДЕ, обусловленные изменением числа функционирующих мышечных волокон в составе ДЕ (мышечная дистрофия, денервация мышечных волокон, поражение корешков, сплетений, уменьшение количества функционирующих мотонейронов). По ряду признаков игольчатая ЭМГ позволяет определить уровень повреждения и даже предположить его механизм.

Не менее информативной методикой ЭМГ является стимуляционная ЭМГ-регистрация функциональной активности нервно-мышечного аппарата в ответ на стимуляцию двигательных точек нервов и мышц через накожные электроды импульсным током. Стимуляционная ЭМГ помогает дифференцировать поражение мышцы, нейромышечного синапса, периферического нерва, сплетения, корешка и переднего рога спинного мозга.

Основной диагностической характеристикой, дающей возможность оценить нервно-мышечную активность, является скорость проведения возбуждения (СПВ). При преимущественном повреждении синаптических образований и мышечных дистрофиях без поражения периферических нервов СПВ остается в пределах нормы. Повреждение сплетений СПВ снижено на проксимальном участке нервных стволов, а при патологии периферических нервов страдает дистальный участок нерва, где СПВ значительно редуцирована.

Исследование центральных механизмов регуляции двигательной функции, как и нервно-мышечного аппарата, проводится с использованием электродиагностики - метода определения функционального состояния органов и систем в зависимости от их реакции на электростимуляцию.

Электродиагностика позволяет установить степень денервации мышечной ткани, степень поражения иннервирующего двигательный аппарат нерва или проводящих путей, а также определить функциональную активность центров регуляции движения.

А.С. Медведев