Основы реабилитации двигательных нарушений. Основы реабилитации двигательных нарушений по методу Козявкина
 Скачать 7.68 Mb.
|
|
3.1 Анатомо-физиологическое обоснование принципов коррекции движений 3.1.1. Общие закономерности строения тела человека Церебральные параличи проявляются выраженным моторным дефицитом, который сопровождается изменением формы и положения тела, а также из- менением работы многих жизненно важных систем организма. Усилия, на- правленные на коррекцию этих нарушений, основываются на учете основных закономерностей строения тела человека, включающих: 1) одноосность, 2) ме- тамерию и 3) антимерию. Одноосность строения выражается в распределении отделов осевого скеле- та вдоль одной оси - от головы до копчика, где центральным звеном оси тела является позвоночный столб. Метамерия проявляется построением отделов тела из ряда повторяющихся, сходных по строению участков, что заложено еще сегментацией сомитов (пер- вичных сегментов тела зародыша). Метамерный (сегментарный) принцип стро- ения имеют позвоночник, короткие мышцы туловища, спинной мозг, нервные корешки, спинномозговые нервы, ряд кровеносных сосудов и др. Антимерия проявляется билатеральной (право-левосторонней) симметрией тела относительно срединной сагиттальной плоскости. В теле человека этот принцип реализуется парностью большинства органов: костей, скелетных мышц, большей части внутренних органов. Парность органов закладывается на ранних стадиях развития. Направляющей осью симметрии является дорсаль- ная хорда. Симметричный – значит совершенный; любое нарушение симметрии тела невыгодно организму. Следовательно, симметрия тела – постоянный при- знак и условие здоровья. При церебральных параличах эти общие принципы построения здорового тела (одноосность, метамерия и антимерия) служат ориентиром для оценки морфологии тела пациента. Выявление отклонений в общих принципах пос- троения тела и восстановление симметрии деформированного тела пациента достигается в процессе лечения по системе интенсивной нейрофизиологичес- кой реабилитации. Восстановление двигательных функций начинается с нормализации состоя- ния позвоночника – центральной оси тела, обеспечивающей предпосылки вер- тикализации и прямохождения человека. Программа биодинамической коррекции движений 9 3.1.2. Биомеханические особенности статики и динамики тела человека в гравитационном поле Земли Формирование морфо-функциональных основ прямохождения человека - сложный и длительный процесс, начинающийся уже на ранних этапах эмбрио- генеза. Имеются сведения, что выпрямление тела определяет специфику даже самых начальных стадий развития зародыша человека [Юровская В.З.,1983] 7 Сроки созревания систем человека растянуты во времени и новорожденный ребенок значительно отстает по соматическому развитию от новорожденных обезьян. Следствием пролонгированного роста является, в частности, боль- шой мозг, дальнейшее развитие и созревание которого продолжается и после рождения. У большинства животных продольная ось тела расположена перпендикулярно вектору гравитации и равновесие удер- живается четырьмя опорами [Танк В., 2004] 8 . При этом управление постураль- ной активностью осуществляется реф- лекторно, вероятно, при минимальном участии высших отделов нервной систе- мы (рис.3.1.1). Тело же человека по отношению к гравитационному полю Земли занимает особое положение: вопреки казалось бы законам механики оно располагает- ся перпендикулярно плоскости земли. Продольная ось тела человека парал- лельна вектору гравитации, а основные массы звеньев тела сконцентрированы на относительно небольших расстоя- ниях от нее [Гурфинкель В.С., 1965] 9 Площадь опоры мала, центр масс тела расположен высоко над площадью опо- ры, центры тяжести всех звеньев тела направлены к опоре (рис. 3.1.2). Вертикальное положение тела отличается крайней неустойчивостью. Для пе- ремещения человека в пространстве в условиях дистальной опоры требуется высокая согласованность и точность взаимодействия многих кинематических пар и скелетных мышц. Однако удержать тело только рефлекторным сокраще- нием мышц практически невозможно. Поэтому для сохранения ортоградного положения требуется работа всех отделов аппарата движения. Включение этих механизмов произошло на тех этапах эволюции, когда освободились верхние Рис. 3.1.1. Сравнительная морфология поз- воночного столба человека и четвероногого животного [Танк В., 2004] 8 (с модификацией) Анатомо-физиологическое обоснование принципов коррекции движений 0 конечности и сформировалась новая опе- рационно-исполнительная система “мозг- рука”. Эта система расширила мир управ- ляемых взаимодействий тела с внешней средой. Кроме того, для соответствия осевой нагрузке произошли существенные из- менения в структуре тела человека. Ряд особенностей строения связан как с фор- мированием новых признаков, так и с рекапитуляцией признаков отдаленных предков. Так, обратному развитию под- вергаются ряд структур, характерных для отдаленных предков человека (хорда, жа- берные дуги, глоточные карманы, часть копчиковых позвонков и др.). Вместе с тем появляются и закрепля- ются особенности строения, способству- ющие вертикальному передвижению. К индикаторам прямохождения относятся, например, изгибы позвоночного столба и своды стопы, гасящие вертикальные на- грузки. Следствием и важным условием прямохождения являются объемные воз- духоносные пазухи, облегчающие вес че- репа, изогнутость ключицы, укрепление латерального края кисти (радиализация) и укрепление медиального края стопы (тибиализация). В соответствии с требо- ваниями осевой нагрузки произошла пере- ориентация (на фронтальное) положения лопатки и крестца. Под влиянием мышечной тяги подверглись скручиванию длинные кости конечностей. В процессе освоения шагающей походки расшири- лась дистальная фаланга большого пальца стопы, форма которой стала одним из важнейшим таксономических индикаторов прямохождения, принятым в тео- рии классификации и систематизации [Хрисанфова Е.Н.,1978] 11 Приняв вертикальное положение, тело человека уподобилось сжатой пружи- не, готовой выпрямиться и превратить запас потенциальной энергии в кинети- ческую энергию движения. Особая роль в вертикализации тела принадлежит позвоночному столбу, адаптированному к восприятию осевых нагрузок за счет строения позвонков, суставов и дисков. Конфигурацией тел позвонков и меж- позвонковых дисков создается особая «мелодия» позвоночника, проявляющая- ся его функциональными изгибами в сагиттальной и фронтальной плоскостях. Программа биодинамической коррекции движений Рис. 3.1.2. Распределение масс кинемати- ческих звеньев тела [Harless E., 1860] 10 Основные перемещения позвоночника возможны вокруг вертикальной оси за счет углубления изгибов и моделиров- ки межпозвонковых дисков, вокруг по- перечной оси с изменением изгибов в сагиттальной плоскости и вокруг сагит- тальной оси с боковой моделировкой позвоночного столба (рис. 3.1.3). Ортоградное положение определило относительный максимум потенциальной гравитационной энергии, необходимой для реализации любого движения че- ловека, включающего движения все- го тела относительно внешней среды, звеньев тела относительно друг друга и деформации тканей, органов, систем. Механическая энергия, необходимая для движений, поступает как извне, так и изнутри. Внешнее поступление энер- гии обеспечивается работой внешних сил, внутреннее - превращением хими- ческой энергии в механическую. Дефор- мации возникают при изменении позы и положения звеньев тела, что определя- ет напряжение или расслабление мышц и других тканей и вызывает возмущения внутренних сил. При движении потенциальная энергия растянутой мышцы пе- реходит в кинетическую энергию. Этот циклический процесс осуществляется с небольшими потерями энергии [Лапутин А.Н., 1999] 9 При этом, обмен и преобразование энергии в многоуровневых системах орга- низма осуществляется на различных уровнях: 1) атомно-молекулярном, 2) кле- точном и тканевом, 3) органном и 4) организменном. На третьем и четвертом уровнях ведущая роль принадлежит гравитационному полю Земли. Гравитаци- онная энергия является одним из наиболее удобных видов энергии, который может быть использован для искусственного воспроизведения неравновесных состояний и улавливания энергетических ресурсов внешней среды. Через гравитационные взаимодействия могут быть рассмотрены функции равновесия тела и вертикализации тела человека [Гурфинкель В.С.‚ 1965] 11 . С этих позиций морфологическое совершенство тела рассматривается как часть космической программы гравитации‚ а индивидуальная осанка человека – как производное гравитационных взаимодействий организма с внешней средой [В.А.Кашуба‚ 2003] 12 . В результате силы гравитации выступают с одной стороны Анатомо-физиологическое обоснование принципов коррекции движений Рис. 3.1.3. Моделирование позвоночника при движених: а) в сагиттальной плоскости, б) во фронтальной плоскости [Раубер А.,1914] 10 a) б) как модуляторы формы тела, а с другой – как постоянный тормоз процессов роста и развития организма. Одним из наиболее эффективных звеньев двигательного аппарата, способ- ным накапливать, преобразовывать и передавать гравитационную энергию является костный рычаг. Улавливая гравитационную энергию, костные рычаги передают ее через мышцы системам организма. Это позволяет искать возмож- ности направляемого повышения эффективности работы рычагов путем созда- ния искусственных условий их функционирования, при которых организм мог бы регулировать расход энергетических ресурсов. Эффективным способом утилизации гравитационной энергии является со- здание новых программ и средств оптимизации двигательной деятельности человека. В спорте это реализовано в гравитонике - новой системе физических упражнений с отягощениями [Лапутин А.Н., 2000] 13 . Эта система опробована также для восстановления двигательных функций у детей с различными фор- мами двигательных нарушений, в частности при церебральных параличах. Оригинальное направление восстановления вертикального положения тела и двигательных функций у детей с церебральными параличами было разрабо- тано Институте проблем медицинской реабилитации как составная часть сис- темы интенсивной реабилитации [Козявкин В.И., 1995] 14 . Важнейшим звеном этой системы является восстановление скелетных мышц, соединительноткан- ных образований и суставов. Это достигается комплексом реабилитационных воздействий, важнейшее из которых – устойчивая коррекция позвоночника как центральной оси тела. Более детально эта система представлена во второй главе. 3.1.3. Мышечное обеспечение прямостояния и прямохождения человека Обеспечение позы – сложный рефлекторный процесс, требующий включения разных отделов головного мозга. В поддержании позы участвуют нейроны раз- ных уровней ЦНС (рис.3.1.4). Среди них - спинальные центры, ядра экстрапира- мидной системы и корковые зоны. Нейроны экстрапирамидной системы получают импульсы из ассоциативной зоны коры и посылают их гамма-мотонейронам передних рогов спинного моз- га. От гамма-мотонейронов импульсы передаются к интрафузальным волокнам мышечных веретен‚ возбуждая их чувствительные элементы. От веретен по гамма-афферентам импульсы распространяются к альфа-мотонейронам сег- мента спинного мозга. В результате происходит сокращение экстрафузальных волокон мышцы, соответствующее командам центра. В системе реабилитации особый акцент ставится на конкретные мышцы, обеспечивающие движения и поддержания позы. Среди постуральных мышц (мышц позы) важнейшая роль принадлежит разгибателям туловища и мышцам нижних конечностей, удерживающих тело на опоре. Программа биодинамической коррекции движений Рис. 3.1.4. Схема системы сохранения позы тела [Ровный А.С., 2001] 15 мобилизация двигательных единиц внешние стимулы, рецепторы подкорковые и корковые зоны Ассоциативные и сен- сорные области коры Премоторная и добавочные двига- тельные зоны коры Двигательные центры ствола мозга Внутреннее побуждение к действию стратегия и план движения программа движения выбор спинальных нейронов, модуляция спинальных сетей фаза подготовки фаза исполнения поза, синергии, адаптация целенаправ- ленные движения двигательные единицы спинальные сети Прямохождение потребовало изменения тяги мышц в гравитационном поле Земли, что было достигнуто изменением мест их прикрепления и степени раз- вития. Это особенно коснулось мышц туловища и нижних конечностей. Роль мышц туловища в обеспечении вертикального положения тела человека Стабилизация туловища является важным условием устойчивости всего тела. В удержании туловища особая роль принадлежит мышцам спины, как непос- редственно соединяющим позвонки, так и паравертебральным мышцам, удер- живающим боковые отделы туловища. Эволюционные изменения мышц туловища в животном мире, сопровож- дающие становление прямохождения, были связаны с редукцией хвоста и хвостовых мышц, укорочением и расширением туловища, распространением на ребра большой грудной мышцы, изменением прикрепления ряда других мышц. Усилилась трапециевидная мышца, особенно ее ключичная порция; сформировалась мышца, поднимающая лопатку, свойственная только ант- ропоидам и человеку. Ромбовидная мышца потеряла начало на затылочной кости, а передняя зубчатая - на шейных позвонках. Большая грудная мышца у человека вытеснила ряд мышц с ребер, в мышце редуцировалась брюшная Анатомо-физиологическое обоснование принципов коррекции движений порция, а развилась ключичная. Прикрепление мышцы к плечевой кости смес- тилось проксимально, в результате увеличилась свобода движений плеча. Особая роль в сохранении вертикального положения тела отведена паравер- тебральным мышцам. В их число вошли мышцы, переместившиеся с других областей тела, и “свои”, аутохтонные мышцы, образующие глубокие слои у дорсальной поверхности позвоночника. Аутохтонные мышцы спины форми- руют два продольных мышечных тракта: медиальный тракт из коротких сег- ментарных мышц, расположенных между позвонками, и латеральный тракт из длинных мышц, расположенных между поперечными отростками и углами ребер (рис. 3.1.5). Особенностью паравертебральных мышц является их многофункциональ- ность и органическая связь с позвоночником: эти мышцы являются не только функциональным, но и структурным элементом позвоночника, без которого его прочность была бы минимальной [Бернштейн Н.А., 1926] 16 Паравертебральные мышцы функцио- нально подобны растяжкам или вантам ко- рабельной мачты, обеспечивающим устой- чивость позвоночного столба [Попелянский Я.Ю., 1974] 17 . Паравертебральные мышцы работают по особым законам: расслабля- ются, когда точки их прикрепления сбли- жаются и напрягаются, когда точки при- крепления удаляются: при наклоне влево напрягаются паравертебральные мышцы, расположенные справа от позвоночной оси, и расслабляются мышцы, расположен- ные слева; при наклоне вправо - наоборот. Своеобразно реагируют эти мышцы и на фазы дыхания: если большинство мышц напрягается при вдохе и расслабляется при выдохе, то паравертебральные мышцы реа- гируют противоположно, расслабляясь при вдохе и напрягаясь при выдохе. При стоянии паравертебральные мышцы выполняют удерживающую работу и пос- ледовательно расслабляются при сгибании свыше 10-15 градусов [Попелянский Я.Ю, 1997] 18 . Активно участвуя в механизмах защиты позвоночника, паравертебраль- ные мышцы выступают в функциональном единстве с мышцами, формирующими брюшной пресс. Программа биодинамической коррекции движений Рис. 3.1.5. Паравертебральные мышцы позвоночника (слева- медиальный тракт, справа - латеральный тракт) Нормализация функции мышц туловища – важное условие восстановления статики и динамики тела при церебральных параличах. В процесс вертикали- зации тела и освоения прямохождения на этапах онтогенеза весомый вклад внесли именно аутохтонные мышцы спины. Восстановление функционирова- ния этих мышц в системе реабилитации важно не только для вертикализации больного, формирования равновесия тела и передвижения, но и для ликвида- ции сопутствующих нарушений со стороны дыхательной и сердечно- сосудис- той систем, что является основой жизнедеятельности организма. Роль мышц конечностей в обеспечении вертикального положения тела человека Для выполнения новых функций в условиях прямостояния, мышцы конечнос- тей подверглись сложным эволюционным преобразованиям. На конечностях уменьшилась площадь прикрепления мышц, проксимально сместилось их на- чало, удлинились дистальные сухожилия; это явилось отражением возросшей нагрузки на суставы и мышцы конечностей. На верхней конечности человека изменения мышц были связаны с утратой опорной функции и повышением свободы движений руки, особенно боковых и вращательных движений. На ноге человека, действующей как толкающая опора, редуцировался ряд мышц, но укрепились мышцы, обеспечивающие удержание тела от падения вперед. В связи с вертикализацией тела большая ягодичная мышца получила дополнительное начало от гребня подвздошной кости: место крепления мышцы переместилось наверх - мышца стала мощным разгибателем бедра и поддержкой вертикального положения тела. От большой ягодичной обособилась и достигла значительного развития мышца, напрягаю- щая широкую фасцию бедра, сгибающая бедро и передающая тягу большой и средней ягодичных мышц на укрепление коленного сустава, сгибание и супи- нацию голени [Лесгафт П.Ф., 1951] 19 Мышцы задней группы бедра (двуглавая, полусухожильная и полуперепонча- тая) уменьшились по массе и перенесли проксимальнее место прикрепления. При этом оформились длинные сухожилия, отсутствующие у обезьян. Часть |