Rehabilitacja ruchowa pacjentów z problemami neurologicznymi jest częścią szerokiego procesu, w trakcie, którego dąży się do przywrócenia możliwości samodzielnego funkcjonowania pacjentów we własnym środowisku. Ważne jest, aby była ona kompleksowa, ciągła i międzydyscyplinarna, oraz aby proces ten był rozpoczęty jak najwcześniej i systematycznie kontynuowany (1, 2).

W Polsce najczęściej wykorzystuje się następujące metody usprawniania pacjentów neurologicznych:

1.    metody tradycyjne;

2.    specjalistyczne metody kinezyterapeutyczne;

3.    metody relaksacyjne;

4.    metody biologicznego sprzężenia zwrotnego i inne metody instrumentalne (z wykorzystaniem przyrządów i aparatury);

5.    metody uzupełniające.

Jednym z urządzeń, które pracuje w oparciu o metodę biologicznego sprzężenia zwrotnego i znalazło zastosowanie w rehabilitacji pacjentów neurologicznych jest Balance Trainer. Jest to urządzenie umożliwiające przyjmowanie pozycji pionowej – bierną pionizację (standing training), oraz wykonywanie różnorodnych ćwiczeń przez spionizowanego pacjenta – balance training. Sprzęt może być wykorzystywany do celów treningowych, oraz jako niemedyczny sprzęt diagnostyczny.

Biologiczne sprzężenie zwrotne to sposób dostarczania człowiekowi informacji o stanie jego organizmu za pomocą różnych urządzeń, w postaci sygnału świetlnego, dźwiękowego lub innego. Dzięki tej informacji człowiek może świadomie dokonywać próby zmiany wielkości danej funkcji (1, 3, 4, 5, 6, 7, 8). Jest to szczególnie istotne w jednostkach chorobowych, którym towarzyszy patologiczna aferentacja dająca nieprawidłowe informacje potrzebne do właściwego sterowania ruchami. Najczęściej stosowane rodzaje feedbacku to: wzrokowy (ryc. 1), słuchowy, termiczny, siłowy, elektromiograficzny (EMG-BF), elektrokinezjologiczny (np. Gonio-BF) i inne.

Pierwsze wzmianki dotyczące zastosowania biologicznego sprzężenia zwrotnego w metodach klinicznych pojawiły się w latach trzydziestych, kiedy Jacobson zastosował terapię relaksacji u neurotyków za pomocą monitorowania aparatem elektrograficznym wzmożonego u nich napięcia mięśniowego (9). Określenia „biofeedback” jako pierwszy użył Gardner Murphy  w 1952 roku (4). Metoda ta jest również nazywana treningiem biologicznego sprzężenia zwrotnego, biopsychicznym sprzężeniem zwrotnym, zastępczym sprzężeniem zwrotnym (6, 9, 10).

Metoda ta znalazła zastosowanie w psychoterapii, rehabilitacji, wychowaniu fizycznym,  korekcji wad postawy i sporcie (1, 2, 3, 4, 5, 6, 8, 11, 12, 13, 14, 15).

Feedback kwalifikujemy jako sprzężenie zwrotne wewnętrzne, które odnosi się do wielokierunkowej informacji niezbędnej do wykonania ruchu (informacje z wrzeciona mięśniowego, ścięgna mięśniowego, receptora stawu, dotykowe, słuchowe, wzrokowe) oraz zewnętrznej informacji prezentowanej słownie, mechanicznie lub elektronicznie. Znajomość tych wyników  jest niezbędna w motorycznym uczeniu się (5). Docierające do mózgu informacje innymi, zastępczymi drogami powodują powstanie w nim odpowiednich skojarzeń czuciowo-ruchowych, a ruch jest doskonalony i staje się w większym stopniu powtarzalny. Im większa intensywność sygnałów i dłuższy czas ich powtarzania tym lepsze informacje otrzymuje mózg do wykonania zadania, a ruch który był na początku przypadkowy staje się coraz bardziej znaczący i po pewnym czasie zbliża się do prawidłowego ruchu dowolnego. Z upływem czasu zewnętrzne sprzężenia zwrotne mogą być wyeliminowane, a pacjenci wykonują zamierzone ruchy samodzielnie (1, 5, 15, 16).

Trening przy użyciu Balance Trainera umożliwia poprawę równowagi statycznej (prawidłowe przyjmowanie pozycji pionowej), oraz równowagi dynamicznej. Prawidłowa stabilna postawa jest warunkiem niezbędnym w realizacji większości ruchów dowolnych i lokomocji (17, 18, 19). Równowaga ciała ludzkiego w pozycji stojącej wymaga precyzyjnej i skoordynowanej kontroli nerwowo-mięśniowej, oraz prawidłowej czynności wielu struktur układu nerwowego. Dlatego też, dla prawidłowego wypełnienia szeroko pojętej działalności ruchowej niezbędny jest udział receptorów i dróg doprowadzających, ośrodków nerwowych oraz dróg odprowadzających (20, 21). Utrzymanie położenia i równowagi ciała zależy głównie od współdziałania zmysłów równowagi, czucia głębokiego i wzroku (19). Receptory równowagi mieszczą się w błędniku: w woreczku, łagiewce, i przewodach półkolistych. Woreczek i łagiewka stanowią narząd równowagi statycznej, a trzy przewody półkoliste narząd równowagi dynamicznej. Receptory zmysłu czucia głębokiego znajdują się w mięśniach i stawach i są kontrolowane przez pola czuciowe kory mózgowej. Informują one o położeniu kończyn i stanie napięcia mięśni. Wzrok dostarcza informacji o położeniu ciała w stosunku do otoczenia. Impulsy ze wszystkich proprioreceptorów  trafiają do móżdżku. Zasadniczą rolą móżdżku jest koordynacja pobudliwości neuronów ruchowych rdzenia kręgowego za pośrednictwem jąder przedsionkowych i tworu siatkowatego. Napięcie mięśni szkieletowych, utrzymujących postawę ciała jest stale regulowane. Oprócz koordynacji współdziałania mięśni podczas chodu i utrzymywania postawy stojącej, móżdżek steruje także napięciem mięśni podczas wykonywania ruchów precyzyjnych (22, 23, 24).

Równowaga to pewien określony stan układu posturalnego. Charakteryzuje się on pionową orientacją ciała osiągniętą dzięki zrównoważeniu działających na ciało sił oraz ich momentów (24). Równowagę zapewnia układ nerwowy przez odruchowe napięcie odpowiednich grup mięśniowych nazywanych mięśniami posturalnymi lub antygrawitacyjnymi. Należą do nich mięśnie podpotyliczne, mięśnie pochyłe szyi, mięsień  prostownik grzbietu, mięsień lędźwiowy większy, mięśnie skośne i prosty brzucha, mięsień pośladkowy wielki, mięsień czworogłowy uda, mięsień trójgłowy łydki, mięsień piszczelowy przedni. U pacjentów, część mięśni biorących udział w utrzymywaniu postawy wyprostnej zostaje wyłączona z procesu utrzymywania równowagi. Powoduje to zaburzenia w ustawieniu poszczególnych odcinków tułowia i kończyn w pozycji stojącej, co zaburza indywidualną postawę (24, 25). Tak zdefiniowana równowaga opisuje stan narządu ruchu w warunkach statycznych – równowaga statyczna (18, 14, 26). Równowagę rozpatrujemy także w sytuacjach dynamicznych, jako zdolność do utrzymania się w postawie stojącej połączonej z wychylaniem i poruszaniem się  bez upadania – równowaga dynamiczna (14, 18, 26, 27).

Balance Trainer (ryc. 2) jest urządzeniem umożliwiającym trening równowagi statycznej i dynamicznej. W podstawowej wersji Balance Trainer jest używany przez osoby, które są zdolne do samodzielnego stania, oraz przez te, które do stania wymagają niewielkiego wsparcia. Urządzenie pozwala na uzyskanie pionowej, lub prawie pionowej pozycji pacjentom z wrodzonymi lub nabytymi ubytkami kontroli motorycznej. Osoba, która przyjęła pozycję stojącą w Balance Trainer ma do dyspozycji szereg akcesoriów umożliwiających lub ułatwiających bezpieczne stanie z zabezpieczeniem i stabilizacją stóp, kolan i bioder.

Urządzenie może być używane jako standing trainer lub balance trainer. Jest to uzależnione od aktualnego stanu pacjenta. Pacjent rozpoczyna trening od ćwiczeń równowagi statycznej, a następnie może przejść do treningu równowagi dynamicznej. Podczas ćwiczeń pozycja pionowa powinna być zawsze utrzymana, chyba że cel terapii jest inny. Częstotliwość i czas trwania treningu na balance trainerze powinien być dobierany indywidualnie do stanu pacjenta. Regularność treningu jest niezwykle ważna w kształtowaniu właściwości ruchowych. Zaczyna się od krótkich sesji, aby przyzwyczaić ciało do nowej aktywności motorycznej. Długość sesji treningowej może być wydłużana w taki sposób, aby nie przekroczyć możliwości adaptacji organizmu.

Urządzenie jest wskazane do terapii wielu jednostek chorobowych, między innymi u pacjentów z utraconą zdolnością chodu, w SM, w chorobie Parkinsona, w leczeniu para- i tetraplegików, u pacjentów po udarze mózgu, w hemiplegii, w chorobach mięśniowych, w zaburzeniach percepcji i równowagi.

Balance Trainer może być wykorzystywany do pionizacji pasywnej pacjenta, lub jeśli pozwala na to stan funkcjonalny, do wykonywania ćwiczeń równoważnych-dynamicznych, we wcześniej wypracowanej pozycji równowagi statycznej. Urządzenie daje także możliwość treningu równowagi pacjentom, którzy wymagają tego typu terapii, ale nie są w stanie przyjąć w pełni stabilnej i pewnej pozycji pionowej.

Ćwiczenia równowagi dynamicznej mogą być wykonywane w płaszczyźnie strzałkowej (ryc. 3). Nasher opisuje trzy podstawowe strategie gwarantujące odzyskiwanie utraconej równowagi w tej płaszczyźnie. Są to: strategia stóp, bioder i kroków. W strategiach tych wyraźnie zaznacza się współpraca układu nerwowego z układem ruchowym. Ten swoisty dialog musi przebiegać automatycznie, szybko, selektywnie i w dopasowany sposób.

Przy nieznacznych wychyleniach środka ciężkości, reakcje utrzymywania równowagi ograniczają się do strategii kostkowej. Strategia stóp jest aktywowana przy staniu na pewnej podstawie i zapewnia małe wychylenia tułowia w reakcji na utratę równowagi. Jako pierwsi o jej istnieniu donieśli Horak i Nasher w 1986 roku. Strategia stóp umożliwia wychylenia tułowia bez zaangażowania innych strategii równowagi (bioder i kroków) w wychyleniu 8° do przodu i 4° stopnie do tyłu. Jest to bardzo ważna strategia, gdyż aktywuje się jako pierwsza gdy pacjent zostaje wytrącony z równowagi. Balance Trainer umożliwia efektywny trening strategii stóp.

Strategię biodrową uruchamiamy najczęściej po zadziałaniu bodźca szybkiego, bardziej zakłócającego utrzymanie postawy. Przy wychyleniach środka ciężkości sięgających do płaszczyzny podparcia (w rzucie pionowym), następuje konieczność wykonania ruchu biodrami, przeciwstawnego do kierunku zaburzenia. Balance Trainer umożliwia pracę nad strategią bioder tylko wówczas, gdy podpórka zabezpieczająca biodra nie będzie zapięta.

Urządzenie umożliwia trening równowagi w płaszczyźnie czołowej (ryc. 4). Ćwiczenia w tej płaszczyźnie ułatwiają naukę przenoszenia ciężaru na obie kończyny dolne. Jeśli jest to konieczne istnieje możliwość zabezpieczenia kolan oraz bioder, przez co możliwe jest ćwiczenie fazy pełnego obciążenia kończyny dolnej (mid stance). Podpórka kolanowa daje możliwość podparcia stawów kolanowych tamgdzie jest to niezbędne, w czasie stania. Pozwala ona na dobór głębokości, co umożliwia dostosowanie odpowiedniego, wymaganego kąta w stawach kolanowych do poszczególnych ćwiczeń. Istnieje możliwość demontażu podpórek jeśli wymaga tego stan i umiejętności pacjenta oraz dobór ćwiczenia. Podpórki pod kolana możemy usunąć tylko wówczas, gdy jesteśmy pewni, iż pacjent potrafi samodzielnie utrzymać pozycję stojącą.

Podczas treningu terapeuta dobiera pacjentowi odpowiedni program zadaniowy, który jest wyświetlany na monitorze komputera. Pacjent poprzez kontrolę wzrokową reaguje na wyświetlane zadania.  Biologiczne sprzężnie zwrotne pozwala na szybką reakcję mięśniową na zadanie pojawiające się na ekranie komputera.

Ćwiczenia w płaszczyznach strzałkowej i czołowej na urządzeniu umożliwiają niezwykle intensywną pracę mięśni kończyn i tułowia poczynając od najmniejszych grup mięśniowych, a kończąc na największych.

Balance Trainer umożliwia pracę dynamiczną stabilnego tułowia podczas utraty równowagi ciała. Kontrola posturalna tułowia w balansie zapewnia ekonomiczne, celowe i ergonomiczne ruchy kończyn górnych. Kontrola ta jest niezbędna, aby zapewnić codzienną aktywność pacjenta. Wykorzystując funkcję Balance Trainer możemy wpływać na poprawę kontroli tułowia w zmieniających się warunkach otoczenia (utrata i świadome odzyskiwanie równowagi) podczas treningu (ryc. 5).

Praca w Balance Trainer umożliwia naukę poszczególnych faz chodu w szczególności u pacjentów wymagających niewielkiego wsparcia tułowia i kończyn. Ćwiczenia w urządzeniu pozwalają na bardziej fizjologiczną pracę tułowia i kończyn w poszczególnych fazach chodu, niż nauka chodu w tradycyjnych barierkach. Jest to związane z tym, że podczas poruszania aparat za pomocą i zgodnie z kierunkiem ruchu pacjenta wykonuje ruchy w płaszczyznach strzałkowej i czołowej. Dzięki zamocowaniu deski na sprężynach ciśnieniowych możliwe są ruchy całego ciała w płaszczyźnie diagonalnej, czyli fizjologicznej płaszczyźnie chodu. Dobór odpowiedniej wysokości deski, która służy do podporu kończyn górnych i tułowia, zapewnia ergonomię poszczególnych faz chodu. Nauka chodu w Balance Trainer jest efektywna, ponieważ zapewnia jednocześnie stabilizację górnej części tułowia, kolan i kończyn górnych, z drugiej strony zapewnia mobilność w płaszczyznach w których odbywa się fizjologiczny chód (ryc. 6).

Balance Trainer jest urządzeniem, które może urozmaicić i ułatwić pracę fizjoterapeuty. Dzięki różnorodnym funkcjom oprogramowania i możliwości modyfikacji budowy pozwala na pracę w fizjologicznych pozycjach i zapewnia bardzo dobre wsparcie pacjenta w pozycjach wysokich, nie ograniczając mu jednocześnie możliwości ruchu. Należy pamiętać, że prawidłowo prowadzona kinezyterapia pozostaje podstawowym i niezastąpionym środkiem w rehabilitacji pacjentów z deficytami neurologicznymi. Urządzenie typu Balance Trainer może być doskonałym uzupełnieniem prowadzonej terapii.  W procesie rehabilitacji nie należy rezygnować z tradycyjnych metod kinezyterapii, ale wykorzystywać nowoczesne urządzenia, które stają się coraz powszechniejsze w dzisiejszej fizjoterapii.

..............................................................................................................................................................

PIŚMIENNICTWO:

1. Kwolek A.: Badania nad usprawnianiem chodu chorych z niedowładem połowiczym po udarze mózgu. Praca habilitacyjna. Akademia Medyczna, Warszawa 1994, 5, 11-13, 49.

2. Kwolek A.: Postęp w leczeniu i rehabilitacji osób po udarze niedokrwiennym mózgu. Rehabilitacja Medyczna 2002,  6  (1), 9-22.

3. Nowotny J., Saulicz E., Gieremek K.: Podstawy fizjoterapii, cz. II, Teoria, metodyka, praktyka. Podręcznik dla studentów AWF, Katowice 2000, 383-386.

4. Orzech J.: Rozwój koncepcji, technik i metod fizjoterapii, Wydawnictwo Sport i Rehabilitacja, Tarnów 2001,  376-378.

5. Kwolek A.: Możliwości zastosowania zastępczego sprzężenia zwrotnego w rehabilitacji chorych z uszkodzeniem ośrodkowego układu nerwowego, Fizjoterapia 1996, 4 (1-2) 30-34.

6. Ikai T., Kamikubo T., Takehara I. et al: Dynamic postural control in patients with hemiparesis, Am J Phys Med Rehabil 2003,  82 (6),  463-469.

7. Kwolek A., Pop T., Pałach D.: Wpływ ćwiczeń na platformie na symetryczność obciążania kończyn dolnych u chorych z niedowładem połowiczym. Postępy Rehabilitacji 1993, 7 (4), 33-37.

8. Kwolek A.: Schorzenia i urazy mózgowia. W: Kwolek A. (red.): Rehabilitacja Medyczna. Urban&Partner, Wrocław 2003, (2), 10-48.

9. Kinalski R.: Ćwiczenia czynne samokontrolowane - możliwości zastosowania jako terapii opartej o zastępcze sprzężenie zwrotne u pacjentów neurologicznych, Postępy Rehabilitacji 2, 55-57.

10. Zebaty A.: Diagnostyka dla potrzeb kinezyterapii. W: Zębaty A. (red.): Kinezyterapia, tom 1, Zarys podstaw teoretycznych i diagnostyka kinezyterapii. Wydawnictwo  „Kasper” sp. z o.o. Kraków 2002,  65-99.

11. Opara J., i wsp.: Skale udarów „Repty”. Skala „Repty” dla oceny stopnia uszkodzenia mózgu po udarze. Cz. I. Neurologia i Neurochirurgia Polska 1998,  32 (4),  793-802.

12. Kwolek A.: Kula łokciowa z sygnalizatorem dźwiękowym w nauce chodu chorych z niedowładem połowiczym z wykorzystaniem sprzężenia zwrotnego. W: Dega W. (red.): Zdolności kompensacyjne i możliwości ich wykorzystania w rehabilitacji osób z ogniskowym uszkodzeniem ośrodkowego układu nerwowego. Materiały z Sesji Naukowej PAN. PZWL, Warszawa 1985,  206-208.

13. Kinalski R.: Ćwiczenia czynne samokontrolowane w procesie kompensacji dysfunkcji ruchowych hemiplegika, W: Dega W. (red.): Zdolności kompensacyjne i możliwości ich wykorzystania w rehabilitacji osób z ogniskowym uszkodzeniem ośrodkowego układu nerwowego. Materiały z Sesji Naukowej PAN. PZWL, Warszawa 1985,  209-214.

14. Kwolek A., Drużbicki M.: Wykorzystanie platformy do ćwiczeń równowagi z zastosowaniem biologicznego sprzężenia zwrotnego u chorych po udarze mózgu, Fizjoterapia 1999, 7 (3),  3-6.

15. Kwolek A.: Platforma do ćwiczeń stabilności postawy w schorzeniach neurologicznych-opis metody, Probl. Techn. Med. 1991,  22  (3-4),  109-113.

16. Kerdoncuff V., et al: Interest of visual biofeedback training in rehabilitation of balance after stroke, Ann Readapt Med Phys 2004,  47 (4), 169-176.

17. Benaim C., et al.: Validatium of Standardized Assessment of Postural Control in Stroke Patients. Stroke 1999, 30, 1862-1868.

18. Błaszczyk J.: Biomechanika kliniczna, Wydawnictwo Lekarskie PZWL 2004, 148-233.

19. Błaszczyk J.: Postural stability. W: Raczek J., Waśkiewicz Z., Juras G.: Current research in motor control. Department of Motor Control University School of Physical Education 2000,  22-26.

20. Grochmal S.: Neurofizjologiczne mechanizmy w kompensacji zaburzeń układu nerwowego. W: Dega W. (red.): Zdolności kompensacyjne i możliwości ich wykorzystania w rehabilitacji osób z ogniskowym uszkodzeniem ośrodkowego układu nerwowego. Materiały z Sesji Naukowej PAN. PZWL, Warszawa 1985,  30-35.

21. Mraz M., Mraz M.: Stabilografia pozycji stojącej u osób zdrowych i chorych po udarze mózgowym, oraz z niedostatecznością krążenia mózgowego, Postępy Rehabilitacji 1998, 12 (1), 5-11.

22. Łukowski M., Latkowski B.: Zmysł równowagi. W: Traczyk Z. (red.): Diagnostyka Czynnościowa Człowieka. Fizjologia Stosowana. Wydawnictwo  Lekarskie PZWL 1999,  123-132.

23. Stemplewski R.: Skłonność do upadków a markery obrotu kostnego, skład ciała i aktywność fizyczna u mężczyzn po 65 roku życia. Praca doktorska. AWF Poznań 2004,  8-10.

24. Wit A.: Postawa i ruchy ciała-biomechanika. W: Traczyk Z. (red.): Diagnostyka Czynnościowa Człowieka. Fizjologia Stosowana. Wydawnictwo Lekarskie PZWL 1999,  52-62.

25. Szczygieł A., stożek J., Dudek J.: Wybrane aspekty badania równowagi pacjenta nieinwazyjną techniką diagnostyczno-pomiarową w terapii osób po udarze mózgowym (CVA), Postępy Rehabilitacji. 2000, 14  (3),109-117.

26. Nichols D.: Balance retraining after stroke using force platform biofeedback, Phys. Ther. 1997,  77 (5),  553-558.

27. Juras G.: Koordynacyjne uwarunkowania procesu uczenia się utrzymywania równowagi ciała, AWF Katowice 2003,  23-36.

..............................................................................................................................................................

Adres do korespondencji:

*Waldemar Kuczma
Katedra i Klinika Rehabilitacji CM UMK,
Ul. Skłodowskiej-Curie 9
85-094 Bydgoszcz

Praca recenzowana

Artykuł nadesłano: 29. 03. 07
Zaakceptowano do druku: 18. 04. 07