6 курс / Медицинская реабилитация, ЛФК, Спортивная медицина / Физиотерапия, лазерная терапия / Многоканальная_электростимуляция_Давиденко_В_Ю_

со стимуляцией после 6-часового погружения в воду представлены на рис. 8.4в. По субъективным ощущениям ортопроба с МЭСМ в вертикальной позиции после 6-часового погружения в воду переносится легче и с ощущением комфорта, чего не наблюдалось без стимуляции. Не было предобморочных состояний, подташнивания, головокружения, ощущения тяжести в нижней половине тела. Для сравнения индивидуальных реакций сердечно-сосудистой системы на пассивные наклоны приводим результаты испытуемого Д., у которого при наклонах без МЭСМ было предобморочное состояние (рис. 8.5б). На рис. 8.5а приведены данные этого же испытуемого при ортопробе после 1 часа пребывания в воде. Реакции сердечно-сосудистой системы при этом у него характеризовались значительными колебаниями артериального давления. Пульсовое давление доходило до критического на 2-й и 7-й минутах, что указывает на понижение ортостатической устойчивости. При МЭСМ влияние вертикальной позиции после 6-часового погружения в воду он перенес хорошо, о чем свидетельствуют данные, приведенные на рис.8.5в, а также удовлетворительные субъективные ощущения. На этом рисунке видно, что особенно показательным при сравнении всех проб у испытуемого являлось пульсовое давление.

Сравнение данных, полученных в этой серии исследований с литературными [19,21,22,26,33] дает основание полагать, что в наших исследованиях погружение в воду в определенной мере обеспечивало имитацию невесомости.

Сходство реакции сердечно-сосудистой системы при испытаниях на наклонном столе у космонавтов после полета [12,27] и у испытуемых после погружения в воду позволяет предположить, что в основе изменений лежат аналогичные механизмы. Многие авторы объясняли ухудшение ортостатической переносимости после погружения в воду нарушением жидкостного баланса. Предполагалась прямая зависимость между диурезом в период погружения в воду и необычной или усиленной реакцией организма на смену положения. Так, в некоторых работах диурез служил удовлетворительным критерием ортостатической неустойчивости [30]. Однако позже выявлено, что ортостатическая переносимость почти не зависит от уровня диуреза при погружении [22,26.33]. Введение антидиуретического гормона вызывает определенное торможение иммерсионного диуреза, но почти не повышает ортостатической устойчивости.

Из результатов наших исследований следует, что ухудшение ортостатической переносимости практически не зависит о диуреза в период погружения в воду. Так, например, у испытуемого Н. (№1, табл. 8.2), наблюдались наибольшие величины потери массы тела и диуреза, тем не менее, ортостатическая устойчивость у него была лучше, чем у других. Напротив, у испытуемого Д.(№2) – минимальные величины потери массы тела и диуреза, а ортостатическая переносимость была самая низкая.

На основании настоящего исследования и имеющихся данных литературы можно согласиться с мнением А.В. Коробкова и соавт. [34], что ортостатическая устойчивость после гипокинезии в значительной мере определяется функциональным состоянием венозной и нервно-мышечной систем.

В таком случае МЭС мышц нижней половины тела, проводимая по определенной программе, обеспечивая действие “мышечного насоса”, предотвращает скопление крови в венах этой части тела в ортостатическом положении. Тем самым это способствует нормальному наполнению полостей сердца.

160

Результаты изучения ортостатической устойчивости в наших исследованиях показали, что характер изменений со стороны сердечно-сосудистой системы (ЧСС, ее прирост, систолическое, диастолическое и пульсовое давление) у испытуемых при пассивных ортостатических пробах в контроле был такой же, как и в исследованиях других авторов, применявших иммерсионную модель гипокинезии для определения эффективности различных защитных средств, и изучавших ортостатическую устойчивость у космонавтов после полетов различной продолжительности. Для сравнения на рис. 8.6 приведены ортостатические реакции сердечного ритма астронавтов после полетов на корабле “Джемини-7” [27].

Рис.8.5. Реакция сердечно-сосудистой системы во время орто-пробы испытуемого Д; А после 1часовой иммерсии; Б после 6-часовой иммерсии без МЭСМ в вертикальном положении 1, 3 артериальное давление (мм рт. ст.), 2

пульс ( уд/мин).

Начало и конец МЭСМ обозначены стрелками.

161

При ортостатических пробах после 6-часовой водной иммерсии электростимуляция нервно-мышечного аппарата в вертикальной позиции оказывала определенный положительный эффект на ортостатическую устойчивость, что подтверждалось показателями реакций сердечно-сосудистой системы. Последнее обстоятельство на наш взгляд является особенно важным, т.к. именно система кровообращения наиболее подвержена существенным изменениям при длительной гипокинезии. В связи с этим нами были продолжены исследования по изучению влияния различных режимов ЭСМ во время гипокинезии на ортостатическую устойчивость человека.

8.4Влияние электростимуляции мышц при продолжительной гипокинезии на ортостатическую устойчивость

На ранних этапах разработки средств и методов многоканального электростимуляционного воздействия [41,42,43] – была показана эффективность применения МЭС антигравитационных мышц в профилактике и предупреждении гипокинезических расстройств у больных, длительное время находившихся в условиях иммобилизации. Применение ЭС в процессе подготовки больного к вставанию и первых попыток вставания и ходьбы повышало ортостатическую устойчивость, сохранение вертикальной позы и способность передвигаться. У больных появлялась уверенность в регуляции движений и вертикального положения, улучшалось общее самочувствие и в дальнейшем сокращались сроки реабилитации. Эта методика проверялась и отрабатывалась в отделении реабилитации НИИ нейрохирургии МЗ Украины, в клинике кафедры реабилитации КИУВ МЗ Украины, в отделении артрозов НИИ ортопедии и травматологии МЗ Украины и других лечебных учреждениях.

Для выяснения вопроса – как влияет многоканальная ЭС антигравитационных мышц при длительной гипокинезии на ортостатическую устойчивость практически здоровых людей нами проведены исследования с 10-дневной гипсовой иммобилизацией нижней половины тела 3-х испытуемых, а так же с 30дневным постельным режимом 3-х здоровых мужчин в возрасте 24-34 года. В этих исследованиях решались задачи отработки методических приемов МЭСМ и общая оценка метода как возможного средства профилактики тех изменений, которые в комплексе составляют гиподинамический синдром.

Все испытуемые находились в клинических условиях под постоянным наблюдением специалистов по внутренним и нервным болезням, биохимиков, кардиологов, психиатров, эпидемиологов и др. В исследованиях с жесткой фиксацией (наложение гипса) решались частные задачи, связанные с возможностями проведения ЭС мышц под гипсовой повязкой, т.к. для предупреждения атрофий и поддержания нормального уровня функционирования мышц в травматологии и ортопедии возникает необходимость в применении именно данного методического приема.

При наложении гипса электроды накладывались на поверхность мышц поперечно мышечным волокнам. Расстояние между электродами устанавливалось в зависимости от длины стимулируемых мышц, но с таким расчетом, чтобы расстояние от электрода до начала сухожилия было меньше половины рас-

162

стояния между электродами. Это обеспечивало возможность возбуждения значительных участков мышц с большой глубиной проникновения тока внутрь тканей, равномерную нагрузку на сухожилия и уменьшало болевой эффект при значительных сокращениях мышц. В гипсе оставляли окошки для доступа к электродам (для их увлажнения по необходимости) и выводились контакты наружу для подсоединения к стимулятору.

Рис 8.6.Изменение частоты сердечных сокращений (уд/мин) (1) систолического и диастолического артериального давления (мм рт.ст) (2) и объема ноги (см3/100см3 ткани/мин) у астронавта при пассивном наклоне тела на 70о головой вверх в течении 25 мин до (сплошная линия) и после (прерывистая линия) космического полета на корабле «Джемини-7». По Berry, Catterson, 27.

При ЭС мышц с 10-ти и 30-ти суточной гипокинезией мы придерживались схемы наложения электродов и временной программы включения мышц в

163

работу таких же как и без ограничения двигательной активности – при развитии скоростно-силовых качеств у спортсменов. Т.к. для тренировки и поддержания высокого уровня функционирования нервно-мышечного аппарата требуется обязательное применение максимальных напряжений и периодическое чередование их с периодами расслабления и повторения средних по силе напряжений мы придерживались следующей схемы стимуляции:

1-й день. Утром. Длительность сеанса – 30 мин. Сила сокращений 70% от максимальной – 15 мин, с периодом модуляции 2 с. Вторые 15 мин. сила сокращения 80% и период модуляции 4 с. Дальнейшая последовательность приведена в таблице 8.3. После дня отдыха повторяли все сначала.

Функциональное состояние сердечно-сосудистой системы во время гипокинезии оценивалось до и после сеансов МЭСМ и в период перехода к нормальной двигательной активности. Определялась ЧСС по ЭКГ, минутный и ударный объем крови (МОК и УОК) и др. Для регистрации гемодинамических показателей использовали реографический метод [44].

Ортостатическую пробу до начала гипокинезии все обследуемые переносили нормально. Динамика изменений МОК, УОК и ЧСС 6 обследуемых приведена на рисунке 8.7. Анализ результатов показал, что при пассивном переводе на ортостатическом столе обследуемых из горизонтального в вертикальное положение МОК на протяжении первых 10 мин постепенно снижается. Между 10-й и 15-й мин пребывания в вертикальном положении величина МОК стабильно сохраняется на уровне 88-89% исходной. При переводе обратно в горизонтальное положение показатель МОК приближается к исходным уже на первой минуте и потом на протяжении 10 мин колеблется в пределах от 94 до 96%. Динамика изменений УОК у обследуемых в вертикальном положении такова: значительное снижение на первой минуте (24,7%), между первой и седьмой минутой снижение УОК более постепенное; с седьмой до 15-й минуты УОК стабильно сохраняется на уровне 67-69% исходной.

164

Изменения ЧСС в этой серии исследований существенно не отличалось от результатов, полученных в предыдущих сериях и данных других авторов.

Исследования ортостатической устойчивости, проведенные в первый день восстановительного периода, выявили четкое отличие в реакции сердечнососудистой системы в контрольных и стимулируемых обследуемых. Полученные данные характеризуются отличиями между сдвигами МОК, УОК и ЧСС при ортостатических пробах у контрольных и стимулируемых испытуемых в исходном и восстановительном периодах. Анализ этих данных показывает, что соотношение показателей УОК и ЧСС у стимулируемых испытуемых обуславливает менее существенные изменения МОК, чем у контрольных. Таким образом, после длительной гипокинезии у стимулируемых обследуемых изменение положения тела приводит к менее выраженным гемодинамическим сдвигам.

Рис 8.7.Динамика изменения минутного (а), ударного (б) объемов кровотока и частоты сердечных сокращений (в) при ортостатических пробах у обследуемых в исходном периоде. ( По М.И.Гуревичу, Е.А. Духину, 44).

На протяжении периода гипокинезии изменение УОК и МОК наблюдалось у всех испытуемых. У нестимулируемых испытуемых снижение МОК наблюдалось уже в первые дни, а на 28-30 сутки это снижение достигало 36%. В первые дни МОК снижал на 8,6% (за счет снижения УОК), а на 28-30 день – на 14,6%. На 7-й день восстановительного периода МОК был сниженным и составлял 85,4% от исходного, УОК и ЧСС составляли 70,7 и 121,2% соответственно. У стимулируемых УОК начинал снижаться только с 10-12 дней гипокинезии и к 28-30 дням понижался только на 17,4%. МОК изменялся менее существенно. На 7-й день у стимулируемых испытуемых показатели практически восстановились.

165

Таким образом, у контрольных и стимулируемых испытуемых этого этапа исследований, как во время гипокинезии, так и в реституционном периоде изменения МОК обуславливаются различным соотношением УОК и ЧСС. Обнаруженные отличия в динамике изменений исследуемых гемодинамических показателей свидетельствуют о том, что применение МЭСМ в условиях длительной гипокинезии полностью не устраняют развитие сдвигов сердечно-сосудистой системы, однако эти изменения менее выражены и развиваются позже.

Значительный интерес представляют данные исследований гемодинамических сдвигов, возникающих сразу же после прекращения МЭСМ в различные периоды гипокинезии. М.И. Гуревич и Е.А. Духин [44] с помощью методов реографии и артериальной осциллографии определяли МОК, УОК, ЧСС, систолическое (САД), среднее (СрАД), диастолическое (ДАД) артериальное давление, кровоток в мышцах голени (КрГ) и вычисляли общее сосудистое периферическое сопротивление (ОПС) и рабочий индекс левого желудочка (РИЛЖ). Результаты исследований показали, что реакции аппарата кровообращения на ЭСМ после ее прекращения зависят от сроков гипокинезии. На второй день гипокинезии после ЭС наблюдалось значительное снижение САД, СрАД, ДАД, МОК, УОК, уменьшение ЧСС и РИЛЖ с существенным повышением ОПС и мышечного кровотока. На десятый день выявлено менее выраженные сдвиги МОК, УОК, ЧСС и ОПС при такой же направленности изменений, что и на второй день. Более существенно, чем на второй день увеличился кровоток в мышцах, а системное артериальное давление повышалось. На 30-й день гипокинезии электростимуляция вызывала повышение САД, СрАД, ДАД, МОК, увеличение ЧСС, РИЛЖ, существенное повышение мышечного кровотока и некоторое снижение ОПС. Сравнение гемодинамических сдвигов, возникающих сразу же после окончания сеанса ЭСМ, с таковыми при физической нагрузке говорит о схожести этих изменений.

Полученные в этой серии исследований данные показали, что ЭС антигравитационных мышц во время длительной гипокинезии оказывает профилактическое влияние на аппарат кровообращения, существенно смягчает неблагоприятный эффект длительной гипокинезии на гемодинамику и в какой то степени предупреждает развитие ортостатических нарушений. В то же время остался открытым вопрос о совместимости ЭС с другими профилактическими мероприятиями, об особенностях ее применения и др.

Поэтому исследование эффективности МЭСМ при длительной гипокинезии было продолжено в 30 суточном эксперименте, в котором испытуемые непрерывно находились на строгом постельном режиме в антиортостатическом положении (ножной конец кровати был поднят так, чтобы тело испытуемых находилось под углом 4 градуса к горизонту). Испытуемые были разделены на 3 группы по 3 человека в каждой. Исследуемые 1-й группы сохраняя все время горизонтальное положение ежедневно выполняли комплекс физических упражнений на специальном тренажере с вертикальной "бегущей дорожкой” 2 раза в день по 1часу с 1-х по 24-е сутки и с 25-х по 30 сутки ежедневная работа на тренажере по 1 часу и воздействие отрицательного давления на нижнюю часть тела (ОДНТ) с пиковыми величинами 36-44 мм рт. ст. по 2,5 часа. Лица 2-й группы являлись контрольными. Они находились в тех же условиях, что и обследуемые 1-й группы, но не выполняли тренировочных упражнений. Испы-

166

туемым 3-й группы ежедневно проводилась электростимуляция мышц по той же методике и программе, что описана выше, по 30 мин 2 раза в день.

В течении всего эксперимента и при его завершении выполнялся комплекс медицинских исследований, включавших бортовые методики космических кораблей “Салют” и функциональные пробы с физической нагрузкой и ОДНТ. Ортостатические пробы проводились перед эксперементом, на 25-е сутки (до начала тренировки с ОДНТ) и сразу же после окончания опыта. Эксперимент проводился с участием большого числа специалистов, выполнявших различные исследования и измерения [45,46,51].

Как показали проведенные исследования, контрольное ортостатическое воздействие испытуемые перенесли хорошо. На 25-е сутки пребывания в постели переносимость ортостатического воздействия у всех испытуемых ухудшалась, о чем свидетельствовали субъективные ощущения и объективные показатели испытуемых. В вертикальном положении кожные покровы у испытуемых бледнели, увеличивалась синюшность дистальных отделов рук и ног, дыхание становилось более глубоким, иногда порывистым. У одного испытуемого 2-й группы отмечено предобморочное состояние.

Уиспытуемых 2-й группы увеличилась как ЧСС, так и ее прирост в вертикальном положении по сравнению с горизонтальным. Повысился уровень диастолического АД и в несколько меньшей степени боковое систолическое давление. Уменьшился систолический и минутный объем крови.

Уиспытуемых 1-й группы изменения были несколько менее выражены, чем у обследуемых контрольной группы. Так на 15-й минуте пробы прирост ЧСС в ортостатической позиции по сравнению с горизонтальной превышал подобные показатели контрольного периода в среднем на 12 в минуту, в то

время как у обследуемых 2-й группы на 29 в минуту.

У обследуемых 3-й группы частота пульса в этот период изменилась всего на 18 в минуту по сравнению с контрольными исследованиями.

После месячного пребывания в постели у испытуемых 2-й группы регуляция кровообращения и дыхания в вертикальном положении еще больше ухудшилась по сравнению с величинами, полученными к 25 суткам гиподинамии. В то же время у обследуемых 1-й группы ритм сердечных сокращений в вертикальном положении сразу после окончания эксперимента был реже, чем на 25-е сутки. Благодаря тому, что уровень минимального АД несколько снизился, а бокового систолического повысился, пульсовая амплитуда достигла даже больших величин, чем при контрольных исследованиях. Увеличился также МОК и УОК по сравнению с показателями на 25-е сутки. Интересно отметить, что в 3-й группе как прирост, так и абсолютный показатель ЧСС был меньший, а УОК и МОК – больше, чем на 25-е сутки эксперимента.

На 3-и и 13-е сутки после окончания эксперимента у всех испытуемых отмечалась тенденция к нормализации ортостатической реакции.

Таким образом, до пребывания в условиях месячной гипокинезии изменения показателей кровообращения и дыхания у испытуемых всех трех групп в вертикальном положении соответствовали реакциям здорового человека.

Изменение реакции кровообращения и дыхания, наблюдавшееся у испытуемых контрольной группы после соблюдения постельного режима, можно расценивать как ухудшение регуляторной способности этих систем. Оно характеризовалось более значительным приростом ЧСС в вертикальном положе-

167

нии, повышением диастолического и снижением пульсового давления, уменьшением систолического объема, кислородного пульса, увеличением легочной вентиляции. Аналогичные результаты наблюдались и в других исследованиях с 20-, 30-, 44- и 62-суточной экспериментальной гипокинезией [9].

По заключению В.С. Георгиевского и соавт. [5] ортостатические показатели у испытуемых 1-й группы на 25-е сутки гиподинамии можно охарактеризовать как незначительное ухудшение, которое было, во всяком случае, гораздо менее выражено, чем у обследуемых 2-й группы. Авторы предполагают, что это было связано с применением физических упражнений. В последние 5 суток опыта результаты реакции испытуемых 1-й группы на ортостатическое воздействие не только не ухудшились, но даже несколько улучшились, что, по-видимому, можно объяснить сочетанным действием физической нагрузки и ОДНТ.

Электрическая стимуляция мышц оказала положительное влияние на хронотропную реакцию сердца испытуемых 3-й группы, о чём свидетельствовали меньший прирост и меньшая абсолютная величина частоты пульса в вертикальной позиции по сравнению с показателями у лиц 2-й группы, большая величина ударного объема и кислородного пульса.

Таким образом, месячное пребывание в антиортостатическом положении с ограничением двигательной активности привели к ухудшению регуляции сердечно-сосудистой и дыхательной систем, выявляемое при ортостатическом воздействии. Профилактические мероприятия, проводившиеся в 1-й и 3-й группах, улучшили регуляцию гемодинамики и газообмена по сравнению с контрольной группой.

Таким образом, было показано, что с помощью ЭС, проводимой во время 30-суточной гипокинезии удается поддержать ортостатическую устойчивость [5], физическую работоспособность [47], обмен веществ [48] и другие показатели. Авторы приходят к справедливому выводу, что электрическая стимуляция мышц, как и другие применявшиеся способы, не являются универсальным профилактическим средством, хотя в совокупности с другими методами она может дать положительный эффект, как в длительном космическом полете, так и в клинических условиях.

Методика многоканальной электростимуляции мышц и электростимулятор “Тонус” уже выдержали испытания в космических полетах экипажей на орбитальных станциях “Салют-4”, “Салют-5”, “Салют-6”. Однако оставались не выясненные вопросы по сочетанию ЭСМ с другими защитными и профилактическими средствами, не полностью разработано теоретическое обоснование; особого внимания требовала техника наложения электродов, их фиксация и др.

В связи с этим исследования в земных условиях были продолжены

[49,50,51,52 и др.].

В.М.Михайлов и В.С.Георгиевский [50] изучали влияние курса электростимуляции мышц во время гипокинезии на ортостатическую устойчивость на 12-и здоровых мужчинах, которые были разделены на 3 группы: 1-я и 2-я – экспериментальные с проведением МЭСМ 5 раз в неделю по 2 раза в день по 25-30 мин. 3-я группа – контрольная. Все испытуемые в течении 7 недель находились на постельном режиме в антиортостатическом положении (голова ниже ног на 4- 6 градусов). Различие между 1-й и 2-й группами заключалось в том, что для электростимуляции 10 групп мышц в 1-й группе использовалось 20 электродов и

168

сохранялись практически все условия ЭС, описанные выше. Во 2-й группе при воздействии на те же 10 групп мышц использовалось только 12 электродов.

До эксперимента все испытуемые хорошо перенесли ортостатическую пробу на поворотном столе. В результате 45-суточной гипокинезии в антиортостатическом положении ортостатическая устойчивость у испытуемых изменилась по разному: у одного обследуемого контрольной группы на 9-й минуте вертикального положения и двух обследуемых 2-й группы (3 и 7 мин. соответственно) наблюдались предобморочные состояния.

У обследуемых 1-й группы ритм сердечных сокращений и величины АД практически не отличались от исходных, а максимальный прирост частоты пульса стал даже меньше на 8 в минуту. У испытуемых 2-й и 3-й групп исходный уровень на 10-е сутки достигнут не был: ритм сердечных сокращений все еще превышал фоновые данные. Максимальный прирост частоты пульса на изменение положения тела был больше в среднем на 6 и 8 в минуту соответственно. Реакции АД у испытуемых 2-й группы не отличались от исходных. У испытуемых контрольной группы уровни систолического и диастолического давления были ниже, а пульсовое давление – все еще меньше, чем в фоновых исследованиях.

Таким образом, сравнительный анализ полученных данных показывает, что наименьшее ухудшение переносимости пробы на поворотном столе сразу же после окончания постельного режима отмечалось у испытуемых 1-й группы. У них отсутствовали случаи предобморочного состояния, ортостатическая тахикардия была меньше, чем во 2-ой (Р > 0.1) и особенно в 3-й (P < 0.01) группах. Степень уменьшения пульсового давления на ортостаз была менее выражена. На 10-е сутки периода восстановления реакция сердечно-сосудистой системы у них практически нормализовалась, тогда как у испытуемых 2-й и особенно контрольной групп в этот период еще не наблюдалось полного восстановления.

По данным М.А. Черепахина и соавт. [51] у испытуемых первой группы с помощью ЭСМ удалось предохранить мышцы от атрофии, сохранить объем красных и белых мышечных волокон в икроножных мышцах и повысить на 51,6% статическую выносливость. Е.А. Шапошников и соавт. [52] в этой же группе испытуемых по электрофизиологическим исследованиям установили профилактическое действие МЭСМ, которое проявилось в сохранении показателей возбудимости сегментарных мотонейронов (Н-рефлексометрия) и отсутствии изменений в частотных характеристиках ЭМГ.

Необходимо подчеркнуть, что в исследованиях с 45-суточной гипокинезией доказано, что степень эффективности ЭС мышц как профилактичекого средства при гипокинезии зависит от методики ее применения. Так в первой группе, где МЭСМ проводилась по испытанной в предыдущих сериях исследований методике, обеспечивающей координированные (близкие по структуре к естественным) сокращения сгибателей и разгибателей, исследуемые параметры после 45-суточной гипокинезии были лучше, чем у обследуемых 2-й группы, которым электростимуляцию мышц голени и трехглавой бедра проводили одной парой электродов (как одну мышцу).

В заключение можно сказать, что общим результатом представленных исследований можно считать экспериментальное обоснование применения МЭСМ с целью повышения ортостатической устойчивости человека. Первые две серии исследований показали эффективность МЭСМ при пассивной ортостатической пробе. Основное значение МЭСМ в этих условиях заключается в

169