Роботизированная механотерапия в комплексе процедур для восстановления функционального состояния нервно-мышечного аппарата и периферической гемодинамики легкоатлетов

Проблема своевременного восстановления нервно-мышечного аппарата спортсменов после интенсивных физических нагрузок особенно актуальна в современных условиях высокой конкуренции. В настоящее время достаточно подробно изучено влияние на организм таких методов, как массаж (ручной и аппаратный), вибро- и гидротерапия, термовоздействие [1—6]. Широко изучается действие дозированных физических нагрузок на опорно-двигательный аппарат спортсменов в период восстановления. При этом наиболее исследованным является влияние программных методик занятий лечебной физической культурой (ЛФК), которые позволяют сократить сроки восстановления после интенсивных физических нагрузок [7]. Специалисты в области спортивной медицины и физической реабилитации отмечают, что применение механотерапии у спортсменов менее изучено, однако не менее перспективно. Зарубежные исследования последних лет показали, что применение роботизированных биомеханических комплексов с биологической обратной связью позволяет более эффективно сократить сроки реабилитации у пациентов с патологией опорно-двигательного аппарата в сравнении с классическим занятиями ЛФК [8, 9]. Было отмечено, что несомненными достоинствами лечебных тренировок на роботизированных биомеханических комплексах с биологической обратной связью является возможность строго дозировать силу, скорость и амплитуду движения пациента, но остается неизученным влияние этих тренировок на нервно-мышечную передачу, мышечный баланс и периферическую гемодинамику [10, 11].

Цель исследования — разработать программу комплексного восстановления нервно-мышечного аппарата и гемодинамики нижних конечностей легкоатлетов в период интенсивных физических нагрузок, включающую механотерапию на роботизированном биомеханическом комплексе с биологической обратной связью, и оценить ее эффективность, в сравнении со стандартной программой восстановления.

Исследование проводили на базе Центра медико-биологических технологий и отделения спортивной медицины реабилитационно-восстановительного центра МЦ «Юность» ФГБУ СКФНКЦ ФМБА России. В исследовании приняли участие 23 спортсмена мужского пола (средний возраст 24,6±3,8 года), специализирующихся в легкой атлетике (бег на короткие и средние дистанции), с квалификацией «мастера спорта», «мастер спорта международного класса».

Спортсмены случайным образом были разделены на 2 группы: основная группа включала 12 спортсменов, которые получали процедуры гидро-, прессо- и магнитотерапии, а также механотерапии на роботизированном биомеханическом комплексе с биологической обратной связью; контрольная группа — 11 спортсменов, которые проходили только курс реабилитационных традиционных процедур гидро-, прессо- и магнитотерапии. Все спортсмены подписали письменное информированное согласие на обработку персональных данных и участие в исследовании.

Диагностику функционального состояния нервно-мышечного аппарата спортсменов контрольной и основной групп проводили с помощью стимуляционной электронейромиографии («Нейро-МВП», «Нейрософт», Иваново), при которой регистрировали моторный ответ с короткого разгибателя пальцев стопы при стимуляции глубокого малоберцового нерва в точках «предплюсна», «головка малоберцовой кости», «подколенная ямка» (сила тока — 15—30 мА, время стимула — 0,2 с), и динамометрического исследования на роботизированном биомеханическом комплексе CON-TREX MJ (PHYSIOMED Elektromedizin AG, Германия) с биологической обратной связью (исследование мышечного баланса нижних конечностей проводили в направлении сгибания-разгибания в изокинетическом баллистическом режиме концентрического сопротивления, 20 повторений, ограничение по скорости — 60° в секунду). Амплитуда движений, заданная индивидуально, составляла 90° в коленном суставе и 30° в голеностопном суставе. Исследование гемодинамики нижних конечностей осуществляли с помощью диагностического реографического комплекса «Валента» (Санкт-Петербург).

Комплекс процедур для восстановления функционального состояния нервно-мышечного аппарата и гемодинамики спортсменов после интенсивных физических нагрузок был согласован врачами отделения спортивной медицины — терапевтом, травматологом-ортопедом, физиотерапевтом и врачом спортивной медицины.

Комплекс восстановительных процедур для обеих групп включал:

— магнитотерапию, которую проводили на аппарате Physiomed Mag-Expert (PHYSIOMED Elektromedizin AG, Германия) (катушка 60 см, область воздействия — коленный и голеностопный сустав, время воздействия — 15 мин, плотность магнитного потока — 0,006 Тл, частота — 25 Гц);

— прессотерапию, которую выполняли с помощью 12-канального аппарата BTL-6000 LYMPHASTIM 12 (BTL, Великобритания) (режим Physiological (физиологическая терапия), область процедуры — нижние конечности, время процедуры — 30 мин, давление манжеты — 60 мм рт.ст.);

— гидротерапию, которую осуществляли с использованием четырехкамерной струйно-контрастной ванны для рук и ног Beka hospitec (BEKA Hospitec, Германия) (время процедуры — 10 мин, температура горячей воды — 38 °C, холодной — 14 °C, цикличность — 45 с, поток — 220 л/мин, давление — 1 атм.).

В основной группе, помимо вышеперечисленных, в комплекс восстановительных процедур была включена индивидуальная лечебная гимнастика (механотерапия).

Диагностику и механотерапию осуществляли на роботизированном биомеханическом комплексе CON-TREX MJ (PHYSIOMED Elektromedizin AG, Германия). Программа механотерапии была разработана на основании проведенного динамометрического исследования мышц-сгибателей и мышц-разгибателей коленного сустава и стопы. Механотерапию проводили в следующих режимах: «кон-кон» — спортсмен самостоятельно выполняет сгибание-разгибание в суставе; «кон-экс» — спортсмен постоянно прикладывает силу в направлении разгибания в суставе; «экс-кон» — спортсмен постоянно прикладывает силу в направлении сгибания в суставе; «экс-экс» — режим постоянного сопротивления, при движении аппарата на сгибание или разгибание в суставе спортсмен совершает противоположное действие. Для процедуры механотерапии был выбран синусоидальный профиль, когда скорость увеличивается по синусоиде до ограничивающего значения, а затем снижается до нуля. Из-за плавного увеличения и уменьшения скорости именно этот тип движения максимально приближен к движениям, совершаемым в реальной жизни. Наличие технологии биологической обратной связи позволяет аппарату искусственно регулировать сопротивление, пропорциональное приложенному спортсменом усилию. До и после работы в активном режиме проводили пассивную мобилизацию, без активного сокращения мышц — CPM-терапию (20 повторений).

Статистическую обработку данных выполняли с помощью пакета программ Microsoft Excel и Statistica 6.0, применяли непараметрические методы (Т-критерий Вилкоксона и U-критерий Манна—Уитни).

Параметры функционального состояния нервно-мышечного аппарата по данным моторного ответа, регистрируемого с короткого разгибателя пальцев стопы в точке «предплюсна» при стимуляции глубокого малоберцового нерва электрическим током у спортсменов основной и контрольной групп до и после проведения комплекса восстановительных процедур, представлены в таблице.

Динамика моторного ответа, регистрируемого с короткого разгибателя пальцев стопы, при стимуляции глубокого малоберцового нерва в точке «предплюсна» у легкоатлетов на фоне восстановительных процедур (M±m)

Примечание. * — достоверность различий до и после восстановительных процедур — p≤0,05.

Необходимо отметить, что до проведения восстановительных процедур данные показателей моторного ответа не имели статистически значимых отличий у спортсменов контрольной и основной групп и укладывались в рамки нормативных значений амплитуды, резидуальной латентности и скорости распространения возбуждения по нервному волокну.

При проведении повторного исследования после восстановительных процедур было выявлено снижение показателя резидуальной латентности у спортсменов основной группы справа (p≤0,05), в результате чего можно сделать вывод об увеличении скорости прохождения электрического импульса по терминалям аксонов, не имеющих миелиновой оболочки.

Анализ гемодинамических показателей позволил выявить статистически значимое снижение параметров реографического индекса в сегменте «стопа» (до — 1,36±0,17 усл.ед., после — 0,92±0,14 усл.ед.; p≤0,04) и «голень» (до — 2,13±0,21 усл.ед., после — 1,4±0,12 усл.ед.; p≤0,04) справа у спортсменов основной группы, что свидетельствует о нормализации у пульсового кровенаполнения (рис. 1).

Рис. 1. Параметры реографического индекса в сегментах «стопа» и «голень» у легкоатлетов основной группы до и после комплекса восстановительных процедур.

Исследование показателей кровотока у спортсменов контрольной группы, получавших гидро-, магнито- и прессотерапию, позволило выявить снижение параметров реографического индекса в сегменте «голень» справа (до — 2,51±0,33 усл.ед., после — 1,46±0,14 усл.ед.; p≤0,04) (рис. 2).

Рис. 2. Параметры реографического индекса в сегменте «голень» справа у легкоатлетов контрольной группы до и после комплекса восстановительных процедур.

Кроме того, было выявлено снижение и нормализация времени распространения реографических волн в сегменте «стопа» слева (до — 0,28±0,01 с, после — 0,26±0,01 с; p≤0,04) (рис. 3).

Рис. 3. Параметры времени распространения реографических волн в сегменте «стопа» слева у легкоатлетов контрольной группы до и после комплекса восстановительных процедур.

Данные, полученные в результате динамометрического исследования мышц-сгибателей и мышц-разгибателей коленного сустава у спортсменов основной группы после проведения комплекса реабилитационных процедур, свидетельствовали об увеличении силы мышц-разгибателей левого коленного сустава (до — 68,9±11 Нм, после — 70,1±9,4 Нм; p≤0,02) (рис. 4).

Рис. 4. Параметры крутящего момента мышц разгибателей левого коленного сустава у легкоатлетов основной группы до и после комплекса восстановительных процедур.

Также на фоне проведения процедур и механотерапии было выявлено значительное снижение коэффициента утомления мышц-сгибателей (до — 0,52±0,13 Дж/с, после — 0,17±0,02 Дж/с, p≤0,03) и мышц-разгибателей (до — 0,52±0,12 Дж/с, после — 0,37±0,09 Дж/с, p≤0,04) коленного сустава у спортсменов основной группы справа (рис. 5).

Рис. 5. Параметры коэффициента утомления мышц-сгибателей и разгибателей коленного сустава у легкоатлетов основной группы до и после комплекса восстановительных процедур.

При анализе динамометрических показателей мышечного аппарата голеностопного сустава не было отмечено никаких статистически значимых изменений, однако имелась тенденция к уменьшению коэффициента утомления, в результате чего можно сделать вывод о необходимости исследований влияния курсового применения механотерапии на функциональное состояние нервно-мышечного аппарата и гемодинамику нижних конечностей высококвалифицированных спортсменов.

Полученные результаты свидетельствуют о положительном влиянии механотерапии на нервно-мышечную передачу и баланс мышечного аппарата, что согласуется с ранее проведенными исследованиями, в которых также была проведена оценка эффективности использования роботизированной механотерапии для оптимизации баланса мышц голени у спортсменов, специализирующихся в легкой атлетике [12]. Кроме того, сделано предположение о том, что использование лечебной гимнастики на роботизированных системах перспективно не только для восстановлении после физических нагрузок, но и для реабилитации спортсменов с повреждениями опорно-двигательного аппарата из-за возможности строгого дозирования силы, скорости и амплитуды движения в суставе. К подобному выводу пришли специалисты Центра восстановительной медицины ФГБУ ФСНКЦ ФМБА России, изучая эффективность применения механотерапии в послеоперационной реабилитации спортсменов с повреждением плечевого сустава [13]. Необходимо указать, что проведенные ранее исследования показали высокую результативность применения роботизированной механотерапии не только в спорте высших достижений, но и в клинической практике при реабилитации пациентов с суставной патологией [14].

Таким образом, была разработана и апробирована программа комплексного восстановления нервно-мышечного аппарата и гемодинамики нижних конечностей легкоатлетов в период интенсивных физических нагрузок, включающая механотерапию на роботизированном биомеханическом комплексе с биологической обратной связью. Электромиографические, реографические и динамометрические исследования показали эффективность разработанных программ восстановления. Комплекс восстановительных процедур, включающих применение гидро-, прессо- и магнитотерапии, в большей степени оказывает положительное влияние на периферическую гемодинамику спортсменов. Однако применение этого комплекса в сочетании с механотерапией способствует улучшению не только периферического кровотока, но и нервно-мышечной передачи, обеспечивая максимальную эффективность развития мышечной силы, мощности и выносливости. Роботизированная механотерапия позволяет регулировать нагрузку на разные мышечные группы и тем самым повысить стабильность сустава, оптимизировать мышечные функции и укрепить связочный аппарат коленного и голеностопного суставов.

Участие авторов: концепция и дизайн — Ю.В. Корягина; сбор и обработка материала — А.Ш. Абуталимов; статистическая обработка данных — С.М. Абуталимова, С.В. Нопин; написание текста — А.Ш. Абуталимов; редактирование — Г.Н. Тер-Акопов, Ю.В. Корягина.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.