ТРЕНАЖЕРНЫЕ СИСТЕМЫ В АДАПТИВНОЙ ФИЗИЧЕСКОЙ КУЛЬТУРЕ МЕТОДИЧЕСКОЕ ПОСОБИЕ

МЕТОДИЧЕСКОЕ ПОСОБИЕ
ТРЕНАЖЕРНЫЕ СИСТЕМЫ
В АДАПТИВНОЙ ФИЗИЧЕСКОЙ КУЛЬТУРЕ
Москва 2009
Содержание
1. Введение. ....................................................................................................................................................... 2
2. Основные виды и причины нарушений опорно-двигательного аппарата. ..................................... 4
3. Показания, ограничения и противопоказания к физическим нагрузкам........................................ 5
4. Функциональный контроль после ампутации конечностей. ........................................................... 10
5. Функциональный контроль при поражении спинного мозга. ......................................................... 22
6. Функциональный контроль при детских церебральных параличах. ............................................. 34
7. Функциональные пробы сердечно-сосудистой системы. .................................................................. 47
8. Основы биомеханики. .............................................................................................................................. 60
9. Силовая тренировка ................................................................................................................................. 72
10. Влияние протеза на состояние опорно-двигательной системы. ....................................................... 85
11. Использование силовых тренажеров для инвалидов с ампутацией нижних конечностей. ........ 88
12. Биомеханический «Тренажер Агашина» .............................................................................................. 98
13. Тренажерный зал для инвалидов......................................................................................................... 123
14. Список используемой литературы ...................................................................................................... 151
2
Введение
Зафиксированный в последние годы рост числа заболеваний опорнодвигательной системы свидетельствует о том, что проблема инвалидности
требует к себе более пристального внимания. Используемые в настоящее
время традиционные формы реабилитации могут быть усовершенствованы за
счет внедрения в практику реабилитационной работы знаний о резервных
возможностях человека и применения тренажерных устройств.
Обычно методы и средства реабилитации инвалидов основываются на
специфике заболевания и исходного состояния организма больного. Рекомендуемые в специальной литературе комплексы физических упражнений
реабилитационной направленности выполняются больными только в положении лежа или сидя и подбираются, главным образом, без учета резервных
возможностей занимающихся, что значительно увеличивает сроки восстановления.
Выполнение физических упражнений в положении стоя дается только
тем инвалидам, которые в той или иной мере могут совершать шаговые движения. Не удерживающие по разным причинам вертикальную позу без посторонней помощи не имеют возможности выполнять рекомендуемые упражнения. Таким образом, повышение эффективности процесса реабилитации связано, с одной стороны, с созданием условий для расширения двигательной активности, с другой – с пребыванием ребенка в вертикальном положении, что возможно при условии разработки усовершенствованных методов и внедрения технических средств.
3
Основные виды и причины нарушений опорно-двигательного
аппарата
Движение является одним из основных проявлений жизнедеятельности
организма, и все его важнейшие функции: дыхание, кровообращение, глотание, перемещение тела в пространстве, звукопроизносительная сторона речи – реализуются, в конечном счете, движением – сокращением мышечного
аппарата.
Нарушения опорно-двигательного аппарата могут носить как врожденный, так и приобретенный характер. Отмечаются следующие виды патологии
опорно-двигательного аппарата.
1. Заболевания нервной системы: детский церебральный паралич (ДЦП), полиомиелит.
2. Врожденные патологии опорно-двигательного аппарата:
• аномалии развития позвоночника (сколиоз);
• недоразвитие и дефекты развития конечностей;
• вывих бедра;
• кривошея;
• деформации стоп;
• аномальное развитие пальцев кисти;
• артрогрипоз (множественные искривления конечностей с ограничением и отсутствием движения в суставах).
3. Приобретенные заболевания и повреждения опорно-двигательного аппарата:
• травматические повреждения спинного мозга, головного мозга и конечностей;
• полиартрит, заболевание костей (туберкулез, остеомиелит, опухоли
костей);
• системные заболевания скелета (рахит, миопатия, хондродистрофия).
4
Показания, ограничения и противопоказания к физическим
нагрузкам
Огромное значение в адаптивной физической культуре имеет объективный и обоснованный допуск к тренировочным занятиям и соревновательной
деятельности инвалидов с различной патологией опорно-двигательной системы, органов зрения, слуха, а также снижением интеллекта. Допуск должен
осуществляться специалистами врачебно-физкультурного диспансера или других специализированных учреждений, обладающих опытом работы в данной
области и квалифицированным персоналом. Решение этого важного вопроса
без учета изменений, происходящих в организме человека вследствие травмы,
заболевания или же ампутации конечностей, состояния регуляторных систем,
адаптационных реакций, морфофункциональных изменений и других специфических особенностей, может стать причиной тяжелых осложнений, срыва
компенсации и т. д. В связи с этим одним из основополагающих принципов
привлечения инвалидов к физическим тренировкам является строгое соблюдение показаний, ограничений и противопоказаний к занятиям физической
культурой и спортом, проведение комплексных функциональных исследований
различных систем организма и оценка резервных возможностей, физической
работоспособности, психологической готовности, личностной мотивации и
других показателей.
Физические упражнения в той или иной форме показаны практически
всем инвалидам молодого и среднего возраста с двигательными нарушениями.
Физкультурно-оздоровительная и спортивная работа должна начинаться после
завершения этапа медицинской реабилитации в условиях специализированного
стационара. Исходными условиями для занятий являются: наличие медицинских показаний и отсутствие противопоказаний; устойчивая мотивация, интерес
и функциональные предпосылки; стабилизация, достигнутая в результате восстановительного лечения и реабилитационных мероприятий после травмы или
заболевания.
5
Всем инвалидам с поражением опорно-двигательной системы показаны
физические упражнения силового, скоростного, скоростно-силового характера для развития общей и специальной выносливости, для развития гибкости, для развития координационных способностей и др.
В настоящее время установлены ограничения и абсолютные противопоказания к занятиям адаптивной физической культурой. В большинстве случаев противопоказания определяются различными заболеваниями внутренних органов и касаются инвалидов всех категорий, независимо от причины
наступления инвалидности. К этим противопоказаниям относятся:
• лихорадящие
процессы,
состояния,
хронические
гнойные
заболевания
и
в
воспалительные
стадии
обострения,
острые инфекционные заболевания;
• сердечно-сосудистые
заболевания:
ишемическая
болезнь
сердца с выраженными нарушениями коронарного кровообращения,
стенокардия покоя и напряжения, постинфарктный и атеросклеротический кардиосклероз с хронической коронарной недостаточностью; аневризма сердца или аорты; миокардиты любой этиологии;
декомпенсированные пороки сердца; тяжелые нарушения ритма сердца
и проводимости; сердечно-сосудистая недостаточность; гипертоническая болезнь II и III стадии;
• хронические
дыхательной
легочное
неспецифические
недостаточностью
сердце,
заболевания
II – III
декомпенсированное
степени,
с
легких
с
хроническое
недостаточностью
кровообращения; бронхиальная астма тяжелой формы;
• угроза кровотечения (кавернозный туберкулез, язвенная болезнь желудка и двенадцатиперстной кишки с наклонностью к кровотечению);
угроза тромбоэмболии;
• заболевания крови (в том числе анемия);
• последствия
перенесенных
черепно-мозговых
травм
со
склонностью к повышению внутричерепного давления с угрозой эпи6
лептических припадков с выраженным вестибулярным синдромом,
паркинсонизмом и др.;
• сосудистые
заболевания
(атеросклероз,
церебральные
васкулиты) с хронической недостаточностью мозгового кровообращения;
• последствия
перенесенного
острого
нарушения
мозгового
кровообращения с умеренным и выраженным нарушением функции (парезы, параличи, гиперкинезы и др.), нарушения спинального кровообращения (с локализацией в шейном отделе);
• нервно-мышечные заболевания (миопатия, миастения);
• рассеянный склероз с умеренными и выраженными двигательными,
координационными нарушениями без четких и длительных ремиссий;
• злокачественные новообразования;
• циррозы
печени
желчнокаменная
с
болезнь
недостаточностью
с
частыми
функции
приступами
печени,
печеночной
колики и недостаточностью функции печени;
• мочекаменная болезнь с частыми приступами, хронический диффузный
нефрит с хронической почечной недостаточностью;
• хронический гепатит любой этиологии;
• хронический панкреатит в стадии декомпенсации, тяжелая форма;
• близорукость высокой степени с изменениями на глазном дне, состояние
после отслойки сетчатки, глаукома любой степени;
• сахарный диабет тяжелой формы, осложненный ретинопатией, нефропатией, ангиопатией и др.;
• эпилепсия со средней частотой и частыми судорожными припадками;
• остеохондроз
позвоночника,
осложненный
грыжами
дисков, спондилолистезом, миелопатией, болевым синдромом, вертебробазилярной недостаточностью;
7
• психические заболевания (шизофрения, депрессивно-маниакальные состояния, острые психозы и прочие);
• детские
церебральные
параличи
с
резко
выраженным
мышечным тонусом, усиливающимся при физической активности.
Помимо этого имеются определенные ограничения и противопоказания,
обусловленные непосредственно самим заболеванием или патологическим процессом, повлекшим инвалидность. Так, среди инвалидов с поражением опорнодвигательной системы особого внимания при решении вопроса о допуске к физическим тренировкам требуют лица, перенесшие травмы позвоночника и
страдающие парапарезами и параплегиями. К регулярным занятиям могут допускаться инвалиды с поражением спинного мозга на различных уровнях, оперированные или прошедшие курс консервативного лечения. После легких
травм или травм средней тяжести занятия могут начинаться через 6 месяцев с
постепенным увеличением нагрузки под обязательным медицинским наблюдением; после тяжелых травм – через 1 год, за исключением шейного отдела.
После перенесенной нейроинфекции занятия следует начинать в стадии
ремиссии не ранее чем через год.
Сосудистый процесс в шейном отделе спинного мозга является противопоказанием для любых занятий спортом. При локализации процесса в грудном или
поясничном отделах занятия могут начинаться через год после перенесенного заболевания.
После удаления доброкачественных опухолей спинного мозга занятия
спортом следует начинать через 6 месяцев, в занятиях ЛФК можно использовать элементы спорта с постепенным увеличением их объема (Т. Ф. Павлова и
соавт., 1978; В. П. Жиленкова и Е. С. Ульрих, 2001).
При заболеваниях позвоночника, в частности при остеохондрозе шейного
отдела, противопоказаны резкие движения в шейном отделе, упражнения, связанные с осевыми нагрузками (бег, прыжки, соскоки), любые упражнения, сопровождающиеся болевыми ощущениями в позвоночнике. При остеохондрозе
пояснично-крестцового отдела – силовые упражнения, увеличивающие осевую
8
нагрузку, резкие движения и упражнения, усиливающие сотрясения позвоночника, упражнения, способствующие увеличению подвижности в поясничнокрестцовом отделе, любые упражнения, сопровождающиеся болевыми ощущениями.
При сколиозе противопоказаны упражнения с отягощениями (тяжелая
атлетика), чрезмерная подвижность позвоночника, художественная и спортивная гимнастика, аэробика, упражнения, связанные с сотрясением позвоночника (прыжки), виды спорта с асимметричной нагрузкой и пр.
9
Функциональный контроль после ампутации конечностей
Ампутация одной или обеих нижних конечностей не проходит бесследно
для организма. Ее следствием является нарушение двигательного стереотипа,
функции опоры, ходьбы, самообслуживания, лишение человека трудоспособности. Не только обширные по объему ампутации, сопровождающиеся потерей
массы тела свыше 20 – 25 %, но и менее значительные, с потерей массы тела в
пределах 5 – 10 %, не проходят бесследно, в том числе для аппарата кровообращения. Основные причины отклонений видятся в уменьшении массы тела,
сосудистого русла и ограничении двигательной активности.
Функциональные исследования системы кровообращения у инвалидов, не
пользующихся протезами нижних конечностей, свидетельствуют о существенной перестройке центральной гемодинамики. В первую очередь это касается
объемных величин системного кровотока. Степень уменьшения ударного и минутного объемов кровообращения (МОК), объема циркулирующей крови
(ОЦК) находится в прямой зависимости от уровня ампутации. Снижение объема циркулирующей крови колеблется от 7,0 % у инвалидов после ампутации на
уровне голени до 19,3 % у инвалидов, перенесших ампутации обеих нижних
конечностей на уровне бедер или бедра и голени. Снижение минутного объема
кровообращения носит более выраженный характер, его уменьшение по сравнению со здоровыми людьми аналогичного возраста колеблется от 20,5 до
33,3 % соответственно.
Таким образом, имеется пропорциональное уменьшение ОЦК и МОК, что
может рассматриваться как проявление адаптации системы кровообращения к
уменьшению сосудистого русла. Вместе с этим важно отметить, что индексированные показатели – ударный и сердечный индексы, рассчитанные по отношению к редуцированной площади поверхности тела, – остаются в пределах нормы. Это свидетельствует о том, что уровень кровоснабжения органов и тканей
не претерпевает существенных изменений. Наряду с изменением объемных величин системного кровотока происходит перестройка кардиодинамики. Снижаются показатели, характеризующие сократительную способность миокарда,
10
степень изменения которых также находится в прямой зависимости от величины ампутационного дефекта. Однако эти величины, рассчитанные по отношению к редуцированной площади поверхности тела, также остаются в пределах
нормы.
Приведенные данные позволяют сделать важный вывод, имеющий непосредственное отношение к задачам врачебного контроля. При оценке гемодинамических сдвигов, развивающихся после ампутации конечностей, целесообразно пользоваться не столько абсолютными значениями исследуемых показателей, сколько индексированными (относительными) величинами, рассчитанными по отношению к редуцированной площади поверхности тела или
массе тела. Такой подход позволяет более точно оценить полученные результаты и избежать ошибок при их оценке.
У 70 % инвалидов выявляется изменение фазовой структуры систолы левого желудочка в виде фазового синдрома гиподинамии (по Б. Л. Карпману).
Однако при физической нагрузке явления гиподинамии миокарда нивелируются, что отражает регулируемый характер гиподинамии. Гиподинамия миокарда может рассматриваться как приспособительная реакция сердца к сниженному венозному возврату и уменьшенному систолическому выбросу.
При эхокардиографическом исследовании внутренних полостей сердца, в
частности левого желудочка, выявляется закономерное уменьшение его конечного систолического объема (КСО) и конечного диастолического объема
(КДО). Изменение объемов левого желудочка не сопровождается изменением
массы миокарда.
Таким образом, уменьшение сосудистого русла сопровождается гемодинамическими сдвигами и изменением важнейших показателей, характеризующих состояние кровообращения. Происходит закономерное уменьшение объемных величин, снижается сократимость миокарда, и кровообращение стабилизируется на новом физиологическом уровне, адекватном энергетическим
потребностям организма, что подтверждается нормальными значениями относительных (индексированных) показателей и отсутствием каких-либо при11
знаков недостаточности кровообращения. Помимо этого у инвалидов с дефектами обеих нижних конечностей определяется повышение периферического
сопротивления, которое, как известно, на 90 % определяется проходимостью
прекапиллярного русла. Вместе с этим отмечается увеличение диастолического
артериального давления, что в целом отражает повышение сосудистого тонуса.
Повышение диастолического давления составляет, по данным различных авторов, от 6 – 8 до 21,6 %.
У инвалидов, длительное время пользующихся протезами нижних конечностей, выявляется более интенсивный уровень кровообращения в состоянии
покоя. Индексированные показатели значительно превышают (в 1,5 – 2 раза)
нормальные величины, т. е. отмечается «избыточный» объемный кровоток.
Это объясняется постоянной специфической нагрузкой, связанной с ходьбой.
Устойчивая гиперциркуляция, очевидно, является следствием повышения тонуса симпатоадреналовой системы. Устойчивая адаптация системы кровообращения к специфической нагрузке, связанной с ходьбой на протезах, наблюдается только у лиц молодого и среднего возраста.
Одним из наиболее изменяющихся показателей сердечно-сосудистой системы является ударный объем крови, который в зависимости от величины ампутационного дефекта уменьшается на 20 – 35 % (С. Ф. Курдыбайло, 1981;
В. И. Виноградов и соавт., 1989). Значительное уменьшение количества крови, выбрасываемой в аорту во время систолы, должно приводить к артериальной гипотензии вследствие недостаточного наполнения так называемой компрессионной камеры, включающей аорту и крупные магистральные сосуды.
Однако исследования инвалидов молодого возраста, длительно пользовавшихся протезными изделиями (в среднем 6,5 года), свидетельствуют об отсутствии гипотензии и, наоборот, о повышении диастолического и уменьшении
пульсового давления. Известно, что поддержание системного артериального
давления в физиологическом диапазоне является, с одной стороны, функцией
сердца, с другой стороны, обеспечивается миогенной активностью резистивных сосудов, т. е. регулируется величиной сосудистого тонуса. Снижение дав12
ления при малом УО в барорецепторных зонах каротидных синусов и дуги аорты вызывает мощный прессорный рефлекс и приводит к повышению сосудистого тонуса во всех органах. Это происходит в результате растормаживания
симпатических механизмов и увеличения вазоконстрикторных адренергических
влияний. Вместе с тем результатом воздействия рефлекса с барорецепторных
зон на деятельность сердца является увеличение ЧСС. Отражением такого состояния регуляторных механизмов у инвалидов является увеличение периферического сопротивления, диастолического артериального давления и частоты
пульса. Применение пассивной ортостатической пробы выявляет гиперсимпатоадреналовый тип реакции и отражает значительную расторможенность симпатического отдела вегетативной нервной системы. Постоянное повышение сосудистого тонуса у инвалидов после ампутации нижних конечностей – серьезный фактор риска развития артериальной гипертензии.
Хорошо известно, что снижение двигательной активности может приводить к нарушениям коагуляционных свойств крови вследствие усиления агрегации эритроцитов. Вместе с этим у инвалидов, особенно в период первичного
протезирования, выявляется выраженная стрессовая реакция, которая проявляется мобилизацией системного кровотока и гормональными сдвигами. Одновременно стресс является мощным стимулятором активации системы свертывания крови. Таким образом, имеется несколько одновременно действующих факторов, вызывающих изменения гемореологии.
В. И. Виноградовым с соавт. (1988) исследованы реологические свойства
крови у инвалидов, перенесших ампутации, причем половина из них не имела
сопутствующих заболеваний, а другая половина страдала ишемической болезнью сердца. Результаты исследований показали, что у всех инвалидов имеются
отклонения изучаемых показателей от контрольных величин, указывающие на
нарушение текучести крови и активацию ее коагуляционных свойств. У инвалидов, не имеющих заболеваний, прослеживается тенденция к увеличению вязкости крови, что сочетается с повышением агрегации эритроцитов на 8 % и возрастанием активности тромбоцитов на 21 %.
13
У инвалидов, страдающих ишемической болезнью сердца, нарушения
более выражены, что проявляется в повышении структурной и хронометрической коагуляции крови, увеличении гематокрита (на 12 %) и концентрации
фибриногена (на 12 %). Особенно резко повышена функциональная активность
тромбоцитов (на 56 %) и агрегация эритроцитов (на 14 %).
Таким образом, у первично протезируемых инвалидов после ампутации
нижних конечностей выявлены характерные для стресса изменения гемореологии, определяющим фактором которых являются нарушения текучести крови
на уровне микроциркуляторного звена. При этом у инвалидов с сердечнососудистой патологией активация коагуляционных свойств крови более выражена. Полученные данные указывают на повышенный риск развития циркуляторных расстройств, особенно при наличии заболеваний сердечно-сосудистой
системы.
Важно отметить, что морфофункциональные изменения развиваются на
фоне нарушения обменных процессов, в частности липидного обмена.
С. Н. Лузиным и соавт. (2001) проведены исследования инвалидов спустя 2 –
3 года после перенесенной ампутации нижних конечностей. Выявленные сдвиги, характерные для атеросклероза, получены у инвалидов молодого возраста
(до 20 лет), потерявших конечность в результате травмы и не имеющих какихлибо подозрений на атеросклеретическое поражение сосудов. Полученные результаты указывали на атерогенные сдвиги транспорта липидов с повышением
содержания триглицеридов и снижением уровня холестерина антиатерогенных
липопротеидов высокой плотности. Одновременно наблюдалась тенденция к
увеличению атерогенных составляющих липидной системы с увеличением
уровня холестерина липопротеидов низкой плотности без существенных изменений уровня аполипопротеидов по сравнению со здоровыми людьми. Выявлено также снижение доли фосфатидилхолина и фосфатидилэтаноламина с одновременным повышением уровня лизофосфатидилхолина.
Таким образом, после ампутации нижних конечностей возникают нарушения липидного спектра, близкие к классической атерогенной схеме. Наибо14
лее типична гипертриглицеридемия с ростом уровня триглицеридов на 40 – 50 %
выше среднепопуляционных данных. Другим независимым фактором является
снижение холестерина в антиатерогенных липидах высокой плотности; нарушения липид-транспортной системы появляются вне зависимости от возраста
и причин ампутации, в том числе и в возрасте моложе 20 лет; структура нарушений липидного обмена после ампутации сосудистого генеза нарушается в
наибольшей степени и вполне сравнима с нарушениями при клинически выраженном коронаросклерозе. Итак, оценка и коррекция липидного обмена
должны являться обязательными составными частями реабилитационных программ для инвалидов после ампутации нижних конечностей.
В последние годы отмечается увеличение числа ампутаций нижних конечностей, выполняемых вследствие облитерирующих заболеваний сосудов и
сахарного диабета. Среди всех нетравматических ампутаций от 50 до 80 % приходится на больных сахарным диабетом, причем только 65 % из них выживают
спустя три года после ампутации и всего 41 % – спустя пять лет. При этом имеется тенденция к снижению уровня ампутации нижних конечностей. У больных
сахарным диабетом значительно уменьшилось количество «высоких» ампутаций (на уровне бедра) и увеличился процент «низких» ампутаций и функциональных резекций стопы (М. Е. Levin et al., 1983; G. Gregory et al., 1999).
Сочетание сахарного диабета и гипертонической болезни повышает риск
развития нарушения мозгового кровообращения в 6 – 7 раз, инфаркта миокарда
– в 5 – 6 раз. Прогрессирование ангиопатии и нейропатии нижних конечностей
увеличивает риск ампутаций в 15 – 40 раз по сравнению с общей популяцией
населения и увеличивается с возрастом. Как правило, ампутации нижних конечностей по поводу сосудистых осложнений сахарного диабета производятся
в возрасте 50 – 60 лет и старше, когда развиваются стойкие нарушения кровообращения, не поддающиеся коррекции.
Спустя 3 – 5 месяцев после перенесенной ампутации больные поступают в
специализированную клинику для первичного протезирования. На этом этапе
характерны: наличие нейропатической анестезии культи и сохраненной конеч15
ности, нарушения периферического кровообращения сохраненной конечности;
нарушения регенеративных процессов мягких тканей; деформации стопы сохраненной конечности; пороков и болезней культи; язвенно-некротических дефектов дистального отдела сохраненной конечности; диабетической остеоартропатии, выражающейся в развитии деформирующих артрозов суставов, остеопорозе костей и т. п. Также имеет место резкое снижение двигательных и
функциональных возможностей, прогрессирование заболеваний кардиореспираторной, нервной, пищеварительной и других систем организма. У
большинства больных наблюдается выраженное снижение толерантности к физической нагрузке, что связано с длительным периодом гипокинезии, наличием
сопутствующих заболеваний, ишемией сохраненной конечности и культи. Эти
обстоятельства определяют тактику восстановительного лечения, протезирования и реабилитации.
Хорошо известно положительное влияние физических упражнений на
функциональное состояние организма и восстановление нарушенных функций.
При инсулинозависимом сахарном диабете выполнение физических упражнений способствует ускорению поглощения инсулина из подкожного депо и
усвоению глюкозы работающими мышцами, повышается чувствительность к
инсулину инсулиновых рецепторов моноцитов. Однако реакция на физическую
нагрузку не всегда бывает однозначной и определяется тяжестью заболевания и
степенью его компенсации. В состоянии компенсации физические упражнения,
выполняемые длительно и медленно, как правило, способствуют снижению
уровня сахара в крови. При декомпенсации, наоборот, может отмечаться повышение кетогенеза и уровня неэстерифицированных жирных кислот (Г. М. Поволоцкая и соавт., 1979), что может сопровождаться нарастанием гипергликемии.
При выраженной микроангиопатии уменьшается способность к расширению периферических сосудов, увеличивается потеря белка и воды из плазмы ввиду нарушения капиллярной проницаемости. Снижение толерантности к физической
нагрузке нарастает по мере прогрессирования осложнений сахарного диабета.
При выраженной нефропатии интенсивная длительная нагрузка может вызвать
16
острую почечную недостаточность. По мнению Л. Ф. Литвиненко (1978), нарушение толерантности организма к физической нагрузке проявляется снижением
коронарного резерва и сократительной функции миокарда, нарушением регуляции артериального давления, снижением активности коры надпочечников и
гиперактивностью симпатоадреналовой системы.
Специфические задачи врачебного контроля сводятся в основном к следующему: регулярное исследование уровня сахара в крови и других биохимических показателей, выполняемых как в состоянии покоя, так и в связи с физическими нагрузками; оптимизация двигательной активности на основе применения средств ЛФК, протезирования и других средств кинезотерапии; выполнение функциональных проб и функциональных исследований, в том числе регулярный контроль ЧСС, артериального давления, суточного колебания гликемии; оптимизация образа жизни, включая рациональный режим питания, прием сахарпонижающих препаратов, постепенное повышение физической активности и т. д.
В практике врачебного контроля существенную роль играют функциональные пробы. Описание проб сердечно-сосудистой системы, методика их
выполнения и оценка приведены в следующей главе. Однако имеется ряд особенностей реакции ЧСС и артериального давления у инвалидов, страдающих
сахарным диабетом. При выраженной микроангиопатии велика возможность
развития диабетической кардиопатии, которая характеризуется существенным снижением толерантности к физической нагрузке. Помимо этого при
длительном течении инсулинзависимого сахарного диабета развивается диабетическая вегетативная кардиальная нейропатия. В ее основе лежит поражение вегетативной нервной системы, проявляющееся в нарушении регуляции
сердечного ритма. Результатом снижения тонуса парасимпатической иннервации являются стойкая синусовая тахикардия, уменьшение дыхательной аритмии, ригидность пульса – отсутствие должной реакции ЧСС на физическую
нагрузку. Помимо этого нарушение вегетативной регуляции может прояв-
17
ляться неадекватным падением артериального давления при перемене положения тела или же при выполнении функциональных проб.
При оценке периферического кровообращения большое значение имеют
клинические и физикальные методы обследования, позволяющие оценить цвет
кожных покровов, температуру кожи, наличие трофических нарушений, кожной чувствительности, пульсацию периферических артерий и т. д.
Для оценки состояния периферического кровообращения может применяться специальная проба Раппова. Выполнение пробы сводится к следующему: пациент, лежа на кушетке, поднимает обе нижние конечности до угла в 45°
и выполняет вращательные движения стопой (или стопами), при этом в случае
резкого нарушения кровообращения отмечается бледность кожных покровов
стопы (или стоп). При возвращении конечностей в исходное положение примерно в течение пяти секунд происходит восстановление цвета кожных покровов, что является проявлением удовлетворительного состояния периферического кровообращения. При его резком нарушении восстановление цвета кожных покровов значительно замедляется.
Среди функциональных методов исследования наибольшее значение
имеют ангиография, ультразвуковая доплерография, реовазография, капилляроскопия и др., позволяющие оценить состояние магистрального и коллатерального кровотока.
Учитывая важность оптимизации двигательной активности, разработана
классификация двигательных режимов для инвалидов, перенесших ампутации нижних конечностей. В классификации учитываются: уровень ампутационного дефекта, возраст, тяжесть заболевания и его осложнения, суточные колебания сахара в крови, реакция сердечно-сосудистой системы на выполнение
функциональных
проб
и
другие
клинико-биохимические
показатели
(С. Ф. Курдыбайло и соавт., 2000). Двигательная активность инвалидов регламентируется тремя двигательными режимами: начальным, подготовительным и
тренирующим, применяемыми в процессе медицинской реабилитации, а также в связи с протезированием.
18
Начальный двигательный режим является наиболее щадящим и назначается больным с низкой степенью двигательных возможностей. Этот режим показан больным, перенесшим ампутацию одной или обеих нижних конечностей
на уровне бедер, бедра и голени, при тяжелом течении заболевания, состоянии
декомпенсации, при наличии нефропатии, кардиопатии, ретино- и ангиопатии, заболеваний сердечно-сосудистой системы (ИБС, гипертоническая болезнь), атипических реакциях при выполнении функциональных проб.
Подготовительный двигательный режим является следующим шагом постепенного расширения двигательной активности. Назначается больным со
сниженной степенью двигательной активности при первичном протезировании, низкой и средней степенью – при повторном протезировании.
Он показан инвалидам с ампутационными дефектами на уровне бедра,
голени, при тяжелой и средней степени тяжести течения заболевания, состоянии субкомпенсации, при наличии кардиопатии, ретино-, нефро- и ангиопатии сосудов нижних конечностей, сопутствующими заболеваниями сердечнососудистой системы, атипическими видами реакции сердечно-сосудистой системы на функциональные пробы.
Таким образом, начальный и подготовительный двигательные режимы
направлены на постепенное укрепление опорно-двигательного аппарата, мобилизацию резервных возможностей организма и достижение определенного
уровня двигательной активности, необходимого для освоения ходьбы на протезах.
Тренировочный двигательный режим – следующая стадия постепенного
повышения двигательной активности. Он назначается больным со средней степенью двигательных возможностей и показан после ампутации на уровне бедра
или голени при средней степени тяжести сахарного диабета, состоянии компенсации, наличии ретино-, нефро- и ангиопатии сосудов нижних конечностей, сопутствующей гипертонической болезни I стадии, при нормотоническом
типе реакции сердечно-сосудистой системы на функциональные пробы. Осо-
19
бенностью данного режима является начало освоения протезов на фоне применения средств ЛФК, свойственных предыдущему режиму.
Особенностью обучения ходьбе на протезах является более продолжительный период времени, необходимый для адаптации к протезу, по сравнению
с инвалидами, перенесшими аналогичные ампутации вследствие травм. Он
может колебаться от трех до восьми дней, в то время как при постравматических ампутациях он занимает 1 – 3 дня. Больные дольше привыкают к давлению на культю со стороны приемной гильзы, учатся стоять на протезе (с дополнительной опорой), вставать и садиться и т. д. В этот период большое внимание уделяется тренировке координации движений, выработке устойчивого стояния, и только после освоения этих навыков переходят непосредственно
к освоению элементов шага. Этот процесс также протекает значительно дольше
и зависит от наличия и выраженности диабетической нейропатии и энцефалопатии. Сам процесс освоения элементов шага проходит под тщательным
контролем состояния мягких тканей культи во избежание их травматизации,
образования потертостей и т. д. При любых проявлениях травматизации или
ишемии мягких тканей культи ходьба прекращается.
В период обучения ходьбе осуществляется тщательный контроль
за
уровнем гликемии и состоянием сердечно-сосудистой системы, который включает контроль ЧСС, артериального давления, периодически – ЭКГ и др.
В процессе обучения пользованию протезом вырабатывается рациональный стереотип ходьбы, при котором достигается активное вовлечение протезированной конечности в ходьбу и относительное снижение перегрузок сохранившейся конечности. При этом снижается асимметрия кинематических характеристик шага, а следовательно, и вероятность развития вторичных деформаций опорно-двигательной системы.
Если при обучении ходьбе пациентов без нарушения болевой и тактильной чувствительности сохранившейся стопы, т. е. не страдающих какими-либо
заболеваниями, внимание обращается, прежде всего, на формирование правильного стереотипа ходьбы, то среди пациентов с диабетической нейропатией
20
помимо этого должно проводиться обучение правильному нагружению стопы в
положении стоя. Объясняется это тем, что пациенты, испытывающие локальные перегрузки давлением плантарной поверхности при ходьбе вследствие деформации стопы, бессознательно разгружают эти зоны стопы в положении стоя.
У пациентов с диабетической нейропатией нижних конечностей такой разгрузки обычно не происходит. Поэтому одни и те же участки стопы перегружаются как при ходьбе, так и в положении стоя. И, несмотря на то что давление
на эти участки стопы в положении стоя значительно ниже, чем при ходьбе, его
негативное влияние на состояние стопы усугубляется продолжительностью непрерывного воздействия. Это обстоятельство является показанием для обеспечения инвалидов, страдающих сахарным диабетом, вкладными ортопедическими изделиями (стельками) для разгрузки определенных отделов стопы.
21
Функциональный контроль при поражении спинного мозга
Лица, перенесшие спинномозговую травму и страдающие параплегией
нижних конечностей, представляют весьма многочисленный и тяжелый контингент инвалидов с поражением опорно-двигательной системы. Они имеют свои
специфические особенности, обусловленные как самим поражением спинного
мозга, так и вторичными изменениями. Эти особенности касаются мышечной
системы, нервной системы, кардиореспираторной и других функциональных
систем организма.
Спинномозговая травма и ее последствия вызывают значительные и быстро развивающиеся изменения образа жизни и резкое снижение двигательной
активности. Исследования различных авторов свидетельствуют, что физическая
активность снижается в прямой зависимости от возраста инвалида и обратно
пропорционально периоду времени, прошедшему после травмы. Эти факторы
влияют также на качество жизни и способность к психологической адаптации.
Перенесенная травма, сидячий образ жизни играют ведущую роль в развитии патоморфологических и дегенеративных процессов со стороны кардиореспираторной системы, что является одним из факторов высокой смертности
среди этих инвалидов. По данным С.Т. Le et al. (1996), она в 2,3 раза, при
прочих равных условиях, превышает смертность среди здоровых людей. Высокий риск коронарной патологии среди инвалидов, ведущих сидячий образ жизни, определяется выраженным снижением концентрации в крови липопротеидов высокой плотности по сравнению с инвалидами, ведущими активный образ
жизни и занимающимися спортом. Надо отметить, что аналогичная картина наблюдается и у практически здоровых людей, ведущих соответственно малоподвижный и активный образ жизни. Кроме того, сниженный уровень метаболизма в сочетании с вышеотмеченными факторами ведет к развитию ожирения. В
свою очередь, нарастание жировой массы тела увеличивает риск развития сердечно-сосудистых заболеваний.
22
Хорошо известно, что у инвалидов, страдающих параплегией, большинство локомоторных актов выполняется верхними конечностями: передвижение
на кресле-коляске, самообслуживание и бытовые действия, физические упражнения и т. д. Однако ряд обстоятельств, в частности относительно небольшое число мышечных групп, участвующих в двигательных актах, а также сохраненных двигательных функций, нарушение рефлекторных взаимосвязей, в том
числе аппарата кровообращения, нарушение периферического кровообращения
в нижних конечностях, в целом отражаются на состоянии мышц верхних конечностей, их функциональных возможностях. Интенсивная двигательная активность, увеличение нагрузки на верхние конечности может привести к быстрому утомлению, неприятным субъективным ощущениям, что ведет к потере
привлекательности активного образа жизни. По существу, двигательная активность даже на бытовом уровне становится малодоступной, что в свою очередь
приводит к психологической напряженности. Сидячий образ жизни усугубляет
эту ситуацию, развивается дальнейшая детренированность организма, в частности кардиореспираторной системы, создается своего рода замкнутый круг, ведущий к дегенеративно-дистрофическим изменениям, развитие которых трудно остановить или добиться обратного течения. В этом процессе большое
значение имеют различные вторичные осложнения, которые начинают превалировать над основной патологией, что приводит к ухудшению общего состояния и значительному увеличению объема медицинского обслуживания. В
этой связи необходимо отметить, что исследования инвалидов, ведущих активный образ жизни, занимающихся физической культурой и спортом, свидетельствуют о существенном увеличении показателей, характеризующих силу
мышц верхних конечностей, функциональные резервы кардиореспираторной системы, физического развития и т. д. В свою очередь, систематические
тренировки приводят к улучшению общего состояния, повышению психологического статуса, реабилитационного потенциала, функциональной независимости и, как результат, повышению качества жизни.
23
Для понимания сути происходящих изменений необходимо правильно
представлять патофизиологические изменения, развивающиеся вследствие
спинномозговой травмы. Повреждение спинного мозга, его проводящих путей вызывает паралич соответствующих скелетных мышц. Нарушение афферентных проводящих путей проявляется в потере кинестетического чувства,
тактильной и болевой чувствительности, рефлекторных реакций ниже уровня повреждения.
Повреждения на уровне грудного или поясничного отделов приводят к
развитию параплегии нижних конечностей, частичного паралича мышц туловища. Повреждения на уровне шейного отдела ведут к развитию тетроплегии (поражению мышц верхних и нижних конечностей, мышц туловища).
Паралич мышц обычно сопровождается их атрофией и остеопорозом костей.
Отсутствие мышечных сокращений парализованных конечностей сопровождается депонированием крови в сосудистом русле, венозным застоем, отеком, уменьшением венозного возврата. Эти процессы в определенной мере
увеличивают риск развития венозного тромбоза, а также легочной эмболии.
Поражение спинного мозга на уровне грудного отдела (Т2— T8 и Т7—Т12)
сопровождается параличом грудных мышц, мышц брюшного пресса, что ведет
к значительному снижению легочной вентиляции, соответственно, обусловливает ограничение допустимых нагрузок и, что более важно, может привести к легочным осложнениям ввиду ограничений экскурсий грудной клетки.
Помимо паралича скелетных мышц физическая активность может лимитироваться дисфункцией вегетативной нервной системы, принимающей
участие в регуляции деятельности сердечно-сосудистой системы и формировании ответной реакции на физическую нагрузку. В норме это проявляется в изменении сосудистого тонуса, перераспределении крови к работающим
мышцам, увеличении частоты сердечных сокращений, повышении сократительной способности миокарда, увеличении ударного объема крови.
24
Вегетативная иннервация нарушается или полностью прекращается при
поражении спинного мозга выше уровня Т1, симпатическая иннервация сердца полностью утрачивается при поражении грудного отдела на уровне T1—Т4,
следствием чего является отсутствие адекватного увеличения ЧСС, ударного
объема, сократимости миокарда.
У инвалидов, страдающих тетроплегией, при нагрузках наблюдается незначительное увеличение ЧСС, в пределах 100 – 125 уд/мин, что значительно
меньше максимально допустимых возрастных значений. Помимо этого, сочетание уменьшенного венозного возврата и снижения сократительной способности миокарда обусловливает уменьшение внешней работы сердца, что
может сопровождаться снижением массы миокарда. Отсутствие симпатической иннервации приводит к нарушению терморегуляции из-за неадекватного
распределения крови.
Приведенные данные обусловливают низкую толерантность мышц верхних
конечностей как следствие неадекватности кровоснабжения, гипокинетической
циркуляции и ограниченного аэробного энергетического ресурса. При нагрузке
значительно быстрее достигается переход к анаэробному метаболизму. На этом
фоне низкий уровень двигательной активности способствует прогрессирующему
снижению функциональных резервов, детренированности и снижению толерантности к нагрузке. С возрастом эти процессы прогрессируют, что, естественно, ведет к ухудшению общего состояния, развитию различных осложнений и вторичных нарушений, потере функциональной независимости. В
этой связи физические упражнения, занятия спортивной деятельностью, активный образ жизни становятся единственным средством предупреждения и
снижения выраженности отмеченных регрессивных процессов.
Инвалиды, перенесшие спинномозговую травму, при занятиях физической культурой испытывают влияние ряда специфических факторов, которые
обусловлены поражением центральной нервной системы и проявляются двигательной, сенсорной и вегетативной дисфункцией. При решении вопроса о
допуске к физическим тренировкам любой интенсивности инвалиды нуждают25
ся в обязательном углубленном медицинском обследовании, проведении
ЭКГ и других функциональных исследований. Особенно важно это для лиц,
длительно ведущих малоподвижный образ жизни.
Специфическими факторами риска при занятиях физическими упражнениями являются:
− нестабильное положение туловища;
− гипотензивная реакция на физическую нагрузку;
− ортостатическая гипотензия;
− вегетативная дисрефлексия;
− мышечные спазмы;
− нарушение терморегуляции.
Для исключения возможных осложнений при физических тренировках
рекомендуется соблюдение определенных правил, среди них одно из первых
мест занимает адекватная поддержка, или фиксация, туловища. С этой целью
применяются различные ремни, опоясывающие верхнюю часть туловища при
выполнении упражнений верхними конечностями, что, соответственно, предупреждает смещение или падение инвалида в случае нарушения равновесия. При
этом важно ограничивать давление ремней на кожные покровы и мягкие ткани,
особенно при значительных мышечных усилиях. В таких случаях рекомендуется использовать эластичные элементы в местах наибольшего давления и периодическое ослабление натяжения фиксирующих ремней (длительностью 30 –
60 с.) через каждые 20 – 30 мин.
Важным элементом контроля при выполнении физических тренировок
является измерение артериального давления. Выполнение нагрузки может сопровождаться неадекватной реакцией артериального давления, причем характер его изменения отличается от такового у здоровых людей или инвалидов
других категорий. Особенно ярко это проявляется при травмах спинного мозга
на высоком уровне, когда может наблюдаться парадоксальная реакция в виде
резкого снижения давления при возрастании нагрузки. Эта так называемая гипотензивная реакция развивается вследствие изменения общего перифериче26
ского сопротивления, перераспределения сосудистого тонуса в работающих
мышцах в ответ на гипоксию и резкое повышение концентрации продуктов
метаболизма (СО2, молочная кислота и др.) на фоне отсутствия увеличения
сердечного выброса.
Как уже отмечалось выше, увеличение сердечного выброса детерминируется недостаточным венозным возвратом и отсутствием симпатической регуляции сосудистого тонуса. Пребывание в положении сидя усугубляет ситуацию
ввиду депонирования крови в нижней части тела и возникновения ортостатической гипотензии.
Необходимо отметить, что сочетание гипотензивной реакции на физическую нагрузку, ортостатической гипотензии и уменьшения сердечного выброса
могут вызвать снижение церебрального кровоснабжения. В случае проявления
этих синдромов во время или после выполнения физических упражнений инвалид немедленно должен быть переведен в горизонтальное положение, т. е.
должны быть созданы условия для нивелирования ортостатической гипотензии
и увеличения венозного возврата.
Риск развития гипотензивной реакции может быть уменьшен путем придания возвышенного положения нижним конечностям при выполнении упражнений, регулярной ортостатической тренировкой, применением мер профилактики дегидратации организма, использованием компрессионных носков,
поясов и т. д.
Инвалиды могут испытывать резкое повышение артериального давления,
особенно при высоком уровне поражения спинного мозга, в результате вегетативной дисрефлексии (гиперрефлексии). Такая реакция обусловлена потерей
центральной регуляции спинальных рефлексов и, соответственно, неадекватной нейрогуморальной и эндокринной регуляцией. Такие состояния
могут провоцироваться сильными внешними раздражителями, например
сильными ударами, травмами, падением и т. д. В этой связи рекомендуется
избегать влияния экстремальных раздражителей, своевременно проводить необходимые профилактические мероприятия. В случае выявления выраженной
27
гипертензивной реакции во время выполнения физических упражнений последние должны быть немедленно прекращены, инвалид должен перейти в вертикальное положение.
Многие инвалиды испытывают спазмы различной интенсивности мышц
парализованных нижних конечностей, возникающие вследствие нарушения их
иннервации. Непроизвольные мышечные сокращения могут сопровождаться двигательными актами. Такие мышечные сокращения поддаются медикаментозной терапии. С этой целью могут применяться различные антиспастические средства и релаксанты. Однако их применение может снизить эффективность физических упражнений, поскольку фармакологические препараты оказывают влияние не только на парализованные мышцы, но и на «активные» мышечные группы, снижая их активность. Помимо этого возможно побочное
влияние препаратов в виде головокружения, атаксии, депрессии и т. д.
Существенное значение имеют нарушения терморегуляции. Определенное внимание должно уделяться температуре и влажности окружающего воздуха, типу одежды, интенсивности физической нагрузки, ее продолжительности с целью предупреждения гипер- или гипотермии. Поскольку многие инвалиды страдают существенными нарушениями терморегуляции, вызванными нарушением секреции потовых желез, перераспределением крови и другими
причинами, состояние гипертермии наступает значительно быстрее, чем у здоровых людей. Эта реакция развивается особенно быстро при выполнении упражнений в теплой и влажной среде, при значительном обезвоживании организма. Опасность гипертермии заключается в возможности развития теплового
удара, циркуляторных расстройств.
Выполнение упражнений при низкой температуре окружающего воздуха
может привести к чрезмерному охлаждению организма, обусловленному в основном теми же причинами, что и гипертермия. В любом случае при проявлении симптомов гипер- или гипотермии упражнения должны быть прекращены,
созданы оптимальные климатические условия, использована комфортная одежда.
28
Физические
упражнения
являются
неспецифическим
стресс-
фактором. Для оценки его влияния на состояние организма у практически
здоровых людей, спортсменов используются тредмил-тест, велоэргометрия,
степ-тест. При их применении испытуемому предъявляется дозированная циклическая нагрузка, в выполнение которой вовлекается значительное количество мышечных групп, достигается субмаксимальная или максимальная стимуляция метаболических процессов, кардиореспираторной системы, что в целом
позволяет объективно оценить функциональные и резервные возможности человека. Как уже отмечалось выше, многие зарубежные и отечественные специалисты полагают, что главным фактором, лимитирующим физическую работоспособность при выполнении нагрузочных тестов, является циркуляторная система, поскольку именно она лимитирует транспортировку газов крови к мышечным группам, участвующим в работе. Выполнение нагрузочных тестов
только верхними конечностями, например передвижение на кресле-коляске,
колясочная эргометрия, осуществляется при участии относительно небольшой
мышечной массы. В этом случае главным лимитирующим фактором становится «периферийное звено», причем локальное утомление мышц верхних конечностей, работающих с максимальным напряжением, может наступать, несмотря на эффективную циркуляторную деятельность и достаточный объем
доставляемого кислорода. Важным периферическим лимитирующим фактором
является неадекватный венозный возврат крови к сердцу из-за отсутствия симпатической регуляции сосудистого тонуса, сокращения скелетных мышц, в
норме стимулирующих кровоток. При этом отсутствует динамика увеличения
сердечного выброса и доставки кислорода к работающим мышцам. Таким образом, быстрая утомляемость мышц верхних конечностей не обеспечивает достижения максимального напряжения деятельности кардиореспираторной
системы и метаболических процессов, что в целом затрудняет их объективную
функциональную оценку. Поскольку максимальное значение потребления кислорода, соответствующее максимальной нагрузке на верхние конечности, оказывается ниже, чем истинный физиологический максимум, наблюдаемый у
29
практически здоровых людей при выполнении нагрузки нижними конечностями, то вместо понятия максимального потребления кислорода (МПК) рекомендуется использовать термин «пиковое потребление кислорода» (ППК).
Нагрузочные тесты для инвалидов-колясочников обычно предполагают
использование различных эргометров, позволяющих точно измерять вращательный момент, усилие и скорость для определения мощности нагрузки и других динамических характеристик. Может использоваться колясочная эргометрия, т. е. установка кресла-коляски на валики эргометра, что является наиболее адекватным для этих инвалидов. Кресло-коляска может устанавливаться
на тредмиле, на ровной или поднятой под углом дорожке. При этом регулируется скорость движения и угол подъема. В этой связи можно отметить работу
T.W. J. Janssen et al. (1994), использовавших коляску, установленную на тредмиле, для исследования инвалидов с различными уровнями поражения спинного мозга, в частности на уровне шейного отдела С4 - С8, грудного – Т1 - Т5, Т6 Т10, грудопоясничного – Т11 -L5. В процессе исследований достигались максимальные показатели при выполнении теста. Установлено, что чем выше уровень
поражения, тем ниже показатели, характеризующие физические возможности
человека. Результаты тестирования положены в основу разработки индивидуальных режимов пользования креслом-коляской, определения скорости передвижения, длительности и т. д.
Общие принципы и методические подходы, используемые при выполнении нагрузочных тестов у здоровых людей, аналогичным образом применяются
для инвалидов. Нагрузочные тесты, как правило, представляют собой возрастающую нагрузку, имеющую определенные субмаксимальные или максимальные значения. Нагрузочные тесты могут выполняться в виде непрерывно возрастающей нагрузки или же прерывистой с перерывами отдыха. В таких случаях
различные варианты тестирования обычно включают 4 – 6 мин. нагрузки, разделяемые 5 – 10 мин. отдыха. При выполнении колясочной эргометрии скорость
движения кресла-коляски поддерживается постоянной, например 3 км/ч. В
то же время усилие, прикладываемое инвалидом, возрастает, тем самым уве30
личивается уровень нагрузки. При колясочной эргометрии начальный уровень
нагрузки составляет 5 Вт, что соответствует повседневному уровню нагрузки
при передвижении на кресле-коляске. Увеличение нагрузки на каждой ступени
составляет, как правило, 5 – 10 Вт, субмаксимальная нагрузка – 25 – 35 Вт. Для
тренированных инвалидов допускается более интенсивное нарастание нагрузки и ее максимальное значение. Регистрация изучаемых параметров проводится
в течение последней минуты каждой ступени нагрузки.
Критерии прекращения колясочной эргометрии сводятся к следующим:
− чувство утомления;
− появление болевых ощущений в области сердца;
− патологические изменения на ЭКГ;
− выраженная гипертензивная реакция;
− нарушения дыхания;
− достижение максимальной нагрузки, определяемой проводимым
тестированием;
− достижение допустимого значения ЧСС.
Однако для инвалидов с высокими уровнями поражения спинного мозга
последний критерий не является определяющим, поскольку в силу отмеченных
выше причин способность к адекватному увеличению ЧСС нарушается.
При необходимости достижения максимальной нагрузки, без оценки
субмаксимального уровня, используется непрерывная физическая нагрузка.
Этот вариант тестирования начинается с нагрузки средней интенсивности. Нагрузка возрастает через каждые 1 – 2 мин. до достижения ее максимума.
Хорошо тренированные инвалиды на субмаксимальном уровне нагрузки показывают более низкую ЧСС, легочную вентиляцию, демонстрируя высокие
функциональные резервы организма. Однако, как уже отмечалось выше, при
травмах спинного мозга на высоком уровне нельзя интерпретировать низкие показатели ЧСС как проявление тренированности организма.
Достижение высокого уровня тренированности инвалидами, систематически занимающимися спортивной деятельностью, сопровождается уменьше31
нием субмаксимального потребления кислорода, оптимизацией аэробных
процессов энергообеспечения (R. M. Glaser et al., 1996).
Надо отметить, что наибольшие значения выполняемой работы, ППК,
ЧСС достигаются при выполнении прерывистых нагрузок. Вместе с этим тестирование с использованием прерывистой нагрузки легче переносится испытуемым, перерывы между нагрузками способствуют улучшению кровоснабжения работающих мышц. При их применении создаются оптимальные условия для контроля изучаемых параметров, мониторирования артериального
давления и т. д.
В качестве альтернативного варианта выполнения нагрузочных тестов
теоретически обосновано их проведение в положении испытуемого лежа. Такое
положение испытуемого улучшает венозный возврат крови, увеличивает центральный объем крови и ударный объем, что в целом обеспечивает некоторое
снижение ЧСС при выполнении эквивалентных субмаксимальных нагрузок.
Горизонтальное положение инвалида уменьшает влияние ортостатической
гипотензии, дисфункции вегетативной нервной системы, нестабильного положения туловища и других факторов. Однако такой показатель, как ЧСС, а
также субъективные ощущения не зависят от положения тела (Melean et al.,
1995). Не изменяется также толерантность к физической нагрузке при ручной
эргометрии в зависимости от положения тела у инвалидов, страдающих параплегией (S. P. Hooker et al., 1993).
Основными показателями оценки нагрузочных тестов являются ЧСС, артериальное давление, объем выполненной работы, ППК. Эти показатели позволяют определить безопасный уровень физической нагрузки, оценить динамику функциональных и резервных возможностей организма. Другими показателями, которые часто используются при проведении исследований, являются:
минутный объем дыхания, ударный объем крови, минутный объем кровообращения, среднее гемодинамическое давление, концентрация молочной кислоты
в крови. Кроме того, существенное значение имеют такие факторы, как избыточная жировая масса тела и показатели липидного обмена.
32
S. A. Morrison (1996) приводит пиковые значения некоторых функциональных показателей у инвалидов с тетра- и параплегией в сравнении со здоровыми людьми. Так, ЧСС соответственно составляет 121, 157 и 180 уд/мин,
пиковое потребление кислорода соответственно – 9,8, 13,6 и 40 – 60
мл/кг/мин; пиковое артериальное давление – 97/66, 130/75 и 190/70 – 80 мм рт.
ст.; концентрация молочной кислоты – 3,0, 4,5 и 10,0 ммоль/л.
Важным аспектом выполнения нагрузочных тестов являются симптомы
перегрузки. К ним относятся головокружение, утомление, боли в мышцах,
сильная одышка. Важно помнить, что чем выше уровень поражения спинного
мозга, тем быстрее и чаще развиваются эти симптомы.
Таким образом, основными задачами врачебного контроля над инвалидами, перенесшими спинномозговую травму, являются оценка состояния функциональных систем организма с использованием нагрузочных тестов, их интерпретация с учетом тяжести перенесенной травмы и уровня поражения спинного
мозга; предупреждение вторичных осложнений, перегрузок при физических упражнениях, что в целом позволяет объективно подойти к разработке программ
физической реабилитации, а также осуществлению динамических наблюдений,
направленных
на
оценку
эффективности
их
применения.
33
Функциональный контроль при детских церебральных параличах
В последние десятилетия во многих странах мира, в том числе и в России, наблюдается рост заболеваемости детским церебральным параличом
(ДЦП), являющимся одним из наиболее частых инвалидизирующих заболеваний
ортопедо-неврологического профиля. Большая часть детей, страдающих ДЦП,
при несвоевременном и несистематическом лечении характеризуется резким
снижением реабилитационного потенциала и возможностей к социальной
адаптации. Многочисленные методики восстановительного лечения, применяемые на ранних этапах реабилитационного процесса, а также в период сформировавшегося патологического двигательного стереотипа, позволяют добиться значительного улучшения состояния больных. Основополагающими
являются методы лечения, предложенные Б. и К. Боботами, С. А. Бортфельд,
К. А. Семеновой и др., основанные на применении средств физической терапии. В связи с расширением методов лечения, развитием адаптивной физической культуры, физической реабилитации и внедрением современных технологий лечения ДЦП в практическую деятельность реабилитационных учреждений особую актуальность приобретают вопросы врачебного контроля, а также оценки эффективности проводимого лечения.
Следует помнить, что при ортопедо-неврологической патологии особенно
важно соблюдение основных дидактических принципов организации системы
реабилитационных мероприятий: своевременности, непрерывности, преемственности и комплексности лечения.
При определении и выборе методов лечения необходимо иметь четкие
представления об этиологии и патогенезе заболевания, механизмах влияния
на звенья патологического процесса различных средств кинезотерапии,
уметь объективно оценивать состояние больного на различных этапах реабилитации.
34
Выбор средств и методов лечения базируется на следующих основных
принципах:
— уточнение диагноза (форма ДЦП, степень выраженности двигательных
нарушений, наличие осложнений) с использованием клинических, функциональных и биомеханических исследований;
— выявление индивидуальных особенностей моторного развития ребенка,
нервно-психических функций, развития сенсорных систем организма
(зрение, слух, речь, проприоцептивная чувствительность);
— уточнение и составление общих и частных методических указаний к
проведению лечебных процедур.
Только после этого определяются критерии оценки эффективности физической реабилитации и осуществляются приемы врачебного контроля. Следует подчеркнуть, что при разнообразии клинической симптоматики, обусловленной поражением многих органов и систем, выбор методов оценки и
критериев эффективности лечения достаточно широк и разнообразен.
Необходимо отметить, что в сложившейся практике врачебного контроля
основное внимание уделяется оценке двигательных функций, деформациям
опорно-двигательной системы, неврологическим изменениям и в значительно меньшей степени – оценке других функциональных систем организма.
При оценке ортопедо-неврологического статуса выделяются следующие основные направления: оценка динамики клинической симптоматики, динамики
функциональных показателей пораженных систем, динамики интегративных
показателей.
К. А. Семенова (1999) рекомендует выделение следующих уровней двигательного и речевого развития.
Нулевой уровень. Пациент не в состоянии самостоятельно удерживать позу сидя, стоя, поворачиваться в положении лежа, ползать, плохо удерживает
голову. Активные движения верхних конечностей сохранены в минимальном
объеме. Сохраняется влияние тонических рефлексов (всех или большинства).
Отмечается выраженная дизартрия или анартрия. Интеллект резко снижен.
35
I уровень. Больной передвигается с посторонней помощью (подуровень
la) или с опорой на ходунки (подуровень 16). Самообслуживание минимальное. Способен удерживать голову, сидеть с сохранением дефектной позы с дополнительной опорой. В положении стоя позу не удерживает. Сохраняется
влияние всех или части тонических рефлексов. Дизартрия различной тяжести.
Интеллект снижен.
II уровень. Больной передвигается с опорой на костыли или трости или
без опоры на короткие расстояния (подуровень 116). Характерно наличие гиперкинезов, атаксии. Имеется незначительное ограничение самообслуживания
за счет патологических установок в суставах верхних конечностей. Способен
сидеть с сохранением дефектной позы. Может стоять с дополнительной поддержкой. Сохраняется умеренная дизартрия. Частично сохранено влияние тонических рефлексов. Интеллект может быть нормальным или слегка сниженным.
III уровень. Характеризуется дефектной ходьбой на короткие расстояния
без дополнительной опоры или на значительные расстояния (подуровень 116).
Локомоторная функция рук без значительных нарушений. Самообслуживание
не нарушено, однако затруднена мелкая моторика кисти. Сохраняются патологические синергии, легкая дизартрия. Интеллект нормальный или слегка сниженный.
Основываясь на приведенной классификации двигательного и интеллектуального развития, можно оценить изменения состояния больного под влиянием курса реабилитационных мероприятий по четырехбалльной системе.
0 баллов – без изменений.
1 балл – положительная динамика отдельных двигательных навыков и отдельных двигательных актов. Функциональные возможности остаются без изменений и существенного влияния на двигательный стереотип.
2 балла – положительная динамика двигательных возможностей в пределах
первоначального уровня. Существенное улучшение функции ходьбы или снижение патологической симптоматики
(нормализация
мышечного тонуса,
36
снижение интенсивности гиперкинезов, атаксии, улучшение осанки и т. д.).
3 балла – положительная динамика, позволяющая отнести больного к более высокому уровню по сравнению с первоначальным.
При оценке состояния пациента до и после проводимого лечения, а также при проведении врачебного контроля обязательно отмечается динамика
клинической симптоматики. Обращается внимание на менингиальные симптомы, постуральную активность, влияние тонических рефлексов, мышечный
тонус, мышечную силу, периферические рефлексы, наличие гиперкинезов,
деформации стоп, укорочение конечностей, сохраненные двигательные функции и т. д.
Выбор критериев эффективности лечения и методов врачебного контроля
должен быть обязательно дифференцирован в соответствии с возможностями
больного, степенью имеющихся у него нарушений, т. е. с уровнем двигательного, речевого и психического развития.
Например, детям с нулевым или I уровнем могут быть предложены следующие критерии:
1) поднимание, повороты, удержание головы в положениях на спине, животе, на боку;
2) повороты со спины на живот, вставание на четвереньки;
3) ползание;
4) сидение по-турецки или верхом на скамейке.
Исследование активных движений конечностей, туловища, головы, анализ и оценка двигательных нарушений в процессе лечения и на этапах реабилитации позволяют оценить динамику реабилитационных мероприятий и осуществлять врачебный контроль. При исследовании движений очень важно учитывать условия работы мышц или мышечных групп и выполняемые ими в данных
условиях действия, а также правильно понимать реципрокные взаимоотношения мышц-антагонистов при анализе поз и движений.
Существует большое количество тестов для определения функционального состояния различных мышц и мышечных групп. Для оценки функцио37
нального состояния мышц туловища и шеи могут быть рекомендованы следующие тесты.
Для оценки мышц спины:
1. Положение
больного
лежа
на
животе,
руки
вытянуты
вперед. Обследующий одной рукой фиксирует руки пациента, другой – таз.
Пациент должен поднять голову и удерживать ее в этом положении до 5 – 10 с.
2. Лежа
на
животе
или
сидя.
Обследующий
производит
двумя пальцами надавливающее движение вдоль позвоночника с обеих сторон,
пытаясь
вызвать
его
выпрямление.
При
этом оцениваются двигательная реакция больного и длительность сохранения
выпрямленного положения.
3. Силовая
выносливость
мышц
спины
определяется
в
исходном положении лежа на животе, руки согнуты в локтевых суставах ладонями вниз, первые пальцы на уровне плечевых суставов. Осуществляется поднимание
головы
и
плеч
с
отрывом рук от опоры и удержание этого положения в течение 5 – 10 с.
4. Сохранение
равновесия
в
позе
сидя
по-турецки,
при
легких толчках туловища в разных направлениях.
5. Сохранение
осанки
и
равновесия
в
положении
сидя
с
выпрямленной спиной, удерживая на голове мешочек с песком (вес 50 г).
При этом отмечается длительность выполнения, которая составляет не менее
1 мин.
Для оценки мышц брюшного пресса:
1. Лежа на спине, ноги согнуты, стопы на опоре. Обследующий фиксирует
согнутые
ноги
ребенка,
который
без
помощи рук садится, приближая голову и туловище к коленям. Фиксируется
количество повторений движений.
2. Лежа
туловище
на
спине,
изогнуто
ноги
вправо
согнуты
или
в
влево.
том
же
положении,
Обследуемый
садится.
Движения следует повторить 3 – 5 раз.
38
Наибольшей подвижностью обладают верхние конечности, играющие
огромную роль при выполнении различных двигательных актов, в частности
при ходьбе, беге, плавании и т. д. При оценке активных движений обращается
внимание на степень трудности выполнения определенных действий, оценивается функция мышц и их утомляемость.
Характер и степень поражений верхних конечностей наглядно демонстрирует выполнение следующей пробы. Ребенок, сидя на стуле, должен отвести
руки в стороны, а затем хлопнуть в ладоши над головой. При выполнении этого задания определяется необходимость измерения амплитуды движения во
всех суставах или же можно ограничиться оценкой движений кисти или пальцев. Чем больше и серьезнее ограничены двигательные возможности, тем с
большим трудом выполняется эта проба, особенно при спастических формах
заболевания.
Измерение амплитуды движений в суставах верхних конечностей проводится индивидуально и в определенной последовательности. При этом определяется степень выраженности мышечного тонуса, которую можно характеризовать по шестибалльной шкале:
0 баллов
резко
–
выражен
гипертонус
мышц,
стойкая
контрактура сустава (анкилоз), полностью отсутствуют пассивные и активные движения;
1 балл
резко
–
выражен
гипертонус
мышц,
контрактура
сустава, определяется незначительная амплитуда при пассивных движениях с
максимальным усилием;
2 балла
–
значительный
гипертонус
мышц,
контрактура
сустава, при пассивных движениях выполняется до 50 % физиологической
амплитуды движений;
3 балла – умеренный гипертонус, пассивно осуществляются движения в
объеме от 50 до 70 % физиологической нормы;
4 балла
объем
–
движений
незначительный
в
суставе,
гипертонус,
имеется
сохранен
небольшое
полный
увеличение
39
сопротивления пассивным движениям;
5 баллов
–
физиологический
тонус,
соответствующий
уровню непораженной конечности.
При атонически-астатической форме заболевания тонус мышц, как правило, снижен, реже – не претерпевает существенных изменений.
Следует упомянуть, что ручная динамометрия у больных ДЦП нецелесообразна, поскольку не отражает истинного состояния мышц верхних конечностей. Гораздо показательнее оценка характера произвольных движений с учетом амплитуды, направления, силы, скорости, ритма и т. п.
Для оценки координации движений верхних конечностей и взаимодействия мышц-антагонистов могут рекомендоваться тестовые задания скоростного характера. Например, тест может выполняться больным лежа на спине
или сидя, руки вдоль туловища. Движения каждой рукой выполняются отдельно с максимальной скоростью. Больной в течение 10 – 15 с. выполняет сгибание-разгибание в локтевом суставе, каждый раз касаясь пальцами плечевого
сустава. При этом сгибание сочетается с супинацией предплечья, а разгибание
– с его пронацией. Подсчитывается число выполненных за указанный период
движений с учетом характера их выполнения.
Для оценки движений пальцев можно использовать следующий тест: с
максимально возможной быстротой пациент сжимает пальцы в кулак и разжимает с максимальным выпрямлением и разведением. Подсчитывается количество движений за 10 с.
Для функциональной оценки возможностей верхних конечностей могут
использоваться интегративные тесты.
1. Сгибание и разгибание в лучезапястном суставе. Ребенок, сидя на
кресле,
производит
свешивает
кисти
попеременное
рук
разгибание
с
правой
подлокотников
кисти,
затем
и
–
левой. Всего производится 10 движений. Для здорового ребенка норма составляет 12 – 15 с. Во время выполнения задания отмечается наличие компенсаторных движений, интенсивность гиперкинезов и т. п.
40
2. Супинация-пронация
предплечий.
Выполняется
10
движений предплечьем за 40 – 50 с., что может рассматриваться как норма.
Пациент должен отметить степень утомляемости, помимо этого оценивается
скованность мышц плечевого пояса.
3. «Колечко» – тест для оценки манипулятивной функции кисти. Производится поочередное противопоставление первого пальца всем остальным.
Время выполнения его в норме составляет 6 – 7 с., причем обычно противопоставление первого пальца второму и третьему осуществляется легче, чем
четвертому и пятому.
4. Построение
пирамиды
из
кубиков
или
одевание
колец
на вертикальный стержень. Тест заключается в захвате предмета и возможности его расположения в определенной последовательности. Регистрируется
время выполнения теста.
5. С
той
же
целью
могут
проводиться
различные
тестовые
задания в виде шнурования, заплетения «косинки» из нитяной пряжи, застегивание – расстегивание ряда пуговиц и т. д.
Одним из основных видов локомоции человека является ходьба, в которой участвуют не только мышцы нижних конечностей, но и другие мышцы
тела. Однако разнообразные нарушения согласованной работы мышц, координации движений нижних конечностей играют ведущую роль в образовании
порочных поз, ограничении подвижности и функции ходьбы.
Для оценки активных движений в суставах нижних конечностей можно
применить следующий тест: в положении лежа на животе пациент производит
активное сгибание в коленном суставе с одновременным подошвенным сгибанием стопы. Степень нарушения координации определяется точностью выполнения этого задания, поскольку при его выполнении проявляется способность преодолевания сгибательной синергии.
Выполнение тестовых заданий скоростного характера с подсчетом количества движений за определенное время также может служить критерием оценки результатов лечения, а также врачебного контроля в процессе занятий ЛФК.
41
С этими же целями проводится проба на выявление синкенезий аналогично
пробам для верхних конечностей.
У больных гиперкинетической и отаксичеасц-астатической формами
ДЦП могут быть применены следующие пробы.
1. Подсчет непроизвольных движений за 30 или 60 с., причем пациент
может находиться в различных исходных положениях. Полученные результаты позволяют определить дальнейшую методику занятий ЛФК, определить оптимальную позу и те движения, при которых происходит затухание гиперкинезов.
2. Тест на удержание равновесия без дополнительной поддержки на одной
и другой ноге. Этот тест характеризует состояние вестибулярного аппарата.
Большое значение в выполнении этого теста имеет состояние стоп, поскольку
их деформации оказывают влияние на количественные и качественные показатели проводимого теста.
Помимо этого в качестве тестового задания, проводимого на этапах лечения, может выступать определение числа приседаний, выполняемых за 10 с.
Такое тестовое задание является одним из самых сложных. Более или менее
полноценное выполнение этого теста может служить показателем высокой эффективности лечебных мероприятий.
Современные биомеханические методы исследования, включающие диагностические компьютерные комплексы, позволяют осуществлять комплексный анализ параметров ходьбы, получить пространственные и временные характеристики движения, проанализировать фазы шага, их изменения.
Например, при эквино-варусной деформации стопы выявляются резкое
укорочение длины шага и изменение положения центра масс, который смещен
вперед. Помимо этого отмечается отсутствие содружественных движений туловища и конечностей во фронтальной плоскости. Нарушение шаговых движений, обусловленное контрактурами в суставах, мышечной дистонией, снижением мышечного суставного чувства, патологией вестибулярного аппарата,
42
усиливает компенсаторное движение тела во время ходьбы, больному крайне
сложно удержать равновесие.
Изменение длины шага, скорости ходьбы, других биомеханических характеристик в процессе лечения позволяет судить об эффективности проводимых мероприятий.
При биомеханической оценке ходьбы в качестве тестов для оценки эффективности обучения может быть использована ходьба по следовой дорожке с
соблюдением ритма, скорости, направления движения, с ритмичными движениями рук и т. д.; ходьба с преодолением преград, по узкой доске, по коврикам
различной жесткости и упругости с сохранением равновесия.
Одним из критериев контроля может служить тест на удержание равновесия в положении стоя. При этом учитывается время удерживания позы стоя,
миграция центра масс, компенсаторные движения и т. д.
Подобный тест используется при статической стабилографии. При этом
исследовании пациент выполняет тесты на равновесие, стоя на неподвижной
платформе. На экране монитора, а затем в протоколе исследования фиксируются колебания центра масс тела и распределения давления под стопами.
В настоящее время статическая стабилография используется в клинической практике для оценки особенностей статики тела при различных формах
ДЦП и влияния лечебных факторов.
Наиболее распространенным методом исследования деятельности мозга
является электроэнцефалография (ЭЭГ). Электрическая активность коры
больших полушарий является показателем центральных нервных процессов,
отражает также сложные корко-корковые и корко-подкорковые взаимоотношения. Отражающиеся на ЭЭГ изменения до и после курса лечения являются критериями интегрального контроля.
Оценка изменений мышечного тонуса проводится путем регистрации
биоэлектрической активности мышц в покое и при функциональных нагрузках. Регистрация биоэлектрических потенциалов производится методом электромиографии (ЭМГ), которая отражает динамику изменения активности спа43
стических мышц в процессе лечения и может свидетельствовать об эффективности проводимой терапии.
Функциональные нарушения деятельности коры головного мозга могут
быть причиной нарушений гностических функций, на первом месте среди которых стоит оптико-пространственный гнозис. У больных ДЦП в связи с ограниченной возможностью освоения пространства с помощью движений осложнено освоение понятий пространственного расположения. Помимо этого затруднена возможность ориентации в пространстве, в связи с чем замедляется
развитие других гностических функций, например письмо, счет, понимание
чисел и расположения предметов. Часто нарушен конструктивный праксис: затруднено одевание, освоение гигиенических навыков, самообслуживание даже
при достаточных двигательных возможностях. Регистрируя и анализируя изменения почерка, двигательных навыков, элементов самообслуживания в начале, в
ходе и после завершения лечения, можно создать возможность объективного
подхода к выбору адекватной терапии.
Средства и методы коррекции речи являются прерогативой логопедов,
однако процесс физической реабилитации оказывает существенное влияние на
состояние речевой функции посредством нормализации тонуса речеобразующей
мускулатуры.
Снижение выраженности дизартрии может служить одним из критериев
оценки состояния пациента под воздействием восстановительного лечения.
Огромное значение имеет общее состояние организма. У больных ДЦП
часто наблюдаются нарушения со стороны сердечно-сосудистой системы, дыхательной, пищеварительной системы и т. д. Нарушения со стороны системы
кровообращения проявляются в виде атипических реакций на дозированную нагрузку, что проявляется неадекватным изменением ЧСС, артериального давления, частоты дыхания.
Рядом авторов отмечается, что нарушения деятельности центральной
нервной системы, мышечного тонуса отражаются на регуляции деятельности
сердечно-сосудистой системы. У больных, страдающих ДЦП, отмечается более
44
высокая ЧСС по сравнению со здоровыми детьми. Наблюдается напряжение
регуляторных механизмов, повышение тонуса обоих отделов вегетативной
нервной системы, развивается нейро-циркуляторная дистония (Ю. Р. ШейхЗаде и соавт., 1997). Выявляются важные особенности вегетативных реакций у
детей, страдающих ДЦП (Е. И. Знаменская и соавт., 1981).
Существенные изменения происходят со стороны дыхательной системы.
A. M. Савин и соавт. (1989) выявили четкую корреляцию между степенью тяжести заболевания и степенью вентиляторных расстройств.
У больных ДЦП легкой степени не обнаруживается существенных нарушений МОД, ЖЕЛ, РОМ и РОвьщ, однако наблюдается изменение МВЛ, резерва
дыхания, снижение форсированной жизненной емкости легких, что свидетельствует о наличии обструктивного вентиляционного дефекта. Отсутствие
морфологических изменений бронхиального дерева свидетельствует о наличии
спазма гладкой мускулатуры бронхов.
У больных средней тяжести выявляется снижение ЖЕЛ, на 80 % обусловленное снижением экспираторного резервного объема. Более значительно
по сравнению с предыдущей группой снижается МВЛ и резерв дыхания. У
этих больных вентиляторная недостаточность протекает по смешанному типу – признаки обструкции сочетаются с явными респираторными изменениями.
Наряду со спастическим состоянием гладкой мускулатуры бронхиального дерева имеется снижение легочных объемов, особенно экспираторных. Это объясняется повышением мышечного тонуса поперечно-полосатой и дыхательной
мускулатуры.
При тяжелой форме течения заболевания обращает на себя внимание возрастающая роль обструктивного фактора в общей структуре вентиляционной
недостаточности. Происходит прогрессирующее уменьшение ЖЕЛ, МВЛ, резерва дыхания, форсированной жизненной емкости легких, индекса Тиффно
(на 29,1 – 85,1 %) по сравнению со здоровыми детьми, что в целом свидетельствует о снижении проходимости дыхательных путей. Таким образом, спирографические исследования свидетельствуют о нарушении функции внешнего
45
дыхания при средней и тяжелой формах заболевания. Нарушения вентиляции
протекают по смешанному типу на фоне преобладающего обструктивного
компонента.
Функциональные особенности кардиореспираторной системы, несомненно, должны учитываться при осуществлении физкультурных занятий,
занятий ЛФК, спортивных игр и т. д. Необходимо контролировать ЧСС, артериальное давление, частоту дыхания и другие показатели.
Выбор методов и критериев врачебного контроля больных ДЦП во многом зависит от клинического состояния, формы заболевания, выраженности
патологической симптоматики, степени нарушения основных жизнеобеспечивающих систем организма и других критериев, в целом определяющих тактику
восстановительного лечения и, соответственно, требующих объективного контроля. Применение современных диагностических методов позволяет объективно подойти к формированию физиологических двигательных функций, повышению психо-эмоционального статуса и, как результат, достижению определенного уровня социальной адаптации.
46
Функциональные пробы сердечно-сосудистой системы
В практике врачебного контроля существенное значение имеют функциональные пробы. Роль и значение функциональных проб определяется, с
одной стороны, их простотой и доступностью выполнения, с другой стороны –
получением достаточно информативных показателей о функциональном состоянии аппарата кровообращения и регуляторных механизмах. Вместе с тем их
применение помогает оценить резервные возможности организма и обоснованно подойти к назначению двигательного режима и расширению двигательной активности, применению средств кинезотерапии, протезированию и т. д.
Функциональные пробы показаны инвалидам пожилого возраста, перенесшим посттравматические ампутации нижних конечностей на уровне бедра
или обеих нижних конечностей на уровне бедер, голеней, а также инвалидам, страдающим различными хроническими заболеваниями сердечнососудистой системы – ишемической болезнью сердца, гипертонической болезнью, облитерирующими заболеваниями сосудов, сахарным диабетом и др.
В процессе восстановительного лечения, непосредственно после перенесенной ампутации или повторного оперативного вмешательства, выделяют несколько двигательных режимов: постельный, палатный, стационарный (общий).
Эти двигательные режимы показаны практически всем инвалидам независимо
от возраста, причины и уровня ампутации, наличия послеоперационных осложнений и других причин. В дальнейшем – в период подготовки к протезированию, при обучении ходьбе на протезах – как правило, назначается общий
двигательный режим. В рамках каждого двигательного режима в соответствии
с решаемыми задачами применяются различные функциональные пробы
(В. К. Добровольский и соавт., 1975).
Наиболее простой и представляющей минимальную физическую нагрузку является проба «сесть – лечь», предложенная Игнатовским. Эта проба проводится при постельном режиме для определения адаптации сердечнососудистой системы к положению сидя и возможности расширения двигательной активности. Перед проведением функциональной пробы пациент от47
дыхает 5 мин. в положении лежа. После этого производится регистрация ЧСС и
измеряется артериальное давление (АД). Не снимая манжетки, пациент 10 раз
за 60 с. садится в постели с частичной опорой на руки и снова ложится. При
этом нижние конечности пациента удерживаются на уровне бедер или голеней, в зависимости от уровня ампутации. После завершения пробы в первые
10 с. подсчитывается ЧСС, затем определяется АД. В течение восстановительного периода на 3-й, 6-й и т. д. минутах проводится регистрация ЧСС и
АД до полного их возвращения к исходным величинам.
Ортостатическая проба проводится при решении вопроса о возможности вставания и обучения ходьбе на костылях после односторонних ампутаций, расширения методики ЛФК, двигательной активности и т. д. Следует
отметить, что при выполнении этой пробы после длительной гипокинезии,
постельного режима может наблюдаться ортостатический обморок. При первом вставании после операции у многих инвалидов эта проба выполняется с
трудом. Часто отмечается головокружение, трудно удерживать равновесие,
быстро наступает утомление сохраненной конечности. Поэтому длительность проведения пробы (пребывание в положении стоя) не должна превышать 5 мин. При выраженных жалобах на головокружение, слабость и т. п. проведение пробы прекращается.
В формировании реакции на ортостатическую пробу большое значение
имеет состояние вегетативной нервной системы. При нормальной возбудимости симпатического отдела происходит увеличение ЧСС на 18 – 21 % от исходной величины (Л. В. Чоговадзе и соавт., 1977). Более значительное увеличение
ЧСС может свидетельствовать о повышенной возбудимости симпатического
отдела или наличии атипической реакции сердечно-сосудистой системы.
Перед проведением пробы пациент отдыхает 5 мин. в положении лежа.
Производится регистрация ЧСС и измеряется АД. После этого, не снимая
манжетки для измерения артериального давления, пациент встает и стоит в
течение 5 мин., при этом разрешается дополнительная опора на спинку кровати, стула и т. д. В течение выполнения функциональной пробы на 1-й и
48
5-й мин. производится регистрация ЧСС и измеряется АД. После завершения
пробы пациент ложится, и в течение восстановительного периода на 1-й, 3-й,
6-й и т. д. минутах вновь регистрируются ЧСС и АД вплоть до полного восстановления показателей. Одновременно оценивается общее состояние пациента.
В период освоения пользования протезами, особенно на начальном этапе,
проводится функциональная проба – ходьба в произвольном темпе на 50 м. Эта
проба выполняется для оценки адаптации сердечно-сосудистой системы к физической нагрузке, связанной с ходьбой на протезах, возможности расширения двигательного режима, расширения методики ЛФК. Перед проведением
пробы пациент отдыхает в течение 15 мин. в положении лежа. После этого регистрируется ЧСС и измеряется АД. Не снимая манжетки, пациент проходит на
протезе 50 м по ровной поверхности, при этом регистрируется время выполнения пробы. После ее завершения в положении лежа регистрируются ЧСС и
АД на 1-й, 3-й, 6-й и т. д. минутах восстановительного период до возвращения
показателей к исходному уровню.
Функциональная проба с подъемом на ступеньку высотой 20 см и спуском
с нее – 12 раз в минуту («степ-тест») является наиболее значимой по нагрузке,
проводится для оценки возможности обучения ходьбе по лестнице, на большие
расстояния, расширения двигательной активности. Перед выполнением пробы
пациент отдыхает в течение 15 мин. в положении сидя. Измеряется АД и регистрируется ЧСС. После этого, не снимая манжетки для измерения артериального давления, пациент выполняет пробу. После ее завершения в положении сидя
производится подсчет ЧСС и измеряется АД на 1-й, 3-й, 6-й и т. д. минутах
восстановительного периода до возвращения показателей к исходному уровню.
Регистрируются также данные визуальных наблюдений и изменения субъективных ощущений обследуемого.
Для унификации оценки результатов проведения функциональных проб
выделяются следующие типы реакции (по С. П. Летунову и Р. Е. Мотылянской, 1956).
49
Нормотоническнй тип. Данный тип характеризуется небольшим учащением пульса, на 10 – 15 ударов в минуту, увеличением систолического артериального давления на 8 – 10 мм рт. ст., диастолическое артериальное давление не изменяется или незначительно понижается. Разница между систолическим и диастолическим давлением незначительно увеличивается. Восстановительный период не превышает трех минут. Общее самочувствие пациента остается удовлетворительным, жалобы отсутствуют.
Астенический тип. Этот тип реакции характеризуется значительным увеличением ЯСС. Систолическое артериальное давление увеличивается на 5 – 10 мм
рт. ст. или не изменяется, диастолическое артериальное давление незначительно
повышается. Пульсовое давление уменьшается, восстановительный период увеличивается и может достигать 9 – 15 мин. При резко выраженной реакции могут
появиться жалобы на слабость, головокружение и др. Данный тип реакции свидетельствует, что энергообеспечение осуществляется неэкономичным путем, преимущественно за счет хронотропной функции сердца.
Гипертонический тип. Для этого типа реакции характерно значительное
увеличение ЧСС, повышение систолического артериального давления до 180 –
200 мм рт. ст. и выше, диастолическое артериальное давление не изменяется или
умеренно повышается. Пульсовое давление увеличивается, однако его повышение не всегда свидетельствует об увеличении систолического выброса;
значительное повышение систолического давления может быть обусловлено
увеличением периферического сопротивления, которое, в свою очередь, определяется проходимостью прекапиллярного русла. Восстановительный период
увеличивается. Выполнение пробы может сопровождаться жалобами на слабость, болезненность в области сердца, головокружение и др. Гипертонический
тип характерен для лиц, страдающих гипертензией или склонных к прессорным
реакциям на стресс-воздействия.
Дистонический тип. Этот тип реакции проявляется резким учащением
пульса, умеренным или значительным повышением систолического артериального давления (до 180 – 200 мм рт. ст.) и резким снижением диастолического давле50
ния (иногда вплоть до нуля). Восстановительный период увеличивается до 10 –
15 мин. Резкое снижение диастолического артериального давления (появление
феномена «бесконечного тона») обычно связывают с изменением сосудистого тонуса, что может наблюдаться при различных острых и хронических заболеваниях.
Реакция со «ступенчатым» подъемом систолического артериального
давления в восстановительном периоде. Этот тип встречается относительно
редко, он характеризуется значительным учащением пульса, постепенным увеличением систолического давления на 2-й, 3-й минутах после завершения пробы и, соответственно, резким удлинением периода восстановления. Такой тип
реакции может развиваться при ухудшении приспособительных реакций аппарата кровообращения, нарушении функционального состояния и заболеваниях
системы кровообращения.
При выявлении нормотонического, умеренно выраженных астенического и гипертонического типов реакции (в тех случаях, когда восстановительный период не превышает 6 мин.) результаты функциональных проб расцениваются как благоприятные. В этих случаях возможно расширение двигательной активности, расширение методики ЛФК, использование других
средств физической реабилитации, обучение ходьбе на костылях или протезах.
Однако в первые дни целесообразно осуществление контроля ЧСС и АД.
При выявлении выраженного астенического, гипертонического, дистонического типов реакции сердечно-сосудистой системы, а также со «ступенчатым» подъемом систолического артериального давления расширение двигательного режима, физические нагрузки, обучение ходьбе противопоказаны.
Надо отметить, что иногда может встречаться смешанный тип реакции,
при котором проявляются изменения (по отдельным компонентам), характерные для различных типов реакции (Л. В. Чоговадзе и соавт., 1977).
По мнению Э. В. Земцовского (1995), выделенные типы реакции имеют
ряд недостатков: во-первых, анализу подвергается лишь ранний восстановительный период и не учитывается кардиодинамика в процессе выполнения нагрузок и в восстановительном периоде; во-вторых, клиническая значимость
51
дистонического типа реакции на нагрузку с современной точки зрения представляется далеко не очевидной и целесообразность ее выделения – весьма сомнительной; в-третьих, вряд ли существенны с точки зрения оценки характера
нарушения регуляции и степени клинической значимости различия между гипертоническим и ступенчатым типами реакции. Оба типа характеризуются возникновением артериальной гипертензии в ответ на нагрузку, и разница между
ними лишь в том, что при ступенчатом типе гипертензионный эффект несколько отставлен по времени от стресс-воздействия. В-четвертых, нельзя признать удачной и терминологию, используемую для обозначения типов, поскольку речь идет не только об изменениях сосудистого тонуса или давления.
В этой связи Э. В. Земцовским предлагается ограничиваться выделением
трех типов реакции.
1. Физиологически адекватный, характеризующийся адекватным увеличением ЧСС и систолического артериального давления в ответ на нагрузочный
стресс-тест и быстрым восстановлением значений артериального давления и
пульса после прекращения нагрузки; не обнаруживается изменений ЭКГ и патологических аритмий во время нагрузки и/или восстановительном периоде; такой тип реакции характерен для здоровых людей.
2. Физиологически
неадекватный,
характеризующийся
преимущественным хронотропным ответом на нагрузку, недостаточным
подъемом систолического артериального давления во время выполнения нагрузки и/или замедленным восстановлением пульса по окончании стресстеста; могут выявляться диагностически незначимые изменения ЭКГ и нарушения ритма; подобный тип реакции свойствен здоровым, но физически плохо
подготовленным людям.
3. Патологический или условно патологический, характеризующийся
падением или неадекватным подъемом артериального давления во время
стресс-теста или в период восстановления; к этому типу реакции следует относить и случаи возникновения выраженных изменений на ЭКГ или клинически значимых аритмий во время или после нагрузки.
52
Внутри третьего типа реакции, когда ведущим симптомом является изменение артериального давления, целесообразно выделять три подтипа:
3-1 гипотензивный – в случае недостаточного подъема или даже падения
артериального давления в процессе выполнения нагрузочной пробы;
3-2 со срочной гипертензивной реакцией – при появлении гипертензии в
процессе выполнения нагрузки;
3-3 с отставленной гипертензивной реакцией – при подъеме артериального
давления в восстановительном периоде.
Наряду с функциональными пробами для оценки приспособительных реакций организма может использоваться простой тест Руффье— Диксона, который
выполняется в виде двадцати приседаний. Результаты теста определяются по
ЧСС, которая подсчитывается в покое (Р), после 20 приседаний (Д), после одной минуты отдыха (Р3). Расчет производится по формуле:
(P + P2+P3)-2QO
10
Выполнение теста оценивается в баллах. Итоговые цифры 1-3 расцениваются как очень хороший результат, 3-6 – хороший, более 6 – удовлетворительный.
Пробы с задержкой дыхания. Проба Штанге с задержкой дыхания на вдохе имеет широкое распространение в клинической и спортивной медицине.
Проба проводится следующим образом: после 5-7-минутного отдыха в положении сидя испытуемый производит глубокий вдох и выдох, затем снова делает глубокий вдох (80 – 90 % от максимального) и задерживает дыхание. Время
задержки дыхания отмечается по секундомеру; в среднем у здорового человека
оно составляет 50 – 60 с. По мнению С. М. Иванова (1970), вдох перед выполнением пробы не должен быть максимально возможным, т. к. при этом может происходить растяжение окончания блуждающего нерва, что в свою очередь может привести к преждевременному раздражению дыхательного центра.
Проба Генчи с задержкой дыхания на выдохе. Она проводится следующим образом: после глубокого (не чрезмерного) выдоха и вдоха исследуемый
53
снова выдыхает и задерживает дыхание. Продолжительность задержки дыхания отмечается по секундомеру, в среднем у здорового человека она равна 20
– 30 с.
Следует отметить, что результаты выполнения этих проб зависят от функционального состояния кардиореспираторной системы, возбудимости дыхательного центра, интенсивности тканевого обмена, волевых качеств, а также
тренированности организма.
У инвалидов, перенесших посттравматические ампутации нижних конечностей, продолжительность выполнения проб с задержкой дыхания, как правило, не выходит за рамки общепринятой нормы.
Для инвалидов, страдающих заболеваниями сердечно-сосудистой системы, в частности ишемической болезнью сердца, предложены специальные
функциональные пробы с электрокардиографическим (ЭКГ) контролем
(Л. Н. Казначеев, 1980).
Перед выполнением функциональных проб проводится клинический осмотр пациента, выясняются жалобы, анализируются данные функциональных и
лабораторных исследований. Функциональные пробы проводятся, как правило, утром или не ранее чем через 2 часа после приема пищи. ЭКГ-электроды
фиксируются на грудной клетке эластичными бинтами, которые не затрудняют
дыхание и в то же время обеспечивают надежный контакт с кожей. Регистрируются три отведения по Небу (D, А, I) и грудные однополюсные (V2, V4, V6),
что позволяет получить необходимую информацию о левом и правом желудочках сердца и перегородочной области. Перед проведением пробы рекомендуется выполнить ортостатическую пробу и пробы с задержкой дыхания на вдохе и
выдохе (Штанге и Генчи) с регистрацией ЭКГ.
Все функциональные пробы проводятся в следующем порядке. Перед выполнением пробы пациент отдыхает в положении лежа или сидя в течение
30 мин., затем оценивается его клиническое состояние, измеряется АД, регистрируется ЭКГ. После этого проводится одна из проб с физической нагрузкой. Регистрация ЭКГ может проводиться непосредственно во время выполне54
ния пробы (по данным телеметрии), а также на 1-й, 3-й, 6-й, 10-й и т. д. минутах восстановительного периода. Одновременно измеряется АД, оценивается
общее состояние пациента, его жалобы и другие проявления реакции организма
на предложенную пробу. Если восстановительный период затягивается, исследование продолжается до полного возвращения АД и ЧСС к исходным величинам.
К абсолютным противопоказаниям к проведению проб относятся предынфарктное состояние, инфаркт миокарда, отрицательная динамика ЭКГ в
покое, учащение приступов стенокардии, обострение ИБС.
Относительными противопоказаниями для проведения проб следует
считать перенесенный инфаркт миокарда, хроническую аневризму сердца, выраженные изменения ЭКГ в покое, тяжелые нарушения ритма и проводимости и др.
При отсутствии противопоказаний могут проводиться следующие функциональные пробы: 1) езда на кресле-коляске, которая представляет минимальную физическую нагрузку и выполняется с целью определения длительности и темпа передвижения на кресле-коляске после ампутации обеих нижних конечностей; 2) ходьба на костылях по ровной поверхности 50 м выполняется после односторонних ампутаций, в период подготовки к первичному протезированию для определения длительности и темпа ходьбы на костылях; 3)
ходьба на протезах по ровной поверхности 50 м проводится с целью определения переносимости нагрузки, связанной с ходьбой, определения длительности и темпа ходьбы на протезах, возможности расширения двигательного режима; 4) наиболее значимой по нагрузке является проба «ходьба по лестнице»
(или степ-тест), она проводится с целью определения двигательного режима,
возможности обучения ходьбе по лестнице, на большие расстояния, определения интенсивности ходьбы.
Результат выполнения функциональной пробы может быть оценен как патологический, пороговый и физиологический. Критерии оценки приведены в
таблице 3. Основным электрокардиографическим признаком при оценке ре55
зультатов пробы является смещение книзу по ишемическому типу или дугообразный подъем кверху сегмента S—Т на 1,0 мм и более в одном или нескольких отведениях.
Пробы с физической нагрузкой прекращаются немедленно при появлении
одного из признаков патологической реакции или соответствующих изменений
ЭКГ.
На основании клинических, электрокардиографических данных и других
функциональных исследований установлены абсолютные противопоказания к
физическим нагрузкам и пользованию протезами нижних конечностей для инвалидов, страдающих ИБС. К ним относятся: предынфарктное состояние, отрицательная динамика ЭКГ в покое, учащение приступов стенокардии, хроническая аневризма сердца, обострение ИБС, патологическая реакция при
выполнении функциональной пробы, сердечная недостаточность II Б стадии и
выше. При гипертонической болезни физические нагрузки и ходьба на протезах
противопоказаны при подъеме систолического артериального давления выше
200 мм рт. ст. При выявлении пороговой реакции на функциональную пробу
рекомендуется проведение курса медикаментозного лечения с последующим
повторением пробы. Если результаты вновь носят патологический характер, то
физические нагрузки и ходьба на протезах противопоказаны.
Существенное значение для оценки реакции сердечно-сосудистой системы
имеет суточное (холтеровское) мониторирование ЭКГ. Монитор ЭКГ – это компактный магнитофон, который пациент носит на себе, как правило, на поясе, в
течение нескольких часов или сутки. Магнитофон или более сложное устройство
для записи автоматически записывает ЭКГ в двух – трех отведениях, при этом
пациент ведет привычный образ жизни. В дальнейшем производится расшифровка записи и ее анализ. Некоторые приборы имеют блоки (программы) автоматической расшифровки, что существенно облегчает работу.
Естественно, ходьба на протезе не должна провоцировать расстройства
сердечного ритма или другие нарушения. Вместе с тем после широкого внедрения суточного мониторирования ЭКГ в клинической практике представления о
56
нормальных границах электрической стабильности миокарда существенно видоизменились, и многообразие изменений ритма вошло в более широкое представление о норме (цит. по В. Э. Кудряшеву и соавт,, 1977). Критерии критических изменений ЭКГ основаны на работах B. Lown и В. Wolf (1971), чья классификация расстройств ритма является наиболее распространенной. В связи с
задачами протезирования критерии оценки разделены на две группы. К первой
относятся такие нарушения, которые не влияют на подготовку пациента к протезированию нижних конечностей: редкие, единичные (до тридцати в час) монотопные желудочковые экстрасистолы. Вторая группа включает тяжелые, по существу критические, расстройства ритма: частые (более тридцати в час) единичные монотопные, политопные, парные и групповые желудочковые экстрасистолы, а также раннюю экстрасистолию (феномен R на Т). Сюда же относятся тахисистолическая форма мерцательной аритмии и атриовентрикулярная блокада
III степени.
Помимо нарушения ритма и проводимости мониторирование ЭКГ дает
возможность в ряде случаев выявить ишемию миокарда. Критерии развития
ишемии не отличаются от общепринятых и характеризуются смещением сегмента S—Т (косонисходящим или горизонтальным) глубиной 0,15 mV от исходного уровня.
Мерцательная аритмия (нормосистолическая форма) и атриовентрикулярная блокада I и II степени, как правило, не являются препятствием для подготовки
к протезированию нижних конечностей и не требуют ограничения двигательного
режима.
Нормализация или улучшение функционального состояния при адекватной медикаментозной терапии, что может быть выявлено при повторном холтеровском мониторировании, позволяют расширить двигательный режим, начать
ходьбу на протезе, но не могут ответить на вопрос, какова же скорость ходьбы,
которая не вызывает критических нарушений ЭКГ. На этот вопрос отвечают
только результаты тредмил-теста с определением критической скорости ходьбы, вызывающей аритмические расстройства, о чем будет подробно сказано
57
ниже. Важно отметить, что антиаритмическая терапия, а также адекватно подобранное лечение коронарной недостаточности и чрезмерной артериальной
гипертензии должны продолжаться и после выписки из стационара.
Таким образом, цель мониторирования ЭКГ заключается, прежде всего, в
диагностике нарушений ритма сердца и в меньшей степени – коронарной недостаточности. На основании комплексных исследований, включающих мониторирование ЭКГ и ручное велоэргометрическое тестирование, установлено, что
диагностическая чувствительность холтеровского мониторирования для выявления ишемии миокарда составляет всего 62 %. В то же время по сравнению с
холтеровским мониторированием диагностическая чувствительность ручной
велоэргометрии для выявления желудочковых нарушений ритма составляет
лишь 14 % (В. Э. Кудряшев и соавт., 1997).
В этой связи в практике протезирования диагностика коронарной недостаточности является, как правило, специальной задачей нагрузочных исследований.
58
Критерии оценки проб с физической нагрузкой у инвалидов
после ампутации нижних конечностей (по Л. Н. Казначееву)
патологическая
Оценка проб
пороговая
физиологическая
Приступ стенокардии (независимо от изменений
ЭКГ), резкая одышка, резкая общая слабость, усталость культей, бледность
и цианоз кожных покровов, повышение систолического АД до 190 мм рт.
ст. и выше, ЧСС во время
нагрузки 130-150 уд/мин,
ЧСС в восстановительном
периоде на 1-й и 3-й минутах - 105 и 90 уд/мин
Умеренная одышка, умеренная общая слабость и усталость культей, боли в грудной клетке, которые нельзя
расценивать как приступ стенокардии, повышение систолического АД до 180-190 мм
рт. ст.
Отсутствие жалоб, повышение систолического АД до 170
мм рт. ст., ЧСС – до 100110 уд/мин
Изменения ЭКГ
Изменения ЭКГ
Изменения ЭКГ
Смещение книзу по ишемическому типу или дугообразный подъем вверх
сегмента S-Т на 1 мм и более, нарушения ритма и
проводимости, реверсия
или инверсия зубца Т в
двух и более отведениях,
углубление зубца Q в QS,
резкое падение вольтажа
зубцов R в одном из отведений
Смещение сегмента S-Т по
ишемическому типу до 1 мм,
реверсия или инверсия зубца
Т в одном и более отведениях,
двухфазный зубец Т с начальной отрицательной фазой в
двух и более отведениях, появление единичных экстрасистол
Смещение сегмента S-Т типа
«соединение» менее чем на 2
мм, незначительное увеличение или уменьшение зубцов
RиТ
59
Основы биомеханики
Введение в биомеханику и биомеханические особенности строения
тела человека
Биомеханика – это наука, которая изучает механические явления в
живых системах.
Живые системы и механические явления в них весьма многообразны. К
живым системам относятся: различные ткани тела человека (костная, мышечная, соединительная и др.), органы и системы (сердечно-сосудистая, дыхательная, скелетно-мышечная и др.), человек или группа людей и т. п. Механические явления также многообразны. К ним относятся: механические
свойства тканей тела человека, механика движения крови по сосудам, механика родового акта и другие. Но чаще всего основным предметом исследования биомеханики является механическое движение животных, в том числе и
человека.
Биомеханика как научная область знаний развивается в разных направлениях. Ее знания и методы широко используются в робототехнике, при изучении двигательных действий в условиях производства, в медицине, в космонавтике и т. п. Физическая культура и спорт также нуждаются в знаниях
биомеханики.
Основными задачами спортивной биомеханики являются:
1. Изучение техники тренировочных и соревновательных спортивных
упражнений.
2. Изучение строения и свойств двигательного аппарата человека.
3. Изучение двигательных способностей человека (силы, быстроты,
выносливости и др.).
4. Биомеханическое обоснование конструкции тренажеров и требований по их использованию в тренировочном процессе.
5. Биомеханические аспекты и профилактика спортивного травматизма.
6. Изучение индивидуальных и групповых особенностей движений и
двигательных возможностей человека.
60
Соединение звеньев тела человека и степени свободы
Пассивная часть двигательного аппарата человека включает в себя кости, суставы и связки, образующие скелет человека. В биомеханике его принято рассматривать как многозвенную систему, состоящую из подвижно соединенных твердых звеньев. Известно, что скелет человека состоит из более
200 костей. Для удобства его описания используют такие понятия, как кинематическая пара, кинематическая цепь и степени свободы.
Кинематическая пара – это два звена, соединенные между собой подвижно. Примером кинематической пары является плечо и предплечье, соединенные локтевым суставом.
Кинематическая цепь – это последовательное или разветвленное соединение кинематических пар. Различают замкнутые и незамкнутые кинематические цепи. Примером замкнутой цепи является последовательное соединение двух ребер, грудины и позвонка в грудной клетке. К незамкнутой кинематической цепи можно отнести безопорную ногу в фазе переноса при
ходьбе.
Степени свободы – это количество независимых угловых и линейных
перемещений тела. Применительно к телу человека понятие степени свободы
характеризует степень подвижности кинематических пар, цепей и всего тела
человека. Поскольку в суставах возможны в основном вращательные движения, то степени свободы в них определяются независимыми угловыми перемещениями, количество которых зависит от формы и строения сустава. Так,
например, в локтевом суставе имеется две степени свободы (сгибаниеразгибание и пронация-супинация), а в тазобедренном суставе – три степени
свободы
(сгибание-разгибание,
отведение-приведение
и
пронация-
супинация). Чтобы определить число степеней свободы в кинематической
цепи, нужно сложить степени свободы всех суставов этой цепи. В теле человека насчитывается 244 степени свободы, что свидетельствует о его колоссальной подвижности, а значит, и необходимости управления движениями
такой сложной системы.
61
Биомеханика мышц
Скелетные мышцы являются основными движителями нашего тела. Их
количество превышает 600. С биомеханической точки зрения основными показателями их деятельности в организме человека являются сила тяги и скорость изменения длины. Следует подчеркнуть, что мышца может только тянуть, толкать она не может. Именно поэтому для управления движениями в
суставах относительно той или иной степени свободы необходимы как минимум две мышцы-антагонисты. Реально их значительно больше, что создает
значительные трудности в понимании того, как мозг распределяет степень
участия мышц в суставных движениях. Это одна из нерешенных пока проблем организации движений человека, которая в биомеханике получила название «проблема избыточности в управлении мышечной активностью».
Эксперименты на изолированных мышцах животных и человека показали, что сила тяги мышцы складывается из двух составляющих. Одна из
них, назовем ее активной составляющей, обусловлена сократительными
возможностями мышечной ткани. Другая составляющая силы возникает при
растягивании мышцы и обусловлена наличием в ней соединительной ткани,
которая ведет себя подобно пружине и способна накапливать энергию упругой деформации при растягивании мышцы. Назовем ее пассивной составляющей силы тяги мышцы. Следует подчеркнуть, что активная сила тяги сопровождается затратами химической энергии, запасенной в мышцах, и, как
следствие, приводит к утомлению. Пассивная составляющая силы тяги имеет
сугубо механическую природу и не требует затрат химической энергии.
Рассмотрим основные зависимости, раскрывающие сущность механики
мышечного сокращения.
На рис. 1 показаны зависимости силы тяги изолированной мышцы от ее
длины. Видно, что с увеличением длины мышцы суммарная сила тяги (а)
увеличивается, но при этом активная (с) и пассивная (б) составляющие силы
изменяются по-разному. Сила упругой деформации (б) нелинейно возрастает
с увеличением длины мышцы. Активная сила (с) сначала увеличивается, а за62
тем уменьшается, т. е. максимум силы тяги наблюдается при некоторой оптимальной длине мышцы, которая получила название длина покоя. Отметим,
что в зависимости от количества соединительной ткани в мышце характер
кривых «сила-длина» и доля вклада активной и пассивной силы в общую силу тяги мышцы изменяются (рис. 1-I, II, и III).
Икроножная мышца
Портняжная мышца
Полусухожильная мышца
Рис. 1. Зависимость силы тяги мышцы (F) от ее длины (I). Сплошная линия
(а) - общая сила тяги; сплошная линия (b) - сила тяги мышцы при ее пассивном состоянии; пунктирная линия (с) - сила тяги сократительных
элементов мышцы
Другой классической зависимостью является зависимость силы тяги
мышцы от скорости изменения ее длины. Прежде чем ее рассмотреть, напомним основные режимы мышечного сокращения.
Изометрический – режим, при котором сокращение происходит при
постоянной длине мышцы.
Преодолевающий – режим сокращения, при котором длина мышцы
уменьшается. Этот режим также называют концентрическим или миометрическим.
Уступающий – режим сокращения, при котором длина мышцы увеличивается. Другие названия – эксцентрический или плиометрический.
На рис. 2 приведен график зависимости силы тяги мышцы от скорости
изменения ее длины при разных режимах мышечного сокращения. Видно, что
наибольшую силу тяги мышца проявляет при уступающем режиме сокращения.
63
-V
Рис. 2. Зависимость силы тяги мышцы (F)
+V
от скорости изменения ее длины
Причем с ростом скорости растягивания мышцы сила увеличивается,
но до определенного предела. Следующим режимом сокращения с точки зрения силовых возможностей мышцы является изометрический режим. Наименьшую силу тяги мышца демонстрирует при преодолевающем режиме сокращения. С чем большей скоростью укорачивается мышца, тем меньшую силу
тяги она проявляет.
Взаимодействие человека с окружающей средой, осуществляемое за счет
активности соответствующих мышц, происходит через звенья тела, которые
в биомеханике рассматриваются как система костных рычагов.
Напомним, что рычаг – это твердое тело, которое может вращаться под
действием приложенных сил и служит для передачи силы и работы на расстояние. Выделяют два вида рычагов – одноплечие (рычаг второго рода) и двуплечие (рычаг первого рода). Равновесие или движение рычага определяется соотношением моментов сил, приложенных к нему.
Рассмотрим действие мышц на костный рычаг в кинематической паре. В
качестве примера приведем действие мышц-сгибателей предплечья при задании
удержать в руке груз массой 10 кг. Чтобы упростить задачу, заменим все мышцы-сгибатели локтевого сустава одной эквивалентной мышцей (рис. 3). Такой
прием часто используют в биомеханике. Предположим также, что плечо неподвижно, а предплечье и кисть невесома. Таким образом, в данной системе действуют две силы – сила тяги мышцы (F) и сила тяжести груза (Р). Каждая из
64
этих сил создает момент относительно локтевого сустава. Задание будет
выполнено, если момент мышечной тяги будет равен моменту силы тяжести
груза. Из равенства моментов сил можно определить силу мышечной тяги, которая в данном примере в десять раз превышает силу тяжести груза. В реальных условиях момент силы мышечной тяги делится между теми мышцами, которые участвуют в его создании.
Рис.3. Условие равновесия рычага и расчет силы тяги мышцы
Проигрыш в силе тяги мышц, характерный для большинства суставов тела
человека, отражает весьма важную особенность строения скелетно-мышечной
системы. Она состоит в том, что мышцы крепятся очень близко к осям вращения в суставах и как следствие этого имеют малые величины плеч сил. Внешние нагрузки действуют на больших плечах сил. Такое строение приводит к
проигрышу в мышечных силах, но к выигрышу в размахе и скорости движения
в суставе.
65
Рис. 4. Зависимость момента силы от угла в локтевом суставе при сгибании
предплечья в локтевом суставе
На рис. 4 приведена зависимость силы сгибателей предплечья от угла в
локтевом суставе. Видно, что наиболее выгодное положение соответствует углу, близкому к 90°. При увеличении или уменьшении угла момент силы уменьшается.
Основными причинами изменения силовых возможностей человека при
изменении угла в суставе являются: 1) изменение плеча силы тяги мышцы; 2)
изменение длины мышцы; 3) изменение угла, под которым мышца тянет за
кость (рис. 5).
Силу тяги мышцы (Р) можно разложить на две составляющие. Одна
из них направлена перпендикулярно предплечью (Я) и создает вращательный
момент в суставе. Другая составляющая силы (Р) действует вдоль предплечья и укрепляет сустав, вращательного момента она не создает, поскольку
проходит через ось вращения в локтевом суставе.
Рис. 5. Изменение силы тяги двуглавой мышцы плеча (F), составляющих этой
силы (Р и К), плеча силы тяги (d) и угла тяги мышцы за предплечье в зависимости от угла в локтевом суставе
Из рисунка видно, что с увеличением угла в суставе длина мышцы увеличивается, а следовательно, увеличивается и сила ее тяги (F) за кость. Однако
вращающая составляющая этой силы (К) и плечо силы тяги мышцы (d) изменяются не столь однонаправлено. Наибольшие величины этих показателей
соответствуют позе № 3, и поэтому в ней проявляется наибольший момент
66
силы в суставе. Несмотря на то, что в позе № 1 сила тяги мышцы наибольшая,
значительная часть ее расходуется на укрепление сустава, а не на поворот
звена. Это связано с тем, что мышца тянет под очень острым углом по направлению к предплечью, а значит, составляющая Р будет больше, чем К.
Рассмотренные закономерности действия мышц на костные рычаги характерны для большинства суставов тела человека.
Гораздо более сложные взаимоотношения в действии мышц на костные
рычаги наблюдаются в кинематических цепях. Это связано не только с участием в движении большего числа звеньев тела и мышц, но и с тем, что в теле
человека довольно много двусуставных мышц, которые в отличие от односуставных мышц обслуживают сразу два сустава. Так, например, прямая мышца
бедра разгибает ногу в коленном суставе и сгибает в тазобедренном суставе.
Наружная и внутренняя головки трехглавой мышцы голени разгибают стопу
в голеностопном суставе и сгибают голень в коленном суставе. Двуглавая
мышца плеча сгибает предплечье в локтевом суставе и плечо – в плечевом суставе.
Рис. 6. Зависимость силы давления стопы на опору от угла в коленном суставе
при разгибании ноги в статическом положении
На рис. 6 показана зависимость силы давления стопы на опору от угла в
коленном суставе при разгибании ноги в статическом положении. Видно,
что с увеличением суставного угла сила нелинейно увеличивается и достигает очень больших величин. Показано, что при малых углах в коленном суставе основной вклад в силу давления на опору осуществляют четырехглавые
67
мышцы бедра и ягодичные мышцы. При больших углах в коленном суставе основную роль играют мышцы задней поверхности бедра.
В упражнениях динамического характера действие двусуставных
мышц в кинематических цепях существенно отличается от односуставных
мышц. Режим сокращения односуставных мышц жестко связан с изменением
угла в суставе. Например, при разгибании в коленном суставе односуставные
головки четырехглавой мышцы бедра сокращаются в преодолевающем режиме,
при сгибании – в уступающем режиме, а при неизменном угле – в изометрическом режиме. Режим сокращения двусуставных мышц зависит от изменения
углов в соседних суставах. Например, если одновременно разгибать ногу в тазобедренном и сгибать в коленном суставе, то прямая мышца бедра будет удлиняться и сокращаться в уступающем режиме. Если же в этих суставах происходит сгибание или разгибание, то режим сокращения прямой мышцы бедра
будет зависеть от соотношения угловых скоростей в этих суставах.
Экспериментально показано, что действие двусуставных мышц сводится к следующему:
1. Мышцы могут передавать часть мощности и силы от одних звеньев
тела к другим.
2. Мышцы
способны
накапливать и затем частично отдавать
энергию упругой деформации при изменении длины кинематической цепи за счет разнонаправленного изменения углов в
соседних суставах.
3. Мышцы способны рассеивать (демпфировать) механическую энергию, что особенно важно для уменьшения ударных нагрузок.
В заключение отметим, что знания изложенных выше закономерностей
действия мышц необходимо для правильного применения физических упражнений в тренировочном процессе, и особенно в развитии двигательных способностей человека.
68
Биомеханические основы силовых и скоростно-силовых
способностей человека.
Понятие о силовых способностях и показатели, их измеряющие
В биомеханике слово «сила» употребляется в двух смыслах. Сила как
мера механического взаимодействия тел, т. е. как одна из механических характеристик, и сила как одна из двигательных способностей человека, характеризующаяся его возможностью противодействовать внешним сопротивлениям за
счет мышечных усилий.
Способность человека проявлять силу зависит от многих факторов.
Знание и учет этих факторов необходимы не только для реализации человеком своих силовых возможностей, но и для правильной организации тренировочного процесса, направленного на их воспитание.
Следует подчеркнуть, что нельзя говорить о силе человека вообще. Ее
проявление всегда связано с выполнением того или иного задания. При этом
чаще всего показателями силовых способностей являются максимальная сила
или момент силы, измеренные каким-либо устройством, или наибольшая
масса поднятого груза (гантели или штанги). Используют и другие показатели, такие как импульс силы, работа, мощность и др.
Факторы, определяющие силу действия человека
Перечислим основные факторы, от которых зависит внешне проявляемая сила человека.
Прежде всего, сила зависит от силовых возможностей отдельных
мышц, участвующих в выполнении задания. Отсюда становится очевидной
необходимость локального воздействия на определенные мышечные группы.
Однако следует помнить, что внешне проявленная сила является результатом активности многих мышц, и поэтому совершенствование межмышечной
координации при освоении физических упражнений силового характера является необходимым условием развития силы. Довольно часто быстрые темпы
прироста силы в начале занятий физическими упражнениями обусловлены ов69
ладением рациональными способами их выполнения и совершенствованием межмышечной координации, а не увеличением силы мышц.
На величину проявляемой силы влияет масса груза, против которого
действует человек. Чем больше перемещаемая масса, тем большую силу может
проявить человек. Поэтому одним из основных способов регулирования нагрузки является выбор соответствующей массы спортивных снарядов (штанги,
гантелей и т. п.).
Следующими факторами являются скорость и ускорение, а также режим
сокращения мышц. Чем больше скорость суставных движений при преодолевающем режиме сокращения мышц, тем меньшую силу проявляет человек.
При уступающем режиме мышечного сокращения с ростом скорости проявляемая сила увеличивается, и при некоторых оптимальных величинах скорости суставных движений спортсмен может проявить максимум своих силовых возможностей. Не менее важным является характер выполнения упражнений с отягощениями – равномерный или ускоренный. Ниже, при обсуждении природы сил сопротивления, будет более подробно рассмотрен этот вопрос.
Способность проявлять максимальную силу в существенной мере зависит от положения тела. С изменением углов в суставах изменяются показатели действия мышц на костные рычаги. Однако изменение положения тела может существенно изменять величину воздействия одних и тех же внешних нагрузок на мышечный аппарат человека за счет изменения плеча внешне действующей силы, а также на вовлечение мышц в выполняемое задание. На рис. 7
показаны три варианта выполнения приседания со штангой на плечах. Видно,
что изменение наклона туловища изменяет не только величины моментов сил
в суставах, но и их направление.
70
Рис. 7. Мышечный момент (Мм) в коленных суставах в приседаниях со штангой
на плечах (масса снаряда - 80 кг). F – сила тяжести головы, рук, туловища, бедер
и штанги; 4 – плечо этой силы
Так, в первой позе туловище сильно наклонено вперед, и, как следствие
этого, результирующий момент силы мышц в коленных суставах направлен на
их сгибание, т. е. нагружаются мышцы задней поверхности бедра. И наоборот,
при небольшом наклоне туловища вперед основная нагрузка ложится на мышцы - разгибатели коленных суставов. Причина в том, что величина и направление момента силы в суставе зависит от момента силы тяжести звеньев тела и
штанги, действующих на данный сустав. Несмотря на то, что в рассматриваемом примере суммарная сила тяжести звеньев тела и снаряда не изменяется,
плечо этой силы зависит от положения туловища и бедер. Эта сила приложена в общем центре масс всех звеньев тела, которые расположены выше коленных суставов, и штанги. Таким образом, нагрузку можно регулировать не
только массой снаряда, но и плечом внешне действующей силы.
Еще одним фактором, влияющим на силовые способности человека,
является природа сил сопротивления. Внешние силы, которые приходится
преодолевать или использовать в качестве сопротивлений для тренировки силы,
могут иметь разную природу. Перечислим их.
1. Сила тяжести и инерционная сила, величины которых определяются массой перемещаемого груза и его ускорением.
71
2. Сила упругой деформации, величина которой определяется коэффициентом
жесткости упругого тела (резины, пружины и т. п.) и степенью его деформации.
3. Сила трения, величина которой зависит от коэффициента трения и силы
нормального давления.
4. Сила сопротивления среды.
Силовая тренировка
Используемая для решения разнообразных задач тренировка с отягощениями (штанги, гантели, тренажеры, вес собственного тела) в большей
степени приводит к развитию таких качеств, как силовые способности человека. Вследствие этого тренировку с отягощениями часто называют силовой тренировкой. Однако если в практике спорта силовые способности рассматривались как первоочередные, а гипертрофия мышечной массы и изменение композиции тела были лишь побочными эффектами этой тренировки, то для нас.
развитие силы перестало быть первоочередной задачей, развитие силовых
способностей нас будет интересовать лишь с точки зрения их влияния на увеличение мышечной массы, снижение жирового компонента и улучшение здоровья. Тем не менее в дальнейшем мы достаточно подробно рассмотрим это физическое качество. Силовая тренировка по характеру выполнения относится к
интервальной тренировке и представляет собой чередование выполнения
различных упражнений с регламентированными паузами отдыха. Человек
выполняет определенное число повторений в каждом упражнении, делает паузу, затем снова приступает к выполнению этого же или другого упражнения.
Однократное выполнение упражнения называется «подход» (или, в переводной
литературе, «сет»).
Тренировка с отягощениями характеризуется достаточно мощным воздействием на нервно-мышечную систему человека в течение ограниченного периода времени. В зависимости от используемого тренировочного
режима выполняется от 1 до 30 и более повторений (чаще всего от 5 до 15 по72
вторений), под
нагрузкой в одном подходе прорабатываемая мышечная
группа может находиться от 2 секунд до 2 минут и более.
Режимы работы мышц
В тренировке с отягощениями могут использоваться как динамический,
так и статический режимы работы мышц.
Динамический режим – это режим, при котором при сокращении мышцы
изменяется расстояние между точками ее прикрепления к костям. Динамический режим работы подразделяется на преодолевающий (концентрическое сокращение) и уступающий (эксцентрическое сокращение).
При концентрическом сокращении расстояние между точками прикрепления мышцы к костям уменьшается, при эксцентрическом – увеличивается.
В уступающем режиме мышца работает, развивая усилие, недостаточное для
концентрического сокращения с данным отягощением, однако достаточным
для торможения и регулирования скорости его движения. Примером концентрического сокращения может служить подъем штанги вверх при выполнении
упражнения сгибание рук со штангой стоя, эксцентрического – подконтрольное опускание ее вниз.
В зависимости от того, на какой параметр или качество ставится цель
оказать преимущественное воздействие и какое оборудование используется,
при динамическом режиме могут использоваться скоростно-силовой или
взрывной режим работы мышц, изокинетический (мышца сокращается с постоянной скоростью), изотонический (упражнение выполняется с постоянным напряжением в мышце), плиометрика (уступающий режим работы
мышцы, при котором она препятствует инерционному движению отягощения или собственного тела) и другие режимы. Все они также могут различаться по скорости сокращения мышцы, т. е. времени ее нахождения под нагрузкой
в одном повторении.
73
Кроме этого, могут применяться различные комбинации режимов работы
мышцы, например, взрывное усилие мышц рук и спины в преодолевающем
режиме при подтягивании на перекладине и изокинетическое замедленное сокращение в уступающем режиме при опускании вниз.
Следует четко понимать, что использование тех или иных режимов работы мышц в тренировке с отягощениями будет оказывать преимущественное
воздействие на разные функции и качества, обеспечивающие работу мышц в
этих режимах; также они напрямую связаны с такими параметрами, определяющими направленность физических упражнений, как объем и интенсивность
тренировки.
Статический (изометрический) режим – это режим работы мышцы,
при котором она развивает усилие для противодействия внешней силе без изменения ее длины. Примером таких усилий могут служить как усилия мышц для
поддержания различных поз и положений тела (положение головы, поза сидя,
стоя), так и усилия при выполнении различных упражнений в спортивной
практике (упоры, удержания снаряда, работа мышц-стабилизаторов при
выполнении различных динамических упражнений).
Силовые способности
Прежде чем приступить к рассмотрению путей решения основных задач,
ознакомимся с качествами, в наибольшей степени развиваемыми в процессе
тренировки с отягощениями и находящимися в явной (хотя и не в прямой)
зависимости от мышечной массы и композиции тела. Речь идет о силовых способностях человека.
Силовая способность, или сила, – это способность человека преодолевать внешнее сопротивление или противодействовать ему за счет напряжения
мышц. Силовые способности принято подразделять на собственно силовые,
скоростно-силовые и силовую выносливость. Проявление силовых способностей в собственно силовых движениях часто в отечественной литературе обозначается как «медленная сила», в отличие от быстрой и взрывной силы в скоростно-силовых движениях.
74
Для скоростно-силовых движений характерна мобилизация максимума
силы в очень короткое время. Сила, проявляемая в таких движениях, получила
название «взрывная сила», которая также может подразделяться на две составляющие – стартовую силу и ускоряющую силу.
Взрывная сила отражает способность человека к быстрому наращиванию
рабочего напряжения мышц до возможного максимума (прыжки, метания и
удары, броски и др.). Стартовая сила – это характеристика способности мышц
к быстрому развитию рабочего усилия в начальный момент их напряжения.
Ускоряющая сила – способность мышц к быстроте наращивания рабочего
усилия в условиях начавшегося их сокращения.
При проявлении взрывной силы скорость и сила не достигают максимальных значений. В зависимости от величины применяемого отягощения могут быть достигнуты различные величины максимальной динамической силы.
К специфическим видам силовых способностей относят силовую выносливость. Силовая выносливость – это способность противостоять утомлению, вызываемому относительно продолжительными мышечными напряжениями значительной величины. Силовая выносливость бывает динамическая и
статическая. Динамическая силовая выносливость характерна для циклической и ациклической деятельности, а статическая силовая выносливость типична для деятельности, связанной с удержанием рабочего напряжения в определенной позе (упор руки в стороны на кольцах, равновесие на одной ноге,
удержание руки при стрельбе из пистолета и др.). В зависимости от количества вовлеченных в работу мышц силовую выносливость разделяют на общую и
локальную.
Мышечная сила, развиваемая одной мышцей, зависит:
1 от собственно мышечных факторов:
а)
ее длины,
б)
суставного угла,
в)
количества мышечных волокон, составляющих данную мышцу,
что определяет площадь ее поперечного сечения,
75
г)
композиции (соотношения в ней волокон различного типа: быст-
рых и медленных, активности ферментов мышечного сокращения);
2 координационной группы факторов:
а)
внутримышечная координация проявляется в регулировании коли-
чества, частоты импульсации и синхронности вовлекаемых в работу двигательных единиц,
б)
межмышечная координация направлена на согласование работы
различных мышц, обеспечивающих выполнение двигательных действий.
Стоит заметить, что некоторые из этих факторов тренируемы, а некоторые
заданы генетически, изменению в процессе тренировки не подлежат и служат
лимитирующим фактором в развитии силовых способностей (например, длина мышцы, а по некоторым данным, и соотношение «быстрых» и «медленных»
мышечных волокон).
Следует отметить, что прирост силовых показателей у человека,
впервые приступившего к силовым тренировкам, на первых порах будет обусловлен именно совершенствованием факторов координационной группы. С
этим связано утверждение, что «у начинающих эффективность развития силы
почти не зависит от величины сопротивления, коль скоро эта величина превосходит определенный минимум – примерно 30 – 40 % максимальной силы».
Адаптационные процессы, обусловленные тренировкой
с отягощениями
Вследствие того, что характер нагрузок в данном виде тренировки может
иметь очень широкие границы, так же разнообразны могут быть и адаптационные реакции, обусловленные тренировкой с отягощениями. Адаптационные изменения, вызванные определенной тренировочной нагрузкой, охватывают те системы и структуры организма, которые призваны обеспечить адекватное его функционирование при повторном выполнении работы. Структурной и
функциональной перестройке при силовых тренировках подвергается сократительный аппарат скелетных мышц, эндокринная система, сердечно-сосудистая
76
система, повышается эффективность работы механизмов, обеспечивающих
энергетическое обеспечение данного вида тренировки. Происходит гипертрофия скелетных мышц, в результате чего повышается предельная мощность
выполняемой ими работы и общая энергопродукция анаэробных систем.
Увеличение мышечной массы
Процессы, приводящие к увеличению мышечной массы, и режим нагрузок для его достижения до сих пор не являлись предметом серьезных научных
исследований. В спорте гипертрофия скелетной мускулатуры была лишь эффектом, сопутствующим развитию качеств и функций, обеспечивающих результативность в конкретном виде спорта. Кроме этого, недостаточный объем
знаний относительно физиологических процессов, обеспечивающих увеличение мышечной массы, частично обусловлен сложностью исследований
вследствие кратковременного нахождения мышц под нагрузкой во время
тренировочных занятий. Гипертрофия мышцы за счет гипертрофии отдельного мышечного волокна может происходить в случае:
• увеличения количества миофибрилл;
• увеличения количества актиновых и миозиновых филаментов;
• увеличения объема саркоплазмы;
• увеличения количества соединительной ткани;
• любого сочетания приведенных факторов.
В свою очередь, увеличение саркоплазмы может происходить за счет
увеличения количества и размеров митохондрий, увеличения количества
гликогена и жира, хранящегося в мышечном волокне в виде гликогеновых
гранул и липидных капелек, других органелл, объема цитозола – внутриклеточной жидкости.
Кроме этого, на увеличение размеров мышцы может влиять увеличение
капилляров вокруг мышечных волокон.
В целом, обобщая многочисленные данные относительно рекомендаций по организации тренировки, направленной на развитие мышечной массы, можно сделать выводы о достаточно широком диапазоне использующихся
77
методов. Речь идет о выполнении упражнений от 5-6 до 15-20 повторений в
подходе, использовании различных режимов работы мышц (изокинетического, изотонического, плиометрического, статического), различной скорости выполнения движений, а также о применении различных технических приемов для
изменения интенсивности тренировки.
Однако следует принять во внимание, что нагрузки, применяемые для
развития одних факторов, могут приводить к угнетению других. Например,
достаточно высокообъемные тренировочные занятия, применяемые для повышения выносливости и приводящие к увеличению количества и размеров
митохондрий и образованию новых капилляров, могут приводить к снижению
площади поперечного сечения миофибрилл и самих волокон. Такая адаптационная реакция способствует лучшей диффузии метаболитов и питательных веществ между сократительными филаментами и цитоплазмой и между цитоплазмой и интерстициальной жидкостью.
Кроме этого, важно учитывать гетерохронизм (разновременность)
процессов компенсации, сверхкомпенсации и декомпенсации различных факторов, подвергающихся воздействию в результате тренировки. Очередная тренировка, проведенная в период суперкомпенсации одного параметра или функции, может совпасть с периодом недовосстановления другого или периодом
утраченной суперкомпенсации третьего.
Величина нагрузки в тренировке с отягощениями
Ниже перечислены основные параметры тренировки с отягощениями, определяющие ее объем и интенсивность: характер упражнения; величина поднимаемого веса; количество подходов; количество повторений; пауза между подходами; количество тренировок в неделю; доля т. н. отказных повторений в
тренировке. Остановимся на некоторых из них подробнее.
Упражнения
Упражнения, используемые в тренировках с отягощениями, можно условно разделить на три основные группы по степени их воздействия на организм:
78
1. Упражнения, наиболее мощно воздействующие на весь организм человека,
включая все его системы (мышечную, эндокринную, нервную, сердечнососудистую и др.).
2. Упражнения, также достаточно мощно воздействующие на организм, однако в меньшей степени, чем базовые упражнения.
3. Упражнения, характеризующиеся невысокой степенью воздействия на организм.
Отдельно можно рассмотреть еще две группы упражнений.
Упражнения, отягощенные весом собственного тела. Собственный вес
может уменьшаться за счет использования дополнительной опоры или отягощаться весом внешних предметов. Движения эти, как правило, биомеханически естественны для человека. Многие из них в зависимости от формы их
выполнения и используемого (или неиспользуемого) отягощения могут применяться практически на всех уровнях подготовленности.
Статические упражнения в изометрическом режиме. Это упражнения,
в которых мышечное напряжение создается за счет волевых усилий как с использованием внешних предметов (различные упоры, удержания, противодействия и т. п.), так и без использования внешних предметов в самом сопротивлении. Независимо от того, какое движение производится (многосуставное или
односуставное), использование таких упражнений оказывает довольно жесткую нагрузку на организм, особенно на сердечно-сосудистую систему. Это
связано с тем, что при достаточно мощной нагрузке не работает механизм
возврата венозной крови в систему кровообращения при помощи сокращения
окружающих вены мышц. Поэтому использование таких упражнений рекомендуется очень редко.
Величина поднимаемого веса и количество повторений
Величина поднимаемого веса – основной параметр, определяющий величину тренировочной нагрузки в тренировке с отягощениями. Она напрямую связана с количеством повторений в одном подходе.
79
В тренировочных программах величина отягощения может выражаться
как в абсолютных величинах (килограммы), так и в процентном отношении
от максимального веса, который человек может поднять в конкретном упражнении один раз (т. н. один повторный максимум – 1ПМ).
Если с указанным отягощением выполняется максимальное количество
повторений в подходе (т. е. «до отказа»), то последнее повторение называют
«отказным» повторением. Зависимость максимального количества повторений
от величины отягощения показана в таблице:
Вес в % от максимума
100
90-99
80-89
70-79
60-69
50-59
40-49
ПМ
(число повторений в одном
подходе)
1
2-3
4-7
8-12
13-18
19-25
25-30
Пауза между подходами
Продолжительность отдыха между подходами определяется в зависимости от величины нагрузки и восстановительных способностей конкретного
клиента. Как правило, опытным путем подбирается минимальный период времени, за время которого человек восстановится до уровня, позволяющего ему
выполнить последующий подход этого же упражнения с тем же количеством
повторений. Обычно пауза между подходами длится от 45 секунд до 3 минут.
Иногда продолжительность отдыха между подходами искусственно сокращают (для увеличения интенсивности тренировки или воздействия на разные
компоненты силовых способностей) или удлиняют (при очень интенсивных
тренировках с предельными отягощениями – 90 – 100 % от максимального веса
в 1ПМ).
80
Используемое оборудование
Все оборудование, используемое в тренировке с отягощениями, условно
подразделяют на «свободные веса» и «тренажеры». «Свободные веса» – гантели и штанги – самый старый вид оборудования для силового тренинга, без значительных изменений доживший до наших дней. С момента появления первого
тренажера и до недавнего времени в эволюции тренажеростроения прослеживалась следующая тенденция: изоляция и локализация прорабатываемой области и максимизация «внутренней» интенсивности при выполнении упражнения.
Рассмотрим эту эволюцию более подробно, классифицируя силовое оборудование в соответствии с характером нагрузки.
Сравнение тренажеров и свободных весов.
Преимущества свободных весов
Гантели и штанги более эффективны в развитии мышц-синергистов
и мышц-стабилизаторов, участвующих в упражнении.
Упражнения со свободным весом более естественны с точки зрения
биомеханики, вовлечения мышечных групп в работу, неврологического соответствия и других параметров.
Возможность оказать на мышцу большую нагрузку, применяя такие
способы, как "читинг", изменение положения тела в процессе движения, "отбив" и другие приемы. Штанги и гантели более универсальны. При выполнении упражнений со свободным весом организм получает большую нагрузку вследствие вовлечения в работу большего количества мышечных
групп и, как следствие, большего количества выполненной работы (т. е.
перемещение веса на данное расстояние).
Недостатки свободных весов
Травмоопасность выполнения упражнений со свободным весом вследствие потери контроля за движением снаряда. Обязательное наличие
страхующего при выполнении «базовых» упражнений. В некоторых упражнениях невозможность изолированной проработки конкретной мышцы. За-
81
частую технически более сложны, требуют от выполняющего упражнение
развития координационных навыков.
Преимущества тренажеров
Некоторые тренажеры более эффективны для изоляции мышцы или
мышечной группы для более эффективной нагрузки. Более безопасны. Быстро и легко меняется величина отягощения.
Недостатки тренажеров
Тренажеры, предполагающие перемещение веса по заданной траектории или управление скоростью движения, удалили аспект «естественности» движения, который, по мнению физиологов, увеличивает эффективность в развитии силовых характеристик или мышечной массы. Это объясняется более естественным неврологическим обеспечением данного
движения.
На многих моделях тренажеров невозможно выполнение упражнений
темпового характера, взрывных и скоростных движений.
Большинство тренажеров спроектировано с учетом анатомических
данных среднестатистического человека.
Методы и технические приемы для изменения интенсивности
Пирамида – выполнение упражнения с постепенным изменением веса
отягощения в каждом подходе. Самый распространенный вариант – постепенное увеличение отягощения в каждом рабочем подходе с одновременным сокращением количества повторений. Например, после разминочных
подходов спортсмен выполняет жим штанги, лежа с весом 100 кг в 12 повторениях, 105 кг – 10 повт., 110 – 8, 115 – 6, 120 – 4. Часто в последнем подходе вес отягощения значительно снижают и выполняют с ним до 15 повторений. (В практике бодибилдинга такой подход часто называют «забивочным» из-за специфических ощущений «забитости» в рабочих мышцах, связанных с временными локальными отечными процессами в тканях в результате такого режима нагрузки.)
82
Читинг – намеренное искажение техники выполнения упражнений для преодоления большего количества повторений с заданным весом
отягощения, с увеличением нагрузки. Применяться данный прием может
только опытными спортсменами или энтузиастами бодибилдинга, у которых такое искажение техники не приведет к потере контроля над работой
мышц и движением снаряда. В противном случае стремление преодолеть
предельное отягощение, искажая технику движения, в значительной степени повышает опасность получения травмы.
Суперсет, трисет, гигантский сет – выполнение двух, трех или
более подходов на одни и те же или различные мышечные группы без отдыха между ними. Прием увеличивает как интенсивность, так и объем тренировочной нагрузки.
Предварительное истощение – прием, при котором вы нагружаете
мышечную группу до утомления в рамках ее прямой двигательной функции,
используя изолированное движение, а затем немедленно соединяете это упражнение в суперсет с второстепенным движением, применяя базовое упражнение.
Отдых-пауза – выполнение упражнения с отягощением, вес которого
позволяет выполнить лишь 2 – 3 повторения, затем делается 30–45секундная пауза, во время которой частично ресинтезируется АТФ, выполняются еще 2 – 3 повторения, снова 40 – 60-секундная пауза, еще 2 повторения, пауза 60 – 90 секунд и выполнение заключительных 1 – 2 повторений.
Пиковое сокращение – дополнительное статическое напряжение сокращенной мышцы в конце каждого концентрического движения. Часто таким способом компенсируют уменьшение нагрузки на целевую мышцу
вследствие изменения мускульно-скелетных рычагов к концу концентрического движения. (Например, сознательно сокращая двуглавую мышцу плеча
в статическом режиме в конце траектории движения при выполнении упражнения сгибания на бицепс на скамье Скотта).
83
Форсированные повторения – прием, при котором, выполнив максимальное количество повторений в подходе, спортсмен пользуется помощью партнера для выполнения еще 1 – 3 дополнительных повторений. Например, при выполнении упражнения жим штанги лежа тренировочный
партнер, стоя за скамьей со стороны головы выполняющего упражнение,
создает дополнительное минимальное усилие к грифу штанги снизу вверх
для выполнения последних повторений.
Частичные повторения. Выполнив максимально возможное количество повторений в подходе, спортсмен продолжает выполнять упражнение по ограниченной траектории, позволяющей сделать еще несколько повторений.
Вставочные подходы. Выполнение упражнений на локальные мышечные группы, не требующих использования значительных отягощений, во
время отдыха между подходами, направленными на тренировку крупных
мышечных массивов. Как правило, речь идет о тренировке мышц пресса, голени и предплечья.
Дроп-сет. После выполнения спортсменом последнего «отказного»
повторения партнеры, стоящие по бокам, снимают с его штанги по одному
диску. Спортсмен выполняет еще предельное количество повторений, после
чего партнеры могут снять еще по диску. При использовании гантелей спортсмен заранее располагает пары гантелей на гантельной стойке в порядке убывания их веса. Выполнив предельное количество повторений с самой тяжелой парой, он кладет ее на место, берет следующую и так далее. Можно использоваться от двух до пяти пар гантелей.
84
Влияние протеза на состояние опорно-двигательной системы
Эффективность протезирования нижних конечностей во многом зависит от того, какое влияние оказывает протез на состояние позвоночника, сохраненной конечности, суставов и самой культи. Причем результаты этого
влияния могут проявляться не только в виде болевых ощущений, но и в виде
вторичных деформаций позвоночника, костной культи, сохранившейся стопы, атрофии мягких тканей культи, формирующихся в отдаленные сроки после начала протезирования. С целью профилактики этих осложнений при
оценке качества протезирования должную роль необходимо отводить контролю влияния протеза на состояние опорно-двигательной системы. При
этом значительное внимание должно быть отведено оценке влияния протеза
на кровообращение протезированной конечности.
Состояние кровообращения культи определяется многими факторами,
в том числе причиной и уровнем ампутации, состоянием магистрального и
коллатерального кровотока, наличием сосудистой патологии и т. д. Но если
сравнивать ходьбу одного и того же человека на протезе с различными функциональными узлами или с различной настройкой схемы, то можно пренебречь изменчивостью физиологических функций организма и считать состояние кровообращения протезированной конечности функционально зависимым только от распределения и продолжительности действия нагрузки на
культю, т. е. от качества протезирования.
Локальное повышение давления на ткани культи может привести к венозному застою в ее дистальной части, нарушению кровообращения и даже
появлению трофических расстройств. Так, например, критической нагрузкой
на мягкие ткани культи считается превышение давления свыше 400 г/см2.
Отсутствие осевой нагрузки на торец культи также негативно влияет на состояние усеченной конечности.
Одним из способов оценки периферического кровообращения в усеченной конечности является инфракрасная термография (тепловидение).
Термоизображение получается с помощью тепловизора. Сканирующая го85
ловка такого тепловизора воспринимает инфракрасное излучение с частотой
25 Гц и с разрешением 0,2°С на определенном расстоянии от кожных покровов пациента и передает эти сигналы в блок преобразования информации.
Обработанные сигналы поступают на блок отображения информации, на экране которого преобразуются в термограмму. Термограмма представляет
распределение температуры по кожным покровам конечности, кодированное
цветом.
За сутки до обследования пациенту отменяют физиотерапевтические
процедуры и прием вазотропных препаратов. Тепловизионное обследование
проводится в помещении без сквозняков и нагревательных приборов при
температуре воздуха 19 – 21°С. Непосредственно перед обследованием пациент отдыхает без протеза. Затем снимаются «фоновые» термограммы нижних
конечностей и термограммы после 10 – 15-минутной ходьбы на протезе, по
которым определяют изменение температуры кожных покровов культи
вследствие ходьбы.
Хорошему качеству протезирования соответствует гомогенное изменение температуры кожных покровов.
При недостаточной подгонке приемной гильзы наблюдается гетерогенность изменения теплового рисунка или локальная гипертермия в проксимальной части культи, которая может указывать на чрезмерное давление на
эту область. Особенно выраженную сосудистую реакцию вызывает избыточное давление в области сосудисто-нервного пучка. Однако гипертермию в
проксимальной области вследствие нерационального распределения давления гильзы протеза на мягкие ткани культи надо отличать от физиологического повышения температуры в этой области по сравнению с дистально
расположенными участками.
Выраженное равномерное снижение температуры в дистальном отделе
культи указывает на наличие венозного застоя. Его нельзя путать с физиологическим снижением температуры в дистальном отделе конечности. Причиной венозного застоя может быть неадекватность выбора вакуумного креп86
ления для пациента с сосудистыми нарушениями или пережатие тканей культи посадочным кольцом, усугубляемое отсутствием нагрузки на дистальную
часть культи.
Сопоставление результатов тепловизионного обследования и измерения давления на культю в приемной гильзе протеза позволяет уточнить, что
является причиной негативного влияния протеза на кровоснабжение культи:
неправильный выбор и назначение конструкции протеза (т. е. выполненных
без учета состояния периферического кровообращения) или низкое качество
подгонки приемной гильзы протеза.
Для измерения давления, испытываемого культей, прежде использовали тензодатчики, наклеенные на металлические балочки и закрепленные на
внутренней поверхности приемной гильзы, или пневмодатчики в виде тонкой
резиновой трубки, соединенные с насосом и манометром и выведенные в
перфорационные отверстия приемной гильзы протеза. Датчики устанавливали на внутренней стенке приемной гильзы протеза оппозитно тем участкам
культи, оценка давления в которых представляет интерес: на дне приемной
гильзы, вдоль посадочного кольца и др. Однако большие габариты и сложность монтажа таких датчиков в протезе ограничивали их использование в
практике протезирования. В последнее время для оценки распределения давления по культе стали использовать компьютерные комплексы с измерителями давления в виде пленочных пластин толщиной 0,3 мм (система F-socket,
США). Такие измерители можно крепить липкой лентой или пластырем на
внутренней поверхности приемной гильзы протеза или на кожных покровах
культи, почти не нарушая естественных условий контакта культи с гильзой.
Нерациональное протезирование может негативно повлиять не только
на усеченную конечность, но и на сохранившуюся, которая частично компенсирует дефекты протезирования при ходьбе. Поэтому при оценке влияния
протеза на состояние опорно-двигательной системы обязательно должен
осуществляться контроль состояния сохранившейся конечности. Признаком
перегрузки конечности является увеличение давления на плантарную по87
верхность стопы или увеличение продолжительности опоры на стопу. Определить эти параметры можно измерительными стельками, вкладываемыми в
обувь пациента и соединенными с диагностическим комплексом.
Ходьба на протезах отличается выраженными компенсаторными движениями для поддержания равновесия, особенно при низкой функциональности узлов протеза или дефектах его схемы и конструкции приемной гильзы. Компенсаторные движения определяют неправильный стереотип ходьбы,
искажают походку, что может вызвать не только болевые ощущения, но и
развитие дегенеративно-дистрофических изменений со стороны суставов и
позвоночника. Поэтому при оценке качества протезирования нельзя не учитывать выраженности компенсаторных движений. Помимо визуального анализа локомоций для этого могут быть использованы фотограмметрия, видео-,
телесъемка и другие оптические методы.
Использование силовых тренажеров для инвалидов
с ампутацией нижних конечностей.
Методические особенности занятий на тренажерах
С учетом характерных морфофункциональных изменений, развивающихся вследствие ампутации и влияния гипокинезии, неизмеримо возрастает роль физических упражнений циклического характера как эффективного средства нормализации обменных процессов, развития двигательных
способностей и повышения функциональных возможностей организма.
Для выполнения физических упражнений циклического характера инвалиды могут использовать тренажеры и нестационарные виды отягощений,
предназначенные для комплексного воздействия на опорно-двигательный
аппарат. Преимущество занятий с отягощениями в реабилитационном процессе детей-инвалидов определяется их большей доступностью по сравнению с другими видами двигательной активности, а также физиологичностью
и адекватностью воздействия в плане восстановления функциональных возможностей организма. Педагогические воздействия в процессе занятий с отя88
гощениями направлены на повышение адаптационно-компенсаторных возможностей организма, максимальную активизацию сохранных функций и
мобилизацию физиологических резервов организма. Занятия на тренажерах
после ампутации нижних конечностей проводятся с акцентом на преимущественное развитие мышц верхних конечностей, плечевого пояса, мышц спины и живота; после ампутации верхних конечностей – на развитие мышц
нижних конечностей, мышц живота и спины. Такой методологический подход при построении занятий позволяет повысить эффективность педагогического воздействия с учетом уровня ампутации и изменений функционального
состояния организма.
После ампутации обеих верхних конечностей могут использоваться
тренажеры для развития мышц сгибателей и разгибателей бедра и голени,
тренажер для разгибания спины, тренажер для развития мышц живота. После
ампутации одной верхней конечности, кроме перечисленных, применяются
блочные тренажеры для развития силы мышц сохраненной конечности. И в
частности для развития мышц плечевого пояса, дельтовидных мышц и мышц
груди, а также для развития широчайших мышц спины, сгибателей и разгибателей руки. Широко используются тренажеры, направленные на повышение функциональных возможностей кардиореспираторной системы. Для выполнения упражнений на других тренажерах необходимы специальные приспособления, обеспечивающие удержание ручек тренажера. Эти приспособления требуются после ампутации на уровне кисти или предплечья (при длине культи не менее 7 см). Приспособления состоят из приемной гильзы и захвата. Приемная гильза изготавливается индивидуально, методом блокования
по гипсовой модели культи. В приспособлении на культю предплечья захват
крепится на шаровом шарнире, что обеспечивает необходимую подвижность
при выполнении упражнений. Применение приспособлений обеспечивает
равномерную нагрузку на обе конечности. После ампутации нижних конечностей используются тренажеры и грузо-блочные устройства для развития
широчайших мышц спины, дельтовидных мышц и мышц груди, для развития
89
плечевого пояса, брусья консольные дли воздействия на мышцы живота и
спины, бицепс-машина, тренажер для развития икроножных мышц сидя или
стоя (после односторонней ампутации бедра или голени). Станок Смита для
воздействия на мышцы пояса верхних конечностей.
Сложность и многообразие психоэмоциональных и морфофункциональных изменений, происходящих после ампутации конечностей, требуют
дифференцированного подхода к занимающимся, который основан на комплексной оценке психофизического состояния. Данные мероприятия направлены на выявление причин и давности ампутации, тяжести ампутационного
дефекта, определение сопутствующих заболеваний, продолжительности
пользования протезно-ортопедическими изделиями, психоэмоционального
состояния, а также показаний и противопоказаний к занятиям физическими
упражнениями. Полученные данные позволяют учесть индивидуальные особенности занимающихся и служат объективными критериями для определения адекватной структуры и содержания индивидуальной программы занятий с отягощениями.
Для занятий используются тренажерные устройства, входящие в состав комплекса атлетической (силовой) подготовки, а также нестационарные виды отягощений (гантели, штанга, диски). Преимуществом при использовании тренажеров является возможность оказывать локальное воздействие на определенные мышечные группы, безопасность, минимальная
возможность получения травм, простота и доступность выполнения, возможность оперативной оценки текущих результатов занятий. Однако необходимо
учитывать, что выполнение упражнений на тренажерах позволяет целенаправленно воздействовать лишь на отдельные мышечные группы. Более широкие возможности предоставляет использование нестационарного оборудования. В частности, выполнение упражнений со штангой или гантелями
позволяет осуществлять комплексное
воздействие
одновременно на не-
сколько мышечных групп, значительно расширить объем комплекса, увеличить варианты упражнений путем варьирования техники и внешних условий
90
выполнения, что, несомненно, важно при занятиях с инвалидами после ампутации конечностей. Важным аспектом организации занятий с отягощениями
является регулирование нагрузки в соответствии с возможностями подростков.
Выполнение упражнений силового характера является наиболее не-
комфортным, поскольку требует проявления максимальных мышечных усилий, поэтому наиболее оптимальным является режим нагрузки со следующими параметрами:
• количество занятий в недельном цикле – 2–3;
• количество упражнений в одном занятии – 6–8;
• количество подходов – 3–4;
• количество повторений – 10–12;
• интервалы отдыха – 2–3 мин.
В случае если не удается добиться выполнения 12 повторений в каждом из трех подходов, то в каждом последующем снижается величина отягощения. Объем недельной нагрузки занятий с отягощениями определяется состоянием и подготовленностью занимающихся, а также их субъективными
ощущениями.
Для детей-инвалидов, перенесших ампутации на уровне бедра или голени, доступны практически все упражнения на тренажерах комплекса атлетической подготовки. Однако при наличии временных ограничений к занятиям по медицинским показаниям или вследствие недостаточной физической
подготовленности выполнение ряда упражнений затруднено, поэтому большое значение имеет определение объема доступных упражнений в соответствии с возможностями занимающихся. Далее в таблицах представлен примерный перечень упражнений для инвалидов после ампутации бедра или голени и обеих голеней. Большинство упражнений может выполняться сидя в
коляске или при помощи специальных технических приспособлений, позволяющих фиксировать положение тела на тренажерах. Освоение техники упражнений, как правило, происходит ко 2 – 3 занятию. В дальнейшем занимающиеся могут самостоятельно выполнять упражнения. Среди словесных
91
методов обучения применяются описание, объяснение, инструктирование,
сопроводительные пояснения и комментарии, приемы словесных оценок. Из
приемов наглядного воздействия применяется показ физических упражнений. Среди практических методов и приемов обучения используются варьирование техники двигательных действий и факторов внешней среды, различные приемы оказания физической помощи (фиксация, проводка) и страховки.
В таблицах представлены упражнения с отягощениями для инвалидов после
ампутации обеих нижних конечностей на уровне бедра или бедра и голени.
Стандартные
тренажерные комплексы не предусматривают технических
приспособлений для данного контингента инвалидов, поэтому использование
ряда тренажерных устройств представляет для них определенные трудности,
а количество доступных упражнений значительно снижается. Так, стандартные тренажерные комплексы содержат лишь узкие скамьи, в связи с чем упражнения в положении лежа на горизонтальной скамье вызывают закономерные колебания туловища вследствие уменьшения величины опорной поверхности, что может привести к падению и получению травмы. Данная проблема может быть успешно решена при помощи изменения внешних условий, например использования дополнительной опоры для культей в виде коляски. Подобный методический прием позволяет сохранять равновесие и добиться технически правильного выполнения упражнений.
В процессе занятий со свободными отягощениями и на тренажерах необходимо соблюдать некоторые наиболее важные методические требования
выполнения упражнений:
1. Необходимо исключить возможность промедления между повторениями в
подходе.
2. Между концентрическим и эксцентрическим сокращениями следует выполнять непродолжительную паузу.
3. Следует осуществлять контроль над пассивной фазой выполнения упражнения, не допуская резкого уступающего движения.
92
4. При выполнении всех упражнений пассивную и активную фазы действия
необходимо выполнять с одинаковой скоростью.
5. В процессе выполнения упражнений следует избегать задержки дыхания.
Необходимость соблюдения последнего методического требования вызвана тем, что выполнение силовых упражнений может сопровождаться существенными перепадами артериального давления. При натуживании в результате уменьшения венозного возврата крови и, соответственно, сердечного выброса уменьшается систолическое и повышается диастолическое артериальное давление. Подобные колебания артериального давления можно нивелировать при помощи специальных методических приемов. На этот счет
существует несколько точек зрения. Одни авторы рекомендуют выполнять
вдох в активной фазе упражнения, т. е. при преодолении внешнего сопротивления (Морозова О. В., 1998), другие считают, что вдох следует выполнять в
пассивной фазе (Яшина Т. Д., 1998; Мухина Л. В., 1999), третьи допускают
оба варианта, но при этом советуют руководствоваться субъективными ощущениями (Уайдер Д., 1992). Однако следует учитывать возможность задержки дыхания при выполнении вдоха в активной фазе движения. Именно задержка дыхания при выполнении упражнений может привести к увеличению
внутригрудного давления, которое оказывает сопротивление венозному возврату крови к сердцу. Компенсаторным явлением в деятельности организма в
ответ на внезапность изменения кровяного давления и его колебания может
быть снижение притока крови к головному мозгу, головокружение и потери
сознания. Следовательно, учитывая возможность изменения внутригрудного
давления вследствие мышечного напряжения при преодолении внешнего сопротивления, логично и физиологически правильно сочетать вдох с пассивной фазой движения, а выдох – с активной. При занятиях с инвалидами рекомендуется именно этот вариант. Если при выполнении упражнений имеют
место трудности в согласовании правильной техники и дыхания, допускается
произвольное дыхание. Лишь после достаточного освоения техники упраж-
93
нений, внимание можно концентрировать на обучении согласованности дыхания в соответствии с фазами двигательного действия.
Допуск детей-инвалидов к занятиям на тренажерах основывается на результатах тщательного медицинского осмотра, оценки физического состояния, выполнения функциональных проб и других критериях врачебнопедагогического контроля.
Примерные упражнения с отягощениями для детей после ампутации
бедра или голени
Область
Виды упражнений
воздействия
Мышцы
1. Сгибание-разгибание рук в положении сидя на на-
плечевого
клонной скамье, штанга на груди.
пояса
2. Сгибание-разгибание рук в положении сидя на наклонной скамье, штанга за головой.
3. Сгибание-разгибание рук с гантелями в положении
сидя на наклонной скамье.
4. Сгибание-разгибание рук на тренажере для развития
двуглавой мышцы плеча.
5. Сгибание-разгибание рук со штангой в положении
лежа на горизонтальной скамье узким хватом.
Мышцы груди 1. Жим
штанги
в
положении лежа
на
гори-
зонтальной или наклонной скамье.
2. Жим гантелей в положении лежа на горизонтальной
или наклонной скамье.
3. Отведение и приведение рук в положении лежа на
горизонтальной или наклонной скамье.
4 Сгибание-разгибание рук в упоре на брусьях.
5. Приведение и отведение рук на тросовом тренажере
в положении сидя.
94
6. Приведение и отведение рук на блочном устройстве в положении стоя.
Мышцы
1. Тяга вертикального блока за голову.
спины
2. Тяга вертикального блока к груди.
3. Тяга горизонтального блока
в положении сидя к
животу.
4. Сгибание-разгибание рук в висе на высокой перекладине к груди или за голову.
Мышцы
1. Сгибание-разгибание ног в тазобедренных суставах
живота
в положении сидя на скамье.
2. Сгибание-разгибание туловища из положения лежа
на спине.
3. Сгибание-разгибание ног в тазобедренных суставах
в упоре на консольных брусьях.
Примерные упражнения с отягощениями для детей после ампутации
обеих голеней
Область
Виды упражнений
воздействия
Мышцы
1. Сгибание-разгибание рук в положении сидя на на-
плечевого
клонной скамье, штанга на груди.
пояса
2. Сгибание-разгибание рук в положении сидя на наклонной скамье, штанга за головой.
3. Сгибание-разгибание
рук с
гантелями
в поло-
жении сидя на наклонной скамье.
4. Сгибание-разгибание рук на тренажере для развития двуглавой мышцы плеча.
5. Сгибание-разгибание рук со штангой в положении
лежа на горизонтальной скамье узким хватом.
95
Мышцы груди
1. Жим
штанги в положении лежа
на
гори-
зонтальной или наклонной скамье.
2. Жим гантелей в положении лежа на горизонтальной
или наклонной скамье.
3. Отведение и приведение рук в положении лежа на
горизонтальной или наклонной скамье.
4. Сгибание-разгибание рук в упоре на брусьях.
5. Приведение и отведение рук на тросовом тренажере
в положении сидя.
6. Приведение и отведение рук на блочном устройстве
в положении стоя.
Мышцы спины
1. Тяга вертикального блока за голову.
2. Тяга вертикального блока к груди.
3. Сгибание-разгибание рук в висе на высокой перекладине к груди или за голову.
Мышцы живота 1. Сгибание-разгибание ног в тазобедренных суставах
в положении сидя на скамье.
2. Сгибание-разгибание туловища из положения лежа
на спине.
3. Сгибание-разгибание ног в тазобедренных суставах
в упоре на консольных брусьях.
Примерные упражнения с отягощениями для детей после ампутации
обеих нижних конечностей на уровне бедра или бедра и голени
Область
Виды упражнений
воздействия
96
Мышцы
1. Сгибание-разгибание рук в положении сидя на на-
плечевого
клонной скамье, штанга на груди.
пояса
2. Сгибание-разгибание рук на тренажере для развития
двуглавой мышцы плеча.
3. Попеременное сгибание-разгибание рук в локтевых
суставах с гантелями, сидя в коляске или на наклонной
скамье.
Мышцы
1. Жим штанги в положении лежа на горизонтальной
груди
или наклонной скамье.
2. Жим гантелей в положении лежа на горизонтальной
или наклонной скамье.
3. Отведение и приведение рук с гантелями в положении
лежа на горизонтальной или наклонной скамье.
4. Приведение и отведение рук на тросовом тренажере
в положении сидя.
Мышцы
1. Тяга вертикального блока за голову.
спины
2. Тяга вертикального блока к груди.
3. Сгибание-разгибание рук в висе на высокой перекладине к груди или за голову.
Мышцы
1. Сгибание ног в тазобедренных суставах в положении
живота
сидя на скамье.
2. Сгибание-разгибание туловища из положения лежа.
97
Биомеханический «Тренажер Агашина»
1. Введение
Вы используете уникальный спортивно-оздоровительный и лечебный
тренажер. Его действие основано на явлении биомеханического резонанса
(открыто в России, Ф. К. Агашин, 1971 г.).
Методика – это результат многолетних исследований, клинических
испытаний и применения биомеханических тренажеров в научных, спортивных и медицинских учреждениях, в спортивных и средних школах, среди населения (50 авт. свидетельств и патентов).
Тренажер Агашина – единственный в мире компактный высокоэффективный биомеханический тренажер малого класса, пригодный для детей и
взрослых, пожилых и инвалидов.
Это семейный тренажерный зал, эффективный для здоровья, простой,
надежный, удобный и доступный всем.
Тренажер
Агашина
–
оказывает
наилучший
лечебно-
восстановительный, оздоровительный, спортивно-тренировочный и защищающий эффект для сердечно-сосудистой системы и практически для всех
групп мышц и других систем при малом времени занятий.
2. Назначение
Тренажер Агашина предназначен для зарядки, ОФП, профилактики и
лечения заболеваний, спортивной тренировки и фитнеса.
Массажер-стимулятор признан Министерством здравоохранения РФ
медицинским изделием для применения по нижеуказанным показаниям:
- ишемическая болезнь сердца I-П класса;
- гипертоническая и гипотоническая болезнь I-П степ.;
- неврозы, депрессии; синдром хронической усталости;
- остеохондрозы с корешковым синдромом;
- атеросклероз сосудов, венозная недостаточность;
98
- двигательные нарушения при заболеваниях нервной системы, последствия ОНМК (инсульт);
- невриты, полиневриты;
- синдром малого сердца, болезнь Рейно;
- растяжения, вывихи, гематомы.
Может использоваться в домашних условиях, спортивных центрах и
клубах, на предприятиях, в медицинских учреждениях, домах престарелых и
инвалидов, санаториях, для занятий ОФП и профилактики в детских садах,
школах и вузах.
3. Противопоказания
Камни в почках и желчном пузыре, злокачественные новообразования,
аневризмы сердца и сосудов, нарушения кровообращения второй степени и
ограничение массы до 2-х кг.
4. Область применения
Восстановление и отдых:
- восстановление иммунитета при усталости, хронической усталости,
при малоподвижном образе жизни;
- интенсивное восстановление при специфической усталости: учителя,
операторы, продавцы, водители, милиционеры и пр.
Физическое воспитание и спорт:
- ОФП, разминка, физическое воспитание в школах;
- повышенная эффективность тренировки скоростно-силовых свойств,
стабильности, точности и выносливости;
- для срочного и ускоренного восстановления после тренировочных и
физических нагрузок, переутомления;
- это домашний тренажерный зал и семейный доктор,
- это хорошая физическая форма, фигура и рельеф мышц.
Безлекарственное лечение и профилактика:
99
- остеохондрозов, неврозов, полиневритов и пр.;
- заболеваний сердца, сосудов, онемения рук, ног;
- спортивных и бытовых травм.
5. Принцип работы волнового тренажера
Тренажеру придают возвратно-поступательные движения с малой амплитудой и, изменяя частоту, добиваются плавных устойчивых колебаний
груза тренажера. Жонглирование массивными предметами – один из самых
эффективных способов развития и тренировки силы, скорости, ловкости,
внимания и др. свойств человека. В то же время он требует изначально терпения, много сил и времени, поэтому редко применяется. Волновой тренажер
обеспечивает такую тренировку безопасным образом, за минимальное время
и с высокой эффективностью. Это достигается установкой массивного предмета подвижно на стержне между амортизирующих пружин. На концах
стержня закреплены рукоятки, ограничивающие перемещение груза. Вариант
конструкции предусматривает размещение всего устройства в трубе, выполняющей функцию защиты и рукоятки.
Очень высокая эффективность создается за счет волновой нагрузки–
особого вида воздействия, заключающегося в плавном периодическом переходе состояния всей скелетной мускулатуры с напряжения на расслабление
при каждом колебании тренажера.
Волны напряжения и расслабления с частотой 2-5 герц (колебаний в
секунду) осуществляют:
• массаж скелетной мускулатуры и уменьшение целлюлита;
• массаж и очищение кровеносных и лимфатических сосудов;
• активизацию работы центральной и периферической нервной системы;
• укрепление мышц, связок и суставных сумок;
• разгрузку сердца и нормализацию показателей работы сердечнососудистой системы, обмена веществ и ускоренное восстановление после
тренировок и др. нагрузок.
100
6. Общие рекомендации по проведению занятий с тренажером
Агашина
Внимание! Уровень физической нагрузки, интенсивность движений при
занятиях с тренажером Агашина допустимы в такой степени, в какой они
разрешены Вам при обычных физических упражнениях.
Волновые тренажеры работают на принципе согласования индивидуальных ритмо-волновых структур человека и внешней колебательной системы, которой и является сам тренажер. В целях безопасности в начальный период занятий применяют минимальные значения интенсивности и частоты
колебаний, а затем сам человек определяет их по ощущениям комфортности
при занятиях.
Рекомендуемая длительность одного упражнения – 10.. .30 сек., время
занятия – 8... 15 минут, включая 50 % времени на отдых после каждого упражнения. Это, примерно, соответствует эффекту от занятия обычной ОФП
длительностью 20.. .40 минут.
Не допускать превышения указанного времени. Время спортивнотренировочных занятий можно только постепенно увеличить до 15 – 30 минут при средней или высокой интенсивности.
Общее правило выполнения упражнений с тренажером состоит в том,
что тренажер всегда прочно держат в руках, а приведение его в колебания
можно выполнять любой частью тела (кистями рук, плечами, туловищем,
бедрами, коленями и голеностопными суставами). Чем дальше мы располагаем тренажер от биомеханических звеньев, приводящих его в колебания, тем
большая часть скелетной мускулатуры воспринимает волновую нагрузку и
тем более эффективно это упражнение.
При выполнении всех упражнений тренажер плотно удерживается руками, даже тогда, когда руки прижаты к туловищу и не выполняют активных
движений. Тренажер восстанавливает правильное функционирование органов и систем человека, повышает иммунитет, защитные свойства и возмож-
101
ности организма, улучшает самочувствие, общую и специальную выносливость.
Существенно развивает скоростно-силовые свойства детей и спортсменов, координацию движений, стабильность и баланс физического и интеллектуального развития.
Каждый занимающийся может сам дополнить упражнения.
[Рис. 1 – 9. Упражнения на тренажере Агашина]
102
[Рис. 10 – 18. Упражнения на тренажере Агашина]
7. Упражнения (рисунки № 1 – 18)
1. Стоя. Тренажер плотно держат попеременно правой и левой рукой.
Выполняют вертикальные колебательные движения с переменной частотой
за счет работы мышц предплечья и плеча. При достижении устойчивых колебаний груза тренажера работают на этой частоте заданное время.
2. Стоя. Тренажер держат обеими руками. Руки слегка напряжены и не
работают. Работают ногами (мышцами бедра и голени), обозначая подъем и
опускание всего тела и достигая устойчивых колебаний груза, аналогично
упражнению № 1.
3. Стоя. Тренажер держат перед грудью на вытянутых руках. Работают
руками, задавая грузу тренажера устойчивые колебания, аналогично упражнению № 1. Постепенно можно включать в работу мышцы живота.
103
4. Стоя. Руки слегка напряжены и не работают. Работают стопы ног,
обозначая подъем и опускание всего тела, аналогично упражнению № 2.
5. Стоя. Работают по очереди каждой рукой и обеими руками вместе.
Постепенно можно включать в работу мышцы ног.
6. Сидя. Тренажер плотно держат обеими руками. Руки слегка напряжены и не работают. Работают ногами и ягодицами, создавая легкий подъем
и опускание тела без отрыва от сиденья.
7. Стоя. Руки неподвижны. Работают мышцы живота и спины, создавая
колебательное движение тренажера.
8. Стоя. Тренажер держат руками, прижатыми к ягодицам. Работают
ногами аналогично упражнению № 2.
9. Стоя. Тренажер держат перед грудью на вытянутых вперед руках.
Работают руками при медленных поворотах туловища в стороны.
10. Стоя. Тренажер держат перед грудью обеими руками. Работают руками при медленных неполных приседаниях.
11. Стоя. Работают попеременно одной или обеими руками при медленных поворотах туловища.
12. Сидя. Тренажер держат перед грудью на вытянутых вперед руках.
Работают руками одновременно с медленными поворотами туловища.
13. Стоя. Работают вытянутыми вверх руками, постепенно включая в
работу мышцы туловища и ног.
14. Стоя. Тренажер держат обеими руками аналогично упражнению № 2. Работают правой и левой ногой по очереди.
15. Стоя. Тренажер держат обеими руками. Работают мышцы рук, живота и спины с медленными поворотами туловища.
16. Стоя. Тренажер держат обеими руками, опущенными через голову
за спину. Работают руками и ногами.
17. Стоя. Тренажер держат на вытянутых руках. Работают руками одновременно с медленными наклонами туловища вперед и назад.
104
18. Лежа. Упражнение со снятием нагрузки от веса тренажера. Тренажер подвешивается на кронштейне с помощью гибкой ленты.
Это упражнение незаменимо для лежачих больных, так как оно позволяет уменьшить застойные явления в тканях и органах, содействовать нормализации обмена веществ, работе всех систем организма. Особо отметим положительное влияние волнового тренажера на исправление и нормализацию
состояния позвоночника.
8. Устройство тренажера
Тренажер Агашина имеет два типа конструкции:
1. Груз и пружины расположены открыто на металлическом стержне,
рукоятки расположены на концах стержня (рис. 1-18).
2. Груз и пружины расположены внутри трубки, которая защищает их и
играет роль единой рукоятки (рис. 19-20).
Рис. 19
Рис. 20
Подвес тренажера на длинной ленте (рис. 19) или на коротком подвесеручке (рис. 20) существенно облегчает занятия.
105
Использование тренажерных устройств в физической реабилитации детей с различными врожденными и приобретенными заболеваниями
опорно-двигательной системы
Движение у детей является одной из основных физиологических функций, приводящей к изменениям вегетососудистой и дыхательных систем, составляющих нормального формирования и развития организма. Снижение
двигательной активности у детей приводит к нарушению костно-мышечного
аппарата, нарушению обменных процессов, снижению работоспособности,
изменению психики, что негативно влияет на их жизнедеятельность. Коррекция таких нарушений может осуществляться различными средствами, но
наиболее доступным и эффективным является применение специальных физических упражнений и тренажерных устройств.
Использование тренажерных устройств является одной из основных
форм в методике физической культуры и лечебной физкультуры и представляет собой систему функционального восстановления во время индивидуальных или групповых занятий.
Систематическое применение технических устройств в реабилитационной практике началось в середине XIX века, когда Густав Цандер, профессор
анатомии Упсальского университета (Швеция), создал новую систему гимнастики и назвал ее машинной. Г. Цандер открыл в 1857 г. первый институт, в
котором имелось 27 аппаратов для «машинной гимнастики». Известны механические конструкции, созданные для терапевтических целей, и других изобретателей: М. Герца, Г. Крукенберга (Германия), Л. Бирковского (Польша),
А. Габричевского (Россия).
Эти «машины» и положили начало развитию восстановительных тренажеров, а форму занятий с их применением сейчас называют тренажерной
гимнастикой. Врачи-реабилитологи и специалисты лечебной физкультуры
эту форму часто называют механотерапией или кинезотерапией, что предусматривает более широкое применение технических средств, например,
106
маcсажеров, виброаппаратов, пневмоаппаратов и других аппаратов физиотерапии.
Тренажерные устройства и еще гамму близких к ним по конструкции и
техническому назначению, предназначенных для тренажерной гимнастики,
называют тренажерными техническими средствами (ТТС). Они дают возможность занимающимся избирательно воздействовать на различные группы
мышц, позволяют эффективно развивать основные физические качества: силу, быстроту, гибкость, ловкость, скоростную, силовую и координационную
выносливость и другие качества; предоставляют возможность выполнения
упражнений при нарушенной координации и пространственной ориентации
(по намеченным траекториям движений), осуществлять коррекцию правильной осанки, осваивать основные двигательные умения и навыки, которые невозможны (или затруднены) в естественных условиях из-за нарушения тех
или иных органов и систем и способствуют формированию устойчивого интереса к продолжению занятий.
Тренажерные устройства в физической реабилитации условно разделялись на три группы: а – для активных упражнений, б – для пассивных движений, в – для механических операций.
Специальное оборудование и инвентарь играют важную роль в организации физкультурно-оздоровительных занятий с лицами, имеющими нарушения функций опорно-двигательного аппарата и ДЦП. Особенно существенными являются приспособления при обучении стоянию и ходьбе, а также
для улучшения ручных действий.
По признаку использования предметов и снарядов, упражнения подразделяются следующим образом:
а) без предметов и снарядов;
б) с предметами и снарядами (палки, гантели, булавы, мячи, эспандеры
и др.);
в) на снарядах (гимнастическая стенка, скамья и др.);
г) упражнения на механотерапевтических аппаратах и тренажерах.
107
Для эффективности физической реабилитации применяют различное
оборудование:
1. Оборудование и инвентарь, используемые в групповых и индивидуальных занятиях для выполнения различных упражнений.
2. Приспособления и тренажеры для улучшения ручных действий и
приспособления для ног.
3. Механотерапия для разработки длительного локального воздействия
на отдельный орган.
4. Приспособления и тренажерные устройства при обучении сидению,
стоянию и ходьбе.
5. Тренажеры для выполнения корригирующей гимнастики.
К первой группе оборудования относятся укороченная гимнастическая
стенка, или “станок”, из параллельных шестов, куда крепятся разные приспособления в виде блоков, подвесных велосипедов, подвесного щита для опоры
ног, наклонные плоскости, а также специальный стул для поддержания и отведения нижних конечностей (1) и т. д.
Ко второй группе приспособлений для улучшения ручных действий
относятся различные игрушки, приспособления, дающие возможность фиксировать пальцы, кисть, предплечье, а также различные приспособления для
ног (рис. 2).
К третьей группе относятся упражнения на механотерапевтических аппаратах, для ускорения процесса восстановления нарушенной двигательной
функции, где требуются интенсивные локальные воздействия на развитие
подвижности в суставах конечностей и увеличения силы мышц. Характер
движений, выполняемых на этих аппаратах, определяется анатомическими
особенностями того или иного сустава.
В практике используют три основных вида механотерапевтических аппаратов или тренажеров:
а) аппараты маятникового типа, основанные на принципе балансирующего маятника;
108
б) аппараты, в основе конструкций которых лежит принцип блока и тяги груза;
в) устройства, в которых используют принцип рычага.
К четвертой группе относятся приспособления, используемые при
обучении сидению. Для этого рекомендуют специальный стул с фиксацией
больного, с подставкой для ног, с накладным столиком (рис. 3).
Приспособления для обучения стоянию и ходьбе разнообразны. Стол стоялка (рис. 4), переносные брусья (очень удобный снаряд для обучения
стоянию и начальным упражнения при освоении ходьбы (рис. 5)).
Рис. 1
Рис. 2
Рис. 3
Рис. 4
Рис. 5
Обучение стоянию и ходьбе с фиксацией за туловище выполняется на
подвесной “дороге”, рекомендованной С. А.Бортфельд, А. Я. Ханякиной.
Для тренировки равновесия и равномерной опоры применяют различные специальные приспособления, например ”качалка” и др.
Для коррекции осанки и укрепления мышечного корсета в занятиях с
детьми с ДЦП применяют маятниковый тренажер Юлина. Кроме того,
тренажер применяется для профилактики и лечения таких заболеваний, как
остеохондроз, сколиоз, плоскостопие, плексит, бронхит, энурез и др.
Тренажер состоит из оснований-опор и шарнирно смонтированной между ними на горизонтальной оси с насечками рамы с грузами, по одну сторону оси – верхняя рукоятка хвата (перекладина) и нижняя рукоятка хвата,
по другую – средняя рукоятка хвата. Ручки хвата связаны с горизонтальной
осью через шарнирные четырехзвенники, все грузы связаны между собой
109
грузовой планкой, на оси установлен фрикционный тормоз, на верхней перекладине смонтированы поручни для хвата.
На тренажере выполняется более 200 различных физических упражнений. Благодаря универсальности на тренажера можно выполнять упражнения различной сложности (рис. 6).
Рис. 6
Методика профессора Блюма Е. Э. с применением реабилитационных
тренажеров позволяет решать весь комплекс задач в процессе лечения той
или иной типовой патологии при детских церебральных параличах. Предложенные Блюмом оздоровительные тренажерные технологии оптимизируют
адаптивные возможности организма к действию факторов внешней среды.
Тренажерные устройства применяются при нарушениях симметрии,
пропорций и формы тела либо его отдельных элементов, при мышечных и
суставных контрактурах, при спастических и вялых параличах.
Императивно-корригирующие гимнастики основаны на эксцентрическом (уступающем) мышечном режиме, который не требует от ребенка ни
высококоординированных движений, ни волевого управления движениями,
ни осознанного участия, так как все движения выполняются в пассивном режиме на встречном сопротивлении и напряжении. Это позволяет использовать их при сниженной волевой мотивации: дети с несформировавшейся
психикой до двух лет, дети, отстающие в психическом развитии, взрослые с
сумеречным сознанием, неадекватной психикой.
110
Лечебно-оздоровительная физкультура проводится в режимах концентрики (опережающий режим), эксцентрики (уступающий режим), динамической изометрии, статической изометрии.
Особое
место
в
сфере
научных
и
практических
интересов
проф. Е. Э. Блюма занимает разработка технологий коррекции осанки и системы профилактики гиподинамии у детей дошкольного, школьного и юношеского возраста с ДЦП как ведущего патогенетического фактора периода
роста и физического развития человека (рис. 7).
а
б
111
в
г
Рис. 7
Для детей с тяжелыми формами ДЦП применяются тренажеры, в основе
которых лежит принцип блока с эластичными тягами (рис. 8). Тренажер
используется для сопряженного развития мышц ног и рук в положении лежа
или в позе на четвереньках. Тренажер используется в качестве общеразвивающего и специального тренировочного средства – использование в конструкции эластичной тяги способствует одновременному развитию силы мышц
и плавности движения.
а
б
112
в
Рис. 8
Для формирования правильного положения рук (плечевых, локтевых и
лучезапястных суставов) и ног (тазобедренных, коленных, суставов стоп)
стимулируется опорная функция и ходьба. Для этого в последнее время
применяется активно-пассивный тренажер МОТОмед-терапия. С помощью
оснащенного мотором тренажера можно увеличивать амплитуду движений
рук и ног. Тренажер позволяет уменьшить деформацию и контрактуры в суставах, снизить патологическое напряжение мышц.
Тренажер МОТОмед может тренировать ноги и руки с помощью мотора или собственной мышечной силой. Для этого достаточны даже малейшие мышечные усилия. Плавные, равномерные движения устраняют судороги и увеличивают подвижность суставов рук и ног и координацию движений
(рис. 9).
а
113
б
в
Рис. 9
Тренажер помогает сформировать реакцию опоры. При паретичных позах кистей, гиперпронированных, чрезмерно согнутых в лучезапястных суставах (рис. 8б) и при эквино-варусных позициях стоп (рис. 8в) необходимо
сразу же принять меры к нормализации этих поз. Регулярное выполнение упражнения и последовательное увеличение количества повторений, а также
ритмичное чередование сокращения и расслабления мышц нижних конечностей при работе на МОТОмеде позволяет стимулировать двигательные
функции, нормализовать мышечный тонус, сформировать схему поочередного движения ног, активизировать подвижность голеностопного и коленного
суставов. Выполнение целостного кругового движения каждой ногой способствует формированию чувства опоры у детей, для которых такого рода движения ранее были затруднены.
Применение велосипеда или велоэргометра в реабилитации детей с
двигательными нарушениями функций опорно-двигательного аппарата имеет
большое значение.
Езда на велосипеде расширяет возможности, увеличивает свободу
действий ребенка с ДЦП. Для этого имеются специально разработанные конструкции велосипедов (рис. 10). Они широко используются при лечении детей с ДЦП. Уже много лет специальные велосипеды служат тренажерами и
просто средством передвижения. Такая езда сама по себе является для ма114
леньких детей отличным упражнением, входящим наряду со специальной
гимнастикой в систему лечения. Ребенка сажают на такой велосипед и фиксируют спину и голени. Езда на велосипеде предполагает: достаточное владение телом, достаточное зрение, умение самостоятельно удерживать руль,
по крайней мере одной рукой, другая рука фиксируется специальным держателем.
Рис. 10
В большинстве своем маленькие дети быстро учатся активно нажимать
на педали и сохранять прямую посадку. Удивительно, но дети, которые не
могут ни свободно сидеть, ни стоять или идти, могут сами ездить на велосипеде. Это имеет огромное значение, так как таким образом представляется
возможность научить их самостоятельно передвигаться раньше, чем позволяют их способности. Это событие обладает огромным мотивационным
влиянием.
Езда на велосипеде помогает формировать правильное положение головы и туловища и развивает чувство равновесия. Удержание руля способствует сохранению среднесогнутого положения рук, вырабатывает правильный
захват кистью и улучшает опорную функцию рук. Кроме того, езда на велосипеде доставляет детям радость, что пробуждает их к занятиям.
Электрический третбан позволяет в условиях зала задавать дозированную по скорости и времени физическую нагрузку. Помимо своей основной функции – обучения ходьбе и бегу в различных вариантах, а также тре115
нировки функциональных возможностей ребенка – он используется и для
других целей, например для принудительной велоезды. При обучении катанию на коньках в качестве подготовительного упражнения используется
удержание роликовых коньков на медленно движущемся третбане, что позволяет тренировать чувство равновесия, опороспособность и стимулировать
работу приводящих мышц бедра.
В реабилитационных занятиях с детьми с ДЦП используют степпер.
Для тех детей, которые самостоятельно не могут стоять, степпер устанавливают около гимнастической лестницы или в любом другом месте, где ребенок может держаться руками. Степпер используется для формирования поочередного движения ногами, для развития опороспособности и подвижности голеностопного сустава, развития мышечной силы. Самостоятельно или
принудительно он нажимает одной ногой на педаль степпера, другая нога,
согнутая в колене, поднимается, удерживается, затем положение ног меняется. Можно использовать и обратную постановку ног, когда ребенок стоит
спиной вперед, носки стоп находятся на концах педалей. Такой вариант особенно эффективен для растягивания ахиллова сухожилия и увеличения подвижности в суставе.
Гребной эргометр используется для формирования навыка отталкивания двумя ногами, сгибания и разгибания ног в тазобедренном, коленном и голеностопном суставах, развития силы и координации движений рук и ног (рис. 11).
116
Рис. 11. Батут тренировочный малый
Прыжковые упражнения на батуте используются для развития способности управлять телом в пространстве, для расширения координационных возможностей, для общей подготовки (рис. 12).
Рис. 12
В последнее время в реабилитации детей с ДЦП широко используется
тренажер для динамической проприоцептивной коррекции, применяемый с
помощью комбинезона «Адели». Существующая в комбинезоне система тяг,
117
идущих по передней и задней поверхности туловища, осуществляет нагрузку
в 15 – 40 кг на мышцы, осуществляющие антигравитационную функцию. По
мнению К. А. Семеновой, движение воспитывается самим движением. Костюм представляет собой замкнутую амортизационную систему, которая позволяет растянуть спастичные мышцы с плечевого пояса до стоп, создавая
облегчающие условия для антагонистов, что приводит к снижению тонуса
спастичных мышц, устранению патологической афферентации мышечносвязочного аппарата и всего тела, что качественно улучшает функцию мозга
и, прежде всего, его моторных зон.
Таким образом, на сегодняшний день костюм «Адели» является лучшим универсальным инструментом для качественной реабилитации детей с
нарушением опорно-двигательного аппарата.
Недостатком этого метода является то, что дети, которые не умеют
принимать и удерживать позы, самостоятельно совершать локомоторные
действия в вертикальном положении не могут, и им требуется помощь одного или двух методистов для поддержания позы.
Тренажер Гросса позволяет детям с НОДА обеспечить условия для выполнения различного рода упражнений и перемещения в пространстве во
всех направлениях (вперед, назад, в сторону, вверх вниз), сохраняя вертикальное положение, и при этом иметь возможность вращения вокруг своей
оси, не сковывая движения рук, ног и страхуя от падения. Тренажер предусматривает дозирование нагрузки на опорно-двигательный аппарат, что
обеспечивает адекватное тестирование физических возможностей и качеств
и создает основу для оптимизации и индивидуализации физических нагрузок в процессе реабилитации.
Тренажер включает систему страховочного пояса и страховочный трос
с подвижными блоками, перемещающимися по поперечной направляющей.
Направляющая снабжена с обеих сторон подвижными блоками, свободно
перемещающимися по параллельным продольным направляющим. Перемещение ребенка, закрепленного в страховочном поясе, в тренажере осуществ118
ляется за счет любого изменения положения центра тяжести, которое через
эластичные тяги, обеспечивающие сохранение направленного вверх усилия,
приводит в движение подвижные блоки, свободно перемещающиеся по направляющим. Движения туловища или вращения и прыжки с поворотом вокруг вертикальной оси осуществляются за счет использования вращательного механизма страховочного пояса в независимости от положения страховочного троса и эластичных тяг, что обеспечивает сохранение дозированной нагрузки и лимитирует воздействие дополнительного вращающего момента на
опорно-двигательный аппарат. Эластичные тяги позволяют обеспечить оптимальную для формирования опорности ритмику движений с возможностью
изменения их амплитуды при прыжках или ходьбе. Тренажер предусматривает использование на всем протяжении процесса укрепления и оздоровления опорно-двигательного аппарата посредством регуляции дозирования нагрузки через эластичные тяги.
Путем увеличения количества эластичных тяг нагрузка на опорнодвигательный аппарат уменьшается за счет снижения величины давления тела. При уменьшении количества эластичных тяг нагрузка увеличивается
вплоть до величины собственной массы тела. Такое дозирование нагрузки
(т. е. снятие от 10 до 90 % массы тела занимающегося) создает благоприятные условия для постепенной реабилитации опорно-двигательного аппарата,
что особенно важно при деформации суставов и отсутствии навыков самостоятельной ходьбы (рис. 13).
Если ребенок не держит голову, то предусмотрен шлем, который посредством эластичного жгута крепится к трапеции.
Ребенок, находящийся в страховочном поясе, может перемещаться
вдоль троса. При прямолинейном или вращательном движениях, а также
прыжках с поворотом вокруг своей оси эластичные тяги распределяют направленное вверх усилие и создают определенную ритмику движения, на которую рефлекторно отвечают мышцы опорно-двигательного аппарата.
119
Рис. 13
Тренажер позволяет находиться в вертикальном положении неограниченное время. С его помощью можно выполнять упражнения, стимулирующие функции ослабленных мышц и суставов, формировать двигательные акты (рис. 13). Он позволяет детям, имеющим разные степени двигательных
ограничений, свободно перемещаться в пространстве во всех направлениях,
вращаться вокруг своей оси, при этом контролируется нагрузка на опорнодвигательный аппарат, сохраняется вертикальное положение, движения рук и
ног не скованы, ребенок застрахован от падения. Дети с патологией опорнодвигательного аппарата, находящиеся в тренажере Гросса, могут одновременно заниматься на других тренажерах или гимнастических снарядах
(рис. 14 б).
Кольца, закрепленные на эспандерной резине, служат дополнительной
опорой для рук. С их помощью выполняются разнообразные упражнения
(рис. 15).
120
а
б
Рис. 14
а
б
Рис. 15
Перекладина подвижная. Применяется облегченный по величине нагрузки вариант тренажера, используемого в атлетической гимнастике. Его
назначение – развить силу, сформировать навык сгибания - разгибания рук,
121
исправить порочное положение кисти, увеличить объем движения в суставах плечевого пояса (рис. 16).
Рис. 16
Представленная
информация
показала,
что
нарушение
опорно-
двигательного аппарата у детей является одним из сложнейших видов заболеваний. Двигательные нарушения у детей с ДЦП возникают вследствие деформации или недоразвития функциональных связей между различными отделами мозга. Усугубление врожденных двигательных нарушений в процессе
роста и развития ребенка происходит как результат вынужденной мышечной
акинезии, связанной с ограниченными возможностями ребенка, а также несовершенными методическими приемами реабилитации.
Традиционный подход к задачам физической реабилитации инвалидов
с нарушениями опорно-двигательной системы включает в себя общие положения: устранение порочных рефлексов, повышение жизненного тонуса,
профилактику осложнений, формирование двигательных компенсаций – и
предполагает длительность и этапность реабилитационного воздействия. Современные методики с использованием тренажерных устройств способствуют дальнейшему развитию двигательных навыков и могут полностью обеспечить комплексный подход физической реабилитации для решения задач в
физкультурно-оздоровительных занятиях детей с ДЦП.
122
Тренажерный зал для инвалидов
ТРЕНАЖЕРНЫЙ КОМПЛЕКС DAVID
Индивидуально для каждого пациента разрабатываются конкретные
тренировочные программы, позволяющие укрепить околопозвоночные мышцы и тем самым стабилизировать положение позвоночного столба на специальных тренажерах DAVID.
[Рис. 1. Растяжка грудного/поясничного отдела позвоночника]
Важнейшим элементом общей концепции DAVID является растяжение
поясничного и грудного отделов позвоночника. Это упражнение особенно
эффективно благодаря уникальному клинически проверенному запатентованному механизму, фиксирующему тазовую часть. В первую очередь, новизна данного тренажера состоит в уникальной комбинации механических
компонентов, таких как удобное сиденье, выпуклая спинка, фиксатор колен и
подставка для ног. Выгнутая спинка тренажера обеспечивает одновременное
растяжение грудного и поясничного отделов позвонок за позвонком. Осевая
нагрузка незначительна. Сопротивление тренажера обеспечивает более эффективную функциональную тренировку, при большой амплитуде движений,
в том числе и для тех, кого беспокоят боли в спине. Благодаря широкому
спектру возможностей регулировки позиций тренажера можно подобрать
удобное положение корпуса и соответствующий уровень нагрузки.
123
[Рис. 2. Скручивание грудного/поясничного отдела позвоночника]
Благодаря возможности тщательной дозировки нагрузки этот тренажер
предстает в совершенно новом аспекте. Нижняя часть корпуса выполняет
скручивающие движения относительно верхней части, причем начало движения, в зависимости от специфики подвижности тренирующегося, может
быть абсолютно плавным, что значительно улучшает контроль движения позвоночника. Таким образом, движение осуществляется в двух направлениях.
Активизация круговых мышц грудной клетки/поясничного отдела достигается эксцентрическими и концентрированными движениями. Благодаря этому
становится возможным эффективная тренировка внутренних и наружных
участков мускулатуры пресса и мышц. Тренажер DAVID 120 является одной
из важнейших составляющих концепции DAVID.
[Рис. 3. Наклоны грудного/поясничного отдела позвоночника
]
124
Еще одно необходимое упражнение концепции DAVID – сгибание.
Механизм, фиксирующий тазовую часть корпуса, и выгнутая спинка тренажера полностью исключают возможность неверных движений, которые могли бы привести к нагрузке поясничного отдела позвоночника. Благодаря
большой амплитуде, которая может регулироваться, для активизации эластичных и сокращающихся элементов основных мышц, сгибания и разгибания укрепляются мышцы пресса. Упражнения на данном тренажере также
эффективно воздействуют на грудной отдел позвоночника. При помощи системы DAVID 130, благодаря достаточно сильному противодействию безопасно тренируется мускулатура пресса.
[Рис. 4. Растяжка шейного отдела/боковые (горизонтальные) наклоны]
Концепция DAVID помимо упражнений для грудного отдела позвоночника также включает в себя упражнения для шеи и затылочной области.
Распределение нагрузки осуществляется по тем же принципам, что и на других тренажерах DAVID. Поскольку противодействие, необходимое для разных целей тренировок, точно подобрано, риск перегрузки сведен к минимуму. Данная система предоставляет возможности анализа и тренировки: растяжение мышц шеи, сгибание мышц грудной клетки. Подвижность шейного
отдела позвоночника определяется при использовании "Измерительной системы F144" специального аппарата, которая подгоняется по диаметру или по
величине головы.
125
[Рис. 5. Боковые (горизонтальные) наклоны поясничного/грудного отдела
позвоночника]
Система DAVID 150 предназначена для определения общей подвижности поясничного и грудного отделов позвоночника, а также для анализа и
тренировки мышечной силы и/или локальных возможностей грудного и поясничного отдела позвоночника. Так же как и на тренажерах 110 и 130, в зависимости от положения сегментов позвоночника L 3/L 4, тестируемый или
тренирующийся располагается параллельно оси системы. Верхняя часть корпуса и плечевой пояс надежно зафиксированы. Как и на тренажере 120, движение осуществляется в двух направлениях, что позволяет активизировать
подвижные боковые мышцы груди/отделов поясницы посредством направленных движений в них.
ТРЕНИРОВОЧНЫЙ ПРОЦЕСС НА ТРЕНАЖЕРАХ DAVID
Целенаправленные упражнения для позвоночника разработаны в результате многолетней научно-исследовательской программы для оптимизации функционального состояния позвоночника. Эта восстановительная программа состоит из 12, 24 или 36 тренировок (1 – 2 тренировки в неделю).
Главная цель этих тренировок состоит в устранении мышечного дисбаланса. Тренировка способствует оптимизации функционального состояния
позвоночника, улучшая силу, работоспособность и эластичность мышц, поддерживающих позвоночник. Сбалансированное повышение работоспособности щадящего типа – правильный путь избежать повреждения двигательного
126
аппарата. Наращивая мышцы, вы создаете естественную защиту от травм.
Учитывая вашу способность выдерживать нагрузки и объем движения, мы
планируем для вас тренинг для выработки силы, выносливости, подвижности
и координации. В спокойной обстановке нашего комплекса вы быстро достигнете цели.
Следующая цель – предотвращение хронических болей, уменьшение
длительности приема медикаментов и сокращение врачебных и физиотерапевтических процедур. Результаты проведенного перед началом тренировки
биомеханического анализа, а также применение современных научных методов позволяют локализовать слабые места позвоночника и составить специальную восстановительную программу. При этом гарантируется индивидуальность занятий и оптимальное управление процессом тренировки. Основное содержание этой программы тренировок позвоночника составляет:
• прогрессирующая динамическая силовая тренировка мышц туловища, затылка и шеи по специально разработанной для этого системе тренировок;
• функциональная гимнастика для увеличения подвижности позвоночника;
• обучение правильной осанке и технике движений, щадящих позвоночник;
• обучение технике механического разгружения позвоночника и технике
расслабления групп мышц, поддерживающих позвоночник.
По окончании программы тренировок определяется функциональное
состояние позвоночника по научным методикам и документируется в рамках
окончательного анализа. Для участия в программе предлагаемых тренировок
действуют следующие показания и противопоказания.
Показания для тренировок на тренажерах DAVID: синдром позвоночника со значительной симптоматикой:
• при установленной грыже межпозвоночного диска (также послеоперационной) и значительных выступаниях вне острой стадии;
• при выявленных дегенеративных изменениях, при выявленных
спондилезах и спондилолистезах;
• при повреждении позвоночника, в рамках консервативного или по127
слеоперационного лечения;
• при рецидивирующих болях межпозвонковых дисков;
• при значительной ограниченности трудовой деятельности функциональные боли спины, также без выявленных дегенеративных изменений мышечная недостаточность позвоночника или дисбаланс и многое
другое.
Абсолютные противопоказания для занятий:
• свежие переломы (до 4 месяцев);
• операции на брюшной полости (до 4 месяцев);
• гинекологические операции (до 4 месяцев);
• острые диагнозы с показаниями к операции;
• разрывы швов;
• пороки развития позвоночника;
• сколиоз с развитием больше чем 30° по Коббу;
• тяжелые сердечные и сердечно-сосудистые заболевания с сердечной
недостаточностью;
• стенокардия;
• тяжелые заболевания сосудов;
• аневризма аорты, эмболия легочной артерии или ее ветвей;
• тромбоз крупных вен;
• церебральная ишемия;
• тяжелые воспалительные заболевания в остром состоянии, например, ревматоидный полиартрит;
• болезнь Бехтерева;
• тяжелый остеопороз с меньшей чем 80 % плотностью костей;
• острая грыжа межпозвонкового диска с болями в ноге, показания к
операции при раздражении нерва;
• прогрессирующая неврологическая симптоматика глаукомы;
• отслойка сетчатки;
128
• заразные болезни.
Устройство со съемным кронштейном
Устройство состоит из щита (1), закрепленного на стене рядом с кроватью.
Щит оснащен съемным кронштейном (2) в виде двух вертикально размещенных рамок, укрепленных на шарнирах (4), находящихся в щечках (5),
которые соединены между собой сверху перекладинами (3). Поперек рамок
вертикально натянуты четыре ряда резиновых амортизаторов (6).
В положении лежа можно подтягиваться на снаряде или висеть на нем,
ухватившись за верхние ребра рамок; в положении сидя можно частично отжиматься от нижних ребер рамок или растягивать амортизаторы в разные
стороны. Все эти физические упражнения не только укрепляют мышцы и
усиливают кровообращение, но и служат средством борьбы с пролежнями.
Устройство, устанавливаемое у стены
Если кровать инвалида расположена изголовьем к стене и по бокам от
нее достаточно свободного места, то желательно пользоваться предлагаемым
ниже устройством.
Устройство состоит из щита (1), закрепленного на стене, к которому
при помощи шарниров (2) прикреплены две вертикальные рамки (3) с горизонтальными перекладинами (4), расположенными внутри рамок. Поперек
129
рамок (3) вертикально натянуты резиновые амортизаторы (5). Выполняются
те же упражнения, как и на предыдущем устройстве.
Преимущество устройства заключается в том, что по мере надобности
инвалид сам поворачивает перекладины к постели и закрепляет их фиксирующими элементами (крючками или лямками), а по окончании занятий снова отодвигает рамки к стене, чтобы они не мешали.
Переносное устройство, устанавливаемое рядом с кроватью
Устройство состоит из двух П-образных опор (1), изготовленных из дерева или металла и закрепленных на горизонтальных деревянных площадках
(2). Между стойками опор натянуты ряды эластичных жгутов или лямок (3)
толщиной 30 – 40 мм, служащих подмышечниками.
Упражнения выполняются в положении сидя. На ночь снаряд отодвигается от постели.
130
Велотренажер для кровати доктора О. И. Коршунова
Такой велотренажер изготавливается на базе рамы обычного дорожного велосипеда. Он устанавливается на постели инвалида или травмированного больного с постельным режимом и предназначен для активизации двигательных функций ног на стадии реабилитации.
Работу по изготовлению прикроватного тренажера можно разделить на
несколько этапов. Сначала подобранный для изготовления тренажера велосипед нужно освободить от лишних частей – это колеса, руль, цепная передача, седло.
Затем нужно отпилить неиспользуемые части рамы (1) велосипеда –
эти части не заштрихованы. Все оставшиеся части рамы (1) необходимо очистить при помощи напильника и наждачной бумаги (шкурки) от заусениц и
шелушащейся краски – получилась основа станка (2) велотренажера. Теперь
к трубе (3) станка (2)для установки нижней части велотренажера на горизонтальной части кровати инвалида нужно прикрепить опорную планку (4). Это
может быть металлический (железо, дюралюминий) уголок 35x35 или 40x40
длиной 400 мм. Причем уголок можно прикрепить при помощи болтов с гайками – для этого в трубе (3) станка (2) нужно сделать вырез – щель и просверлить отверстия для болтов. Концы опорного уголка – планки (4) нужно
обработать напильником. Использование такого уголка удобно и для разборки станка (2) велоэргометра, и для его хранения.
131
В качестве опоры (4) можно также использовать кусок круглой или
квадратной металлической трубы, которую прочно приваривают при помощи
электро- или газосварки к торцу трубы (3) станка (2). На концы трубы-опоры
нужно надеть резиновые предохранители или сделать деревянные вставки.
Для опоры и закрепления верхней части – станка (2) велотренажера на
спинке кровати инвалида на концах труб вилки (5) нужно укрепить два крюка (6). Крюки (6) изготавливаются из металлической (железной или стальной)
полосы толщиной 2,5 – 4 мм. Полосы изгибаются и привариваются (электроили газосваркой) к концам вилки (5). Можно сделать крюки (6) из сплющенной металлической трубки, а их незагнутые концы вставить внутрь трубок
вилки (5) и закрепить болтами с гайками, просверлив предварительно для
болтов соответствующие отверстия.
132
Теперь осталось сделать еще одну важную часть велотренажера – тормозящее устройство (7). Для этого из листа металла (железо, сталь) толщиной 3 – 4 мм нужно изготовить пластину (7), которая своими концами будет
закрепляться на трубах станка велоэргометра. В центральной части пластины
нужно приварить (или закрепить другим способом) гайку (или кубик) (8) с
резьбой для ввинчивания тормозящего болта (9) (диаметром 6 – 8 мм). Во
втулке (10) оси шатунов также нужно сделать отверстие под конец тормозящего болта – путем упора этого болта в ось создается нагрузочное сопротивление при вращении шатунов с педалями. Для удобства опоры ног на педалях
(11) закрепляются деревянные или металлические платформы (12) с пяточными упорами и крепящими ремешками (лентами) со шнурками или застежками, например, типа «велькро» («липучки»). Для выполнения упражнений
велотренажер устанавливается на кровати инвалида, как показано на рисунке, при этом трубки вилки (5) закрепляются при помощи крюков (6) на спинке кровати, опорная планка (4) на его постели, а при помощи тормозящего
болта (9) устанавливается необходимая нагрузка.
133
Доктор О. И. Коршунов придумал и использует свой кроватный велотренажер для взрослых инвалидов, но подобную конструкцию можно сделать
и для инвалидов-детей.
Примечание. Обязательно, перед тем как начать динамические занятия
на велотренажере, посоветуйтесь со специалистом по лечебной физкультуре
или вашим лечащим врачом. Определите с ними время продолжительности
занятий и общую нагрузку.
Тренажер для игры с мячом в постели
Люди всегда остаются людьми и испытывают потребность в положительных эмоциях, приятных переживаниях, которые часто дают нам разнообразные игры. Однако инвалиды, постоянно находящиеся в постели, не могут
участвовать в подвижных играх, например с мячом. Предлагаем несколько
тренажеров для игр с мячом, которые для таких инвалидов можно сделать из
подручных материалов.
Тренажер представляет собой подвешенный к потолку на кольцах (1) и
эластичном жгуте (2) небольшой детский мячик (3) и ударник-
ловушку (4) (ею может быть легкое пластмассовое игрушечное ведро), подвешенную к потолку на шнуре (5), внизу ведра имеется привод в виде другого шнура (6) с рукояткой (7).
134
Раскачав ударник и развернув его дном к мячику, ударяют по нему, от
чего на эластичном жгуте мячик не только раскачивается, но и подпрыгивает.
Развернув ударник полостью к мячику, стараются загнать его внутрь ведра.
Тренажер с двумя мячами
В упрощенном варианте тренажера с мячом ударником является второй
мяч (1), а рукоятка (2) расположена на эластичном жгуте горизонтально. Это
позволяет управлять ударником обеими руками.
Тренажер с ракеткой-1
Тренажер предназначен для игры с мячом культями плеча, предплечья
или голени. Он состоит из подвешенного на кольце (1) к потолку на эластичном шнуре (2) мячика (3), ракетки (4), соединенной осью (5) с поворотной
стойкой (6), закрепленной на потолке при помощи втулки (7), и привода, состоящего из шнура (8) и рукоятки (9) в виде конусообразной пластмассовой
баночки.
Инвалид, вставив культю руки или ноги в баночку, выполняет быстрые
надавливания на шнур. Это позволяет ударять ракеткой снизу по мячу и тренировать мышцы конечности за счет вертикальных движений.
135
Тренажер с ракеткой
Вариант, в котором площадка ракетки (1) расположена вертикально, а
рукоятка состоит из эластичной манжеты (2). С помощью такого тренажера
можно наносить по мячу боковые удары, а также тренировать мышцы конечности за счет горизонтальных движений.
Тренажеры для развития гибкости пальцев рук
Тренажер «Большое кольцо»
Во время упражнений на этом тренажере предусматривается максимальное сгибание всех пальцев руки. При этом каждый палец работает против нагрузки, заданной соответствующей пружиной.
Устройство содержит кольцевой каркас, согнутый из металлической
полосы или, лучше, из подобранного готового металлического полого труб136
чатого кольца, металлических витых цилиндрических пружин растяжения,
петель для четырех пальцев, захвата (2) для большого пальца и резиновой полоски (10).
Захват (2), предназначенный для большого пальца руки, представляет
собой удлиненную полоску эластичного материала, сложенную вдвое и сшитую вместе в удаленных точках.
В образовавшееся пространство между сгибами материала вставляется
большой палец. Этот захват прикреплен своими концами к витым пружинам
(3) и (4), которые соединены с каркасом (1) вдоль круговой дуги.
Петли (5), (6), (7), (8) предназначены для остальных четырех пальцев
руки. Они одинаковы по конструкции и представляют собой полоски эластичного материала, например мягкой кожи, сшитые в виде петель. Эти петли через резиновую полоску (10) соединены с пружинами (11) – (16), а наружные концы этих пружин соединены с кольцевым каркасом (1).
При тренировке пальцы руки медленно сводятся вместе в кулак, преодолевая напряжение винтовых пружин, и после этого так же медленно разводятся. С помощью этого упражнения добиваются гибкости, прироста силы
и выносливости мышц пальцев рук.
Тренажер «Малое кольцо»
Простое тренажерное приспособление можно быстро сделать из резинового кольца.
Для этого возьмите резиновое кольцо, отрезанное от велосипедной камеры, отслужившей свой срок. Оно может стать эспандером для тренировки
137
мышц – разгибателей пальцев. Чем кольцо, отрезанное от камеры, шире, тем
больше нагрузка на мышцы при выполнении упражнения.
Маятниковый тренажер
Тренажер предназначен для реабилитационных упражнений, развивающих сгибатели и разгибатели бедра, а также подошвенных сгибателей
стопы. Такой маятниковый тренажер для силовых - «толчковых» упражнений
может быть использован и в составе «стадиона в дверях».
Конструкция тренажера проста и представляет собой груз (1), подвешенный при помощи тросика (2) на крюке (3), ввернутом в верхнюю часть
рамы дверного проема, или укрепленный на верхней гимнастической перекладине (4) «стадиона в дверях» или на кронштейне.
В качестве толкаемого груза можно использовать мешочки или при
слабых ногах даже полиэтиленовые бутылки с песком или металлической
стружкой.
В качестве силового маятникового (и толкаемого) груза можно использовать покрышку от спортивного мяча, внутри которого помещен бре-
138
зентовый мешок, полностью или частично заполненный песком, весом 2, 3,
5 кг или более.
Реабилитационные упражнения заключаются в отталкивании висячего
груза при маятникообразном движении. Упражнения выполняются лежа на
спине, на коврике или матрасе (5), одновременно двумя ногами, одной ногой,
обеими ногами по очереди. Причем упражнения можно выполнять в определенном ритме под удары метронома.
Тренажер для пассивных движений ног
Тренажер изготовляется из изогнутых, как показано на рисунке, металлических труб.
Конструкция включает в себя два полукруглых основания (1), соединенных между собой на одном из торцов рукояткой (2) для захвата кистями
рук, а на другом – дугообразными опорами (3) для ног. Опоры (3) для мягкости покрыты полосой (4) эластичного материала (это может быть губчатая
резина или поролон).
Лежа на полу и повернув тренажер к ногам, инвалид может самостоятельно положить их в опоры, а затем, раскачивая полукруглое основание за
рукоятки, то сгибать ноги, то выпрямлять их.
139
Такой тренажер с учетом габаритов занимающегося может изготовить
любой сварщик, используя трубы сечением 35 – 40 мм.
Тренажеры-катки
Эти известные в различных конструкторских решениях простые тренажеры называются также «гимнастические ролики». Они позволяют людям
с нарушениями опорно-двигательного аппарата выполнять различные упражнения (порядка двадцати), катая ролик по полу (руками или ногами) или
по стене (руками) при различных положениях тела, а также с опорой на каток. Занятия с гимнастическим роликом способствуют развитию и укреплению мышц плечевого пояса, спины, брюшного пресса, улучшают осанку, позволяют избавиться от излишних жировых отложений, особенно в области
живота.
Тренажер «Каток» с одним роликом
Он состоит из четырех частей: колеса-ролика (1), оси (2) и двух рукояток (3). Колесо-ролик изготавливать самостоятельно нецелесообразно. Лучше всего использовать готовое пластмассовое или металлическое колесо, например, от хозяйственной сумки-коляски, от старых игрушек, самоката или
детской коляски. Наружный диаметр колеса – 160 мм, но годятся колеса и
диаметром 120 – 200 мм. Обычно в центре колеса имеется отверстие для оси.
Ось длиною 250 – 300 мм можно изготовить из металлических прутка
или трубки, части лыжной палки, сделать из крепкого дерева. Ось должна
свободно входить (но без люфта) в отверстие колеса.
На концах оси укрепляются (при помощи клея или на заклепках)
140
две рукоятки. Они могут быть сделаны из ручек лыжных палок, рукояток велосипеда или деревянных палок толщиной (диаметром) 25 – 30 мм в зависимости от величины ладони или ширины стоп ног.
Тренажер «Каток» с двумя роликами
Этот вариант тренажера более устойчив, так как имеет два элемента
опоры. Предназначен для занятий инвалидов с ослабленными/нарушенными
функциями мышц.
Изготовляется он подобно предыдущей конструкции, но на оси укрепляются два колеса-ролика. При этом длину оси можно оставить такой же или
увеличить до ширины плеч.
С оздоровительной и общеподготовительной целью рекомендуются
ежедневные 15 – 20-минутные занятия с гимнастическими роликами, начиная с дошкольного возраста. Продолжительность занятий, количество и темп
выполнения упражнений дозируются по самочувствию. Примеры упражнений с гимнастическим роликом показаны на рисунке ниже.
Примечание. Занятия с этими снарядами противопоказаны людям,
страдающим болями в области позвоночника, сердечными заболеваниями,
гипертонией. При появлении болей в позвоночнике рекомендуется временно
прекратить занятия с гимнастическим роликом и обратиться за советом к
врачу.
141
Внешние силовые добавки для физических нагрузок инвалидов
Такие силовые утяжеляющие конструкции можно уверенно отнести к
группе тренажерных устройств.
Известно, что при выполнении физических упражнений нервно-мышечным аппаратом человека приводятся в движение звенья тела в соответствии с технической структурой заданного упражнения. Для ряда мышц и
групп мышц – это сгибательные и разгибательные пространственные перемещения.
Если же на активно участвующие в движении звенья тела в местах локализации их центров масс закрепить силовые (грузовые) добавки, то при последующих выполнениях того же физического упражнения с прежними техническими показателями развиваются большие усилия, превышающие предыдущие.
В случае многократного повторения упражнения происходит развитие
скоростно-силовых качеств мышц, и в дальнейшем уже без применения отягощающих устройств в естественных условиях действует стереотип выполнения упражнений.
В практике адаптивной физической культуры и спорта для разработки
мышечной системы инвалидов и при оздоровительных занятиях, например
ОФП, используются различные методы и технические средства генергравитации.
Специалистами по адаптивной физической культуре внешние силовые
добавки используются при проведении занятий с инвалидами путем направленной силовой и координационной локальной нагрузки для определенных
мышечных групп и костного аппарата. При этом используются разнообразные конструкции утяжелителей.
Утяжеляющие манжеты
Такие тренирующие приспособления, выполненные в виде утяжеляющих манжет или поясов, используются для повышения нагрузки при исполнении ряда физических упражнений, входящих в комплекс общей физиче142
ской подготовки (ОФП), или атлетических занятий для развития и укрепления скелетно-мышечного аппарата человека, чаще всего мышц и связок рук и
ног. Но особенно успешно утяжелители могут быть применены людьми с
различными поражениями конечностей, инвалидами-ампутантами для создания компенсирующей нагрузки на действующие группы мышц, а в ряде случаев – для предотвращения артритов и других специфических заболеваний.
Если для ОФП можно использовать утяжеляющие манжеты, иногда
продающиеся в магазинах, то для инвалидов необходимо изготовлять индивидуальные утяжелители. Их размеры и форма зависят от вида пораженной конечности, поэтому перед их изготовлением необходимо посоветоваться с лечащим врачом.
Изготовить утяжелители самим несложно. Обычно для реабилитационных целей используются утяжелители с вертикальными или горизонтальными гнездами-ячейками для засыпного материала. В готовом виде утяжелитель напоминает мягкий патронташ с лентами или ремешками с пряжками
для закрепления на пораженной конечности. При этом гнезда-ячейки заполняются утяжеляющими металлическими пластинами или сыпучим материалом – дробью или чистым речным песком. В последних случаях гнездаячейки зашиваются с двух сторон.
Работу по изготовлению утяжелителей следует начать с подбора материалов. Внутренняя часть, прилегающая к телу, должна быть изготовлена из
фланели, байки.
Рабочая часть с гнездами-ячейками изготовляется из плотной, но не
толстой технической ткани, например, палаточного полотна, брезента и т. п.
Наружный слой ткани будет выполнять декоративные функции.
143
Также следует заранее решить, какого вида и из какого материала будет выполняться закрепляющая часть. Возможны различные варианты –
можно использовать тесемки, мягкие ремешки с различными пряжками, ленты-липучки, ленты-завязки и др.
Таким образом, «пакет» утяжелителя при прошивке состоит из следующих слоев: мягкий материал (ткань) – слой, обращенный к телу человека;
пластиковая прокладка (чтобы пот не проникал в следующий слой); техническая ткань – первый слой; техническая ткань – второй слой; декоративный
материал; закрепляющие (завязывающиеся) ленты.
Сначала поперек сшиваются два слоя технической ткани – первый слой
гладкий, а второй образует гнезда-ячейки; чтобы ячейки были одинаковыми,
следует применять шаблон. Для этой цели можно использовать шаблон толщиной 10 – 20 мм, сделанный из деревянного бруска. Затем делается нижний
продольный шов, закрывающий нижние отверстия ячеек.
Если в качестве утяжеляющего применен сыпучий материал, то ячейки
заполняются, и делается верхний продольный шов. После чего, также продольными швами, пришивается внутренний слой (мягкий материал). С боков
вставляются концы крепящих лент и закрепляются двойными поперечными
швами.
Подобным образом сшивается утяжелитель с горизонтальным расположением ячеек, только ячейки образуются продольными швами.
Можно декоративный слой не пришивать, а сделать «чехол-рукав», в
который вкладывается готовый утяжелитель. Такой чехол удобно стирать.
Если ампутированы обе ноги
Плавание инвалидов после ампутации нижних конечностей имеет ряд
важных особенностей, обусловленных уменьшением массы тела. Известно,
что после ампутации происходит смещение общего центра массы тела в прямой зависимости от уровня ампутационного дефекта.
В Санкт-Петербурге в НИИ протезирования им. Альбрехта С. Ф. Курдыбайло и В. Г. Богатых проведены исследования, и установлено, что у ин144
валидов после ампутации обеих нижних конечностей при погружении в воду
(при статическом положении и задержке дыхания на вдохе) голова и плечевой пояс оказываются погруженными в воду, а область таза и культи конечностей находятся выше уровня воды, угол атаки при этом приобретает отрицательное значение.
Такое положение значительно нарушает так называемую гидропланирующую позу, а для поддержания горизонтального положения и принятия
положительного угла атаки при плавании необходима интенсивная работа
руками.
Учитывая отсутствие нижних конечностей, продвижение вперед обеспечивается только за счет верхних конечностей, при этом движения руками
производятся быстро, низко над водой. Вместе с этим возникает гиперлордоз
позвоночника, носящий компенсаторный характер. В целом эти особенности
способствуют увеличению лобового сопротивления, снижается скорость
движения, быстро развивается утомление мышц верхних конечностей.
Для коррекции положения инвалида в воде разработаны специальные
вспомогательные плавательные средства в виде утяжеляющего пояса и жилета.
Утяжеляющий пояс выполнен из водостойкой ткани с циркулярно
расположенными секциями для грузов, масса которых составляет 50 – 100 г,
что позволяет за счет изменения их количества и заполнения различных секций регулировать положение тела инвалида в воде в зависимости от уровня
ампутации. Учитывая индивидуальные особенности ампутации инвалидов, в
145
качестве аналогов при подборе вида утяжеляющего пояса можно использовать конструкции, рассмотренные выше, заменив в карманах-секциях легкий
наполнитель на утяжеляющие вкладыши.
Пояс надежно фиксируется на талии и не препятствует движениям при
плавании. Использование пояса обеспечивает горизонтальное или близкое к
горизонтальному положение тела, снижает явления гиперлордоза, способствуя тем самым снижению напряжения мышц спины и верхних конечностей.
Плавательный жилет может быть изготовлен из пенополиэтилена, а в
качестве аналога использована конструкция плавательного жилета, описанная ранее.
При этом вкладывающиеся пластины из полиэтилена располагаются на
грудной поверхности. Фиксируется плавательный жилет на грудной клетке с
помощью застежки (ленты) «велькро».
Применение жилета обеспечивает удержание плечевого пояса и головы
над водой, уменьшает избыточные колебательные движения туловища относительно продольной оси тела, способствует улучшению координации движений. Инвалиды, особенно не владеющие навыками плавания, более уверенно чувствуют себя на воде.
В целом использование предложенных вспомогательных плавательных
средств у инвалидов с высокими двусторонними дефектами нижних конечностей способствует удержанию горизонтального положения тела, уменьшению компенсаторных движений и улучшению общей координации движений.
Универсальный тренажер Ю. Л. Юлина
Этот тренажер также известен под названием «Семейный». Тренажер
может быть использован для профилактики и лечения заболеваний и травм
опорно-двигательного аппарата, сердечно-сосудистой и периферической
нервной системы, а также для общей физической подготовки занимающихся
физкультурой в любом возрасте.
146
На тренажере выполняется более 200 различных упражнений из положения лежа, сидя, стоя.
Тренажер состоит из основания (1) с параллельными опорами (2), связанными между собой осью с насечками (3), несущей шарнирные четырехзвенники (4), установленными одними из шарниров на горизонтальной оси, а
противоположные этим шарнирам одни из сторон (5) четырехзвенников выполнены как одно целое с П-образной рамой (6) с перекладиной (ручкой) (7)
и рукояткой (средней) (8), а смежные с ними стороны (9) выполнены за одно
целое с другой П-образной рамой (10), несущей неподвижную рукоятку
(нижнюю) (11) и подвижную рукоятку (12), и грузовые валики (13), установленные на осях (14) с возможностью замены, на горизонтальной оси установлен фрикционный тормоз (15). Для обеспечения безопасности работы на тренажере имеется страховочная колодка (16).
Размеры тренажера 800x800 мм, высота до горизонтальной оси 900 мм,
до перекладины верхней рамы 1650 мм.
Тренажер «Спортивные качели»
Тренажер применяется для профилактики и лечения таких заболеваний,
как остеохондроз, сколиоз, плоскостопие, детский церебральный паралич,
плексит, артроз, бронхит, гипертония, болезней желудочно-кишечного тракта.
147
Он может использоваться и для общей физической, профессиональноприкладной подготовки, повышения спортивного мастерства по многим видам спорта (лыжи, биатлон, легкая атлетика, плавание, штанга, прыжки на
лыжах с трамплина, борьба, гимнастика и т. д.). На тренажере выполняется
более 100 различных упражнений.
Детский тренажер «Спортивные качели»
Используется для формирования осанки у детей дошкольного и школьного возраста.
Тренажер применяется для профилактики и лечения таких заболеваний,
как остеохондроз, сколиоз, плоскостопие, детский церебральный паралич,
плексит, бронхит, энурез и др.
Тренажер состоит из оснований-опор 91) и шарнирно смонтированной
между ними на горизонтальной оси с насечками (2) рамы (3) с грузами (4), по
одну сторону оси – верхняя рукоятка хвата (перекладина) (5) и нижняя рукоятка хвата (6), по другую – средняя рукоятка хвата (7). Все ручки хвата связаны с горизонтальной осью через шарнирные четырехзвенники (8), все грузы связаны между собой грузовой планкой (9), на оси (2) установлен фрикционный тормоз (10), на верхней перекладине (5) смонтированы поручни
для хвата (11).
148
Размеры тренажера: по основанию-опоре – 700x500 мм, высота до горизонтальной оси – 600 мм, до перекладины верхней рамы – 1400 мм.
Обозначение сторон: А – легкая сторона тренажера, Б – тяжелая сторона тренажера.
На тренажере выполняется более 200 различных физических упражнений. Благодаря универсальности на тренажере можно не только выполнять
упражнения различной сложности, но и проводить соревнования. Принцип
работы – качание.
«Устройство для тренировки Юлина»
Тренажер предназначен для профилактики и лечения заболеваний
опорно-двигательного аппарата, сердечно-сосудистой системы,
149
совершенствования вестибулярного аппарата, для лечения детского церебрального паралича, плекситов, остеохондроза и многих других болезней, для
восстановления после перенесенного инсульта.
150
Список используемой литературы
1. Литош
Н. Л.
Адаптивная
физическая
культура.
Психолого-
педагогическая характеристика детей с нарушениями в развитии:
Учебное пособие. – М.: СпортАкадемПресс, 2002. – С. 100-101.
2. Верхало Ю. Н. Тренажеры и устройства для восстановления здоровья и
рекреации инвалидов. – М.: Советский спорт, 2004.
3. Частные методики адаптивной физической культуры: Уч.пос./ Под ред.
Л. В. Шапковой. – М., 2003. – С 415-425.
4. Биомеханический тренажер Агашина.
5. Курлыбайло С. Ф., Евсеев С. П., Герасимова Г. В. Врачебный контроль
в адаптивной физической культуре: Учебное пособие / Под ред. д. м. н.
С. Ф. Курдыбайло. – М.: Советский спорт, 2004.
6. Физическая реабилитация для детей с нарушениями функций опорнодвигательного аппарата / Под ред. Н. А. Гросс. – М.: Советский спорт,
2000. – 224 с.
7. Теория и методика фитнес-тренировки / Под ред. Калашникова Д. Г. –
Изд-во ООО «Франтера», 2003.
8. Евсеев
С. П.,
Курдыбайло
С. Ф.,
Сусляев
В. Г.
Материально-
техническое обеспечение адаптивной физической культуры: Учебное
пособие // Под ред. проф. С. П. Евсеева. – М.: Советский спорт, 2000. –
152 с.
9. Беляев В. И. Травма спинного мозга. – М.: «ВЛАДМО», 2001.
10. Руководство по реабилитации больных с двигательными нарушениями: том 1 / Под ред. Беловой А. Н., Шепетовой О. Н. – М., 1998. – 224с.
11. Курдыбайло С. Ф. Морфофункциональное обоснование двигательных
возможностей инвалидов после ампутации конечностей как основа медико-социальной реабилитации: Дис. … докт. мед. наук. – СПб., 1993.
– 431 с.
151