ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ ПРОГРАММИРУЕМАЯ ЭЛЕКТРОСТИМУЛЯЦИЯ МЫШЦ — ЕЁ РОЛЬ В СОВРЕМЕННОЙ НЕЙРОРЕАБИЛИТАЦИИ ДЕТЕЙ И ВЗРОСЛЫХ

Доценко В.И.

ГУ Научный центр здоровья детей РАМН, Научно-медицинская фирма «Статокин»

statokyn@aha.ru

Функциональная программируемая электростимуляция (ФПЭС) мышц, осуществляемая во время двигательного акта ходьбы или любых других циклических, стереотипных двигательных актов (бега, занятий на велотренажёре или беговой дорожке, при имитирующих греблю движениях верхних конечностей и др.), относится к обширному классу методов так называемой «сенсорной терапии». В основу сенсорной терапии положен рефлекторный принцип, что предполагает приложение к различным афферентным входам пациента преформированных факторов, среди которых предпочтение отдается экологически безопасным, встречающимся в живой природе. Несмотря на то, что подводимое извне импульсное электрическое воздействие на нерв/мышцу в естественной среде жизнеобитания человека не встречается, негативных изменений со стороны ЦНС или нарушений адаптационных реакций не отмечается. Данное положение становится объяснимым с учётом значимой патофизиологической целесообразности ФПЭС, которая моделирует выработанную в эволюции пространственно-временную организацию мышечной активности.

Применяемая в клинической и спортивной реабилитологии традиционная стимуляционная техника в условиях неподвижного положения пациента/спортсмена при своём воздействии на нервно-мышечную систему базируется на использовании преимущественно силовых характеристик электрического тока. Это полезно, т.к. улучшает метаболизм нервной и мышечной ткани, усиливает крово- и лимфообращение, что в конечном счёте способствует увеличению мышечной массы, оптимизации функции «сокращение-расслабление». Лечебные эффекты реализуются преимущественно на уровне периферического нейромоторного аппарата.

Однако электростимуляция покоя протекает в условиях, далёких от реального функционирования мышц. Этот метод электромиостимуляции не связан с координацией двигательного акта, а значит, не может влиять ни на коррекцию, ни на выработку нового двигательного стереотипа (Витензон А.С., 1981; 1982).

Напротив, восстановительное лечение двигательных нарушений методом ФПЭС моделирует выработанную в эволюции пространственно-временную организацию мышечной активности. Данная особенность является предпосылкой формирования и закрепления физиологичных паттернов движений не столько на уровне спинального генератора локомоций, сколько на более высоких уровнях иерархии ЦНС, а именно — в стволовых и полушарных центрах моторного контроля, что детерминирует стойкость достигнутой функциональной перестройки.

Нейрофизиологическая сущность метода ФПЭС заключается в точном временном соответствии программ искусственного (посредством электростимуляции) и естественного (при попытке произвольного усилия) возбуждения мышцы в двигательных актах человека (Витензон А.С., 2000). Иными словами, электростимуляция мышцы во время локомоции происходит в точном соответствии с естественным возбуждением и сокращением мышц на протяжении двигательного акта. Метод ФПЭС удачно совмещает свойства трёх глобальных стратегий клинической реабилитологии — лечебной физкультуры (кинезитерапии), аппаратной физиотерапии и функционального ортезирования (Витензон А.С., 2003).

Приоритеты в разработке методов ФПЭС принадлежат английским исследователям, создавшим устройство для электростимуляции мышц и улучшения ходьбы, больных перонеальным параличом (Liberson W.T. et al., 1961). Успехи развития ФПЭС в нашей стране, в отличие от немногочисленных зарубежных исследований, обусловлены глубоким изучением функционального восстановления моторного контроля со стороны ЦНС.

Помимо восстановления нарушенной биомеханики ходьбы, при использовании ФПЭС решается задача нормализации работы локомоторных центров на всех вертикальных уровнях регуляции двигательной активности. В связи с тем, что в процессе ФПЭС активация мышцы путём приложения к ней электрического раздражения осуществляется именно в тот момент двойного шагового цикла, когда данная мышца и естественным порядком  не раньше и не позже — должна включаться в выполнение этого циклического двигательного действия, достигается максимальная перестройка нейродинамики пациента. Только в фазы естественного (произвольного) возбуждения мышц локомоторные центры всех вертикальных уровней ЦНС восприимчивы к внешним афферентным сигналам и доступны для коррекции своей деятельности. В остальные фазы шагового цикла они заторможены и практически не поддаются коррекции (Баев К.В., 1984; Витензон А.С. и соавт., 1999).

На современном этапе развития электронных технологий при использовании компьютерных комплексов ФПЭС удаётся осуществить точную и корректную синхронизацию произвольного напряжения той или иной мышцы в двигательном акте и наслаиваемой на неё электрической стимуляции, что и является залогом высокой клинической эффективности этого метода. Безусловно, затрудняющая строгую синхронизацию внутрииндивидуальная вариабельность мышечного профиля от шага к шагу существует; зависит она и от темпа ходьбы, от меняющегося в процессе передвижения человека качества опоры (упругость покрытия, неровности дороги) и от зрительного окружения. Тем не менее, относительное (процентное) распределение мышечной активности в период двойного шага и её соотнесение с гониометрическим профилем можно принять за некую константу, используемую при подстройке фаз мышечной электростимуляции в процессе активного передвижения пациента. Таким образом, аппаратно-программный модуль временной синхронизации электромиостимуляции с фазами шага, использующий для синхронизации, измеряемые в формате on-line опорные (подометрические) или гониометрические параметры каждого шагового цикла, по праву является ключевым в работе комплекса ФПЭС.

ФПЭС предусматривает решение трёх задач: укрепление ослабленных мышц, коррекцию неправильно выполняемых движений, выработку и поддержание приближающегося к норме двигательного стереотипа ходьбы. Иными словами, перечисление этих трёх задач высвечивает три пласта, как бы три мишени, на которые содружественно проецируется действие метода ФПЭС: а) первичное исполнительное звено движения, периферический нейромоторный аппарат, на который оказываются позитивные эффекты силового воздействия ФПЭС, общие с эффектами классической электростимуляции покоя; б) текущее, во время сеанса лечения, исправление кинематических и динамических характеристик шага — задействуется истинный биомеханический уровень исполнения движения; в) воздействие на нейродинамику пациента, закрепление правильного двигательного стереотипа ходьбы на уровне локомоторных центров головного и спинного мозга. В этом триединстве и заключается качественный скачок клинической эффективности метода ФПЭС по сравнению с некоторыми другими стимуляционными и кинезитерапевтическими технологиями.

В нашей клинической работе технология ФПЭС осуществляется при помощи Аппаратно-программного комплекса многоканальной программируемой электростимуляции «АКорД — Мультимиостим» (разработка НМФ «Статокин», Россия).

На фоне курсового лечения методом ФПЭС, при помощи оптических методов компьютерного видеоанализа движений, продемонстрирована положительная динамика ходьбы пациентов, страдающих детским церебральным параличом. Оценивались ведущие показатели угловой и линейной кинематики локомоций — скорость, ускорение, текущие значения суставных углов в структуре двойного шагового цикла (Доценко В.И. и соавт., 2005; Титаренко Н.Ю. и соавт., 2006; Воронов А.В., Титаренко Н.Ю., 2007). Исследования проводились с использованием компьютерного комплекса «Видеоанализ движений» (разработка и производство НМФ «Статокин», Россия).