Детский церебральный (центральный) паралич (ДЦП)
Характерен спазм мышц конечностей, нарушение двигательной и чувствительной функций, появление контрактур (обычно сгибательно-приводящего типа) и др. Отмечается также повышение сухожильных рефлексов, появление патологических рефлексов, повышение мышечного тонуса (гипертонус отдельных мышц), понижение мышечной силы и работоспособности, нарушение координации движений, акта стояния и ходьбы, наличие непроизвольных движений, синкинезий и т. п.
В зависимости от распространенности патологического процесса различают: монопарез — поражение одной конечности, гемипарез — нарушение функции одноименных верхней и нижней конечностей, парапарез — нарушение функции нижних конечностей, трипарез — поражение 3-х конечностей, тетрапарез — нарушение двигательных функций всех 4-х конечностей. Обычно у больных обе нижние конечности ротированы внутрь и приведены, в коленных суставах сгибательные контрактуры, стопы эквино-варусные или плоско-вальгусные и т. п.
Биомеханические нарушения локомоций связаны с гипертонусом мышц, нарушениями координации движений, контрактурами в суставах нижних конечностей и др. У больных изменена биомеханическая структура ходьбы — генез этих нарушений связан с поражением центральной нервной системы (ЦНС).
При исследовании механики ходьбы выявлены существенные нарушения, и в основном во временных показателях (сокращение периода переноса, увеличение фазы опоры на носок и уменьшение фаз опоры на всю стопу), редукция угловых перемещений, скоростей и ускорений, уменьшение, а иногда и стертость максимумов на динамограммах.
Особенностями ходьбы являются также наличие постоянного начального угла в суставах (из-за гипертонуса мышц, контрактур), выраженные колебания туловища относительно разных плоскостей.
При спастическом гемипарезе выявлена асимметрия стояния и ходьбы. Наличие укорочения нижних конечностей за счет контрактур и спастики мышц ведет к перекосу таза и развитию сколиоза (см. рис. 16.1; 18.56).
У больных с ДЦП нарушены позы стояния, это связано с изменением общего центра тяжести (ОЦТ). В связи с изменением проекции ОЦТ нагрузка на каждую ногу при удобной стойке несимметрична. Особенно ОЦТ меняется при ходьбе, беге и других локомоциях. Неустойчивость походки связаны с выходом (изменением) за пределы границы нормы ОЦТ.
В пробе Ромберга выявляется устойчивость больного, она, как правило, низкая, а после физических нагрузок (после тренировок) она снижается еще в большей степени по сравнению со здоровыми людьми. Сохранение вертикального положения связано с проприорецепцией, которая у больных с ДЦП нарушена.
У больных с ДЦП выявлены нарушения биомеханической структуры ходьбы и особенно бега, где имеет место спазм мускулатуры и падения больного.
По данным ЭМГ мышц нижних конечностей, активность мышц у больных с ДЦП значительно превышает активность мышц у здоровых людей.
В большей степени повышение тонуса мышц наблюдается у больных с ДЦП в игровых видах спорта (футбол, баскетбол, ручной мяч и др.), в легкой атлетике (бег, прыжки и др.), и в меньшей степени — в плавании.
Сирингомиелия
В основе заболевания лежит дефект развития центрального канала спинного мозга, глиоз серого вещества с образованием полостей, которые могут распространяться как по поперечнику, так и по всей длине спинного мозга (рис. 18.51). Преимущественная локализация процесса — шейный и грудной отделы спинного мозга. Симптоматика: боли, парестезии в руках, в грудной области; в дальнейшем появляется выпадение болевой и температурной чувствительности при сохранении глубокой и тактильной (поражение задних рогов и передней спайки); цианоз, сухость кожи, деформация суставов и другие симптомы.
Важным симптомом являются атрофические параличи мышц дистальных отделов руки (поражение передних рогов).
Отмечено нарушение движений верхней (пораженной) конечности. Снижается мышечная сила, тонус мышц, амплитуда движений, координация движений во время ходьбы и др. В связи с этим наблюдается нарушение осанки (смещение надплечья). Смещение надплечья особенно выражено при выполнении физических упражнений, а при возникновении утомления (переутомления) это выражено в большей степени.
В связи с вялым параличом верхней конечности нарушается структура ходьбы, координация движений, особенно в плавании, играх (волейбол и др.).
При занятиях физкультурой, лечебной гимнастикой и спортом, необходимо учитывать кинематику локомоций у больного.
Наиболее часто для тренировки используют симметричные упражнения для верхних конечностей (упражнения с гимнастической палкой, у гимнастической стенки и др.), а также тренировки на третбане, велоэргометре, в бассейне и др.
рис. 18.51. Сирингомиелия. Поражение спинного мозга
Ампутация конечности
(конечностей)
Ампутацией называют усечение конечности на протяжении кости (костей). При ампутации конечности для восстановления функции опоры и движения осуществляется протезирование. Параметры протеза (аппарата) должны отвечать биомеханическим характеристикам. Восстановление функции опоры и движения предполагает ходьбу.
С позиции биомеханики существуют общие закономерности, отличающие норму ОДА от патологии. Так, при ампутации конечности (конечностей) перемещается (смещается) общий центр масс (ОЦМ) человека (см. рис. 5.5, рис. 17.48).
Знание основ биомеханики необходимо тренеру (методисту ЛФК) при проведении тренировок с инвалидами-ампутантами, занятиях ЛФК, обучении ходьбе.
Протезирование конечностей
Ходьба на протезе отличается заметной асимметрией изменения межзвенных углов сохранившейся и протезированной конечностей.
При ходьбе у человека возникают силовые факторы, называемые главным вектором и главным моментом сил реакции опоры. Типичные графики вертикальной и продольной составляющих главного вектора опорной реакции при ходьбе в произвольном темпе в норме представлены на рис. 15.18. Для графика вертикальной составляющей главного вектора опорной реакции характерно наличие вершин, соответствующих переднему (опора на пятку) и заднему (отталкивание передним отделом стопы) толчкам. Амплитуда этих вершин превышает массу человека и достигает 1,1— 1,25Р (Р — масса человека). Продольная составляющая тоже имеет две вершины разных знаков: первая, соответствующая переднему толчку, направлена вперед; вторая, соответствующая заднему толчку, направлена назад. Максимум продольной составляющей главного вектора опорной реакции достигает 0,25Р.
Еще одна составляющая главного вектора опорной реакции — поперечная. Она возникает при переступании с одной ноги на другую, и ее максимум достигает 8—10% массы человека. При ходьбе на протезе также характерна заметная асимметрия между опорными реакциями сохранившейся и протезированной конечностей.
Так, при односторонней ампутации голени на 20—25% увеличивается амплитуда угла в ТБС сохранившейся и протезированной конечностей, а при односторонней ампутации бедра возрастает амплитуда этого угла только на протезированной конечности. Межзвенный угол в коленном шарнире (КШ) протезированной конечности в интервале опоры равен нулю, так как отсутствует характерное для нормы подгибание в коленном суставе в начальный момент переднего толчка (рис. 18.52).
Асимметрия ходьбы на протезе проявляется в аритмии шагов: опорный период на протез меньше опорного периода на здоровую ногу. Для количественной оценки этой аритмии вводится коэффициент ритмичности, равный отношению продолжительности опорных периодов протезированной и здоровой конечностей.
Энерготраты при ходьбе в норме и на протезах. Ампутация части нижней конечности резко меняет распределение энерготрат на мышцы здоровой и протезированной конечностей. Усечение одной конечности на уровне голени приводит к потере ее мышечных энергоресурсов на 60—66 %, а на уровне бедра — на 70—85 %. В связи с этим оставшиеся мышцы сохранившейся конечности и культи работают в режиме компенсаторных перегрузок. Расчеты показывают что инвалид, преодолевающий в день расстояние в 5 км, из-за перегрузок нуждается в восполнении энергии, равной 18—20 МДж (при ходьбе в норме в тех же условиях — 5 МДж). Таким образом, одна лишь ходьба переводит инвалидов в категорию лиц, занятых тяжелым физическим трудом.
Рис. 18.52.График изменения межзвенного угла в коленном шарнире при ходьбе на протезе бедра (по А.П. Кужекину и соавт., 1984)
На рис. 18.53 показана траектория перемещения ОЦМ тела человека при ходьбе в норме и на протезе бедра в проекции на фронтальную плоскость.
Рис. 18.53.Траектория ОЦМ человека при ходьбе в норме и на протезе бедра (по А.П. Кужекину и соавт., 1984)
При опоре на сохранившуюся конечность почти вдвое увеличивается вертикальная компонента — подъем ОЦМ вверх, а при опоре на протезированную конечность более чем вдвое увеличивается поперечное перемещение ОЦМ, появляется хромота.
Слепые (незрячие) и слабовидящие
В развитии двигательных функций, координации движений и формировании активной реакции большое значение имеет мышечно-суставное чувство. У незрячих и слабовидящих оно нарушено из-за того, что страдает зрительный анализатор.
У них изменена походка в связи с отсутствием зрительного анализатора. Так, при тестировании незрячих спортсменов выявляется нарушение координации движений, существенные нарушения
выявляются и во время ходьбы: уменьшается длина шага, отсутствует ритмичность движений нижних конечностей, возрастает степень (фаза) опоры на всю ступню и др.
Тренировки незрячих спортсменов направлены на развитие различных видов чувствительности: мышечно-суставной, тактильной, температурной и др.
Для повышения функционального состояния незрячих спортсменов используются тренировки на велоэргометре, третбане (с фиксирующим поясом), в бассейне (с резиновыми поясами-амортизаторами со звуковым сигналом), тренажерах и т. п. с учетом биомеханики.
Сколиоз с позиции биомеханики
Воздействие физических нагрузок на позвоночник приводит к повышению давления на вогнутой стороне позвоночника, которое вначале амортизируется эластичностью межпозвонковых дисков. По мере развития сколиоза, желатиновое ядро диска перемещается в выпуклую сторону, а фиброзное кольцо выпячивается в вогнутую сторону и способствует образованию клювовидных выростов на теле позвонков.
Межпозвонковый диск подвергается дистрофическим изменениям, теряются его амортизирующие свойства. Длительная (усиленная) физическая нагрузка ведет к компрессии позвонков на вогнутой стороне с задержкой их роста, а менее нагруженные отделы диафизарного хряща позвонков на выпуклой стороне продолжают свой рост. Благодаря этому формируются клиновидная форма позвонков с вершиной на вогнутой стороне деформации позвоночника, боковое искривление его и торсия. В связи с торсией позвоночника вокруг вертикальной оси вершина клина расположена по диагонали позвонка, несколько кзади. Деформируются также дужки, остистые, поперечные и суставные отростки позвонков; связочный и мышечный аппарат на выпуклой стороне растягивается, на вогнутой контрагируется, образуются мышечные валики. Эти изменения формы позвонков сопровождаются смещением их в выпуклую сторону, что является также элементом торсии.
Ребра на выпуклой стороне искривления позвоночника в результате торсии деформируются с образованием так называемого заднего реберного горба с расширенными межреберными промежутками.
Таким образом, сколиоз представляет собой сложную деформацию позвоночника в трех плоскостях: фронтальной, сагиттальной и горизонтальной (см. рис. 16.1; 16.24).
Изменения во фронтальной плоскости характеризуется боковыми искривлениями позвоночника, в сагиттальной плоскости — развитием усиленного поясничного лордоза и грудного кифоза, а в горизонтальной плоскости — торсией позвоночника.
По форме сколиоз может быть с одной дугой искривления влево или вправо, S-образный — с двумя, реже — с тремя дугами и тотальный S-образный (см. рис. 16.24).
Для учета течения сколиоза и результатов лечения необходимо клиническое обследование больного; при этом определяются разная высота надплечий, асимметрия расположения лопаток, отклонение остистых отростков от средней линии, наличие торсии по реберному горбу и мышечному валику; важна проверка подвижности позвоночника, стабильность деформации при потягивании за голову. В положении больного стоя выясняют косое стояние таза, наличие лордоза поясничного отдела позвоночника; в положении больного лежа на спине исследуют состояние мышц живота, лежа на животе — состояние мышц спины. Важно определить возможность коррекции деформации позвоночника.
Рис. 18.54.Аппарат Шультеса для измерения торсии позвоночника (за счет выступления реберного горба)
Ротация позвонков определяется по отклонению остистых отростков, асимметрия дужек — на рентгенограммах в фас.
Величину реберного горба измеряют при наклоне туловища вперед и вниз прибором Шультеса (рис. 18.54).
С помощью прибора гониометра Гамбурцева (в модификации Г.Л. Бесядовской) исследуют деформацию позвоночника в трех плоскостях: фронтальной, сагиттальной и горизонтальной.
При этом определяется: 1 — положение надплечий во фронтальной плоскости; 2 — положение таза во фронтальной плоскости; 3 — глубина дуги сколиоза; 4 — величина девиации (угловое смещение С7 от базовой линии во фронтальной плоскости); 5 — величина ротации (угол между линиями надплечий и таза в проекции на горизонтальную плоскость); 6 — вершина угла ротации (точка пересечения линий надплечий и таза) и проекции на горизонтальную плоскость; 7 — положение Tj и отклонение его от базовой (вертикальной) линии в сагиттальной плоскости; 8 — глубина дуги кифоза в сагиттальной плоскости; 9 — глубина дуги лордоза в сагиттальной плоскости (см. рис. 16.29).
Кроме того, искривление позвоночника можно определить с помощью отвеса (см. рис. 16.24), опущенного от остистого отростка VII шейного позвонка.
Общая подвижность позвоночника при ротации составляет 120°, в том числе 5° — в поясничном отделе, 40° — в грудном и 75° — в шейном.
Рис. 18.55.Нормальная осанка (а), сколиоз (б)
В отличие от нормы (рис. 18.55) при сколиозе любой наклон позвоночника — боковой, переднезадний или «косой», т. е. в произвольном направлении) — вызывает ротацию позвонка.