1.1.Схема работы разрабатываемого аппарата

Для этого в процессе проведения НИОКР нами был создан медицинский аппарат, проводящий искусственную коррекцию движений (ИКД), и сочетающий в себе многоканальную электрическую стимуляцию мышц (МЭСМ) парализованной конечности с аппаратом для пассивной разработки суставов.

Аппарат предназначен для реабилитации больных с целью восстановления стереотипа ходьбы после перенесенного инсульта или спинномозговой травмы с развитием парезов и параличей нижних конечностей. Способ реабилитации включает помещение пораженной конечности в механическое устройство и выполнение с помощью этого аппарата пассивных движений в коленном суставе, имитирующих ходьбу с периодической электростимуляцией мышц сгибателей и разгибателей мышц бедра в зависимости от фазы цикла сгибания нижней конечности в коленном суставе. Механическое устройство содержит лотки для бедра и голени, соединенные шарнирно, противовес, опорную стойку, регулировочные зажимы, датчик угла с осями и штанги

Датчик угла связан с дисплеем компьютера для подачи сигнала к электростимулятору для проведения стимуляции мышц сгибателей или разгибателей мышц бедра в зависимости от фазы сгибания в коленном суставе. При этом в микропроцессорную систему вводят для каждой группы мышц временную программу электростимуляции мышц при сгибании коленного сустава в зависимости от фазы сгибания в коленном суставе. Кроме механического аппарата, датчика суставных углов, электродов и электростимулятора для стимуляции мышц бедра, применяется аналого-цифровой преобразователь с пакетом компьютерного программного обеспечения, позволяющие подавать сигнал в электростимулятор и поочередно стимулировать мышцы-антагонисты бедра в зависимости от фазы сгибания коленного сустава. Ниже приводится принципиальная схема медицинского комплекса, совмещающего в себе аппарат для пассивной разработки коленного сустава, электростимулятор и программное обеспечение.

Проведение электростимуляции мышц парализованных конечностей необходимо проводить после начала регресса отека мозга и ликвидации дислокационных явлений после ишемического инсульта, выявляемых с помощью методов нейровизуализации (компьютерная или магнитно-резонансная томография). В среднем эти сроки составляют от 1,5 до 3 недель с начала развития заболевания. В эти же сроки можно проводить и разработку пораженных конечностей и после спинальной травмы, когда в эти же сроки уменьшаются явления острого воспаления после травматического повреждения двигательных нервных путей.

Электростимуляцию при предложенном способе необходимо проводить на спастические группы мышц при одновременном расслаблении мышц антогонистов. Например, если имеется центральный (спастический) парез задней группы мышц голени и бедра, то стимулируют переднюю группу мышц голени и бедра с одновременным расслаблением задней группы мышц голени и бедра. При этом добиваются выраженных безболезненных ритмичных сокращений мышц. Длительность используемых для электростимуляции импульсов составляет 1-100мс. Сила тока для мышц голени и бедра должна составлять 10-15мА. Основным критерием адекватности является получение изолированного, максимального по величине, безболезненного сокращения мышцы при воздействии током минимальной силы. У пациента во время процедуры должны наступать интенсивные, видимые, но безболезненные сокращения мышц. Он не должен испытывать неприятных ощущений. Отсутствие сокращений мышц или болезненные ощущения свидетельствуют о неправильном расположении электродов или о неадекватности применяемого тока. Продолжительность процедуры также индивидуальна и зависит от тяжести патологического процесса, числа пораженных мышц парализованной конечности. Предлагается использовать биполярную (двухполюсную) методику воздействия на скелетные мышцы. При этом оба электрода располагать вдоль стимулируемой мышцы, один из них - на двигательной точке, второй - в дистальном отделе в области перехода мышцы в сухожилие. Прокладку смачивать теплой водопроводной водой, электроды фиксировать. Подвергаемая воздействию часть конечности должна находится в свободном и удобном положении, чтобы сокращение мышц проходило беспрепятственно и было хорошо видно. Силу тока дозировать до четкого сокращения мышц. Отсутствие сокращения, дифференцированное сокращение одновременно многих мышц, резкая болезненность будет свидетельствовать о неправильном проведении процедуры. Параметры электростимуляции парализованных конечностей нами были исследованы ранее. При центральных (спастических) парезах и параличах проводили электростимуляцию тетанизирующим током, т.е. электрическими импульсами длительностью 1-5 миллисекунд с частотой 30-150 импульсов в секунду сгруппированных в пакеты длительностью 1-2 секунды и паузой в 2-4 секунды. При подаче на нервно-мышечный аппарат импульсного тока частотой от 5-15 до 150 Гц наблюдались тетанические сокращения, близкие к произвольным двигательным сокращениям. Для электростимуляции скелетных мышц с ненарушенной иннервацией применяли синусоидальные модулированные токи (СМТ) с частотой модуляции 100—150 Гц при несущей частоте 2— 5 кГц. Эти токи, обеспечивая хорошее тетаническое сокращение, близкое к естественному, не вызывают раздражения кожи. Оптимальные для каждого конкретного случая параметры тока определяли путем предварительной электродиагностики.

Необходимо стимулировать группы мышц, находящиеся в состоянии гипотонуса. Цель электростимуляции - повысить тонус мышц, находящихся в состоянии атонии, гипотонуса. Мышцы антагонисты, находящиеся в гипертонусе не стимулировали. При вялых парезах нижних конечностей необходимо стимулировать как мышцы сгибатели, так и их антагонисты, мышцы – разгибатели бедра, в зависимости от цикла движений коленного сустава механическим аппаратом, который был разделен на 2-е фазы. В 1-ой фазе движения механического аппарата стимулируемая нижняя конечность находится на лотках механического аппарата разогнутая в коленном суставе под углом 160 градусов (рисунок 2).

СТИМУЛЯЦИЯ МЫШЦ СГИБАТЕЛЕЙ

160^°

Рис. 2. Стимуляция мышц в начале I фазы (сгибания) работы аппарата.

При сгибании коленного сустава с помощью механического аппарата до угла 90 градусов проводится стимуляция мышц-сгибателей передней поверхности бедра тетанизирующим током с максимальным нарастанием силы тока при сгибании до 100 градусов (рисунок 3).

СТИМУЛЯЦИЯ МЫШЦ СГИБАТЕЛЕЙ

90°

Рис. 3. Стимуляция мышц в конце I фазы (сгибания) работы аппарата.

При 2-ой фазе движения механического аппарата (разгибание в коленном суставе) проводится стимуляция мышц-разгибателей задней поверхности бедра (рисунок 4).

СТИМУЛЯЦИЯ 90°

МЫШЦ РАЗГИБАТЕЛЕЙ

Рис.4. Стимуляция мышц в начале II фазы (разгибания) работы аппарата.

При этом также необходимо использовать тетанизирующий ток с максимальным нарастанием силы тока при разгибании механизма аппарата до 150 градусов (рисунок 5).

СТИМУЛЯЦИЯ 160°

МЫШЦ РАЗГИБАТЕЛЕЙ

Рис.5. Стимуляция мышц в конце II фазы (разгибания) работы аппарата.

При спастических парезах, когда как правило преобладает гипертонус мышц-сгибателей бедра, стимуляцию тетанизирующим током проводить лишь на мышцы-сгибатели передней поверхности бедра в 1 фазу работы механического аппарата, во 2-ую фазу работы аппарата мышцы-разгибатели не стимулируются, а лишь растягиваются медленным разгибанием механическим аппаратом.

Предложенный нами способ, включающий в себя сочетание механотерапии с электростимуляцией мышц бедра позволяет максимально быстро восстанавливать тонус наиболее крупных мышц нижних конечностей, участвующих в сохранении устойчивости тела в пространстве, а также начинать восстанавливать нарушенный стереотип ходьбы сразу же в ранние сроки после развития парезов и параличей нижних конечностей у больных, нуждающихся в строгом постельном режиме.

Целью изобретения является ускорение разработки координированных движений у больных с поражением нижней конечности после спинальной травмы или инсульта путем использования медицинского комплекса, сочетающего в себя аппарат для пассивной разработки коленного сустава и электростимулятор, подключенные к компьютеру. Поставленная цель достигается тем, что для ускорения выработки навыков ходьбы и улучшения координированных движений у больных с парезом или параличем нижней конечности, одновременно используется пассивное движение нижней конечности в коленном суставе и поочередная стимуляция мышц-антагонистов бедра в зависимости от цикла сгибания пораженной конечности в этом суставе.