Авторефераты по всем темам >>
Авторефераты по медицине
На правах рукописи
АРЬКОВ ВЛАДИМИР ВЛАДИМИРОВИЧ
БИОМЕХАНИЧЕСКИЙ И ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЙ КОНТРОЛЬ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ФУНКЦИИ НИЖНИХ КОНЕЧНОСТЕЙ У СПОРСМЕНОВ, ТРАВМИРОВАННЫХ В ПРОЦЕССЕ ТРЕНИРОВОК И СОРЕВНОВАНИЙ
АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание ученой степени
доктора медицинских наук
14.03.11 - Восстановительная медицина, спортивная медицина, лечебная физкультура, курортология и физиотерапия.
Москва - 2012
Работа выполнена в отделе разработки проблем УСпортсмен и окружающая средаФ Федерального государственного бюджетного учреждения УФедеральный научный центр физической культуры и спортаФ (ФГБУ ФНЦ ВНИИФК).
Официальные оппоненты:
доктор медицинских наук, профессор Епифанов Александр Витальевич
доктор медицинских наук, профессор Берзин Игорь Александрович
доктор медицинских наук, доцент Ачкасов Евгений Евгеньевич
Ведущая организация:
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования УРоссийский государственный университет физической культуры, спорта, молодежи и туризма (ГЦОЛИФК)Ф.
Защита состоится У11Ф апреля 2012 г. в 14.00 часов на заседании диссертационного совета Д.311.002.01 при ФГБУ УФедеральный научный центр физической культуры и спортаФ по адресу: 105005, Москва, Елизаветинский переулок 10.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБУ УФедеральный научный центр физической культуры и спортаФ.
Автореферат разослан У06Ф марта 2012 г.
Ученый секретарь
диссертационного совета,
кандидат медицинских наук Неборский С.А.
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность проблемы.
По данным ВОЗ, в последние десятилетия болезни костно-мышечной системы являются основной причиной заболеваемости, наносят огромный ущерб системе здравоохранения как в развитых, так и в развивающихся странах (Букуп К.,2007). Значительная роль в патогенезе данных заболеваний принадлежит травматическим факторам. После спортивной травмы коленного сустава во всех случаях очень важно объективно оценить функцию опорно-двигательного аппарата (Калинкин Л.А., 2008), а также контролировать процесс восстановления (Разумов А.Н., 2007, Епифанов В.А., Епифанов А.В.,2009).
Специализация спортивных и профессиональных навыков современного общества предъявляет чрезвычайно высокие требования к двигательным и координационным возможностям человека. Основы единой концепции оценки двигательной сферы человека заложены в исследованиях биомеханики двигательной активности Н.А. Бернштейна (1947,1966). Существует значительное количество методик, направленных на диагностику и тренировку отдельных звеньев опорно-двигательного аппарата. Однако большинство из них направлены на измерение какого-либо одного признака или группы признаков, в той или иной степени характеризующих двигательную активность (Воронов А.В., 2005). Комплексная оценка нервно-мышечной системы и опорно-двигательного аппарата человека возможна с использованием методов стабилометрии и изокинетической динамометрии. Однако, существующие параметры нормы предназначены для оценки здоровых лиц, не занимающихся спортом (Скворцов Д.В., 2000). Нервно-мышечная система и опорно-двигательный аппарат спортсмена имеют значительные отличия в связи с экстремальными нагрузками и биомеханическими особенностями соревновательного движения (Шестаков М.П.,2007). Воздействие различных физических факторов также требует верификации с использованием современных способов тестирования. Необходимо учитывать, что спортивная травма нередко может сопровождаться повреждением нервных проводников (Andrews J.R.,2004). При этом, объективные средства диагностики болевой сферы человека практически отсутствуют, недостаточно данных о взаимосвязи боли и биомеханических нарушений движения.
Следовательно, разработка комплексной универсальной системы биомеханического и физиологического контроля степени повреждения и восстановления, результатов реабилитационного процесса, эффективности проводимых процедур, критериев возврата в спорт у спортсменов высокого уровня, является важной проблемой восстановительной медицины.
Цель работы.
Разработка комплексной системы биомеханического и физиологического контроля восстановления и коррекции функциональных нарушений при спортивной травме коленного сустава.
Предмет исследования.
Биомеханические и физиологические характеристики нервно-мышечной системы и опорно-двигательного аппарата спортсмена.
Объект исследования.
Функциональное состояние спортсменов с травматическими повреждениями коленного сустава.
Задачи исследования:
- Исследовать показатели скоростно-силовых возможностей и поддержания баланса тела у спортсменов различных специализаций без повреждения опорно-двигательного аппарата.
- Изучить закономерности изменения скоростно-силовых возможностей и поддержания баланса тела у спортсменов при повреждении опорно-двигательного аппарата.
- Определить количественные и качественные признаки нарушения стереотипа движения при видеоанализе двигательной активности спортсмена с травмой нижних конечностей.
- Разработать межгрупповые шкалы оценки показателей стабилометрии и изокинетической динамометрии силы мышц бедра спортсменов.
- Оценить эффекты стимуляционных воздействий на функциональное состояние спортсмена с использованием биомеханических и физиологических критериев.
- Создать методику тестирования афферентного звена ноцицептивной системы спортсмена.
- Определить ведущие критерии, необходимые для возвращения спортсмена с травмой нижних конечностей в спорт.
Методы исследования:
клиническое ортопедическое обследование (Reider B.,2005);
стабилометрия на аппарате Стабилан - 01 (РФ);
изокинетическая динамометрия на аппарате Biodex 3 Pro (США);
миотонометрия с применением аппарата Myoton-3 (Эстония);
видеоанализ движения с использованием цифровой видеокамеры, программного обеспечения Dartfish (Швейцария);
тепловидение, тепловизионная камера NEC TH 9100SL (Япония);
определение вариабельности сердечного ритма на аппарате УВарикардФ (РФ);
электроэнцефалограмма на аппарате Нейровизор БММ (РФ);
шкалы и опросники - визуальная аналоговая шкала боли, реактивная и личностная тревожность по опросникам Спилбергера и Бека (HanssonаP., FieldsаH. et al.,2001), опросники DN4 и PainDetect (Bouhassira D, Attal N, et al.,2005).
Статистическую обработку результатов проводили с использованием параметрических и непараметрических критериев (критерий Стьюдента, в том числе с поправкой Бонферрони для множественных сравнений, критерии Уилкоксона-Манна-Уитни, Ньюмена-Кейсла, знаков, 2), различия считали достоверными при p<0,05. Определяли среднее значение и стандартное отклонение (при нормальном распределении), моду и амплитуду моды (Гланц С., 1999). Использовали программу Biostat (РФ) и STATISTIKA 8.
Научная новизна исследования:
Впервые решена проблема комплексного биомеханического и физиологического тестирования для объективного контроля двигательной сферы спортсмена, необходимая как для определения уровня спортивных возможностей, так и для оценки процесса восстановления и возвращения в спорт спортсмена после травмы. Впервые изучены закономерности изменения скоростно-силовых возможностей и баланса тела у спортсменов в зависимости от специализации двигательной активности и уровня восстановления у спортсменов с травмой. Впервые установлено определяющее значение характера опорной нагрузки в формировании разброса функциональных показателей статокинетической устойчивости, а также ведущие факторы проявления динамической силы спортсменов в зависимости от биомеханического стереотипа соревновательного движения. Разработаны универсальные шкалы оценки результатов данных методов тестирования в группах с различным генерализованным признаком двигательной активности на примере высококвалифицированных спортсменов. Установлено, что при восстановлении после спортивной травмы нижних конечностей происходит нарушение статокинетической устойчивости, в виде смещения общего центра давления вперед, снижение силовых возможностей четырехглавой мышцы бедра и различные количественные и качественные нарушения двигательного стереотипа.
При оценке эффектов стимуляционных воздействий был впервые выявлен выраженный перекрестный эффект курсового применения методики электростимуляции с мониторингом произвольного сокращения четырехглавой мышцы бедра на нестимулированную четырехглавую мышцу бедра, установлены признаки дисбаланса - увеличение скорости смещения и изменение положения центра давления по данным стабилометрии. Впервые установлено, что фотостимуляция с использованием неструктурированного однородного визуального поля в состоянии спокойного бодрствования с открытыми глазами вдвое увеличивает амплитуду альфа-ритма.
Впервые разработана отечественная методика определения лазервызванных потенциалов, которая позволяет тестировать афферентное звено ноцицептивной системы спортсмена. Доказано, что амплитуда лазервызванных потенциалов зависит от интенсивности и характера боли, уровня реактивной тревожности, выраженности мышечно-тонического синдрома. Впервые определено, что низкоинтенсивное лазерное воздействие с длиной волны 0,96 мкм и чрескожная электронейростимуляция вызывают снижение амплитуд лазервызванных потенциалов, а также удлинение их латентности, что открывает новые возможности для объективного контроля применения противоболевой терапии.
Впервые разработаны критерии возвращения в спорт, которые включают стабилометрию, изокинетическую динамометрию и видеоанализ движения.
Теоретическая значимость:
Исследование расширяет представления о функционировании нервно-мышечной системы и опорно-двигательного аппарат. Теоретический вклад работы заключается в изучении координационного и силового обеспечения двигательной активности у спортсменов с различным генерализованным признаком соревновательного движения. У спортсменов без повреждений и при травме коленного сустава определен вклад регуляции тонуса отдельных мышц (палеокинетический уровень А по Бернштейну Н.А.), статокинетической устойчивости (уровень В). Проведена оценка вклада афферентного звена рефлекторной дуги и изменения статокинетической устойчивости путем воздействия на систему проприоцепции при проведении унилатеральной электростимуляции. Дополнительное воздействие на зрительный анализатор (уровень пространственного поля) при примененении фотостимуляции модулирует эффекторные процессы высших нервных центров (уровень предметных действий), способствует изменению коррекционной частоты в рамках альфа-ритма. Определена зависимость выраженности корковой активности в виде лазервызванных потенциалов от уровня боли и тревожности спортсмена (уровень интеллектуальных действий). Таким образом, расширена оценка регуляции двигательного акта на всех уровнях построения движения человека. На основе проведенных исследований сформулировано теоретическое положение о возможности активации восстановительно-реабилитационного процесса после спортивной травмы путем внешнего управления аффекторными и эффекторными процессами в цепи биомеханического акта в комплексе с регулированием в системе зрительного анализатора, как главного помощника проприоцептивной чувствительности. Данное положение свидетельствует о новом уровне применения теории Бернштейна Н.А. Оно открывает новые перспективы в достижении высоких спортивных результатов и в сохранении здоровья спортсменов.
Теоретические положения и результаты исследований диссертации использованы в НИОКР, выполненных в течение 2007-2010 г.г. по государственным контрактам № 02.512.11.2088 и 02.522.11.2015 Минобрнауки РФ.
Практическая значимость:
Исследование позволяет оптимизировать решение важной научной и прикладной проблемы тестирования двигательной сферы лиц социально-значимых профессий, в том числе спортсменов высокого уровня. Комплексная система биомеханического и физиологического контроля восстановления при спортивной травме позволяет объективно диагностировать нарушения двигательной сферы человека, оценить течение реабилитационного процесса, определить безопасное возвращение в спорт.
Разработаны шкалы оценки состояния нервно-мышечной системы и опорно-двигательного аппарата высококвалифицированных спортсменов по данным стабилометрии, изокинетической динамометрии. Разработана методика оценки данных видеоанализа движений спортсмена. Разработаны критерии оценки восстановления после травмы коленного сустава.
Полученные данные могут быть использованы врачами спортивной медицины, лечебной физической культуры, восстановительной медицины, травматологии-ортопедии, неврологии. Биомеханическое тестирование с применением разработанных методик может использоваться как для определения степени нарушений двигательной сферы человека, так и для тестирования ключевых звеньев соревновательного движения спортсмена. Шкалы оценки показателей баланса и силы целесообразно использовать тренеру при подготовке высококвалифицированного спортсмена.
Разработка способов оценки отдельных звеньев двигательного аппарата способствовала созданию методологии биомеханического контроля спортсменов. Получен патент на изобретение № 2401056. Исследовали физиологические процессы при воздействии световых факторов на зрительный анализатор и кожные покровы спортсмена. Методика лазервызванных потенциалов может использоваться при тестировании спортсмена, а также неврологами и нейрофизиологами при оценке функций ноцицептивной системы и ЦНС в целом, при болевых синдромах различной этиологии, для оценки анальгетического действия лекарств, физических факторов.
Методики, разработанные в ходе данной работы, используются в практике следующих лечебных учреждений: Московский научно-практический центр спортивной медицины, г. Москва. Национальный медико-хирургический центр им. Н.И. Пирогова Росздрава, г. Москва.
Основные положения, выносимые на защиту:
1. Доказано, что показатели баланса тела и скоростно-силовые возможности спортсменов зависят от особенностей двигательного стереотипа соревновательного движения, а при повреждении опорно-двигательного аппарата определяются комплексным нарушением на всех уровнях регуляции двигательной активности. При повреждении опорно-двигательного аппарата возникает нарушение тонуса, снижение силовых возможностей четырехглавой мышцы бедра, изменение статокинетической устойчивости и характера движения.
2. Для контроля при травме коленного сустава следует использовать биомеханические и физиологические методы тестирования, которые позволяют выявлять системные сдвиги функционального состояния спортсмена при различных травмах и коррекционных стимулирующих воздействиях. Проведение курса унилатеральной электростимуляции вызывает изменение статокинетической устойчивости и силы стимулированной и контрлатеральной четырехглавой мышцы бедра. Фотостимуляция способствует модуляции активности коры головного мозга. Методика лазервызванных потенциалов позволяет тестировать афферентное звено болевой системы спортсмена без побочных эффектов, амплитуда лазервызванных потенциалов зависит от интенсивности и характера боли, уровня тревожности. Физические факторы, обладающие противоболевым эффектом, вызывают снижение амплитуд лазервызванных потенциалов.
3. Комплексная методика биомеханического тестирования позволяет объективно оценить функциональные возможности нервно-мышечной системы и опорно-двигательного аппарата спортсмена при восстановлении после травмы нижних конечностей. При использовании стимуляционных воздействий происходит коррекция биомеханических и физиологических показателей.
Апробация работы.
Результаты работы были доложены на международных и региональных конференциях: международном конгрессе спортивной травматологии ESSKA 2000 (Инсбрук, 2006); VI научно-практической конференции Передовые технологии диагностики и лечения в травматологии, ортопедии и спортивной медицине (Москва, 2006); итоговых конференциях федеральной целевой программы УИсследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2007-2012 годыФ Минобрнауки РФ (Москва, 2008, 2010); международной конференции УПроблемы современной морфологии человекаФ (Москва, 2008); IX Московской ассамблеи УЗдоровье столицыФ (Москва, 2010); V международной конференции УНовые технологии клинической и спортивной реабилитацииФ (Москва,2011).
Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 219 страницах машинописного текста и состоит из введения, пяти глав исследований и списка литературы. Список литературы содержит 250 источников, из них: 54 на русском языке и 196 на иностранных языках. Работа иллюстрирована 25 рисунками, 34 таблицами.
Организация исследования. I этап. Исследование показателей и закономерностей изменения скоростно-силовых возможностей и баланса тела у спортсменов различных видов спорта и спортсменов при повреждении опорно-двигательного аппарата.
В исследовании приняли участие 164 спортсмена без повреждений (95 мужчин и 69 женщин) и 60 спортсменов (39 мужчин и 21 женщина) после травмы нижней конечности. Спортсмены из циклических (лыжные гонки, биатлон, академическая гребля), сложнокоординационных (дзюдо, греко-римская борьба, горные лыжи), смешанных (лыжное двоеборье, водное поло) и игровых {баскетбол, футбол) видов спорта. Критерии включения в группу спортсменов без повреждений (1 группа): возраст (18-25 лет); квалификация (не ниже кандидата в мастера спорта), стаж (не менее 3 лет), отсутствие противопоказаний (острая патология травматического или соматического генеза); сопоставимый период годичного цикла подготовки (предсоревновательный).
Программа исследования включала антропометрическое исследование, изокинетическое тестирование силы с использованием универсального динамометра Biodex 3 Pro (Biodex Inc., США) на угловых скоростях 60, 180, 300 в секунду в движениях: сгибание (мышцы сгибатели голени)/разгибание (разгибатель голени - четырехглавая мышца бедра) в коленном суставе. Сгибание (двуглавая мышца плеча)/разгибание (трехглавая мышца плеча) в локтевом суставе для обеих конечностей исследовали на аналогичных угловых скоростях. Анализировали пиковый вращающий момент относительно веса тела (ПВМ/ВТ, %) сгибателей и разгибателей ног и рук в зависимости от угловой скорости. При этом, сила рук определялась только в группе 1. Проводили стабилометрическое тестирование на диагностическом комплексе УСтабиланФ (ОКБ Ритм, РФ). Спортсмены устанавливались на платформу босиком в европейской стойке (пятки вместе, носки разведены на угол в 30 градусов). Исследование проводилось с открытыми глазами и с закрытыми глазами. Регистрировались следующие стабилометрические показатели: скорость перемещения центра давления (ЦД), площадь статокинезиограммы, среднее положение и среднеквадратическое отклонение (разброс) ЦД во фронтальной и сагиттальной плоскостях в условиях наличия и отсутствия зрительного контроля.
В группу 2 включали спортсменов с реконструкцией передней крестообразной связки коленного сустава с одной стороны, 6 месяцев после операции. Операция выполнялась одним и тем же хирургом, в качестве трансплантата использовали сухожилия полусухожильной и тонкой мышц по стандартной методике, использовали стандартный протокол реабилитации (Maxey L., Magnusson J., 2007) Критерии включения: одностороннее повреждение, спортивный стаж не менее 3 лет, отсутствие острой патологии соматического генеза. В исследовании приняли участие спортсмены игровых (футбол, волейбол, баскетбол), сложнокоординационных (горные лыжи, бокс, карате), циклических (лыжные гонки) видов спорта, средний возраст 24,1 5,3. Методы исследования включали стабилометрию, изокинетическую динамометрию (описаны выше). В группе 2 дополнительно проводили стабилометрию при стойке на одной ноге (Ветрилэ В.С., 2002), а также количественный и качественный видеоанализ движений с использованием цифровой видеокамеры, программного обеспечения Dartfish (Швейцария). Помимо общепринятого в мировой практике анализа ходьбы и теста прыжок на 1 ноге в длину проводили дополнительно тест приседа и спрыгивания со ступеньки 15 см. Динамика восстановительных процессов была определена в промежутках 6 и 8 месяцев после операции.
2 этап. Оценка биомеханических и физиологических эффектов стимуляционных воздействий, разработка методики тестирования афферентного звена ноцицептивной системы спортсмена.
Проводили исследование влияния электростимуляции на нервно-мышечный аппарат спортсмена, фотостимуляции на функциональное состояние коры головного мозга. На данном этапе также разрабатывали методику тестирования афферентного звена ноцицептивной системы спортсмена. В исследовании по определению влияния электростимуляции участвовали 24 мужчины в возрасте 20Ц34 лет. Среди обследованных 12 спортсменов (мужчины) с диагнозом унилатеральный пателлофеморальный артроз и 12 спортсменов - мужчин, специализация - лыжные гонки, со стажем занятий от 6 до 17 лет. Критерии отбора исследуемых - отсутствие противопоказаний к электростимуляции.
Все испытуемые получали курс электростимуляции (ЭС) четырехглавой мышцы бедра (ЧМБ) из 10 процедур. ЭС осуществлялась при положении пациента сидя на кресле изокинетического динамометра BioDex (США), угол сгибания в коленном суставе 45о. Использовались переменные токи (длительность посылки 10 сек, пауза 50 сек. частота модуляции 50 Гц; длительность импульса трапециевидной формы 10 мсек; несущая частота 2500 Гц); воздействие проводилось с использованием аппарата Амплидин ЭСТ (РФ), режим ЭСТ, программа П-4. Электроды (размер 3х10 см) фиксировались на границе верхней и средней трети передней поверхности стимулируемого бедра (катод) и над коленной чашечкой в нижней трети бедра (анод); ЭС проводилась на субмаксимальном уровне тока, переносимом данным испытуемым. Установка для пациента во время ЭС - напрягать четырехглавую мышцу бедра во время импульса стимуляции с поддержанием заданного уровня. Стимулировалась у пациентов - ЧМБ больной ноги, у спортсменов - менее сильная ЧМБ.
Программа исследования включала контрольные тестирования испытуемых до и после курса ЭС методами, описанными на 1 этапе. Дополнительно определяли механические характеристики мышц бедра (тонус, жесткость и эластичность) в центральных точках мышц правой и левой ноги при помощи миотонометра Myoton-3 (Эстония). Исследуемый находился в положении лежа на спине. Измерения проводились в расслабленном состоянии и при произвольном максимальном сокращении исследуемых мышц. Определяли тонус, эластичность и жесткость отдельных составляющих четырехглавой мышцы бедра (ЧМБ) - прямой мышцы (m. rectus femoris), внутренней широкой (m. vastus medialis), наружной широкой мышцы бедра (m. vastus lateralis).
аВ исследованиях влияния неструктурированного однородного визуального поля на функциональное состояние коры головного мозга и цветовой фотостимуляции приняли участие студенты мужского пола, 29 человек в возрасте от 22 до 28 лет. Исследуемые были психически здоровы, не страдали эпилепсией и не имели неврологических заболеваний. Использовали разработанный ВНИИФК аппарат фотодиагностики и фотостимуляции зрительного анализатора УТранстонус-01Ф.
Исследования проводились в относительно звукоизолированном помещении с приглушенным освещением. Давалась основная инструкция: сидеть спокойно и расслабленно с закрытыми (во время записи фона) или открытыми глазами и, по возможности, не использовать какие-либо стратегии в отношении восприятия подаваемых ему стимулов.
Регистрация ЭЭГ выполнялась в программе Neocortex с помощью цифрового ЭЭГ усилителя Нейровизор БММ (РФ) в семнадцати стандартных отведениях (O1, O2, Т5, Т6, T3, T4, P3, P4, Pz, C3, C4, Cz, F3, F4, F7, F8, Fz) согласно международной системе расположения электродов 10-20 с индифферентными ушными электродами. Частота оцифровки устанавливалась равной 1000 Гц, для того чтобы определять положение пика альфа волн с точностью 0.6 Гц. Перед оцифровкой сигнал ЭЭГ фильтровался в полосе от 0.5 до 45 Гц. Межэлектродное сопротивление не превышало 5 кОм. Спектральные данные представлены в виде амплитудного спектра, где по оси Y - значения индекса амплитуды на индивидуальной частоте альфа-ритма в мкВ/Гц.
В исследовании № 1 по разработке методики тестирования афферентного звена ноцицептивной системы спортсмена. приняли участие 10 человек мужского пола (возраст: 26,14 ± 0,54 лет) при определении физиологических эффектов и безопасности процедуры. Иccледуемые были психически здоровы, не страдали расстройством чувствительности и не имели неврологических заболеваний.
В процессе исследования с помощью аппарата термооптической диагностики и коррекции УТермостимул=01ДФ (ВНИИФК, РФ) поочередно производилась стимуляция тыльной стороны кистей обеих конечностей (в области расположения лучевого нерва) в рандомизированном порядке с целью определения болевого порога (по 3 измерения для каждой руки). Стимуляция производилась с повышающейся длительностью импульса, по 3 измерения для каждой длительности. Для получения лазерных вызванных потенциалов (ЛВП) коры головного мозга производилась стимуляция тыльной стороны кистей обеих конечностей (в области расположения лучевого нерва).
Стимуляция производилась излучением с мощностью, превышающей уровень болевого порога в 1,2 раза. Для получения ЛВП проводили по 30 стимуляций каждой руки. Для того чтобы избежать изменения характеристик ЛВП вследствие адаптации ноцицепторов, после каждой стимуляции делали паузу в 10 сек, с этой же целью несколько варьировали место стимуляции (в пределах 2 см от места приложения первоначального импульса). Одновременно производили регистрацию вызванных потенциалов посредством электроэнцефалограммы (ЭЭГ). Для предохранения глаз от лазерного воздействия использовались защитные очки.
Запись ЭЭГ проводили при помощи 20 электродов, расположенных по интернациональной системе расположения электродов 10/20. В качестве референта выступало усреднение по двум ушным электродам ((А1+А2)/2). Соблюдались следующие требования регистрации ЭЭГ: сопротивление ниже 10 кОм, полоса пропускания 0,2 - 200 Гц, частота дискретизации 1000 Гц. Запись производили при закрытых глазах в положении испытуемого сидя в комнате, изолированной от шума и яркого света. Анализ ЭЭГ проводился по эпохам длинной 1000 мс, из которых 100 мс предшествовали стимулу. Перед усреднением данных по эпохам проводили исключение глазодвигательных и электромиографических артефактов. Для анализа вариабельности сердечного ритма (ВСР) в данном исследовании использовался серийно выпускаемый программно - аппаратный комплекс "Варикард" (РФ). Параметры ВСР оценивались при помощи программного обеспечения ИСКИМ 6. Применяли временные и частотные методы анализа ВСР, соответствующих требованиям международных стандартов. Термографический контроль при проведении процедуры лазерной стимуляции осуществляли с помощью бесконтактной тепловизионной камеры NEC TH 9100SL с разрешением 0,06 градуса. Измерение проводили на тыльной стороне руки, три раза. Первый раз термограмму регистрировали перед началом стимуляции далее после 15 стимула и завершали после всей серии воздействий. Полученные термограммы обрабатывали в программе Image Processor. В каждой термограмме выделялась зона, окружающая место воздействия с площадью около 4 см2. Определяли максимальную, среднюю и минимальную температуру в данной зоне.
Для тестирования болевой сферы при наличии боли в исследовании № 2 приняли участие 18 человек, из которых 8 человек - неврологические пациенты, 10 человек - здоровые люди без расстройств чувствительности и неврологических заболеваний. Возраст исследуемых от 26 до 50 лет. Критерием при отборе было психическое здоровье, отсутствие нарушения кожных покровов в месте воздействия.
Регистрацию ЛВП осуществляли аналогично исследованию № 1. Всем пациентам проводили клинико-неврологический осмотр, субъективную оценку интенсивности болевого синдрома поавизуально-аналоговой шкале (ота0адоа10), оценку достоверности наличия нейропатического компонента болевого синдрома (опросники DN4 и PainDetect), оценку степени мышечно-тонического синдрома по опроснику Хабирова. Для оценки психоэмоциональных состояний использовался опросник Спилбергера для выявления уровня реактивной и личностной тревожности, опросник Бека - для выявления наличия депрессии.
Группа здоровых лиц после определения болевого порога и записи ЛВП подвергалась низко-интенсивному лазерному воздействию (НЛИ). Воздействие осуществлялось диодным лазером с длиной волны 0,96 мкм аппарата термооптической диагностики и коррекции УТермостимул=01ДФ. Облучение осуществлялось контактным методом. Облучали 4 поля по 0,785 см2 в проекции дерматома С7, области тыла кисти между большим и указательным пальцем. Каждое поле облучали в течение 32 сек. Воздействие проводили непрерывным излучением с мощностью 400 мВт. Плотность энергии составила 10 Дж/см2. Полученная доза облучения на процедуру составляла 40 Дж/см2. Облучению НЛИ подвергалась только левая рука. После воздействия проводилась повторная запись ЛВП с правой и левой рук.
В исследовании №3 приняли участие 10 спортсменов-лыжников мужского пола (возраст: 24,2 ± 3,2 лет). Исследуемые были психически здоровы, не страдали расстройством чувствительности и не имели неврологических заболеваний. Методика вызова и регистрации ЛВП аналогична исследованию № 1. Стимуляцию проводили в области дерматома С7 на кистях рук и на задней поверхности шеи.
После регистрации ЛВП у каждого исследуемого, с помощью аппарата ЧЭНС-01-Скенар (РФ) определяли субмаксимальный уровень тока на участке кожи, не подлежащему воздействию. В исходном положении сидя осуществляли воздействие на шейный отдел позвоночника паравертебрально в области VI-VII шейных позвонков. При проведении процедуры использовался субъективно-дозированный режим воздействия, применялся лабильный метод обработки выбранной области, при котором после постановки электрода на кожу, он с небольшой скоростью равномерно перемещался сверху вниз в пределах обрабатываемой зоны повторяющимися движениями. Частота 90 Гц (режим Fm). Длительность процедуры составляла 10 минут. После ЧЭНС повторяли процедуру стимуляции и регистрации ЛВП.
3 этап. Разработка критериев возвращения в спорт, методики комплексного биомеханического и нейрофизиологического контроля восстановления при травме спортсмена.
Для разработки методики комплексного биомеханического контроля использовали результаты исследований предшествующих этапов. Все исследования были согласованы с этическим комитетом ВНИИФК.
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
Исследование показателей и закономерностей изменения скоростно-силовых возможностей и баланса тела у спортсменов различных видов спорта и спортсменов при повреждении опорно-двигательного аппарата.
Сравнительный анализ изокинетических характеристик силовых возможностей мышц спортсменов мужского пола показал существенные достоверные различия между представителями видов спорта с различной биомеханикой, то есть с различным вкладом силовой подготовленности верхних и нижних конечностей в обеспечение специальной работоспособности. Для универсальной оценки использовали соотношение силы к весу тела (ПВМ/ВТ).
По динамической силе верхних конечностей крайние позиции по уровню силовых возможностей занимают академическая гребля и баскетбол (таблица 1). Гребцы академического стиля отличаются наибольшим уровнем развития мышц сгибателей как правой, так и левой руки на всех рассматриваемых угловых скоростях. Баскетболисты, напротив, отличаются минимальным уровнем изокинетических параметров силовых возможностей сгибателей и разгибателей рук. Ватерполисты, занимая по ряду позиций промежуточное положение, выделяются максимальным уровнем мышц-разгибателей обеих рук на всех угловых скоростях, а также мышц сгибателей на высокой угловой скорости. Отличительными чертами дзюдоистов данной выборки является высокий и средний уровень развития силовых возможностей разгибателей и сгибателей правой руки на низкой угловой скорости.
Параметры силовых возможностей ног для правой (ведущей) ноги спортсменов 7 видов спорта представлены в таблица 2,3. Наибольшие различия определяются между спортсменами академической гребли, водного поло (большие силовые возможности) и лыжного двоеборья, греко-римской борьбы (меньшие силовые возможности). Лыжные гонки, баскетбол и дзюдо занимают промежуточное положение. Видовая специфика академической гребли проявляется максимальным уровнем развития силовых возможностей сгибателей и разгибателей мышц голени на всех угловых скоростях (рисунок 1). Ватерполо, имея в целом также один из высоких уровней развития силовых возможностей ног, выделяется наибольшим уровнем изокинетической силы мышц сгибателей на средней угловой скорости, сгибателей и разгибателей на высокой угловой скорости. Греко-римская борьба отличается наиболее низким уровнем изокинетических характеристик силы мышц ног.
Виды спорта, занимающие промежуточное положение имеют свои специфические особенности. В лыжных гонках отмечается высокий уровень силы сгибателей на низкой угловой скорости, что может быть связано с работой сгибателей голени в основной стойке с согнутыми коленными суставами. У баскетболистов определяется высокий уровень силовых проявлений сгибателей на высокой угловой скорости, низкий уровень разгибателей на низкой угловой скорости. Высокая угловая скорость характерна для профиля сокращения быстрых мышечных волокон (II b типа) в их фазовой работе взрывного характера при прыжке (Maffiulletti N.A., Cometti G. et al., 2000). У дзюдоистов выявили высокий уровень силы мышц разгибателей голени на средней и высокой скорости, что также связано со структурой соревновательного движения.
Рисунок 1 - Показатель ПВМ/ВТ (%) разгибателей голени у спортсменов академической гребли и греко-римской борьбы, отличия достоверны (P<0,05)
Сравнительный анализ динамических силовых возможностей мышц спортсменов женского пола показал существенные достоверные различия между представительницами видов спорта с различной биомеханикой, то есть различным вкладом силовой подготовленности верхних и нижних конечностей в обеспечение специальной работоспособности. Наибольшие отличия были выявлены у спортсменок академической гребли и дзюдо. При этом, отличий по уровню силы рук не было отмечено, в отличии от мужчин. Тенденции, которые были выявлены при анализе силовых возможностей рук, соответствовали особенностям двигательного стереотипа рассматриваемых специализаций. У спортсменок академической гребли отмечался больший уровень развития относительной силы сгибателей предплечья (все угловые скорости) и разгибателей рук у дзюдоисток (все угловые скорости).
Достоверно отличались только показатели силы мышц сгибателей коленного сустава на всех тестируемых скоростях. У спортсменок академической гребли сила сгибателей голени была выше, что объясняется значительной ролью данных мышц в движениях закрытой кинетической цепи при гребке (Верлин С.В., Каверин В.Ф., Квашук П.В., Семаева Г.Н., 2007). Отмечалась тенденция к более высокой силе мышц разгибателей в коленном суставе (четырехглавая мышца бедра) у спортсменок академической гребли.
Представленные результаты показали объективную значимость показателей изокинетического тестирования силовых возможностей с выявлением закономерных различий, определяемых биомеханическим стереотипом движения спортсмена в различных видах спорта, сформированными и селекционными особенностями морфологических и физиологических параметров, необходимых для осуществления специального движения.
Таблица-1 Характеристики изокинетической динамометрии мышц рук у спортсменов различных специализаций (мужчины)*.
Показатель | Аадемическая гребля (n=14) | Баскетбол (n=16) | Водное поло (n=17) | Дзюдо (n=17) | Достоверность различий (критерий Стьюдента) | |||||||||
1-2 | 1-3 | 1-4 | 2-3 | 2-4 | 3-4 | |||||||||
Рука пр, ПВМ/ВТ 60 разг. | 78,3 | 11,2 | 66,6 | 6,8 | 82,5 | 15,1 | 80,2 | 14,2 | 3,52 | -3,85 | -3,48 | |||
Рука пр, ПВМ/ВТ 60 сгиб. | 77,7 | 8,6 | 68,5 | 8,7 | 72,1 | 13,3 | 72,3 | 11,4 | 2,88 | |||||
Рука пр, ПВМ/ВТ 180 разг. | 58,5 | 10,5 | 48,1 | 7,8 | 63,7 | 14,8 | 55,8 | 14,0 | 3,10 | -3,76 | ||||
Рука пр, ПВМ/ВТ 180 сгиб. | 58,5 | 12,5 | 42,1 | 7,8 | 54,5 | 10,3 | 48,2 | 10,2 | 4,36 | 2,52 | -3,87 | |||
Рука пр, ПВМ/ВТ 300 разг. | 49,6 | 10,3 | 39,4 | 9,4 | 51,2 | 12,6 | 45,7 | 11,7 | 2,84 | -3,05 | ||||
Рука пр, ПВМ/ВТ 300 сгиб. | 45,4 | 10,4 | 31,3 | 9,0 | 45,9 | 11,2 | 36,0 | 9,5 | 3,98 | 2,62 | -4,12 | 2,79 | ||
Рука лев, ПВМ/ВТ 60 разг. | 76,0 | 11,8 | 63,6 | 9,8 | 89,1 | 15,0 | 72,9 | 13,4 | 3,14 | -2,61 | -5,67 | -2,25 | 3,27 | |
Рука лев, ПВМ/ВТ 60 сгиб. | 75,9 | 10,7 | 66,6 | 11,0 | 71,1 | 10,8 | 71,4 | 12,1 | 2,34 | |||||
Рука лев, ПВМ/ВТ 180 разг. | 52,0 | 8,1 | 43,5 | 6,3 | 63,9 | 13,9 | 52,5 | 9,9 | 3,22 | -2,81 | -5,34 | -3,07 | 2,72 | |
Рука лев, ПВМ/ВТ 180 сгиб. | 54,9 | 10,1 | 40,8 | 7,8 | 54,0 | 9,7 | 48,4 | 11,2 | 4,29 | -4,23 | -2,23 | |||
Рука лев, ПВМ/ВТ 300 разг. | 45,1 | 7,4 | 34,3 | 7,4 | 52,5 | 11,9 | 43,2 | 11,6 | 3,99 | -2,01 | -5,20 | -2,62 | 2,28 | |
Рука лев, ПВМ/ВТ 300 сгиб. | 42,8 | 14,3 | 28,0 | 5,9 | 40,6 | 6,8 | 40,2 | 12,8 | 3,79 | -5,56 | -3,47 | |||
*где - среднее значение, - стандартное отклонение, разг. - разгибание, сгиб. - сгибание, пр. - правая, лев. - левая, 60, 180, 300 - угловая скорость изокинетического тестирования (градусов в секунду), выделены жирным шрифтом - наибольшие значения, закрашены - наименьшие, приведены значимые коэффициенты, при оценке критерия Стьюдента значимость различий оценивалась с учетом поправки Бонферрони для множественных сравнений, ПВМ/ВТ - пиковый вращающий момент/вес тела * 100% (%).
С целью повышения эффективности анализа, с учетом нормального распределения показателей изокинетической силы для всей совокупности спортивного контингента, были разработаны межгрупповые сигмальные шкалы (Х0,22; Х0,67; Х1,33; Х2,0). Шкалы показателей включают силовые возможности сгибателей и разгибателей рук (приведены в главе 2 диссертации) и ног у мужчин и женщин (таблица 4,5). Балльная оценка характеристик изокинетической силы (таблица 4,5) показала, что формализованные данные позволяют наглядно оценивать уровень общих (суммарный балл) и частных силовых проявлений рук и ног у спортсменов различной специализации и пола.
Как видно, межгрупповая вариабельность изокинетических характеристик силовых проявлений демонстрирует сугубо специфическое становление силовых возможностей верхних и нижних конечностей спортсмена. Позволяет выделить наиболее значимые для вида деятельности характеристики изокинетических проявлений, а так же лимитирующие звенья силового ансамбля двигательной сферы человека.
Сопоставление характеристик стабилометрии в рассматриваемых группах спортсменов также позволило выявить проявление влияния спортивной специализации двигательного навыка на поддержание баланса тела.
Различия по специализации у мужчин (таблица 6) в наибольшей степени касались поддержания ортоградной позиции тела в условиях зрительного контроля, достоверные различия наблюдались по всем рассматриваемым признакам между биатлонистами и ватерполистами, а также ватерполистами и дзюдоистами.
В частности, ватерполисты отличались от прочих видов спорта:
- максимальными скоростью и площадью ЦД,
- большими отклонениями во фронтальной и сагиттальной плоскостях ЦД.
Биатлонисты и дзюдоисты характеризовались минимальным уровнем указанных характеристик, гребцы занимали промежуточное положение.
Показатели среднего положения ЦД во фронтальной и сагиттальной плоскостях также отличались. Максимальное отклонение кзади отмечалось у спортсменов дзюдо и водного поло, минимальное у биатлонистов. По положению ЦД в сагиттальной плоскости отклонение вправо у ватерполистов и влево у биатлонистов, в меньшей степени у спортсменов академической гребли.
Отмена зрительного контроля вызывает также различные изменения в механизмах поддержания ортоградного контроля. Различия при закрытых глазах отмечались на уровне тенденций (таблица 6). На фоне однонаправленного повышения скорости, площади и вариабельности ЦД у ватерполистов происходило максимальное повышение скорости при минимальном росте площади и небольшом смещении влево. У гребцов максимально увеличивалась площадь эллипса ЦД при минимальном повышении скорости и неизменности среднего положения в сагиттальной плоскости. Биатлонисты характеризовались средним (в ряду рассматриваемых специализаций) повышением скорости при минимальном увеличении площади и наиболее выраженным смещением вперед. Дзюдоисты отличались минимальным повышением скорости при среднем повышении площади, а также небольшим смещением ЦД вперед и влево. Ортоградное
Таблица-2 Характеристики изокинетической динамометрии мышц правого бедра у спортсменов различных специализаций (мужчины)*.
ыжные гонки (n=9) | ыжное двоеборье (n=8) | Академическая гребля (n=14) | Баскетбол (n=16) | Водное поло (n=17) | Греко-римская борьба (n=14) | Дзюдо (n=17) | ||||||||
| ||||||||||||||
ПВМ/ВТ 60 разг. | 284,6 | 55,8 | 249,4 | 40,7 | 316,5 | 22,5 | 258,4 | 35,0 | 273,5 | 44,6 | 255,7 | 45,4 | 281,3 | 47,5 |
ПВМ/ВТ 60 сгиб. | 183,7 | 36,7 | 152,7 | 16,5 | 173,4 | 27,6 | 158,9 | 26,4 | 173,8 | 26,0 | 146,6 | 32,2 | 159,7 | 39,0 |
ПВМ/ВТ 180 разг. | 187,2 | 26,9 | 170,1 | 37,0 | 199,9 | 17,7 | 187,3 | 17,7 | 188,8 | 27,3 | 156,5 | 28,1 | 195,0 | 30,8 |
ПВМ/ВТ 180 сгиб. | 137,7 | 20,9 | 128,7 | 25,0 | 144,4 | 21,6 | 135,6 | 19,5 | 145,8 | 25,8 | 112,6 | 29,7 | 130,3 | 26,4 |
ПВМ/ВТ 300 разг. | 140,7 | 20,2 | 130,9 | 18,3 | 155,8 | 18,0 | 146,2 | 22,3 | 152,0 | 21,4 | 123,8 | 15,9 | 152,8 | 22,5 |
ПВМ/ВТ 300 сгиб. | 113,3 | 11,9 | 111,5 | 17,7 | 120,5 | 20,7 | 120,8 | 18,7 | 124,1 | 19,3 | 94,1 | 27,6 | 113,8 | 18,5 |
*где - среднее значение, - стандартное отклонение, разг. - разгибание, сгиб. - сгибание, 60, 180, 300 - угловая скорость изокинетического тестирования (градусов в секунду), выделены жирным шрифтом - наибольшие значения, закрашены - наименьшие, ПВМ/ВТ - пиковый вращающий момент/вес тела *100% (%).
Таблица-3 Достоверность различий показателей изокинетической динамометрии мышц ног между спортсменами различных видов спорта*.
ыжные гонки | ыжное двоеборье | Академическая гребля | Баскетбол | Водное поло | Греко-римская борьба | ||||||||||||||||
д | аг | бас | вп | грб | дз | аг | бас | вп | грб | дз | бас | вп | грб | дз | вп | грб | дз | грб | дз | дз | |
ПВМ/ВТ 60 разг. | -5,0 | 5,3 | 3,3 | 4,5 | 2,5 | ||||||||||||||||
ПВМ/ВТ 60 сгиб. | 2,2 | 0,8 | 2,6 | -2,1 | 2,4 | 2,6 | |||||||||||||||
ПВМ/ВТ 180 разг. | 2,6 | -2,6 | 4,9 | 3,6 | 3,2 | -3,6 | |||||||||||||||
ПВМ/ВТ 180 сгиб. | 2,2 | 3,2 | 2,5 | 3,3 | |||||||||||||||||
ПВМ/ВТ 300 разг. | 2,2 | -3,1 | -2,4 | -2,4 | 5,0 | 3,1 | 4,1 | -4,1 | |||||||||||||
ПВМ/ВТ 300 сгиб. | 2,9 | 3,1 | 3,6 | -2,4 | |||||||||||||||||
*где д - лыжное двоеборье, аг - академическая гребля, бас - баскетбол, вп - водное поло, грб - греко-римская борьба, дз - дзюдо, разг. - разгибание, сгиб. - сгибание, 60, 180, 300 - угловая скорость изокинетического тестирования (градусов в секунду), приведены значимые коэффициенты, при оценке критерия Стьюдента значимость различий оценивалась с учетом поправки Бонферрони для множественных сравнений.
Таблица-4 Межгрупповые шкалы оценки изокинетической силы ног спортсменов*.
Показатели/баллы | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | ||
ПВМ 60 разг. пр. | 213,6 | 49,3 | 148,1-180,5 | 180,6-202,7 | 202,8-224,5 | 224,6-246,7 | 246,8-279,2 |
ПВМ 60 сгиб. пр. | 127,4 | 32,4 | 84,3-105,6 | 105,7-120,2 | 120,3-134,5 | 134,7-149,1 | 149,2-170,5 |
Ср. время уск. | 49,0 | 20,1 | 75,8-62,4 | 62,5-53,3 | 44,6-53,4 | 35,6-44,6 | 22,3-35,5 |
ПВМ/ВТ 60 разг. | 275,1 | 45,7 | 214,2-244,3 | 244,4-264,9 | 265,0-285,1 | 285,2-305,7 | 305,8-335,9 |
ПВМ/ВТ 60 сгиб. | 163,9 | 31,6 | 121,8-142,6 | 142,7-156,8 | 156,9-170,8 | 170,9-185,0 | 185,1-205,9 |
ПВМ/ВТ 180 разг. | 184,8 | 29,1 | 146,0-165,2 | 165,3-178,3 | 178,4-191,2 | 191,3-204,3 | 204,4-223,6 |
ПВМ/ВТ 180 сгиб. | 134,0 | 26,0 | 99,4-116,4 | 116,5-128,2 | 128,3-139,7 | 139,8-151,4 | 151,5-168,6 |
ПВМ/ВТ 300 разг. | 144,7 | 22,5 | 114,8-129,6 | 129,7-139,7 | 139,8-149,7 | 149,8-159,8 | 159,9-174,7 |
ПВМ/ВТ 300 сгиб. | 114,7 | 21,7 | 85,8-100,0 | 100,1-109,8 | 109,9-119,4 | 119,5-129,2 | 129,3-143,5 |
Мощн. 60 гр/сек. пр. | 108,6 | 29,7 | 80,5-96,4 | 96,5-107,3 | 107,4-118,0 | 118,1-128,9 | 129,0-144,8 |
* в таблице представлены сокращенные названия признаков, где: - среднее значение, Ц стандартное отклонение, разг. - разгибание, сгиб. - сгибание, лев. - левая, пр. - правая, ср. - среднее, уск.- ускорение, 60, 180, 300 - соответствующие скорости изокинетического тестирования (в секунду), мощн. - средняя мощность разгибателей/сгибателей, ПВМ - пиковый вращающий момент (Н*м), ПВМ/ВТ - пиковый вращающий момент/вес тела * 100% (%).
.
Таблица-5 Межгрупповые шкалы оценки изокинетической силы ног спортсменок (женщины)*.
Показатели/баллы | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
Ноги, ПВМ 60 разг. пр. | 114,8-135,5 | 135,6-149,6 | 149,7-163,6 | 163,7-177,7 | 177,8-198,5 |
Ноги, ПВМ 60 разг. лев. | 114,6-134,9 | 135,0-148,8 | 148,9-162,5 | 162,6-176,4 | 176,5-196,9 |
Ноги, ПВМ 60 сгиб. пр. | 69,5-82,5 | 82,6-91,5 | 91,6-100,3 | 100,4-109,3 | 109,4-122,4 |
Ноги, ПВМ 60 сгиб. лев. | 67,3-80,1 | 80,2-88,9 | 89,0-97,6 | 97,7-106,4 | 106,5-119,3 |
Ноги, ср. время уск. | 62,8-54,7 | 54,8-49,2 | 49,3-43,9 | 44,0-38,4 | 38,5-30,4 |
Ноги, ПВМ/ВТ 60 разг. | 185,5-212,2 | 212,3-230,5 | 230,6-248,5 | 248,6-266,8 | 266,9-293,6 |
Ноги, ПВМ/ВТ 60 сгиб. | 118,4-132,5 | 132,5-142,0 | 142,1-151,5 | 151,6-161,2 | 161,3-175,3 |
Ноги, ПВМ/ВТ 180 разг. | 123,8-138,4 | 138,5-148,5 | 148,6-158,4 | 158,5-168,5 | 168,6-183,3 |
Ноги, ПВМ/ВТ 180 сгиб. | 94,1-104,8 | 104,9-112,1 | 112,2-119,4 | 119,5-126,8 | 126,9-137,6 |
Ноги, ПВМ/ВТ 300 разг. | 92,5-106,0 | 106,1-115,4 | 115,5-124,6 | 124,7-133,9 | 134,0-147,6 |
Ноги, ПВМ/ВТ 300 сгиб. | 77,1-87,8 | 87,9-95,2 | 95,3-102,4 | 102,5-109,8 | 109,9-120,6 |
Ноги пр., мощн. 60 | 59,6-70,8 | 70,9-78,6 | 78,7-86,2 | 86,3-94,0 | 94,1-105,3 |
Ноги лев., мощн. 60 | 58,7-70,8 | 70,9-79,1 | 79,2-87,3 | 87,4-95,6 | 95,7-107,8 |
* в таблице представлены сокращенные названия признаков, где: разг. - разгибание, сгиб. - сгибание, лев. - левая, пр. - правая, 60, 180, 300 - соответствующие скорости изокинетического тестирования (в секунду), мощн. - средняя мощность разгибателей/сгибателей, ПВМ - пиковый вращающий момент (Н*м), ПВМ/ВТ - пиковый вращающий момент/вес тела * 100% (%).
.
положение тела без зрительного контроля с приоритетом влияния проприорецепции характеризовалось снижением смещения ЦД по отношению к среднему положению при сохранении особенностей спортивной специализации.
На примере спортсменов высокой квалификации и достаточного стажа занятий различной специализации выявили, что специфика различно акцентированной и напряженной физической деятельности оказывает выраженное влияние на формирование механизмов ортоградного положения тела.
Различия у мужчин определяются нарастанием площади, скорости колебания ЦД в ряду: биатлон (наиболее низкие показатели) - дзюдо - академическая гребля - водное поло (наиболее высокие показатели).
Таким образом, по мере снижения доли влияния гравитационного фактора и координационной сложности вертикальной позы в структуре основного соревновательного упражнения в течение многолетней тренировки формируется сниженная статокинетическая устойчивость, которая не выходит за пределы среднепопуляционной нормы (рисунок 2).
Рисунок 2 - Средние значения площади статокинезиограммы у спортсменов различных специализаций с открытыми и закрытыми глазами. достоверное отличие площади ЦД при открытых глазах у ватерполистов от биатлонистов и дзюдоистов, при закрытых глазах достоверные отличия спортсменов академической гребли и биатлонистов (P<0,05 с учетом поправки Бонферрони для множественных сравнений).
Различия по специализации у женщин были значительно менее выражены, чем у мужчин.
С целью повышения эффективности дифференцированной оценки статокинетической устойчивости нами были разработаны межгрупповые сигмальные шкалы (Х 0,22 ; Х 0,67 ; Х 1,33 ) оценки показателей стабилометрии, при этом крайние границы определялись реальной изменчивостью показателей. Среднепопуляционные нормативы (Normes 85, 1985) рассчитаны на лиц, не занимающихся спортом. Формализованные данные позволят более наглядно и объективно на уровне спортивного контингента различной специализации выявить уровень общих (суммарный балл) и частных проявлений статокинетической устойчивости (таблица 7-8).
Таким образом, проведенное исследование показало, что стабилометрические показатели являются адекватными маркерами реализации человека в условиях напряженной деятельности при выделении общих и специфических особенностей, определяемых напряженностью и спецификой многолетнего воздействия, а также половым диморфизмом.
Таблица-6 Стабилометрические характеристики спортсменов-мужчин различной специализации*.
Мужчины | Академическая гребля (1) | Биатлон (2) | Водное поло (3) | Дзюдо (4) | t-критерий Стьюдента | |||||||||
1-2 | 1-3 | 1-4 | 2-3 | 2-4 | 3-4 | |||||||||
Cтойка с открытыми глазами | ||||||||||||||
Скорость ЦД | 7,58 | 2,05 | 7,26 | 5,51 | 14,75 | 5,91 | 7,56 | 2,00 | 4,32 | -3,14 | 4,75 | |||
Площадь статокинезиограммы | 114,96 | 91,20 | 74,03 | 73,94 | 158,81 | 83,75 | 85,57 | 59,15 | -2,55 | 2,94 | ||||
Среднее положение ЦД во фронтальной плоскости | -3,34 | 5,57 | -4,17 | 4,90 | 4,05 | 6,24 | -1,36 | 5,87 | 3,44 | -3,42 | 2,60 | |||
Среднее положение ЦД в сагиттальной плоскости | -13,39 | 21,05 | -7,23 | 12,99 | -19,81 | 15,56 | -24,28 | 21,01 | 2,07 | 2,21 | ||||
Среднеквадратическое отклонение ЦД в фронтальной плоскости, по оси х | 2,63 | 0,58 | 2,19 | 1,20 | 3,01 | 0,82 | 2,24 | 0,61 | -2,06 | 3,11 | ||||
Среднеквадратическое отклонение ЦД в сагиттальной плоскости, по оси у | 3,03 | 1,43 | 2,29 | 0,90 | 3,70 | 0,99 | 2,71 | 1,30 | -3,54 | 2,49 | ||||
Стойка с закрытыми глазами | ||||||||||||||
Скорость ЦД | 13,32 | 4,09 | 14,43 | 6,78 | 24,14 | 16,91 | 12,81 | 4,00 | 2,33 | 2,69 | ||||
Площадь статокинезиограммы | 264,64 | 182,29 | 130,82 | 67,37 | 212,66 | 153,13 | 173,11 | 98,43 | -2,10 | |||||
Среднее положение ЦД во фронтальной плоскости | -2,41 | 5,54 | -3,41 | 4,88 | 2,40 | 5,16 | -2,16 | 5,31 | 2,50 | -2,78 | 2,54 | |||
Среднее положение ЦД в сагиттальной плоскости | -13,43 | 20,18 | -3,55 | 10,27 | -21,17 | 15,21 | -22,49 | 20,86 | 3,11 | 2,55 | ||||
Среднеквадратическое отклонение ЦД в фронтальной плоскости, по оси х | 3,55 | 1,55 | 2,33 | 0,82 | 3,31 | 1,20 | 2,73 | 0,81 | -2,15 | -2,17 | ||||
Среднеквадратическое отклонение ЦД в сагиттальной плоскости, по оси у | 4,94 | 2,00 | 3,85 | 1,04 | 4,27 | 1,36 | 4,35 | 1,80 | ||||||
*данные представлены в виде: , где - среднее значение, Ц стандартное отклонение, наибольшие значения выделены жирным шрифтом, закрашены минимальные значения, в оценку включены критерии Стьюдента с учетом поправки Бонферрони для множественных сравнений.
Таблица-7 Шкалы оценки статокинетической устойчивости у мужчин-спортсменов.
Показатели/баллы | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
Открытые глаза | |||||
Скорость ЦД, мм/сек | 11,3-9,7 | 9,6-8,5 | 8,4-7,4 | 7,3-6,2 | 6,1-4,4 |
Площадь ЦД, мм2 | 157,5-123,6 | 123,5-100,4 | 100,3-77,8 | 77,7-54,6 | 54,5-20,5 |
Разброс ЦД в фронт. плоскости, ось х, мм | 3,6-3,2 | 3,1-2,8 | 2,7-2,4 | 2,3-2,1 | 2,0-1,4 |
Разброс ЦД в сагитт. плоскости, ось у, мм | 3,8-3,4 | 3,3-3,0 | 2,9-2,6 | 2,5-2,2 | 2,1-1,5 |
Закрытые глаза | |||||
Скорость ЦД, мм/сек | 20,8-17,4 | 17,3-15,0 | 14,9-12,7 | 12,5-10,2 | 10,1-6,6 |
Площадь ЦД, мм2 | 289,7-29,0 | 228,9-187,6 | 187,5-147,2 | 147,1-105,8 | 105,7-44,9 |
Разброс ЦД в фронт. плоскости, ось х, мм | 4,1-3,6 | 3,5-3,2 | 3,1-2,7 | 2,6-2,3 | 2,2-1,6 |
Разброс ЦД в сагитт. плоскости, ось у, мм | 6,2-5,3 | 5,2-4,6 | 4,5-4,0 | 3,9-3,3 | 3,2-2,2 |
Таблица-8 Шкалы оценки статокинетической устойчивости у женщин-спортсменов.
Показатели/баллы | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
Открытые глаза | |||||
Скорость ЦД, мм/сек | 8,7-7,5 | 7,4-6,7 | 6,6-5,8 | 5,7-5,0 | 4,9-3,7 |
Площадь ЦД, мм2 | 93,7-74,4 | 74,3-61,2 | 61,1-48,1 | 48,0-34,9 | 34,8-15,5 |
Разброс ЦД в фронт. плоскости, ось х, мм | 2,9-2,5 | 2,4-2,2 | 2,1-1,8 | 1,7-1,5 | 1,4-1,1 |
Разброс ЦД в сагитт. плоскости, ось у, мм | 2,6-2,3 | 2,2-2,1 | 2,0-1,8 | 1,7-1,6 | 1,5-1,2 |
Закрытые глаза | |||||
Скорость ЦД, мм/сек | 13,4-11,6 | 11,5-10,4 | 10,3-9,1 | 9,0-7,8 | 7,7-6,0 |
Площадь ЦД, мм2 | 150,2-123 | 123,4-105 | 105,1-87,1 | 87,0-68,8 | 68,7-42,0 |
Разброс ЦД в фронт. плоскости, ось х, мм | 3,4-2,9 | 2,8-2,6 | 2,5-2,2 | 2,1-1,9 | 1,8-1,4 |
Разброс ЦД в сагитт. плоскости, ось у, мм | 4,1-3,7 | 3,6-3,4 | 3,3-3,0 | 2,9-2,6 | 2,5-2,1 |
Результаты биомеханического тестирования у спортсменов с травмой нижних конечностей показали, что через 6 месяцев у спортсменов имеются выраженные нарушения опорно-двигательного аппарата (таблицы 9-12). В таблице 9 представлены результаты исследования стабилометрических показателей мужчин в стойке на обеих ногах с открытыми и закрытыми глазами (тест Ромберга), а также при стойке на пораженной и интактной ноге. Показатели баланса тела не отличались при стойке на пораженной и интактной ноге. По показателям - площадь, скорость ЦД, разброс (среднеквадратичное отклонение) ЦД по осям x и y, травмированные спортсмены восстановились до прежнего спортивного уровня, 3 балла по спортивной шкале. Однако, по положению ЦД в саггитальной плоскости было выявлено отличие (рисунок 3).
Таблица-9 Показатели стабилометрии у спортсменов (мужчины) с реконструкцией передней крестообразной связки коленного сустава (6 месяцев после операции)*.
Показатель | тест Ромберга, глаза открыты | тест Ромберга, глаза закрыты | Стойка на одной ноге, пораженной | Стойка на одной ноге, интактной | |
Площадь ЦД, мм2 | 82,64 | 208,77 | 457,64 | 485,32 | |
49,44 | 132,99 | 236,8 | 191,5 | ||
Скорость ЦД мм/сек | 7,09 | 12,23 | 31,31 | 31,41 | |
1,35 | 3,95 | 7,96 | 8,51 | ||
Разброс по оси x, мм | 2,11 | 3 | 5,04 | 4,89 | |
0,75 | 0,82 | 1,45 | 1,11 | ||
Разброс по оси y, мм | 2,79 | 4,75 | 6,26 | 6,62 | |
1,17 | 1,76 | 1,8 | 1,85 | ||
Смещение по оси x, мм | - 0,57 | -1,97 | -1,45 | 1,16 | |
9,89 | 9,71 | 9,83 | 7,28 | ||
Смещение по оси y, мм | -16,45 | -14,33 | 1,96 | -2,55 | |
17,95 | 15,57 | 20,08 | 20,52 |
* где - среднее значение, - стандартное отклонение
Рисунок 3 Ц Абсолютные величины смещения ЦД (мм) в саггитальной плоскости, меньше у спортсменов с травмой по сравнению с нормой (Normes 85,1985), c открытыми глазами (-16,4517,95 по сравнению с -33,213,6, р<0,05) и закрытыми глазами (-14,3315,57, по сравнению с -31,712,8, р<0,05).
Травмированные спортсмены отличались смещением ЦД кпереди при стойке на 1 ноге с открытыми (-16,4517,95 по сравнению с -33,213,6, р<0,05) и закрытыми глазами (-14,3315,57, по сравнению с -31,712,8, р<0,05). Показатели нормального положения ЦД приведены согласно Normes 85 (1985). Смещение ОЦД вперед могло быть связано с изменением стратегии поддержания равновесия тела, в связи со слабостью четырехглавой мышцы бедра (Kirtley C.,2006).
У женщин отмечались аналогичные изменения, однако смещение вперед по сравнению с нормой имело характер тенденции. Восстановление баланса тела - площадь, скорость ЦД, разброс (среднеквадратичное отклонение) ЦД по оси y находись на уровне 1 балла по спортивной шкале, Показатели стойки на пораженной и интактной ноге не отличались.
Результаты измерения силовых возможностей спортсменов с травмой нижних конечностей с использованием изокинетической динамометрии показали, что имеются значительные отличия между пораженной и интактной ногой (таблица 10). Выявили меньшие силовые возможности разгибателя (четырехглавой мышцы бедра) оперированной ноги по сравнению с интактной по показателям ПВМ/ВТ на 60 (199,6466,7 по сравнению с 264,1750, p<0,05), 180 (133,89 40,68 по сравнению с 162,829,69, р<0,05) и 300 (96,223,1 по сравнению с 114,0120,24, р<0,05) - рисунок 4. Мощность разгибателя также отличалась на 60 (99,9637,81 по сравнению с 126,0132,27, p<0,05), на 180 (159,1666,3 по сравнению с 198,652,03, p<0,05) и 300 (130,5555,48 по сравнению с 159,6249,37, p<0,05). Дефицит силы мышц достигал 25% на 60, уменьшался на высоких скоростях до 16%.
Рисунок 4 Ц Показатель силы (ПВМ/ВТ, %) четырехглавой мышцы оперированной ноги в отличии от интактной меньше на всех исследуемых скоростях, р<0,05.
При этом, сила мышц-сгибателей голени пораженной ноги (мышцы - mm. semimebranosus, semitendinosus, biceps femoris) восстановилась полностью и соответствовала 1 баллу спортивной шкалы. Время ускорения разгибания на скорости 60 в секунду (40,8823,66) было больше по сравнению с интактной ногой (32,0613,43), что свидетельствовало о недостаточном восстановлении нейромышечных возможностей четырехглавой мышцы бедра оперированной ноги. Соотношение агонисты/антагонисты на пораженной ноге было выше на скорости 60 и 300 по сравнению с интактной ногой, что было связано с меньшей силой четырехглавой мышцы бедра и относительным преобладанием мышц-сгибателей.
Таблица-10 Показатели силовых возможностей спортсменов (мужчины) с реконструкцией передней крестообразной связки коленного сустава (6 месяцев после операции)*.
ПВМ/ВТ разг 60 | Средняя мощн. разг. 60 | ПВМ/ВТ разг. 180 | Средняя мощн. разг. 180 | ПВМ/ВТ разг. 300 | Средняя мощн. разг. 300 | ПВМ/ВТ сгиб. 60 | Средняя мощн. сгиб 60 | ПВМ/ВТ сгиб. 180 | Средняя мощн. сгиб. 180 | ПВМ/ВТ сгиб. 300 | Средняя мощн. сгиб. 300 | Время ускор. разг. 60 | Время ускор. сгиб. 60 | Аг/антаг 60 | Аг/антаг. 300 | |
Пораженная нога | ||||||||||||||||
199,64 | 99,96 | 133,89 | 159,16 | 96,2 | 130,55 | 137,26 | 73,45 | 103,05 | 117,05 | 86,04 | 107,26 | 40,88 | 51,18 | 71,95 | 91,85 | |
66,7 | 37,81 | 40,69 | 66,3 | 23,1 | 55,48 | 35,99 | 23,79 | 25,42 | 43,48 | 24,88 | 43,66 | 23,66 | 13,87 | 19,17 | 22,91 | |
Интактная нога | ||||||||||||||||
264,17 | 126,01 | 162,81 | 198,6 | 114,01 | 159,62 | 145,97 | 82,65 | 108,49 | 126,35 | 90,28 | 112,7 | 32,06 | 48,53 | 58,55 | 79,66 | |
50,03 | 32,27 | 29,69 | 52,03 | 20,24 | 49,37 | 32 | 28,39 | 23,17 | 38,6 | 21,91 | 42,34 | 13,43 | 19,4 | 10,71 | 12,55 | |
* где - среднее значение, - стандартное отклонение, разг. - разгибание, сгиб. - сгибание, 60, 180, 300 - соответствующие скорости изокинетического тестирования (в секунду), Аг/антаг. - соотношение силы мышц агонистов к антагонистам, мощн. - средняя мощность разгибателей/сгибателей (Вт), ПВМ/ВТ - пиковый вращающий момент/вес тела * 100% (%). Выделены значимые отличия показателей оперированной ноги от интактной (p<0.05).
На интактной ноге сила четырехглавой мышцы бедра соответствовала спортивной шкале на 60 (2 балла), на 180 и 300 - 1 баллу. Силовые возможности сгибателей голени интактной ноги также соответствовали спортивной шкале (2 балла) на 60, 1 баллу на 180 и 300. Небольшое снижение силовых возможностей интактной ноги, возможно, было обусловлено изменением режима тренировок после травмы.
У женщин изменения показателей силы и мощности носили аналогичный характер.
При видеоанализе движения спортсмена с повреждением нижних конечностей определяли количественные (таблица 11) и качественные характеристики движения (таблица 12).
Таблица-11 Количественные характеристики ходьбы и длина прыжка на 1 ноге у спортсменов (мужчины) с травмой нижней конечности.
Показатели | Угол сгибания в коленном суставе в фазу начального контакта, (в градусах) | Угол сгибания в коленном суставе в фазу опоры стопой, (в градусах) | Длина шага, см | Длина прыжка на 1 ноге, см |
Пораженная нога | ||||
7,2 | 7,46 | 71,25 | 71,31 | |
4,11 | 3,61 | 8,73 | 15,43 | |
Интактная нога | ||||
4,68 | 5,6 | 73,5 | 83,55 | |
2,48 | 2,22 | 7,33 | 19,6 | |
* где - среднее значение, - стандартное отклонение. Выделены достоверные отличия (р<0,05)
Кинематические характеристики травмированной конечности у мужчин отличались большим углом сгибания в коленном суставе в фазу начального контакта на пораженной ноге по сравнению с интактной (7,24,11 по сравнению с 4,682,48, р<0,05), а также большим углом сгибания в фазу опоры стопой (7,465,6 по сравнению с 5,62,22, р<0,05). Данная ситуация способствует увеличению сил компрессии в пателлофеморальном суставе и может служить причиной появления болей. Длина шага полностью нормализовалась. Длина прыжка на одной ноге в длину была значимо меньше на поврежденной ноге по сравнению с интактной (83,5530,3 см по сравнению с 110,1545,6, p<0,05).
Качественные нарушения наиболее часто выявлялись при приседании и спрыгивании. При выполнении теста прыжок на одной ноге в длину основным выявленным нарушением была внутренняя ротация бедра с вальгусной установкой голени в фазу приземления. Аналогичное нарушение выявлялось при спрыгивании.
Наиболее частым качественным признаком нарушения биомеханики являлся присед с недостаточной нагрузкой на поврежденную ногу и ротацией таза в ее сторону. Под недостаточной нагрузкой понимается смещение большей части тела во фронтальной плоскости за срединную линию. Количество спортсменов с данным нарушением превысило число лиц с нарушением ходьбы (критерий 2, p<0,05)
Таблица-12. Качественные нарушения биомеханики движения поврежденной ноги у мужчин-спортсменов (39) с травмой нижних конечностей*.
Присед | n | Спрыгивание | n | Ходьба | n | Прыжок на 1 ноге | n |
недостаточная нагрузка на ногу | 20 | недостаточная нагрузка на ногу | 17 | недостаточная нагрузка на ногу | 10 | вальгусная установка голени при старте | 5 |
ротация таза в сторону повреж- денной ноги | 20 | меньше сгибание поврежден- ной ноги | 15 | смещение таза в другую сторону | 10 | вальгусная установка голени при приземлении | 14 |
вальгусная установка голени | 2 | вальгусная установка голени | 5 | смешение надколенника кнаружи | 2 | меньше угол сгибания при приземлении | 6 |
* где n - количество человек с данным нарушением
У женщин отмечали сходную картину нарушений количественных и качественных параметров движения, за исключением достоверно более частыми, по сравнению с мужчинами, случаями вальгусной установки голени при приземлении у 14 спортсменок (критерий 2 , p<0,05). Необходимо отметить, что при полном восстановлении силовых возможностей у 15 спортсменов мужчин, нормализации длины прыжка на одной ноге, у 10 из них были выявлены те или иные качественные нарушения стереотипа движения.
Таким образом, в группе спортсменов с травмой нижних конечностей на протяжении 6 месяцев восстановительного периода после оперативной реконструкции передней крестообразной связки коленного сустава определяются признаки смещения центра давления в саггитальной плоскости, дефицит силы четырехглавой мышцы бедра и различные количественные и качественные нарушения двигательного стереотипа.
Каждому пациенту были даны рекомендации по устранению выявленных нарушений. При повторном тестировании через 2 месяца (8 месяцев после операции) отмечали отсутствие достоверных отличий между силой оперированной и интактной ноги, а также устранение количественных и качественных нарушений биомеханики движения у 80 % спортсменов с травмой.
Оценка биомеханических и физиологических эффектов стимуляционных воздействий, разработка методики тестирования афферентного звена ноцицептивной системы спортсмена.
На 2 этапе исследований с использованием биомеханического и физиологического тестирования определяли эффекты различных стимуляционных воздействий, их влияние на нервно-мышечную систему, опорно-двигательный аппарат и функциональное состояние спортсмена.
После курса ЭС при проведении стабилометрии выявили признаки дисбаланса по сравнению с исходными показателями - увеличение скорости смещения и изменение положения центра давления. Проведение 10-дневного курса ЭС на четырехглавую мышцу с одной стороны вызвало перераспределение массы тела, что проявлялось в основном во фронтальной плоскости (рисунок 5). В группе спортсменов с пателлофеморальным артрозом при стойке на обеих ногах с открытыми глазами увеличивалась скорость смещения центра давления (после курса 9,172,09, по сравнению с 7,472,19 до курса, p<0,05).
В группе спортсменов также наблюдалось смещение скорости ЦД в сторону его увеличения (5,40,86 до курса, по сравнению с 6,871,74 после курса, p<0,05) - рисунок 6.
После проведения курса ЭС изменения силовых возможностей четырехглавой мышцы бедра имели различный характер в группах спортсменов с пателлофеморальным артрозом (далее - пациенты) и спортсменов (таблица 13). В группе пациентов произошли самые существенные изменения в изокинетической силе с достоверным повышением ПМВ и ПМВ/ВТ на средних и высоких скоростях по обеим ногам. Положительные сдвиги на средней угловой скорости составили для стимулируемой ноги в среднем 16,6%, нестимулируемой ноги - 14,2% (p<0,05). Изменения на высокой угловой скорости при достоверном повышении силы на обеих ногах касались более высокого прироста силы на нестимулированной ноге (14,3%-стимулированная, 23,9% - нестимулированная), p < 0,05. В группе спортсменов достоверное повышение изокинетической силы происходило только по нестимулированной ноге и только на средней угловой скорости, максимум на 10%.
В нашем исследовании впервые определен высокий перекрестный эффект увеличения силы на нестимулируемой ноге (до 23,9%) на скорости тестирования 300/сек за достаточно короткий курс ЭС (2 недели).
Ранее сообщали, что прирост силы на нестимулированной ноге составляет не более 10% после проведения 4 недельного курса ЭС и не более 20 % после проведения 8-недельного (Watson T.,2008).
Данный эффект может быть объяснен особенностями методики ЭС. При волевом удержании заданного усилия и его визуализации в работу включаются все отделы ЦНС и при совершении максимального сокращения стимулируемой ноги одновременно работают другие группы мышц, в частности противоположная четырехглавая. Данный феномен можно использовать для стимуляции конечности, которая в данный момент находится в иммобилизации или при наличии в ней металлических имплантов, когда нельзя проводить непосредственное воздействие.
При анализе результатов миотонометрии отдельных частей четырехглавой мышцы бедра определили значительное отличие функциональных характеристик внутренней широкой мышцы бедра (m. vastus medialis) спортсмена с пателлофеморальным артрозом (ПФА) от аналогичной мышцы здорового спортсмена (рисунок 7). У спортсменов с пателлофеморальным артрозом имеется снижение тонуса внутренней широкой мышцы бедра, выявляемое по разнице тонус напряжения/покоя (4,853,1 по сравнению с 8,445,01, p < 0,05). Установили, что при пателлофеморальном артрозе происходит снижение разницы тонус напряжения/покоя внутренней широкой мышцы бедра в 1,74 раза. Разница тонус напряжения/тонус покоя свидетельствует о силе сокращения мышцы. Слабость m. vastus medialis приводит к наружному смещению надколенника до 4 мм при сгибании колена более 20 (Senavouge, W., 2005), что играет значительную роль в развитии пателлофеморального артроза.
Полученные данные целесообразно использовать для объективной оценки функционального состояния ключевой мышцы при ПФА. Кроме того, показатели миотонометрии внутренней широкой мышцы бедра можно применять для оценки восстановления после операции на коленном суставе, в тех случаях, когда возникает гипотрофия внутренней широкой мышцы бедра. Следовательно, миотонометрия отдельных составляющих четырехглавой мышцы бедра может использоваться как метод выбора объективной оценки функции коленного сустава при данной патологии.
Рисунок 5 - Изменения среднего положения ЦД (мм) во фронтальной и сагиттальной плоскостях до и после курса ЭС в группах спортсменов с пателлофеморальным артрозом (п) и спортсменов (с). При стойке на правой ноге в группе спортсменов c пателлофеморальным артрозом смещение вперед (p<0,05).
Рисунок 6 - Увеличение скорости смещения ЦД (мм/сек) до и после курса в группе спортсменов в стойке с открытыми глазами (p<0,05).
Рисунок 7 - Разница тонуса (Гц) напряжения/покоя внутренней широкой мышцы бедра у спортсменов с пателлофеморальным артрозом и у спортсменов без патологии коленного сустава, где ПФА - пателлофеморальный артроз, КС - коленный сустав, достоверные отличия (Р < 0,05).
Таблица -13. Динамика силовых показателей четырехглавой мышцы бедра по данным изокинетической динамометрии до и после курса электростимуляции в группах пациентов и спортсменов*.
Признаки | стимулированное бедро | нестимулированное бедро | |||||||||||||
До | после | % | t-критерий | до | после | % | t-критерий | ||||||||
Пациенты | |||||||||||||||
60 /сек | ПМВ | 189,50 | 69,21 | 194,65 | 72,11 | 5,15 | 2,72 | 200,27 | 39,85 | 225,97 | 44,54 | 25,70 | 12,83 | ||
ПМВ/ВТ | 238,77 | 93,82 | 244,88 | 94,74 | 6,12 | 2,56 | 242,28 | 43,52 | 271,72 | 42,27 | 29,43 | 12,15 | |||
180 /сек | ПМВ | 115,73 | 42,85 | 134,83 | 40,00 | 19,10 | 16,60 | 2,93 | 126,33 | 12,89 | 144,28 | 16,20 | 17,95 | 14,21 | 3,00 |
ПМВ/ВТ | 140,22 | 49,04 | 162,35 | 42,36 | 22,13 | 15,79 | 3,15 | 154,28 | 25,60 | 174,73 | 17,81 | 20,45 | 13,25 | 3,07 | |
300 /сек | ПМВ | 88,18 | 26,23 | 100,75 | 31,72 | 12,57 | 14,25 | 2,68 | 76,78 | 13,29 | 95,12 | 9,67 | 18,33 | 23,88 | 3,41 |
ПМВ/ВТ | 106,85 | 30,30 | 121,02 | 32,99 | 14,17 | 13,26 | 2,87 | 93,87 | 21,08 | 115,48 | 14,70 | 21,62 | 23,03 | 3,33 | |
Спортсмены | |||||||||||||||
60 /сек | ПМВ | 195,25 | 22,96 | 188,17 | 31,71 | -7,08 | -3,63 | 203,70 | 36,16 | 203,27 | 25,58 | -0,43 | -0,21 | ||
ПМВ/ВТ | 265,57 | 38,26 | 256,25 | 53,54 | -9,32 | -3,51 | 275,38 | 45,07 | 276,18 | 45,02 | 0,80 | 0,29 | |||
180 /сек | ПМВ | 125,93 | 13,33 | 129,22 | 10,13 | 3,28 | 2,61 | 127,28 | 14,27 | 140,00 | 16,00 | 12,72 | 9,99 | 2,96 | |
ПМВ/ВТ | 169,97 | 11,75 | 174,80 | 13,65 | 4,83 | 2,84 | 171,70 | 11,89 | 189,15 | 18,55 | 17,45 | 10,16 | 3,07 | ||
300 /сек | ПМВ | 89,30 | 23,38 | 96,08 | 7,15 | 6,78 | 7,60 | 104,53 | 17,38 | 105,20 | 13,44 | 0,67 | 0,64 | ||
ПМВ/ВТ | 120,18 | 27,08 | 129,80 | 6,64 | 9,62 | 8,00 | 140,47 | 14,18 | 142,10 | 15,85 | 1,63 | 1,16 | |||
* где X - среднее значение, - стандартное отклонение, - разница показателя до и после курса, приведены достоверные t-критерии
При исследовании влияния фотостимуляции на функциональное состояние спортсмена установили, что наибольшее модулирующее влияние на увеличение амплитуды -ритма ЭЭГ в экспериментальной группе оказывает зеленый цвет. Наибольшее увеличение амплитуды -ритма наблюдалось при воздействии зеленым цветом (2,081,03 мкВ/Гц), синим (1,540,69 мкВ/Гц) по сравнению с фоном (1,050,39), p < 0,05. При этом, амплитуда -ритма увеличивалась в 2 раза по сравнению с фоном. Для проведения процедуры в течении 10 минут и оценки влияния монохроматической фотостимуляции далее использовали зеленый цвет.
При проведении процедуры фотостимуляции зеленым цветом на частоте индивидуального пика альфа-ритма, с применением эффекта неструктурированного однородного визуального поля отмечали повышение амплитуды альфа-ритма, которое продолжалось до 10 минут после стимуляции. К завершению процедуры фотостимуляции (5-10 минута) произошли следующие изменения показателей вариационной пульсометрии:
- достоверное снижение частоты сердечных сокращений и повышение временных показателей (повышение SDNN и pNN50% - показателей активности парасимпатической нервной системы);
- снижение (р < 0,05) индекса напряжения (SI) - рисунок 8.
SI - индекс напряжения регуляторных систем. В норме индекс колеблется в пределах 80-150 условных единиц. Этот показатель очень чувствителен к усилению тонуса симпатической нервной системы, которое проявляется стабилизацией ритма, уменьшением разброса длительностей кардиоинтервалов. В работах по изучению вариабельности сердечного ритма при физическом стрессе в виде соревновательной нагрузки доказано, что SI является самым достоверным количественным критерием напряжения системы регуляции сердечно-сосудистой системы.
Данное соотношение временных показателей и достоверное снижение индекса напряжения SI указывают на повышение общей вариабельности сердечного ритма, активизацию парасимпатической нервной системы и снижение активности механизмов симпатической регуляции. Полученные данные свидетельствуют о том, что фотостимуляция для большинства испытуемых оказывается эффективным модулятором альфа-ритма ЭЭГ. Структуры головного мозга, при работе которых генерируется альфа-активность, участвуют в формировании текущего функционального состояния, определяют состояние спокойного бодрствования, в отличие от состояний повышенной активации, где доминируют бета-ритмы, или сна, с доминированием дельта ритмики. Увеличение амплитуды альфа-ритма при фотостимуляции является позитивным признаком оптимизации функционального состояния спортсмена.
Оптимизация функционального состояния ЦНС при проведении процедуры фотостимуляции способствовала активации парасимпатической нервной системы и снижение активности механизмов симпатической регуляции. Практически все описанные вегетативные сдвиги приблизились к фоновым значениям на 10-й минуте восстановительного периода.
Рисунок 8 - Динамика показателя SI (условных единиц). Т1 - фон, Т2 - точка начала процедуры (1-5 минута процедуры), Т3 - точка окончания фотостимуляции (5-10 минута процедуры), Т4 - 1-5 минута восстановления, Т5 - 5-10 минута восстановления. Понижение SI в точке T3 по сравнению с фоном T1 (P<0,05).
При разработке методики тестирования афферентного звена ноцицептивной системы спортсмена в эксперименте №1 установили возможность получения классического набора лазервызванных потенциалов (ЛВП) коры головного мозга при помощи лазерного излучения с длиной волны 10,6 мкм (таблица 14).
Таблица-14 Латентности и амплитуды ЛВП*.
Рука | N испытуемых | N1 латентность (мс) SD | N1 амплитуда (мкВ) SD | N2 латентность (мс) SD | Р2 латентность (мс) SD | N2/Р2 Амплитуда (мкВ) SD |
Правая | 10 | 180 9 | 3 1 | 251 10 | 335 15 | 20 8 |
евая | 10 | 182 12 | 4 1 | 245 9 | 345 11 | 19 6 |
* данные представлены в виде , где - среднее значение, Ц стандартное откл.
Необходимо отметить, что данные были сопоставимы с результатами зарубежных исследователей (Treede R.D.,2003).
На рисунке 9 представлены компонент N1, полученный с зоны Т4, и компонент N2/Р2, полученный с Cz.
Рисунок 9 - Пример полученных компонент ЛВП. Слева - ранняя компонента N1, полученная с височной области, справа - поздний комплекс N2/P2.
Для оценки безопасности методики стимуляции лазерным излучением, до и после стимуляции провели серию исследований, в которых оценивали влияние стимуляции на состояние нервной системы, воздействие излучения на кожные покровы и на вариабельность сердечного ритма. После воздействия минимальная и средняя температуры незначительно увеличились на 0,1 С, в то время как максимальная температура осталась прежней.
При лазерном воздействии отметили изменение показателей вариационной пульсометрии - уменьшение временных показателей (достоверное снижение SDNN - суммарного показателя вариабельности ритма), а также увеличение индекса напряжения SI, что указывало на снижение общей вариабельности сердечного ритма и кратковременную активизацию симпатической нервной системы в ответ на стимуляцию. Не было выявлено значимого повышения температуры кожных покровов во время воздействия. Таким образом, было выявлено отсутствие стрессогенного побочного действия для организма человека.
В исследовании № 2 установили, что у пациентов с хронической цервикобрахиалгией при значительной выраженности болевого синдрома по визуальной аналоговой шкале (ВАШ) более 5 выявляются более высокие показатели амплитуды N2P2 компонента ЛВП (таблица 15).
Таблица-15 Сравнительные показатели амплитуды и латентностей ЛВП в группах с различной интенсивностью болевого синдрома по визуальной аналоговой шкале (ВАШ)*.
баллы по ВАШ | <5 | 5 |
амплитуда N2P2 | 6,12* | 10,33* |
атентность N2 | 187,5 | 233,3 |
атентность P2 | 292 | 363 |
*где p < 0,05 - достоверность отличий между показателями.
Аналогичным образом проанализировали показатели ЛВП в группах с различными клиническими проявлениями болевого синдрома. Известно, что характерными проявлениями ноцицептивной боли являются такие, как тянущие, ноющие, давящие боли. Амплитуда N2P2 компонента ЛВП была выше у пациентов с ноющей и тянущей болью, а также у пациентов с 3 степенью (наиболее выраженной) мышечно-тонического синдрома.
Скрининговыми опросниками для выявления нейропатического характера боли являются опросники DN4 и PainDetect. Производилось сравнение показателей ЛВП в группах с наличием и отсутствием нейропатического характера боли (глава 3 диссертации). Были выявлены достоверные отличия у пациентов с высоким и низким баллом.
При помощи опросников на выявление реактивной и личностной тревожности по Спилбергеру и опросника Бека были выделены группы исследуемых с наличием и отсутствием психоэмоциональных нарушений. В данных группах также оценивались показатели ЛВП. Установили повышение амплитуды N2P2 у лиц с высоким уровнем реактивной тревожности.
Выяснили, что амплитуда лазерных потенциалов N2P2 имеет прямую зависимость от интенсивности болевого синдрома, от его окраски, от наличия нейропатической боли. Также выраженность реактивной тревоги повышает показатели амплитуды ЛВП. Это может указывать на развитие центральной сенситизации (повышения возбудимости ноцицептивных нейронов), и как следствие, повышения активности на уровне поясной извилины и лимбико-ретикулярного комплекса, где реализуются компоненты лазерных вызванных потенциалов головного мозга.
Далее оценили снижение ЛВП у здоровых испытуемых при воздействии на кожные покровы низкоинтенсивным лазерным излучением (НЛИ) длиной волны 0,96 мкм.
Обнаружили, что после воздействия низкоинтенсивным лазерным излучением в среднем по группе наблюдается снижение амплитуды N2/P2 комплекса (таблица 16).
Таблица-16 Параметры ЛВП до и после низкоинтенсивного лазерного воздействия.
N | атентность N1 (мс) | Амплитуда N1(мкВ) | атентность N2 (мс) | атентность Р2 (мс) SD | Амплитуда N2/Р2 (мкВ) | |
До воздействия | 10 | 150 5* | 5 1 | 210 15** | 300 12 | 6 2*** |
После воздействия | 170 6* | 2 1 | 280 10** | 310 17 | 2 1*** |
*,**,*** - различия достоверны (p<0,05), данные приведены в виде среднее значение - стандартное отклонение.
Воздействие низкоинтенсивного лазерного излучения приводило к достоверному удлинению латентностей и уменьшению амплитуд ЛВП после воздействия. В рамках данных исследований впервые определили, что низкоинтенсивное лазерное воздействие с длиной волны 0,96 мкм вызывает снижение амплитуд ЛВП, а также удлинение их латентности, что открывает новые возможности для контролируемого применения противоболевой терапии в клинической практике.
В исследовании № 3 определили влияние еще одного физического фактора - чрескожной электронейростимуляции на параметры ЛВП. Обнаружили тенденцию к укорочению латентностей компонент ЛВП и значимое уменьшение амплитуды ЛВП в месте воздействия ЧЭНС по задней поверхности шеи (p<0,05) (рисунок 10).
Рисунок 10 - Изменение амплитуды N2/P2 - комплекса ЛВП после ЧЭНС на задней поверхности шеи (p<0,05).
Установленное снижение амплитуды ЛВП, которое в месте воздействия ЧЭНС (в проекции задней поверхности шеи) составило 43%, а в среднем по дерматому С7 более 20% непосредственно после проведения ЧЭНС, показывает результат воздействия данным физическим фактором на экстрасегментарном уровне. Несмотря на то, что субстратом воздействия ЧЭНС являются A - афферентные нервные волокна, уменьшение амплитуд ЛВП, по всей видимости, происходит за счет воротного контроля болевой импульсации от A и С - волокон на уровне вставочных интернейронов желатинозной субстанции спинного мозга. Неясна причина уменьшения латентностей ЛВП. По всей видимости, данное явление связано с электрофизиологическими особенностями нервных проводников. Известно, что при электростимуляционном воздействии увеличивается скорость проведения по нерву и уменьшается порог электровозбудимости (Walsh D.M.,1997).
Следовательно, метод ЛВП позволяет объективно определять функциональное состояние ноцицептивной системы спортсмена, а также уровень и особенности влияния противоболевых агентов, как фармакологических (Truini A., 2009) так и физических факторов, что показывает наше исследование.
Таким образом, двигательные и координационные возможности зависят от спортивной специализации, нарушаются после травмы на уровне регуляции тонуса мышц (палеокинетический уровень по Бернштейну Н.А.) по данным миотонометрии, обработки проприоцептивного сигнала (уровень синергий) по данным стабилометрии и изокинетической динамометрии, построения движений (уровни пространственного поля и предметных действий) по данным видеоанализа движения. При этом, стимуляционные воздействия способны выступать как фактор изменения проприоцептивного афферентного информационного потока (электростимуляция), а также способствовать коррекции нарушений (фотостимуляция - модуляция коркового уровня альфа-активности, стимуляция зрительного анализатора). Методика лазервызванных потенциалов позволяет объективно контролировать афферентное звено болевой системы спортсмена.
Разработка критериев возвращения в спорт, методики комплексного биомеханического и физиологического контроля восстановления при травме спортсмена.
Общепринятые критерии возврата в спорт включают нормализацию клинических признаков, дефицит силы менее 15 %, шкалу спортивной активности (Noyes F.R.,2010). Результаты нашего исследования показали, что даже при полном восстановлении силовых возможностей двигательный стереотип может быть нарушен. Кроме того, существующие методики не включают оценку физиологических особенностей коркового анализатора. Необходимо введение в методику исследование спортсмена как универсальных критериев, так и методик, позволяющих количественно и качественно оценить спортивное движение. Такими методиками являются стабилометрия и видеоанализ двигательной активности. Видеоанализ целесообразен для выявление неадекватных стереотипов движения, увеличивающих вероятность повторной травмы (Kirtley C.,2006).
На 1 этапе, при анализе нервно-мышечной системы и опорно-двигательного аппарата здорового спортсмена разработаны универсальные шкалы оценки баланса тела и силовых возможностей спортсмена. Кроме того, исследовали динамику изменения данных показателей при травматическом повреждении нижней конечности, определили характерные паттерны нарушений данных показателей. На 2 этапе показано, что поддержание баланса тела очень быстро меняется под воздействием различных, в том числе стимуляционных, факторов. Также были определены методики физиологического мониторинга.
Способ предназначен для выбора лечебных и восстановительных мероприятий после травм нижних конечностей на основании данных тестирования биомеханических характеристик двигательной активности человека (см. практические рекомендации).
ВЫВОДЫ
- Показатели силовых возможностей у спортсменов зависят от спортивной специализации,
характера основного соревновательного движения. Гребцы (мужчины) академической гребли отличаются высокими силовыми возможностями сгибателей предплечья. Ватерполисты имеют максимальную силу рук, в особенности разгибателей. Наиболее слабые сгибатели и разгибатели предплечья у баскетболистов. Наибольшие силовые возможности мышц бедра на всех тестируемых скоростях у представителей академической гребли, наименьшие у спортсменов греко-римской борьбы (ПВМ/ВТ,% - на скорости 60/сек - 316,522,5 по сравнению с 25545,4, p<0,05). Ватерполисты отличаются высоким уровнем силы мышц бедра на средних (180/сек) и высоких скоростях (300/сек). Представители циклических видов спорта (лыжное двоеборье, лыжные гонки) занимают промежуточное положение по силовым возможностям.
- Показатели поддержания баланса тела спортсменов зависят от характера опорной нагрузки
и координационной сложности вертикальной позы. По мере снижения доли влияния гравитационного фактора и координационной сложности вертикальной позы в структуре основного соревновательного упражнения в течение многолетней тренировки формируется сниженная статокинетическая устойчивость, которая не выходит за пределы среднепопуляционной нормы. Различия у мужчин определяются нарастанием площади, скорости колебания центра давления в ряду: биатлон (наиболее низкие показатели) - дзюдо - академическая гребля - водное поло (наиболее высокие показатели). Площадь и скорость центра давления при открытых глазах выше у ватерполистов (площадь 158,8183,75 и 14,755,91 кв.мм) по сравнению с баскетболистами (74,0373,94 и 7,265,51), а также дзюдоистами (85,57 59,15 и 7,562), p<0,05.
- При повреждении опорно-двигательного аппарата спортсмена в восстановительном периода после
оперативной реконструкции передней крестообразной связки коленного сустава, происходит нарушение баланса тела и силовых возможностей. Определяются признаки смещения центра давления кпереди в саггитальной плоскости, смещение общего центра давления назад меньше у спортсменов с травмой по сравнению с нормой, c открытыми глазами (-16,4517,95 по сравнению с -33,213,6 мм, р<0,05) и закрытыми глазами (-14,3315,57, по сравнению с -31,712,8, р<0,05). Имеется дефицит силы четырехглавой мышцы пораженного бедра на всех исследуемых скоростях по сравнению с интактной ногой: на 60/сек (ПВМ/ВТ,% - 199,6466,7 по сравнению с 264,1750,03, p<0,05), на 180/сек (133,8940,65 по сравнению с 162,8129,69, p<0,05), на 300/сек (96,223,1 по сравнению с 114,0120,24, p<0,05). Время ускорения разгибания в колене на пораженной ноге выше по сравнению с интактной (40,8823,66 мсек по сравнению с 32,0613,43, p<0,05), что свидетельствует о снижении нейромышечных возможностей четырехглавой мышцы бедра. Выявили нарушение соотношения агонистов/антагонистов травмированного бедра, вследствие относительного преобладания мышц сгибателей голени. У спортсменок (женщины) изменения носят аналогичный характер.
- При видеоанализе движения выявляются количественные и качественные нарушения двигательного
стереотипа. Пораженная нога отличается от интактной по углу сгибания в коленном суставе в фазу начального контакта (7,24,11 по сравнению с 4,682,48, p<0,05), в фазу опоры стопой (7,463,61 по сравнению с 5,62,22, p<0,05), а также по дистанции прыжка в длину на одной ноге (83,5530,3 см по сравнению с 110,1545,6, p<0,05). К наиболее частым качественным признакам нарушения биомеханики движения относятся у мужчин присед с недостаточной нагрузкой на поврежденную ногу и ротацией таза в ее сторону, у женщин вальгусная установка голени при приземлении после прыжка на одной ноге.
- Разработанные в исследовании шкалы оценки показателей стабилометрии и изокинетической
динамометрии позволяют проводить бальную оценку баланса тела и силовых возможностей мышц бедра у спортсменов различных специализаций. Данные шкалы также позволяют оценить уровень восстановления после травмы нижних конечностей. Восстановление баланса через 6 месяцев после реконструкции передней крестообразной связки - 3 балла по спортивной шкале. Силовые возможности разгибателей и сгибателей голени соответствуют 2 баллам по спортивной шкале на 60/сек, 1 баллу на 180 и 300/сек.
- При использовании биомеханического способа тестирования выявлены новые эффекты курса
электростимуляции четырехглавой мышцы бедра, сочетанный с ее произвольным сокращением, по данным стабилометрии, изокинетической динамометрии и миотонометрии. По данным стабилометрии определены признаки дисбаланса по сравнению с исходными показателями - увеличение скорости смещения (после курса 9,172,09 мм/сек, по сравнению с 7,472,19 до курса, p<0,05) и изменение положения центра давления. При проведении изокинетической динамометрии определен высокий перекрестный эффект увеличения силы на нестимулируемой ноге (до 23,9%) на скорости 300/сек. По данным миотонометрии у спортсменов с пателлофеморальным артрозом выявили нарушение тонуса внутренней широкой мышцы бедра, выявляемое по разнице тонуса напряжения и покоя (4,853,1 по сравнению с 8,445,01, p < 0,05).
- Влияние фотостимуляции зеленым цветом на частоте индивидуального пика -ритма на
функциональное состояние спортсмена проявляется увеличением амплитуды -ритма ЭЭГ (2,081,03 мкВ/Гц по сравнению с фоном 1,050,39, p < 0,05). Процедура сопровождается достоверным снижением частоты сердечных сокращений и повышением временных показателей активности парасимпатической нервной системы (SDNN и pNN50%); снижением индекса напряжения симпатической нервной системы (р < 0,05).
- Разработанная методика тестирования афферентного звена болевой системы спортсмена с
использованием лазервызванных потенциалов коры головного мозга позволяет объективно определять выраженность боли. Амплитуда лазервызванных потенциалов повышается при нейропатическом характере боли, тяжелом миофасциальном синдроме, высоком уровне реактивной тревожности. Низкоинтенсивное лазерное воздействие с длиной волны 0,96 мкм вызывает снижение амплитуд лазервызванных потенциалов, а также удлинение их латентности. Применение чрескожной электронейростимуляции вызывает снижение амплитуды лазервызванных потенциалов до 43% в месте воздействия.
- Определены ведущие критерии возвращения в спорт, разработаны способы биомеханического и
физиологического контроля восстановительного процесса спортсмена с травмой. Разработана комплексная методика, которая позволяет оценить уровень восстановления нервно-мышечного и опорно-двигательного аппарата спортсмена, включающая стабилометрию, изокинетическую динамометрию, видеоанализ двигательной активности. При необходимости оценки физиологических нарушений и эффектов воздействия физических факторов установлена целесообразность дополнения методики миотонометрией, электроэнцефалографией, вариационной пульсометрией.
ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ
В общем виде последовательность осуществления способа следующая:
1.1 Клинический осмотр.
1.2 Стабилометрия.
1.3 Изокинетическая динамометрия.
1.4 Видеоанализ функциональной двигательной активности.
1.5 Выбор восстановительных мероприятий или возврат в спорт.
1.1 Клинический осмотр проводится согласно методике (Reider B., 2005). В зависимости от его результатов (острое или хроническое состояние, наличие или отсутствие нестабильности связочного аппарата) выбирается регламент проведения тестирования по пп. 1.3 и 1.4.
1.2 Стабилометрия заключается в исследовании баланса вертикальной стойки и ряда переходных процессов посредством регистрации положения, отклонений и других характеристик проекции общего центра тяжести на плоскость опоры. Этот метод осуществляется на стабилоплатформе с программной обработкой полученных данных (Скворцов Д.В., 2000).
Стабилометрия последовательно проводят следующим образом:
-при стойке на обеих ногах 20 секунд с открытыми глазами,
-при стойке на обеих ногах 20 секунд с закрытыми глазами.
Данная методика оценки баланса соответствует общепринятой. Затем проводится стойка на одной ноге - отдельно на правой и левой по 51 секунде. Проба Устойка на одной ногеФ позволяет оценить нарушение баланса травмированной конечности (Ветрилэ В.С., 2002). Анализируются показатели площади колебаний центра давления (ЦД), средней скорости перемещения ЦД, раброс и смещение ЦД по оси x и y (см. шкалы - 1 этап исследований).
При обработке результатов исследования сравнивают показатели средней площади травмированной и неповрежденной ноги при стойке на одной ноге. При этом определяется отличие, выраженное в процентах показателей площади смещения центра давления по следующей формуле:
М = 100 - (М1/M2 x 100) (%),
где М1 - показатель, например площадь смещения ЦД травмированной конечности, M2 - площадь смещения ЦД интактной конечности, М - дефицит выраженный в %.
1.3 Изокинетическая динамометрия основана на сокращении тестируемой группы мышц на постоянной угловой скорости в данном суставе. При этом определяется максимальная динамическая сила мышц на низких (60 в секунду), средних (180), высоких скоростях (300) движения в суставе.
Изокинетическая динамометрия последовательно осуществляется на низких (А), средних (Б) и высоких (В) скоростях тестирования. Определяются как абсолютные показатели динамической силы на данной угловой скорости (пиковый вращающий момент - ПВМ), так и относительные (по отношению к весу тела - ПВМ/ВТ). По всем исследуемым показателям четырехглавой и подколенных мышц бедра разработали нормы для спортсменов различных специализаций (см. шкалы - 1 этап исследований). При обработке результатов изокинетической динамометрии сравниваются показатели пикового вращающего момента разгибания или сгибания травмированной (в пораженном суставе) и интактной нижней конечности (в таком же суставе). При этом определяется отличие, выраженное в процентах по показателям пикового вращающего момента по следующей формуле:
ПВМ = 100 - (ПВМ1/ПВМM2 x 100) (%), где ПВМ1 - пиковый вращающий момент при сгибании или разгибании в суставе травмированной конечности (Н-м), ПВМ2 Ц интактной конечности, ПВМ - дефицит выраженный в %.
1.4 Видеоанализ функциональной двигательной активности. Применяется для клинического анализа походки (Kirtley C., 2006). Уточнены средние значения кинематических параметров ходьбы.
При этом видеоанализ может осуществляться по 3 вариантам:
А - видеоанализ ходьбы,
Б - видеоанализ бега,
В - видеоанализ спортивного движения (в том числе приседание, спрыгивание, прыжок на 1 ноге).
При обработке результатов видеоанализа двигательной активности сравниваются кинематические параметры движения (например, длина цикла шага) травмированной и интактной нижней конечности. При этом определяется отличие, по следующей формуле:
К = 100 - (К1/К2 x 100) (%), где К1 - кинематический параметр травмированной конечности, К2 Ц интактной конечности, К - дефицит выраженный в %.
При проведении тестирования на начальном этапе определяется стабильность связочного аппарата травмированной нижней конечности. В зависимости от результатов определяется вариант последующего хода тестирования (рисунок 11).
При стабильности капсульно-связочного аппарата осуществляется тестирование всех вариантов двигательной активности (1.2, 1.3 А, 1.3 Б, 1.3 В, 1.4 А, 1.4 Б, 1.4 В). В случае нестабильности проводятся только этапы 1.1, 1.2, 1.3 Б, 1.4 А. В данном случае не проводятся:
- изокинетическая динамометрия по варианту 1 А, 1 В, так как при тестировании на низких скоростях прилагается значительное усилие, которое может привести к дополнительной травматизации.
- видеоанализ двигательной активности по варианту 1.4 Б, 1.4 В вследствие
потенциальной опасности дальнейшего повреждения сустава.
Рисунок 11 - Варианты биомеханического тестирования в зависимости от стабильности капсульно-связочного аппарата, при нестабильности - 1,3Б, 1.4А.
1.5 Алгоритм возврата к спортивной нагрузке без ограничений представлен следующим образом.
-При наличии 3-х признаков и более из I группы - продолжение реабилитации.
-При наличии 3-х признаков и более из II группы - возврат к спорту без ограничений.
Схема алгоритма возврата к спорту без ограничений.
Методы исследования | 1.1 | 1.2* | 1.3* | 1.4* |
I группа | Есть жалобы | М > 20% | ПВМ > 15% | К> 10% |
II группа | Нет жалоб | М < 20% | ПВМ < 15% | К< 10% |
* по сравнению с интактной конечностью
При необходимости в тестирование включаются следующие методики физиологического тестирования: при повреждении нервных проводников - методика ЛВП; для оценки тонуса отдельных мышц - миотонометрия; изменении функционального состояния ЦНС - методики электроэнцефалографии и вариационной пульсометрии.
Условные обозначения:
ВСР Ц вариабельность сердечного ритма
ВП - лазерные вызванные потенциалы
НЛИ - низкоинтенсивное лазерное излучение
ЦД - центр давления
ПВМ/ВТ - соотношение пикового вращающего момента к весу тела
ПФА - пателлофеморальный артроз
ЧМБ - четырехглавая мышца бедра
ЭС Ц электростимуляция
SDNN - суммарный показатель вариабельности величин интервалов RR за весь период (NN -
означает ряд нормальных интервалов normal to normal с исключением экстрасистол)
SI - индекс напряжения
Научные труды, рекомендованные к публикации в рецензируемых научных изданиях:
1. Арьков, В.В. Сравнительный анализ параметров стабилометрии у спортсменов разной специализации / В.В. Арьков, Т.Ф. Абрамова, Т.М. Никитина, В.В. Иванов, Д.В. Супрун, М.Ю. Шкурников, А.Г. Тоневицкий // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. - 2009. - Т.147. - №2. - С. 194-196 (авторских - 2 п.с.).
2. Арьков, В.В. Перекрестный эффект курса электростимуляции четырехглавой мышцы бедра при максимальном произвольном сокращении в условиях обратной биологической связи / В.В. Арьков, Т.Ф. Абрамова, Т.М. Никитина, Д.А. Афанасьева, Д.В. Супрун, О.Н. Миленин, А.Г. Тоневицкий // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. - 2010. - Т.149. - №1. - С. 101-103 (авторских - 2 п.с.).
3. Арьков, В.В. Новые аспекты влияния электростимуляции четырехглавой мышцы бедра на функциональные характеристики организма / В.В. Арьков, Абрамова Т.Ф., Никитина Т.М., Афанасьева Д.А., Аносова А.А., Миленина А.И., Тоневицкий А.Г // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. - 2010. - Т.149. - №2. - С. 135-138 (авторских - 3 п.с.).
4. Арьков, В.В. Модуляция альфа-ритма и вегетативного статуса человека с использованием цветовой фотостимуляции / М.А. Осипова, В.В. Арьков, А.Г. Тоневицкий // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. - 2010. - Т.149. - №6. - С. 699-703 (авторских - 3 п.с.).
5. Арьков, В.В. Изменение параметров лазервызванных потенциалов после чрескожной электронейростимуляции / В.В. Арьков, М.А. Тимофеева, Р.А. Андреев, Е.В. Трушкин, А.Г. Тоневицкий // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. - 2010. - Т.150. - №10. - С. 454-456 (авторских - 2 п.с.).
6. Арьков, В.В. Влияние электростимуляции мышц на электрофизиологические показатели работы сердца у спортсменов / Г.А. Хайретдинова, Ю.Н.Федулаев, В.В. Арьков, С.С. Перцов, О.Н.Андреева // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. - 2010. - Т.150. - №10. - С. 450-453 (авторских - 1 п.с.).
7. Арьков, В.В. Cпособ реабилитации опорно-двигательного аппарата: патент на изобретение № 2401056, приоритет 01 августа 2008 г., заявка № 2008131766/14. - зарегистрирован 10.02.2010 в Федеральной. службе по интеллектуальной собственности, патентам и товарным знакам / Арьков В.В., Супрун Д.В., Тоневицкий А.Г. - 10 октября 2010 г. - 9 с. (авторских - 8 п.с.).
8. Арьков, В.В. Динамика систолической, диастолической функции левого желудочка и функции эндотелия на фоне электростимуляции у спортсменов / Г.А. Хайретдинова, Ю.Н. Федулаев, В.В. Арьков, С.С. Перцов, О.Н. Андреева // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. - 2010. - Т.150. - №11. - С. 586-589 (авторских - 1 п.с.).
9. Арьков, В.В. Динамическая оценка электрокардиографических показателей на фоне электростимуляции мышц у спортсменов / Г.А. Хайретдинова, Ю.Н. Федулаев, В.В. Арьков, О.Н. Андреева // Российский кардиологический журнал. - 2010. - №5 (85). - С. 30-34 (авторских - 2 п.с.).
10. Арьков, В.В. Системность изменения стабилометрических показателей и силовых проявлений в следствии нормализации тонических реакций мышц нижних конечностей / М.Н.Алфимов, В.В. Арьков, Т.Ф.Абрамова // Мануальный терапевт. Врач лечебной физкультуры. - 2011. - №1-2. - С. 7-12 (авторских - 1 п.с.).
11. Арьков, В.В. Компенсаторные механизмы нервно-мышечного дисбаланса у спортсменов высокой квалификации / М.Н.Алфимов, Т.Ф.Абрамова, В.В. Арьков, Т.М. Никитина // Биомедицина. - 2011. - № 2. - С.58-65 (авторских - 2 п.с.).
12. Арьков, В.В., Показатели миотонометрии четырехглавой мышцы бедра у спортсменов с пателлофеморальным артрозом / В.В. Арьков, А.И. Миленина, Е.В. Трушкин, З.Г. Орджоникидзе // Лечебная физкультура и спортивная медицина. - 2011. - №8 (92). - С.41-44 (авторских - 2 п.с.).
13. Арьков, В.В. Влияние курса электростимуляции четырехглавой мышцы бедра на показатели миотонометрии в процессе восстановительного лечения спортсменов с пателлофеморальным артрозом / Миленин О.Н., Арьков В.В., Миленина А.И., Рудников Е.Е., Орджоникидзе З.Г. // Вестник национального медико-хирургического центра им. Н.И. Пирогова. - 2011. - т.6. - №3. - С. 86-88 (авторских - 1 п.с.).
14. Арьков, В.В. Фотостимуляция в спортивной медицине / Арьков В.В., Козловский А.П., Кузнецова Н.В., Орджоникидзе З.Г. // Лечебная физкультура и спортивная медицина. - 2011. - №10 (94). - С.16-20 (авторских - 3 п.с.).
15. Арьков, В.В. Показатели изокинетической динамометрии мышц бедра у спортсменов после реконструкции передней крестообразной связки коленного сустава / Арьков В.В., Миленин О.Н., Орджоникидзе З.Г. // Лечебная физкультура и спортивная медицина. - 2011. - №12 (96). - С.23-26 (авторских - 3 п.с.).
Статьи, опубликованные в материалах конференций:
16. Арьков, В.В. Принципы тестирования координационных и двигательных возможностей спортсмена с травмой нижних конечностей с использованием видеоанализа и моделирования движения / В.В. Арьков, Л.А. Калинкин, О.Н. Миленин, А.Г. Тоневицкий // Вестник спортивной науки. - 2008. - № 1. - С. 32-38 (авторских - 3 п.с.).
17. Арьков, В.В. Стабило- и тензометрия при травме нижних конечностей спортсмена / В.В. Арьков, Л.А. Калинкин, О.Н. Миленин, А.Г. Тоневицкий // Вестник спортивной науки. - 2008. - № 2. - С. 30-35 (авторских - 3 п.с.).
18. Арьков, В.В. Биомеханические критерии оценки движений в спорте и физической культуре / В.В. Арьков, Л.А. Калинкин, И.Ф.Чекирда, О.Н. Миленин // Тез. докл. конф. УЗдоровье нацииФ. - М.,2007. - С. 177 (авторских - 1 п.с.).
19. Арьков, В.В. Принципы стендовой политики в процессе подготовки спортсменов к Олимпийским Играм УПекин-2008Ф / Калинкин Л.А, Арьков В.В., Исаков Д.В. // Физкультура в профилактике, лечении и реабилитации. - 2007. - № 2.- С. 10-13 (авторских - 1 п.с.).
20. Arkov, V.. New method of kinesthetic training in skiers / Arkov V., Kalinkin L., Milenin O. // Abs. 12th ESSKA 2000 Congress May 24-27, 2006.- Innsbruck/Austria. - P. 468 (авторских - 1 п.с.).
21. Арьков, В.В. Принципы реабилитации пациентов с пателлофеморальным артрозом / В.В. Арьков, О.Н. Миленин // Передовые технологии диагностики и лечения в травматологии, ортопедии и спортивной медицине: тез. докл. VI научн.-практ. конф. 1-2 июня 2006. - Москва, 2006. - С. 171-172 (авторских - 1 п.с.).
22. Арьков, В.В. Новый метод кинестезической тренировки / В.В. Арьков, Л.А. Калинкин, О.Н. Миленин // 3-й международный конгресс УСовременные технологии в травматологии и ортопедииФ 25-27 октября 2006. - Москва, 2006. - С. 360 (авторских - 1 п.с.).
23. Арьков, В.В. Новые биосенсорные технологии оценки и тренировки двигательных и координационных возможностей человека / В.В. Арьков, А.Г Тоневицкий, Т.Ф. Абрамова // Итоговая конференция ФЦП УИсследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2007-2012 годыФ. - М., 2007. - С. 119 (авторских - 1 п.с.).
24. Арьков, В.В. Новые биосенсорные технологии оценки и тренировки двигательных и координационных возможностей человека / А.Г. Тоневицкий, В.В. Арьков, Д.В. Супрун, Т.Ф..Абрамова, Т.М. Никитина, М.Ю. Шкурников // Итоговая конференция ФЦП УИсследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2007-2012 годыФ. - М., 2008. - С. 22-23 (авторских - 1 п.с.).
25. Арьков, В.В. Создание технологий фото- и электростимуляции для диагностики и реабилитации поражений нервно-мышечной системы и опорно-двигательного аппарата человека, выпуск опытных образцов аппаратуры / А.Г. Тоневицкий, В.В. Арьков, Д.В. Супрун, Т.Ф. Абрамова, Т.М. Никитина, Н.И. Кочеткова, С.В. Козырь, Е.Б. Акимов, Г.А. Хайретдинова, М.Ю. Шкурников // Итоговая конференция ФЦП УИсследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2007-2012 годыФ. - М., 2008. - С. 232-233 (авторских - 1 п.с.).
26. Арьков, В.В. Особенности телосложения в оценке функционального состояния спортсменов / Абрамова Т.Ф., Никитина Т.М., Кочеткова Н.И., Арьков В.В., Супрун Д.В., Иванов В.В., Головачев А.И., Кондратов Н.Н., Квашук П.В., Семаева Г.Н. // Проблемы современной морфологии человека: Мат. Междунар. Конф. 25-26 сентября 2008 г. - М.: РГУФКСиТ, 2008. - С. 127-129 (авторских - 1 п.с.).
27. Арьков, В.В. Влияние курса электростимуляции четырехглавой мышцы бедра на изменение электромиографических показателей мышц vastus medialis и vastus lateralis / Р.Н.Андреев, В.В. Арьков // Молодые ученые - науке о физической культуре: Сборник материалов заочной межрегиональной научной конференции /Под ред. В.Ф. Воробьева. -Череповец: ГОУ ВПО ЧГУ, 2009. С. 109 - 117 (авторских - 2 п.с.).
28. Арьков, В.В. Реабилитация спортсменов после артроскопической реконструкции передней крестообразной связки / В.В. Арьков, О.Н. Миленин // Травматологии и ортопедия России. - 2005. - 35. - С. 25 (авторских - 1 п.с.).
29. Арьков, В.В. Профилактика спортивного травматизма / Л.А. Калинкин, В.В. Арьков, О.Н. Миленин // Медицина и спорт. - 2005. - № 3. - C. 25-27 (авторских - 1 п.с.).
30. Арьков, В.В. Реабилитация спортивных повреждений / Л.А. Калинкин, В.В. Арьков, О.Н. Миленин // Медицина и спорт. - 2005. - № 4. - C. 27-28 (авторских - 1 п.с.).
31. Арьков, В.В. Физические упражнения в реабилитации после травм конечностей повреждений / Л.А. Калинкин, В.В. Арьков, О.Н. Миленин // Медицина и спорт. - 2005. - № 5-6. - C. 32-33 (авторских - 1 п.с.).
32. Арьков, В.В. Физические упражнения на этапах реабилитации / Л.А. Калинкин, В.В. Арьков, О.Н. Миленин // Медицина и спорт. - 2005. - № 7. - C. 26-27 (авторских - 1 п.с.).
33. Арьков, В.В.. Реабилитация спортсменов с дисфункцией пателлофеморального сустава / В.В. Арьков, О.Н. Миленин // Медицина и спорт. - 2006. - № 3-4. - C. 34-36 (авторских - 1 п.с.).
34. Арьков, В.В. Перекрестный эффект электростимуляции четырехглавой мышцы бедра при максимальном произвольном сокращении в условиях обратной биологической связи / З.Г. Орджоникидзе, В.В. Арьков, О.Н. Миленин // Тез. докл. IX Московской Ассамблеи УЗдоровье столицыФ.16-17 декабря 2010 г. - М., 2010. - 220 с (авторских - 1 п.с.).
35. Арьков, В.В. Восстановление спортсменов после пластики передней крестообразной связки коленного сустава - оценка функциональных возможностей нижних конечностей, критерии возращения в спорт / З.Г. Орджоникидзе, В.В. Арьков, О.Н. Миленин, А.И. Миленина // Новые технологии клинической и спортивной реабилитации: Мат. V международной конференции 28-29 апреля 2011 г. - Под ред. А.В. Кочеткова. - М., 2011. - С. 17-18 (авторских - 1 п.с.).
Методические разработки:
36. Арьков, В.В. Исследование, тренировка и восстановление сенсомоторной системы человека: методические рекомендации / А.Г. Тоневицкий, В.В., Арьков, М.Ю. Шкурников, Т.Ф. Абрамова, Всеросс. науч.-исследоват. ин-т физ. культуры и спорта. - М. 2008. - 50 с. (авторских - 30 п.с.).
37. Арьков, В.В. Методические рекомендации к применению технологии электродиагностики и электростимуляции: методические рекомендации / В.В. Арьков, А.Г. Тоневицкий. - М: ФГУ ВНИИФК, 2010. - 42 с. (авторских - 30 п.с.).
38. Арьков, В.В. Методические рекомендации по применению технологии фотодиагностики и фотостимуляции: методические рекомендации / М.А. Тимофеева, В.В. Арьков, А.Г. Тоневицкий. - М: ФГУ ВНИИФК, 2010. - 27 с. (авторских - 15 п.с.).
39. Арьков, В.В. Методические рекомендации по комплексному мониторингу функционального состояния спортсмена при стимуляции: методические рекомендации / Е.Б. Акимов, М.Ю. Шкурников, В.В. Арьков, А.Г. Тоневицкий. - М.: ФГУ ВНИИФК, 2010. - 36 с. (авторских - 16 п.с.).
Авторефераты по всем темам >>
Авторефераты по медицине