CC BY
89
DOI 10.14526/01_1111_168 УДК: 796.015.12+796.015.682
ТРЕНАЖЁР ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ ПРАВИЛЬНОЙ ХОДЬБЫ И ТРЕНИРОВКИ
ВЕСТИБУЛЯРНОГО АППАРАТА
Н.М. Белокрылое - доктор медицинских наук, профессор кафедры адаптивной и лечебной
физической культуры, ФГБОУ ВО «Пермский государственный гуманитарно-педагогический университет»,
ул. Сибирская, 24, Пермь, Россия, 614990 Л.В. Шарова - доктор биологических наук, профессор ФГБОУ ВО «Пермский государственный гуманитарно-педагогический университет»,
ул. Сибирская, 24, Пермь, Россия, 614990 А.В. Щепалое - врач
городское бюджетное учреждение здравоохранения Пермского края «Краевая детская
клиническая больница», ул. Баумана, 22, Пермь, Россия, 614066 С.В. Анненкова - аспирант Пермский национальный исследовательский политехнический университет, Комсомольский проспект, дом 29, Пермь, 614990
Е-mail: sharovalv@bk.ru
Аннотация. Одной из актуальнейших проблем детской и подростковой ортопедии является правильное формирование торсионных установок при развитии нижних конечностей у детей как в норме, так и при патологии. Торсионное формирование нижних конечностей зависит от особенностей анатомического строения тазобедренных, коленных, голеностопных суставов и формы стопы. Предложен оригинальный тренажёр с целью улучшения ходьбы, совершенствования функции опоры стоп, создания возможностей правильного торсионного формирования нижних конечностей, улучшения навыков ходьбы и балансирования. Материалы. Устройство состоит из деревянного щита, в основании которого выбраны цилиндрообразные углубления-ниши, расположенные по правой и левой стороне с «имитацией шагов». В эти углубления в виде втулок вставляются пружинные узлы, соединённые с платформами в форме детского следа, покрытые противоскользящим материалом. Втулки имеют возможность вращаться в нише, они располагаются и закрепляются винтом в зависимости от заданных торсионных параметров расположения «имитационных следов». Методы исследования. Пружинное устройство позволяет балансировать при одноопорном шаге на каждом из следов за счёт возможности минимальных колебательных движений, сам щит может располагаться под углом 10-15° с имитацией движения в гору. Изобретение помогает формировать навыки ходьбы и балансирования. Результаты. Предложена система тренировок на разработанном тренажёре, получены предварительные клинические результаты. Предварительная клиническая оценка эффективности тренажёра положительная. После 3 курсов двухнедельных занятий с интервалом в 1 месяц у 90% детей с разной ортопедической патологией происходит формирование правильного навыка ходьбы, улучшение самоконтроля, исчезают эпизоды потери равновесия при ходьбе, дети перестают запинаться, правильно разворачивают стопы при ходьбе. Заключение. Предложенный авторами тренажёр эффективен при широком спектре патологии нижних конечностей, прост в устройстве, позволяет в течение нескольких курсов улучшить походку у детей, сделать её более уверенной, улучшить равновесие при опоре, усовершенствовать
балансировочные возможности пациентов детского возраста. Предварительная оценка работы тренажёра показала его высокую эффективность. Ключевые слова: реабилитация, совершенствование функции ходьбы, торсионное формирование нижних конечностей, балансировочная функция, вестибулярный аппарат.
TRAINING SIMULATOR FOR CORRECT WALKING FORMATION AND VESTIBULAR APPARATUS TRAINING
Nicholas M. Belokrylov - doctor of medical sciences, professor of adaptive and therapeutic
physical training department, Perm State Humanitarian-Pedagogical University, 24, Str. Siberian, Perm, 614990, Russia Ludmila V. Sharova - doctor of biological sciences, professor Perm State Humanitarian-Pedagogical University, 24, Str. Siberian, Perm, 614990, Russia Alexsey V. Shepalov - Regional Children's Clinical Hospital, 22, Str. Bauman, Perm, 614066, Russia Svetlana V. Annenkova - post-graduate Perm National Research Polytechnic University, 29, Komsomolsky prospect, Perm, 614990, Russia
E-mail: sharovalv@bk.ru
Annotation. One of the most urgent problems in teenage orthopedy is a correct formation of torsion mindsets during lower extremities development among children with a norm and with pathology. Torsion formation of the lower extremities depends on the peculiarities of anatomical structure of hip, knee, ankle joints and the form of a foot. An original training simulator is offered in order to improve walking, develop the functions of feet support, create the possibilities of correct torsion formation of the lower extremities, improve the skills of walking and balancing. Materials. The apparatus consists from a wooden shield in the basis of which there are cylinder-like holes- niches, on the right and the left sides with "imitation of steps". Spring units in a form ofplugs are set into these holes, connected with the platforms in a form of a footprint of a child, covered with anti-slip material. Plugs can move in a niche, they are placed and set with a screw depending on given torsion parameters of "imitation steps". Research methods: Spring device helps to balance in case of one-supporting step at each footprint owing to the possibility of minimal oscillatory movements, shield itself can be at an angle 10-15° with imitation of moving up the mountain. The training simulator helps to form the skills of walking and balancing. Results. The system of trainings at the created training simulator is offered, preliminary clinic results are received. Preliminary clinical effectiveness estimation of the training simulator is positive. After three courses of two-week lessons with the interval of a month 90% of children with different orthopedic pathology have a correct skill of walking formation, self-control improvement, disappear the cases of loss of balance during a walk, children stop stumpling, their feet are correctly turned during a walk. Conclusion. Offered by the authors training simulator is effective in case of wide spectrum of pathology of the lower extremities, it is simple in structure, helps children to improve walking within several courses, make it more confident, helps to improve balance during the support, improve balancing abilities of children. Preliminary estimation of the training simulator showed its high level of effectiveness. Keywords: rehabilitation, walking function improvement, torsion formation of the lower extremities, balancing junction, vestibular apparatus.
Введение: Ходьба человека в норме - сложный циклический локомационный акт, который совершается при участии многих кинематических пар и за счет работы большого количества мышц плечевого и тазового поясов, а также нижних конечностей.
Нижние конечности выполняют опорную, рессорную и двигательную функции человеческого тела. За счет суставов, мышц и связок нижние конечности амортизируют движения тела и ослабляют передачу на туловище всех толчков, сотрясений при ходьбе, беге, прыжках. Здоровые нижние конечности имеют функционально целесообразное анатомическое строение, поэтому от их состояния зависит выгодная работа мышц с целью уменьшения энергозатрат при ходьбе и правильное развитие опорно-двигательного аппарата в целом [1, 2].
Заболевания опорно-двигательной системы по частоте занимают одно из первых мест среди всех пороков развития, при этом три четверти их приходится на пороки развития конечностей. Известно, что количество детей с врожденными аномалиями и вариантами недоразвития опорно-двигательной системы в настоящее время не снижается, число новорожденных с нарушениями развития скелета достигает 2,5%.
Одной из актуальнейших проблем детской и подростковой ортопедии является правильное формирование торсионных установок при развитии нижних конечностей у детей. Это относится как к норме, так и к патологии торсионного формирования нижних конечностей. Торсия - это структурная характеристика кости, состоящая в ее скручивании вдоль продольной оси, определяется по взаимному расположению противоположных суставных концов кости. Она относится непосредственно к кости и может быть определена безотносительно к положению конечности или тела в пространстве для каждой длинной трубчатой кости. Торсионное формирование нижних конечностей зависит от особенностей анатомического строения тазобедренных, коленных, голеностопных суставов и формы стопы,
функции окружающих мышц,
эргономичности их работы.
Торсия костной структуры нижних конечностей влияет не только на походку, но и на функцию всех её сегментов, в том числе и её опорной части - самой стопы, а тазобедренный сустав является ключевым анатомическим элементом, запускающим торсионный механизм формирования бедра на разных уровнях в горизонтальной плоскости. Величина ротации зависит от угла наклона кпереди (антеверсии) шейки бедренной кости, который у маленьких детей обычно довольно большой. Увеличение внутренней ротации в 1,5 раза является признаком антеторсии, увеличение в 2 раза - дисплазии тазобедренного сустава.
Процесс физиологического
торсионного развития сегментов нижней конечности происходит лишь при нормально развитой костно-мышечной системе и обусловлен деятельностью мускулатуры в динамике и статике. При системных заболеваниях и врожденных пороках развития нижних конечностей, как правило, нарушается их торсионное развитие [3].
Целью изобретения является создание возможностей для формирования и улучшения навыков ходьбы и балансирования.
Методы и организация
исследования: исследование проводилось группой авторов. Нами проводилось наблюдение за детьми в процессе обучения правильной постановке стоп при ходьбе и формирование рефлекса ходьбы в усложнённых условиях.
Методисты направляли свои усилия на обеспечение разворота таза ребенка вперед в одноопорном периоде шага, что определяло ритмичность ходьбы, исправляло сформировавшиеся
ротационные навыки при постановке стопы. При этом отмечалось снижение спастики у детей с неврологическими отклонениями разного уровня, а также улучшение функции вестибулярного аппарата. На созданное специальное балансировочное устройство получена приоритетная справка на полезную модель.
Методы и организация
исследования: тренажёр предназначен для выработки правильной ротационной установки стоп при ходьбе для тренировки вестибулярного аппарата и профилактики рецидивов деформаций стопы у детей
детского следа представлена на рисунке 1. Следы в количестве 10 штук расположены «ёлочкой» с возможностью разворота стоп под различным углом в сторону наружной или внутренней ротации в зависимости от поставленной задачи.
дошкольного возраста. Платформа в форме
Рисунок 1 - На рисунке представлен «след» с пружинным устройством
возможность вращаться в нише и располагается в зависимости от заданных торсионных параметров расположения следов, рекомендованных врачом, а заданные торсионные фиксируются с помощью винта. Само пружинное представляет собой
запрессованную в муфты
Устройство состоит из мебельного щита из сращённой древесины мягких пород, в основании которого выбраны цилиндрообразные углубления-ниши, расположенные вперемежку по правой и левой стороне с имитацией попеременного правого и левого шагов. Само же продольное расстояние между
углублениями соответствует длине детского шага и может изменяться в зависимости от возраста ребёнка (с 3 до 7 лет). Пружинные узлы крепятся к основанию и, по сути дела, являются втулками, которые вставляются в упомянутые углубления-ниши, к самим же узлам сверху крепятся платформы в форме детского следа, изготовленные из дерева или пластика, покрытые сверху противоскользящим материалом. Втулка
имеет
параметры стопорного устройство пружину, из твердого
пластика, что позволяет балансировать при одноопорном шаге на каждом из следов, при этом опора остаётся достаточно стабильной для движения по платформе. Минимальные колебательные движения пружины при ходьбе дают ребёнку возможность балансировать во время передвижения вперёд, следы способны при опорной нагрузке осуществлять колебательные движения и наклоны относительно горизонтальной плоскости в пределах нескольких градусов, а сама доска может увеличивать наклон на 10-15° с имитацией движения в гору. Изобретение относится к медицине, а именно к устройствам по формированию навыков ходьбы и балансирования.
Расположенные на щите платформы в форме детского следа (рисунок 2) позволяют проводить упражнения, тренирующие возможность ребёнка удерживать равновесие, поддерживать вертикальное положение тела, ходить с правильной постановкой стоп, с их правильным разворотом.
Рисунок 2 - Расположение платформ-следов на щите с возможностью их разворота в горизонтальной плоскости
Разворот стоп может быть различным в зависимости от поставленной задачи и регулируется врачом путём простейшего устройства. Процедура проходит следующим образом. Ребенок встает на платформу-след и шагает по «следам», на платформу действует сила веса и направленная противоположно сила упругости пружины. Колебания следа минимальны, при опоре они заставляют ребёнка балансировать и фиксировать стопу надёжно с вовлечением проприоцептивного механизма мышечно-связочного аппарата. Ребёнок, шагающий по «следам», начинает покачиваться из стороны в сторону (как на палубе корабля во время качки), при этом он старается удерживать тело, вертикально сохраняя равновесие, чтобы не упасть. Балансировочное устройство для формирования и усовершенствования навыков ходьбы может быть использовано в медицинской реабилитации в качестве средства для формирования правильной постановки шага и балансирования на одной ноге в фазе переката во время передвижения.
Работа на тренажере проводится после основного занятия лечебной физической культурой (ЛФК)
Результаты и их обсуждение. На
начальных этапах исследования мы изучали особенности постановки стоп при ходьбе с помощью визуализации отпечатков следов на бумаге, оценивали угол разворота стоп, равномерность шагов,
индивидуально. Длительность занятий составляет от 5 до 15 минут в зависимости от возраста, занятия могут повторяться до 5 раз в течение одного дня. Ребёнок несколько раз проходит весь путь по тренажёру, длина которого составляет полтора метра.
Тренировки повторяются в течение от нескольких дней до одного месяца, что позволяет сформировать навык хождения по зыбкой поверхности и положительно сказывается на тренировке мышц нижних конечностей и вестибулярного аппарата. Занятия проходят в лёгкой игровой форме и интересны детям. У детей с неврологическими отклонениями, в частности с детским церебральным параличом (ДЦП), после коррекции положения стоп такое восстановительное лечение также оказывается полезным, так как возможность балансирования вызывает включение дополнительных рефлексов, перекрывающих механизмы спастики. В зависимости от поставленной задачи устройство позволяет ребёнку
самостоятельно ходить, балансируя при необходимости руками, или ходить, держась за руку помощника или за перила (рисунок 3).
Рисунок 3 - Ребёнок при использовании тренажёра
пользуется перилами в периоде обучения
колебания в развороте стоп. Мы клинически оценивали как группы ортопедических больных, так и больных с соматической патологией с различными отклонениями торсионного
формирования нижних
конечностей. Предварительное исследование носило характер
клинических оценок и ставило целью выявить дополнительные возможности устройства. Одним из результатов таких предварительных оценок стали следующие наблюдения. Кроме патологии стоп и
некорректного характера из постановки при ходьбе, другой областью применения может быть восстановление функции ходьбы у детей с поражениями других крупных суставов, в частности, тазобедренного, коленного,
голеностопного, а также после тяжёлых хирургических вмешательств и длительной иммобилизации [4].
Заключение. Предложенный
тренажёр для формирования правильной ходьбы широко используется при занятиях ЛФК. Данный тренажер безопасен в использовании, дети легко и с удовольствием воспринимают его, что повышает их мотивацию к занятиям ЛФК. Предварительная клиническая оценка эффективности тренажёра положительная. После 3 курсов двухнедельных занятий с интервалом в 1 месяц у 90% детей с разной ортопедической патологией происходит формирование правильного навыка ходьбы, улучшение самоконтроля, исчезают эпизоды потери равновесия при ходьбе, дети перестают запинаться, правильно разворачивают стопы при ходьбе. Клинические наблюдения продолжаются и систематизируются.
Предложенный авторами тренажёр эффективен при широком спектре патологии нижних конечностей, прост в устройстве, позволяет в течение нескольких курсов улучшить походку у детей, сделать её более уверенной, улучшить равновесие при опоре, усовершенствовать балансировочные
возможности пациентов детского возраста. Предварительная оценка работы тренажёра показала его высокую эффективность.
Литература 1. Белокрылов Н.М. Особенности реабилитации больных с опухолевыми и опухолеподобными дефектами проксимального отдела бедра / Н.М. Белокрылов, Л.В. Шарова, А.Н. Белокрылов, А.В. Шаров, А.Н. Леготкин /
Подано: 07.11.2016 г. Принято: 10.11.2016г.
Педагогико-психологические и медико-биологические проблемы физической культуры и спорта. - 2015. - Том 10 №1. - С. 14-24. Режим доступа: http ://j ournal-science.org/ru/article/113. html. DOI 10.14526/29_2015_29.
2. Dormans, J. P. / J.M. Flynn// Pathological fractures associated with tumors and unique conditions of the musculoskeletal system. In: Rockwood CA Jr, Wilkins KE, Beatry JH, editors. Fractures in children Vol 3, 5th ed. Philadelphia: Lippincott-Raven. - 2000.
- P. 18-16.
3. Kaelin, AJ, MacEwen GD. Unicameral bone cysts. Natural history and the risk of fracture. Int Orthop 1989. - 34 p.
4. Roposch, A , Saraph V , Linhart WE. Flexible intramedullary nailing for the treatment of unicameral bone cysts in long bones. J Bone Joint Surg Am 2000; 82: - Р. 1447-1453.
5. Sharova, L. V. Belokrylov N.M, Nenakhova J.V. Rehabilitation of children with movement disorders resulting from cerebral palsy Baltic Journal of Health and Physical Activity. - 2014.
- Volume 6, Issue 4. - P 284-290, ISSN.
References
1. Belokrylov N.M., Sharova L.V., Belokrylov A.N., Sharov A.V., Legotkin A.N. The Rehabilitation Peculiarities of People With Tumor and Tumor-Like Defects of a Proximal Hip Section. Pedagogiko-psihologicheskie i mediko-biologicheskie problemy fizicheskoj kul'tury i sporta [Pedagogical-psychological and medico-biological problems of physical culture and sports], 2015, vol. 10, no.1, pp. 14-24. Available at: http://journal-
science.org/ru/article/113.html. DOI
10.14526/29_2015_29.
1. Dormans, J. P. / J.M. Flynn// Pathological fractures associated with tumors and unique conditions of the musculoskeletal system. In: Rockwood CA Jr, Wilkins KE, Beatry JH, editors. Fractures in children Vol 3, 5 th ed. Philadelphia: Lippincott-Raven. - 2000.
- P. 18-16.
2. Kaelin, AJ, MacEwen GD. Unicameral bone cysts. Natural history and the risk of fracture. Int Orthop 1989. - 34 p.
3. Roposch, A , Saraph V , Linhart WE. Flexible intramedullary nailing for the treatment of unicameral bone cysts in long bones. J Bone Joint Surg Am 2000; 82: - Р. 1447-1453.
4. Sharova, L. V. Belokrylov N.M, Nenakhova J.V. Rehabilitation of children with movement disorders resulting from cerebral palsy. Baltic Journal of Health and Physical Activity. - 2014.
- Volume 6, Issue 4. - P 284-290, ISSN.
Белокрылое Николай Михайлович - профессор кафедры адаптивной и лечебной физической культуры, доктор медицинских наук, ФГБОУВО «Пермский государственный гуманитарно-педагогический университет», ул. Сибирская, 24, Пермь, Россия, 614990. Шарова Людмила Васильевна - доктор педагогических наук, профессор, заведующая кафедрой адаптивной и лечебной физической культуры, ФГБОУВО «Пермский государственный гуманитарно-педагогический университет», ул. Сибирская, 24, Пермь, Россия, 614990, E-mail: sharovalv@hk.ru
Щепалое Алексей Васильевич - врач отделения травматологии и ортопедии, городское бюджетное учреждение здравоохранения Пермского края «Краевая детская клиническая больница», ул. Баумана, 22, Пермь, Россия, 614066.
Анненкова Светлана Викторовна - аспирант кафедры физической культуры Пермского национального исследовательского политехнического университета, Комсомольский проспект, дом 29, Пермь, 614990.
