CC BY
98
ОПЫТ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ИСКУССТВЕННОЙ КОРРЕКЦИИ ДВИЖЕНИЙ ПО СРЕДСТВАМ ПРОГРАММИРУЕМОЙ ЭЛЕКТРОМИОСТИМУЛЯЦИИ МЫШЦ В РЕАБИЛИТАЦИИ ПОСЛЕ ТОТАЛЬНОЙ АРТРОПЛАСТИКИ КОЛЕННОГО СУСТАВА ДОСТУПОМ MIDVASTUS
А.П. Призов, А.С. Канаев, Ф.Л. Лазко, Е.Ш. Ломтатидзе
Кафедра травматологии и ортопедии Медицинский факультет Российский университет дружбы народов ул. Миклухо-Маклая, 8, Москва, Россия, 117198
В статье представлен опыт использования и результаты искусственной коррекции движений по средствам программируемой электромиостимуляции мышц в процессе восстановления после тотальной артропластики коленного сустава миниинвазивным способом. Данный метод по результатам проведенного исследования может быть рекомендован в восстановительном лечении пациентов уже в раннем послеоперационном периоде и дает значительное улучшение функции протезированного сустава и конечности в целом в виде уменьшения хромоты и восстановления стереотипа ходьбы.
Ключевые слова: миниинвазивный, midvastus, гонартроз, артропластика коленного сустава, исскусственная корекция движений, электромиография.
В последние 20—30 лет во всем мире основным методом лечения поздних стадий и быстропрогрессирующих случаев дегенеративно-дистрофических заболеваний крупных суставов является тотальная артропластика сустава [1]. Частота остеоартроза (ОА) коленного сустава достигает 24—68% от всех дегенеративно-дистрофических поражений суставов [2]. ОА коленного сустава более чем в 80% случаев поражает лиц трудоспособного возраста, что приводит к резкому ограничению жизнедеятельности пациента, а в 6,5—14,5% случаев — к инвалидности [3]. Тотальная артропластика коленного сустава (ТАК) является неотъемлемой частью полноценного оказания специализированной медицинской помощи пациентам с данной патологией. Технологии двигаются вперед, изобретаются новые конструкции эндопротезов, развиваются миниинвазивные технологии и доступы. Операция, выполненная по показаниям и по всем технологическим правилам с соблюдением этапности и правильным восстановлением оси конечности, приносит хорошие результаты в лечении остеоартроза, но это только пол дела. Огромное значение в получении хороших результатов в ранние и поздние сроки после операции имеет правильное восстановительное лечение. Во всем мире этому направлению уделяют огромное значение.
В течение длительного времени проблема восстановления двигательных функций сводилась к применению методов лечебной физкультуры, физиотерапии и протезирования. Сравнительно недавно получил распространение новый метод, удачно сочетающий свойства упомянутых,— искусственная коррекция движений (ИКД) посредством программируемой электростимуляции (ЭС) мышц при патологической ходьбе.
Его сущность состоит в том, что ЭС мышц во время локомоции происходит в точном соответствии с естественным возбуждением и сокращением мышечного
аппарата в двигательном акте. Благодаря этому в процессе длительной тренировки улучшается функциональное состояние мышц, корректируются неправильно выполняемые движения и постепенно вырабатывается приближающийся к норме двигательный стереотип.
Впервые этот метод был разработан английским врачом W.T. Liberson и его сотрудниками в 1961 г. для улучшения ходьбы больных с перонеальным параличом. В дальнейшем принцип управления работой мышц с помощью ЭС в определенные фазы шага был обстоятельно исследован югославскими и американскими учеными, создавшими серию портативных и стационарных корректоров движения, а затем получил широкое признание во многих странах мира.
В нашей стране развита принципиально новая концепция применения ИКД, в соответствии с которой основным показанием к назначению этого метода является дефицит мышечной функции любого происхождения, приводящий к нарушению биомеханической структуры ходьбы. При таком подходе значительно расширяется область применения ИКД, практически она распространяется на пять медицинских дисциплин: неврологию, нейрохирургию, травматологию, ортопедию, протезирование [4].
Цель исследования. Изучить результаты использования ИКД в реабилитации пациентов после ТАК из миниинвазивного доступа midvastus на опыте лечения 27 пациентов (30 операций) с остеоартрозом коленного сустава в возрасте от 49— 73 лет за период с 2007—2011 г.
Материалы и методы. В отделении ортопедии ГКБ № 12 г. Москвы (база кафедры травматологии и ортопедии РУДН) за период с 2007 по 2011 гг. выполнена первичная артропластика коленного сустава 27 пациентам. Из них женщины составили 22, мужчины 5 человек. 24 пациентам произведена односторонняя тотальная артропластика коленного сустава, 3 пациентам — двухсторонняя, с интервалом между операциями 6—12 мес. У 24 пациентов операция выполнена по поводу идиопатического гонартроза 3—4 ст., у 3 пациентов — по поводу ревматоидного артрита, во всех случаях имелась варусная деформацией конечности.
Средний возраст пациентов составил 58,5 лет, у женщин этот возраст составил 59,1 лет, у мужчин 54,6. Распределение пациентов по возрасту и полу представлено.
Проводилась ТАК сустава при помощи специализированного инструментария миниинвазивным доступом midvastus длиной до 12 см без повреждения прямой головки четырехглавой мышцы бедра (midvastus), надколенник при данной методике сдвигался кнаружи.
Активизация и вертикализация пациентов проводилась через сутки после операции. После операции пациенты продолжали ходить с костылями до 1,5 месяцев, затем получали комплексное восстановительное лечение, в ходе которого они проходили курсы стандартной лечебной физкультуры в зале и бассейне, курсы физиотерапевтического лечения и курс искусственной коррекции движений (ИКД) путем программируемой электромиостимуляции мышц на аппарате «Импульс Опти-ма» № 10. Контрольные осмотры проводились через 1,5, 3, 6 и 12 месяцев после операции, далее ежегодно.
Реализация ИКД посредством электромиостимуляции (ЭС) мышц предполагает выполнение пяти основных операций: (1) выбор корректируемых движений
и стимулируемых мышц; (2) определение амплитудной программы ЭС мышц, т.е. вида и параметров стимулирующих сигналов; (3) установление временной программы ЭС, т.е. фаз стимуляции в течение цикла, и способа ее задания; (4) выбор типа, формы и размеров электродов, а также их локализации на теле больного; (5) выбор адекватного режима ЭС мышц при ходьбе.
Для коррекции функции мышцы мы выбирали разгибатели, чья программа более жесткая, стабильная и длительно сохраняющаяся. В первую очередь мы стимулировали разгибатель коленного сустава — четырехглавую мышцу бедра, в частности внутреннюю головку, которая повреждалась в ходе операции больше всего, ее электромиостимуляция осуществлялась во второй половине переносной и в первой половине опорной фаз. Такая коррекция обусловливает повышение опороспособности и усиление двигательной функции нижней конечности. Так же осуществляли ЭС большой и средней ягодичных мышц в первую половину опорной фазы цикла. Эта коррекция повышает устойчивость больного при ходьбе, способствует выпрямлению нижней конечности, усиливает ее двигательную функцию, уменьшает фронтальные и сагиттальные раскачивания туловища, что важно для профилактики развития нестабильности компонентов эндопротеза, электро-миостимуляция мышц-разгибателей голеностопного (ГСС).
Амплитудная программа устанавливается с помощью трех параметров: амплитуды напряжения или тока, длительности и частоты следования импульсов. В нашем исследовании использовались прямоугольные короткие импульсы: амплитуда напряжения до 60 В (или сила тока до 255 мА); длительность полуволны от 20 до 255 мкс; частота следования от 40 до 100 Гц (в среднем 60 Гц).
Временная программа ЭС в течение цикла может быть задана с помощью биомеханических параметров, характеризующих движение человека.
В используемом нами корректоре движений «Импульс-Оптима» временная программа задается с помощью биомеханических параметров, позволяющих постоянно измерять длительность локомоторного цикла. В нашей работе таким параметром, измеряющим экстремальные значения межзвенных углов, являлся датчик коленного угла (рис. 1).
Точка отсчета
пачки СИ
ПериоЗ ЭЕшжения
Рис. 1. Гониограмма коленного межзвенного угла с наложенными на нее отметками начала и конца стимулируемых импульсов (СИ), формируемых корректором, адаптированным к темпу выполняемых движений
Фазы стимуляции программируются внутри двигательного цикла в соответствии с ранее установленным процентным значением электромиографического профиля, под которым подразумевается расположение основной волны электрической активности мышцы на протяжении цикла.
Временной отчет ведется от экстремального значения коленного угла в переносную фазу предшествующего шага. При этом длительность всего цикла ходьбы принимается за 100%.
Электромиостимуляцию мышц мы проводили посредством поверхностных электродов. Мы использовали гибкие электроды многоразового пользования. Электроды состоят из трех слоев: внутреннего влагоудерживающего, среднего токопроводящего и внешнего влагоизолирующего. Они имеют прямоугольную форму; их расположение должно быть перпендикулярно ходу мышечных волокон, а размеры — равными поперечнику мышцы.
На рис. 2 показаны примерные места расположения поверхностных электродов на теле человека. Эти места определяются анатомической локализацией соответствующих мышц. Электроды смачивают физиологическим раствором и фиксируют к телу прорезиненными эластичными манжетками [4].
Рис. 2. Схема расположения электродов на теле больного:
А — активный электрод, И — индифферентный электрод; 1 — передняя большеберцовая мышца, 2 — трехглавая мышца голени, 3 — четырехглавая мышца бедра, 4 — мышцы-сгибатели голени, 5 — большая и средняя ягодичные мышцы, 6 — крестцово-остистая мышца и межреберные мышцы
ИКД мы проводили при помощи мобильного восьмиканального прибора низкочастотных импульсов тока «Импульс Оптима Д» (рис. 3).
Прибор «Импульс Оптима Д»
У всех пациентов в нашем исследовании до операции и после наблюдался дефицит мышечной функции (ДМФ) мышц разгибателей нижних конечностей, в большей степени четырехглавой мышцы бедра, а в частности ее внутренней головки, которая в большей степени подвергается атрофии в связи с ОА коленного сустава и после эндопротезирования коленного сустава.
При выполнении ИКД необходима полная адекватность пациента и полное понимание действия и эффекта проводимой процедуры. Пациентам объяснялся смысл и методика ИКД. Данный метод возможно использовать в условиях дополнительной опоры, в нашем исследовании большинство пациентов на момент проведения ИКД использовали дополнительную опору со стороны неоперированной конечности (трость с подлокотником, трость без подлокотника, костыль). Накожные электроды накладывались по описанной выше методике и фиксировались манжетками. Электроды подключались к прибору «Импульс Оптима Д» при помощи проводов с двумя разъемами для электродов и разъемом для подключения к прибору. Совместно с пациентом выбирался уровень стимуляции для каждой мышцы в отдельности; уровень стимуляции должен быть комфортным для пациента и одновременно должен быть достаточным, что оценивалось визуальным сокращением мышцы. Затем устанавливался датчик коленного угла, фиксировался манжетками выше и ниже коленного сустава на 10 см от суставной щели. Правильное положение датчика коленного угла (гониометра) не должно препятствовать движениям в суставе, шарнир должен находиться на уровне суставной щели, планки должны находиться на наружной поверхности бедра и голени и соответствовать проекции бедренной и большеберцовой костей. Прибор «Импульс Оптима Д» фиксировался ремнем на поясе пациента спереди. Проводилось тестирование контактов электродов и датчика коленного угла, после чего пациент начинал движение по горизонтальной поверхности.
Количество сеансов составляло 10. В ходе ЭС происходила запись параметров ходьбы (количество шагов, интенсивность ходьбы) и движений в коленном суставе (угол сгибания в коленном суставе) на компьютер путем синхронизации с прибором «Импульс Оптима Д» по средством Bluetooth в одноименной программе. В дальнейшем проводилась статистическая обработка полученных результатов и соотношение их с субъективным эффектом, описываемым пациентами, а также объективным уменьшением или исчезновением хромоты и увеличением числа шагов.
Результаты исследования. До операции мы исследовали активность пациентов в ходьбе по горизонтальной поверхности (шаги в час). Через 1,5 мес. после операции в ходе реабилитационного лечения мы проводили курс ИКД № 10, в ходе которого определяли активность пациента (шаги в час) во время 1-й процедуры и после курса ИКД на 10-й день процедур, а также восстановление правильного стереотипа ходьбы в виде уменьшения или исчезновения хромоты, что оценивали сами пациенты, их окружение и родственники.
До операции среднее количество шагов, производимых пациентами при ходьбе по горизонтальной поверхности в течение одного часа, составило 862 (от 541 до 1304). В раннем послеоперационном периоде (через 1,5 мес. после операции) на первом сеансе ИКД среднее количество шагов в час составило 1306 (от 1024 до 2006), на 10-м сеансе это количество составило 2604 (от 2220 до 3025).
До опе- Через После
рации 1,5 мес. после курса операции ИКД
Рис. 4. Средняя динамика активности пациентов (шагов в час)
Субъективно после проведения курса ИКД все пациенты и их окружение отметили изменения походки в лучшую сторону. В 16 (53,3%) случаях пациенты и их родственники отметили исчезновение хромоты.
При изучении полученных гониограмм отмечается динамическое восстановление нормальной их амплитуды и кривизны.
Выводы. Использование искусственной коррекции движений путем программируемой электромиостимуляции мышц в раннем послеоперационном периоде и далее позволяет функционально восстановить функцию мышц, уменьшить дефицит мышечной дисфункции, нормализовать и синхронизировать походку пациента, восстановить опороспособность конечности и устойчивость пациента. Разработанная нами методика послеоперационного ведения больных позволяет сократить сроки реабилитации после операции и ускорить восстановление функции конечности, что особенно важно при современном образе жизни пациентов.
Ввиду полученных результатов нашего исследования мы рекомендуем использовать искусственную коррекцию движений путем программируемой элек-тромиостимуляции мышц в реабилитационном лечении после эндопротезирова-ния крупных суставов нижних конечностей и развивать данное направление.
ЛИТЕРАТУРА
[1] Загородний Н.В., Магомедов Х.М., Логунов А.Л. и др. Эндопротезирование коленного сустава // Сб. материалов II конгресса Росс. Артроскоп. об-ва. — М., 1997. — С. 45—46.
[2] Загородний Н.В., Шехтер А.Б., Абасов Э.Ш. и др. Моделирование экспериментального папаинового артроза и влияние на его течение некоторых лекарственных средств // Симп. Европ. об-ва остеоартрологов «Деструкция суставов». — М., 1987. — С. 4—17.
[3] Корнилов Н.В., Карпцов В.И., Новоселов К.А. и др. Опыт тотального эндопротезирования коленного сустава // Плановые оперативные вмешательства в травматологии и ортопедии. — СПб., 1992. — С. 176—180.
[4] Витензон А.С. с соавт. Руководство по применению метода ИКД. — М., 2000. — С. 72—102.
EXPERIENCE OF USING ARTIFICIAL MOVEMENT CORRECTION WITH PROGRAMMED MUSCLE ELECTROSTIMULATION IN REHABILITATION AFTER TOTAL KNEE ARTHROPLASTY BY MIDVASTUS APPROACH
A.P. Prizov, A.S. Kanaev, F.L. Lazko, E.S. Lomtatidze
Sub-faculty of orthopedy and traumatology Medical faculty, FIQ MI Peoples' Friendship University of Russia' ул. Миклухо-Маклая, 8, Москва, Россия, 117198
This article is devoted to the experience and the results of using artificial movement correction with programmed muscle electrostimulation in rehabilitation of patients after total knee arthroplasty by mini-invasive midvastus approach. Obtained data suggest that this method could be recommended in early postoperative rehabilitation of patients and provides significant improvement of operated knee-joint and extremity function by decrease of limping, motor function and pacing pattern recovery.
Key words: miniinvasive, midvastus, gonarthrosis, arthroplasty, artificial movement correction, electrostimulation.
