Биомеханические основу дорсопатий у детей и подростков

БИОЛОГИЧЕСКИЕ НАУКИ

НАУКА. ИННОВАЦИИ ТЕХНОЛОГИИ, №2, 2016

удк 796.011 С.А. Егорова [Egorova S. А.],

Н.А. Егоров [Egorov N. А.], О.Н. Смирнова [Smirnova О. N.]

БИОМЕХАНИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ДОРСОПАТИЙ У ДЕТЕЙ И ПОДРОСТКОВ

Biomechanical basis with back pain in children and adolescents

В статье приведено научное обоснование авторской концепции дорсо-патий у детей и подростков, биомеханические основы лечебной гимнастики при дорсопатиях у подростков, описаны результаты апробации данной методики. Показано значение физических упражнений в восстановлении нарушенных функций позвоночника у детей. Исследованы функции позвоночника у детей, разработана и научно обоснована методика лечебной гимнастики при дорсопатиях. Исследование проводилось на базе ГБУЗ СК «ГДКБ им Г.К. Филиппского» г. Ставрополя в течение 9 мес. В исследовании участвовали 60 подростков в возрасте 14-18 лет обоего пола с рентгенологически и клинически подтвержденным остеохондрозом позвоночника, подлежащие консервативному лечению. Все исследуемые подростки были разделены на 2 группы исследования. Первую группу - экспериментальную - составили 30 больных, получавшие медикаментозную терапию, классический массаж спины, и занимающиеся по разработанной нами методике лечебной гимнастики. Во вторую группу - контрольную - вошли 30 подростков, у которых также применяли медикаментозную терапию, классический массаж спины, и комплексы ЛФК по традиционным методикам. Обе группы занимались физическими упражнениями 3-4 раза в неделю в течение 6 мес. Доказана эффективность разработанной методики лечебной гимнастики, состоящей из трех этапов, и основанной на устранении миотонических очагов с последующим формированием мышечного корсета.

Ключевые слова: миотонические очаги, биомеханика, дорсопатия, дети, подростки, концепция дорсопатии, физические упражнения, лечебная гимнастика.

The article provides a scientific basis for the author's concept of dorsopa-thies in children and adolescents, biomechanical principles of therapeutic exercises when dorsopa-thies in adolescents, describes the results of testing the methods. Shows the value of exercise in the restoration of disturbed functions of the spine in children. Investigated the function of the spine in children, have developed and scientifically grounded technique of therapeutic exercises in the dorsopathies. The study was conducted on the basis of GBUZ SC «gdcb them G. K. Philippian» of Stavropol in the period of 9 months. The study involved 60 adolescents aged 14-18 years of either sex with clinically and radiographically confirmed osteochondrosis, subject to conservative treatment. All the studied adolescents were divided into 2 groups of the study. The first group - the experimental consisted of 30 patients who received medical therapy, classic massage, and trained according to developed strategy of therapeutic exercises. The second group - the control group -included 30 adolescents who have also used drug therapy, classic massage, exercise therapy and complexes by conventional methods. Both groups were engaged in physical exercises 3 to 4 times a week for 6 months. The efficacy of the developed techniques of therapeutic exercises, consisting of three stages, and is based on the elimination of myotonic foci with subsequent formation of the muscular corset.

Keywords: biomechanics, Back pain, adolescents, children, physical exercises, medical gymnastics.

Проблемы функционального состояния опорно-двигательного аппарата (ОДА) детей и подростков и методы устранения патологических двигательных стереотипов средствами физической культуры сегодня активно обсуждаются многими учеными, при этом высказываются диаметрально противоположные точки зрения. Одни исследователи настаивают на значимости физических упражнений в реабилитации нарушений функций ОДА [4, 6, 7, 8-10, 14, 15], другие, напротив, не придают первостепенного значения физическим упражнениям в реабилитации патологии ОДА [1,2, 11, 12, 13]. Противоречивость во мнениях различных ученых по данному вопросу побуждает исследователей не останавливаться в изучении данной проблемы.

Данная проблема требует решения, поскольку именно в детском возрасте формируются все основные патологические двигательные стереотипы, которые с возрастом только закрепляются и приводят к ухудшению функционирования всего опорно-двигательного аппарата. Все больше детей сегодня жалуется на головные боли, повышенную утомляемость, плохую успеваемость, боли в области спины, шеи и т.д. Нередко причиной данных симптомов у детей являются начальные проявления остеохондроза позвоночника, что зачастую обусловлено гиподинамией, длительными занятиями за компьютером и т.д.

Актуальность настоящего исследования обусловлена большим распространением патологии позвоночника, которая, по данным статистки, встречается у 20-30% подростков к окончанию школы. Дорсопатии (или как раньше было принято называть - остеохондроз позвоночника) является одной из ведущих проблем [3, 5]. Быстрая утомляемость и боли в спине снижают возможности детей к занятию спортом, а в будущем, ограничивают выбор профессии. Мы считаем, что одним из действенных методов борьбы с данной патологией являются физические упражнения. Сегодня известно большое количество разнообразных гимнастик, предлагаемых для укрепления позвоночника, но научное обоснование у многих из них отсутствует.

Для решения данной проблемы целью настоящего исследования стало научно-методическое обоснование биомеханической концепции дорсопатий у детей и подростков и разработка на ее основе функциональной лечебной гимнастики.

Для достижения поставленной цели был определен ряд задач:

1. Изучить распространенность дорсопатий у подростков по литературным источникам.

2. Исследовать функции позвоночника у детей при дорсо-патии.

3. Представить концепцию развития дорсопатий у детей и подростков.

4. Разработать и научно обосновать методику лечебной гимнастики при дорсопатиях.

5. Применить на практике методику лечебной гимнастики

6. Оценить эффективность предложенной методики

Для решения указанных выше задач применялись следующие методы исследования:

1. Анализ литературных источников по проблеме исследования.

2. Анализ медицинской документации.

3. Электронейромиография.

4. Анкетирование.

5. Исследование функции позвоночника (пробы Стибо-ра, Павелки, гибкость позвоночника, оценка силы мышц спины).

6. Балльная оценка выраженности болевого синдрома по Визуальной аналоговой шкале (ВАШ).

7. Статистический анализ полученных данных. Исследование проводилось на базе ГБУЗ СК «ГДКБ им

Г.К. Филиппского» г. Ставрополя в течение 9 мес. В исследовании учас-

твовали 60 подростков в возрасте 14-18 лет обоего пола с рентгенологически и клинически подтвержденным остеохондрозом позвоночника, подлежащие консервативному лечению.

Все исследуемые подростки были разделены на 2 группы исследования.

Первую группу - экспериментальную - составили 30 больных, получавшие медикаментозную терапию, классический массаж спины, и занимающиеся по разработанной нами методике лечебной гимнастики.

Во вторую группу - контрольную - вошли 30 подростков, у которых также применяли медикаментозную терапию, классический массаж спины, и комплексы ЛФК по традиционным методикам. Обе группы занимались физическими упражнениями 3-4 раза в неделю в течение 6 мес.

В исследовании участвовало 28 мальчиков и 32 девочки.

Анализ медицинской документации показал, что у 12% подростков выявлен шейный остеохондроз, у 24% - грудной остеохондроз, у 46% -поясничный остеохондроз, у 18% - полисегментарный остеохондроз.

Ведущими жалобами были: головные боли (48%), боли в спине (52%), боли в шее (38%), повышенная утомляемость (36%), нарушения артериального давления (23%), снижение зрения (3%).

За основу научно-методического обоснования биомеханической концепции дорсопатии у детей и разработки лечебной гимнастики, нами было взято следующее. При разворачивании клиники данного заболевания, ведущими патологическими проявлениями являются миотонические симптомы, проявляющиеся в спазме мышц, постоянных мышечных болях, что приводит, в итоге, к нарушению кровообращения и ограничению движения в поряженной области.

Существующие научные теории о единстве всех составляющих двигательного стереотипа, который формируется всеми сегментами позвоночника, суставами и мышцами конечностей, явились побудительным моментом к разработке концепции возникновения дорсопатий у детей и биомеханическим основам лечебной гимнастики.

Биомеханическая концепция развития дорсопатии у детей

I. Факторы «пускового механизма» дорсопатий у детей и подростков:

1. Наследственная предрасположенность (особенности конституции, аномалии позвоночника и др.).

2. Длительные неадекватные статические перегрузки, травмы опорно-двигательного аппарата.

3. Родовая травма, которая в течение первых 6 месяцев жизни приводит к началу формирования неадекватного двигательного стереотипа.

II. Реализующие факторы дорсопатий у детей и подростков:

1. Нарушение и асимметрия мышечного тонуса.

2. Изменение сроков и этапов моторного развития ребенка в результате формирующегося неадекватного двигательного стереотипа.

III. Развитие дорсопатий у детей и подростков:

1. Ухудшение питания тканей позвоночника с нарушением оттока крови, как следствие спазма мышц.

2. Дегенеративно-дистрофические изменения тел позвонков, окружающих мягких тканей, формирование грыж Шморля.

3. Повышение внутрикостного давления, и раздражение внутри ко ст н ы х рс цс пторов (так называемые «боли роста»).

4. Снижение коркового моторного контроля, закрепление неадекватного двигательного стереотипа.

5. Проявление постоянных мышечных болей, спазмы сосудов, головные боли и т.д.

6. Нарушения функции позвоночника

Предложенная концепция развития дорсопатий у детей и подростков позволила в дальнейшем разработать адекватную и патогенетически обоснованную методику лечебной гимнастики, направленную на устранение основных патологических моментов.

Известно, что при дорсопатиях наибольшие болезненные проявления в мышцах возникают при сгибании и разгибании туловища. Для понимания патогенеза данных исмптомов, нами были проанализированы биомеханические особенности опорно-двигательного аппарата.

По данным Васильевой Л.Ф. [2], биомеханика всего опорно-двигательного аппарата обеспечивается слаженной работой 5 групп мышц: аго-нисты, синергисты, нейтрализаторы, фиксаторы, антагонисты.

Для обеспечения любого оптимального движения необходимо соблюдение последовательности включения в работу каждой из 5 групп мышц.

1. Первыми в работ}' включаются мышцы-фиксаторы, обеспечивающие фиксацию места крепления мышцы-агониста и отсутствие добавочных движений в соседних областях опорно-двигательного аппарата.

2. Далее включается в работу мышца-агонист, которая, собственно, и отвечает за направление движения.

3. Однонаправленность движения и обеспечение наиболее короткой траектории реализуют мыищы-нейтрализато-ры, устраняющие избыточные движения мышцы-аго-ниста.

4. Плавность движения и достаточность объема обеспечивается эксцентрическим сокращением мышцы-антагониста, которая постепенно растягивается и увеличивает свою длину.

5. Обеспечение плавности и строгой последовательности перехода двигательного акта одного сустава в другой -

функция синергиста.

При разработке нашей теории мы исходили из того, что мышцами, обеспечивающими движение, являются мышцы-агоисты и мышцы-синергисты. Они работают в динамическом режиме, что создает наиболее благоприятные условия для функционирования данных мышц. В статических (анаэробных условиях) работают мышцы-стабилизаторы и нейтрализаторы. В аэробно-анаэробном режиме (уступающая сила) работают мышцы-антагонисты. В связи с этим, миотонические синдромы должны чаще всего возникать в мышцах, выполняющих статическую работу, что будет приводить к возникновению болевых синдромов при дор-сопатиях.

Для доказательства данного предположения нами была проведена электронейромиография мышц спины как в начале, так и конце эксперимента. Элс кт ро не йром ио графи я (ЭНМГ) - метод исследования электрической активности мышц в покое и во время их сокращения. Регистрация сокращений мышц осуществлялась при помощи электронейромиографа. При проведении электронейромиографии учитывались следующие показатели, наиболее отвечающие задачам эксперимента:

1. Латентный (скрытый) период проведения возбуждения по нерву (мс), который возрастает при повышении тонуса мышц.

2. Амплитуда М-ответа (амплитуда ответного сокращения мышцы на раздражение), мВ. Данный показатель увеличивается при повышении тонуса мышц и понижается при снижении мышечного тонуса.

3. Скорость распространения возбуждения (V - м/с). У здоровых людей данный показатель должен соответствовать норме (55,4 ± 1,3 м/с). Он изменяется только при некоторых заболеваниях(например, миелопатях - заболевание, при котором разрушается миелиновая оболочка нерва, что приводит к нарушению нервно-мышечной передачи). При отсутствии данного заболевания скорость проведения по двигательным волокнам нервов остается в норме.

При выборе мышц для исследования мы руководствовались следующим: при сгибании туловища мышцами-фиксаторами являются: большая поясничная, прямая мышца бедра, мышцами-нейтрализаторами - прямые и косые мышцы живота, при разгибании туловища - мышцами-фиксаторами являются: большая ягодичная мышца, подвздошно-поясничная мышца, мышцы задней группы бедра, мышцами-нейтрализаторами - разгибатели спины. Учитывая вышеизложенное, для подтверждения нашего предположения о возникновении миотоничес-ких очагов в мышцах, электронейромиографическое исследование было проведено большой поясничной мышцы, прямой мышцы бедра, большой ягодичной мышцы.

В результате выполненной электронейромиографии указанных мышц достоверно выявлено повышенное мышечное напряжение, что подтвердило наличие миотонических очагов и потребовало разработки специальной лечебной гимнастики, направленной на устранение выявленных нарушений.

С учетом выявленных нарушений в результате проведенных исследований нами разработана методика лечебной гимнастики, состоящей из 3 этапов:

1 этап - устранение миотонических очагов в мышцах-фиксато-

рах и мышцах-нейтрализаторах туловища.

2 этап - формирование мышечного корсета.

3 этап - поддерживающий

Методической особенностью 1 этапа являлось

выполнение упражнений в медленном темпе, с задержкой на определенное количество времени, выполнять 4 раза в неделю. Общая продолжительность 2 этапа гимнастики - 40 мин. Этап длился 3 месяца.

Рекомендуемый комплекс физических упражнений:

1. ИП - стоя. На выдохе сделать глубокий наклон вперед, не сгибая коленей, обхватить руками голени. В конце глубокого выдоха зафиксировать положение, задержать дыхание на 3-5 сек. Не ослабляя руки, повторить упражнение 3-5 раз (растяжение мышц спины, задней группы мышц бедра).

2. ИП - лежа на спине, руки вдоль туловища. Медленно поднять прямые ноги, опустить их за голову, зафиксировать положение на 30 сек - 3 мин. Медленно вернуться в ИП. Повторить 3-5 раз (растяжение мышцы, выпрямляющей позвоночник, задней группы мышц бедра). При хорошей тренировке согнуть ноги в коленных суставах, колени опустить на пол радом с надплечьями. В конце глубокого выдоха зафиксировать положение, задержать дыхание на 3-5 сек.

3. ИП - стоя на коленях, голени в стороны, медленно лечь на пол между голеней, зафиксировать положение на 30 сек - 3 мин. Вернуться в ИП

4. Из ИП лежа на спине выполнить упражнение «мостик». Зафиксировать на 30-60 сек (растяжение прямых мышц живота, передней связки позвоночника).

5. ИП - лежа на спине, ноги выпрямлены, руки вдоль туловища. Правл ю ногу согнуть в колене и в тазобедренном суставе. Левая рука на коленом суставе правой ноги. Вдох, глубокий медленный выдох. Медленно на выдохе опустить правое колено влево, стараясь коснуться коленом пола слева от туловища. В конце глубокого выдоха зафиксировать положение, задержать дыхание на 3-5 сек. Не ослабляя руки, повторить упражнение 3-5 раз. То

же повторить с противоположной стороны (растяжение мышц, вращающих позвоночник).

6. ИП - лежа на спине, ноги выпрямлены, руки вдоль туловища. Согнуть правое колено, привести его к груди, обхватить руками. Вдох, глубокий медленный выдох. Во время выдоха давить на колено, направляя его к противоположному плечу. В конце глубокого выдоха зафиксировать положение, задержать дыхание на 3-5 сек. Не ослабляя давления, повторить упражнение 3-5 раз. То же повторить с противоположной стороны (растяжение ягодичных мышц, грушевидной мышцы).

7. ИП - сидя, прямые ноги разведены в стороны как можно шире. Вдох, глубокий медленный выдох. Во время выдоха глубокий наклон к правой ноге, обхватить голень руками. В конце глубокого выдоха зафиксировать положение, задержать дыхание на 3-5 сек. Не ослабляя давления, повторить упражнение 3-5 раз. То же повторить с противоположной стороны (растяжение приводящих мышц бедра, мышц спины).

8. ИП - сидя, ноги согнуты и разведены, стопы соприкасаются (поза «лягушки»). Руки лежат на коленях. Вдох, глубокий медленный выдох. Во время выдоха руками давить на колени, растягивая приводящие мышцы бедер. В конце глубокого выдоха зафиксировать положение, задержать дыхание на 3-5 сек. Не ослабляя давления, повторить упражнение 3-5 раз.

9. ИП - лежа спиной на гимнастическом мяче. Полностью расслабиться, руки за головой, ноги слегка касаются пола. Дыхание произвольное. Зафиксировать положение на 1-3 мин.

10. ИП - лежа животом на гимнастическом мяче. Полностью расслабиться, руки и ноги свисают без напряжения.

Дыхание произвольное. Зафиксировать положение на 1 -3 мин.

Методические особенности 2 этапа

Выполнение 2 этапа начинается после окончания 1 этапа. Выполняется 3 раза в неделю, вес подбирается таким образом, чтобы выполнить 12 повторов каждого упражнения с субмаксимальным усилием. Выполняется по 3 подхода каждого упражнения. Общая продолжительность 2 этапа гимнастики - 40 мин. Данный этап длится в течение 6 мес.

Рекомендуемый комплекс упражнений:

1. Глубокие приседания, угол между голенью и бедром - 90 гр., колено не выходит за голень. При хорошей тренированности - добавление веса

2. Выпады назад - по 12 повторов каждой ногой. При хорошей тренированности - добавление веса

3. Выпады назад - по 12 повторов каждой ногой. При хорошей тренированности - добавление веса.

4. Гиперэкстензия - разгибание туловища с выпрямленными ногами из ИП - лежа на животе, или упор в тренажере.

5. Сгибание туловища с согнутыми ногами.

6. Скручивания туловища, ноги согнуты, стоят на полу, при хорошей тренированности - голени параллельны полу.

7. ИП - лежа на спине - подъем прямых ног.

Через 9 мес. наступает 3 этап - поддерживающий.

Методические особенности данного этапа - 2 раза в неделю выполняются упражнения из второго этапа, 1 раз в неделю - упражнения из 1 этапа. Поддерживающий этап необходимо выполнять максимально долго, годами.

Результаты и обсуждение

В результате проведенного исследования у всех детей экспериментальной группы до проведения исследования выявлено нарушение гибкости и ротации позвоночника, у 40 % выявлены умеренно выраженные нарушения самочувствия и у 27 % - выраженные нарушения самочувствия, выраженный болевой синдром в 8 баллов, участки повышенного мышечного напряжения в области ягодичных мышц, мышц спины, живота и бедер (миотонические очаги), снижение силы мышц спины.

Через 3 месяца, после проведенного первого этапа лечебной гимнастики в экспериментальной группе выявлено статистически достоверное улучшение гибкости позвоночника, в среднем, на 4,3 см, улучшение самочувствия, повышение силы мышц спины, тогда как в контрольной группе статистически значимых изменений не произошло.

Общее количество жалоб в экспериментальной группе уменьшилось, в среднем, в 1,5 раза. На электронейромиографии отмечено уменьшение миотонических очагов. В контрольной группе значимых изменений на электронейромиографии не выявлено.

После второго этапа лечебной гимнастики (через 6 мес.) в экспериментальной группе сила мышц спины увеличилась на 18%, тогда как в контрольной - на 13%, в экспериментальной группе интенсивность боли по шкале ВАШ уменьшилась с 8 баллов до 2,5 баллов, тогда как в контрольной группе уровень боли остался на уровне 4,7 баллов

Таким образом, проведенное исследование доказало высокую эффективность применения разработанного комплекса физических упражнений и показало состоятельность предложенной научной теории по применению предложенной нами лечебной гимнастики.

Выводы

1. Анализ литературных источников показал, что дорсопа-тии возникают у детей уже в возрасте 9-12 лет. Частота данной патологии среди школьников варьирует в пределах от 12% до 21%.

2. В ходе нашего эксперимента при обследовании 60 подростков с подтвержденными дорсопатиями, у 93% из них выявлены ограничения функции позвоночника, у 67% подростков выявлены умеренные и выраженные нарушения самочувствия, снижение силы мышц спины, выраженный болевой синдром.

3. В данном исследовании предложена биомеханическая концепция развития дорсопатий у детей.

4. В ходе эксперимента была разработана и апробирована лечебная гимнастика, основанная на научно-методическом подходе, и состоящая из трех этапов

5. Методами исследования доказано положительное влияние предложенного комплекса лечебной гимнастики на функциональное состояние и тонус мышц позвоночника подростков, улучшение самочувствия и восстановление двигательных навыков: у 60% подростков произошло восстановление нормальной двигательной функции позвоночника, у 70% отмечено улучшение самочувствия. болевой синдром уменьшился в 3 раза

6. Предложенный специальный комплекс физических упражнений, основанный на стадийности заболевания, прост в применении и устраняет основные симптомы заболевания в короткие сроки.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Андриянова Е.Ю. Механизмы снижения и восстановления адаптационных возможностей у больных остеохондрозом по-яснично-крестцового отдела позвоночника //Адаптивная физическая культура, 2006. № 1. С. 26-28.

2. Васильева Л.Ф. Визуальная диагностика нарушения статики и динамики / Иваново, 1996 - 200 с.

3. Веселовский В.П. Практическая вертеброневрология и мануальная терапия. Рига, 1991. 259 с.

4. Егоров H.A., Егорова С.А., Смирнова О.Н. Биомеханическая концепция развития остеохондроза позвоночника у детей // Материалы VII Международной научно-технической конференции «Физика и радиоэлектроника в медицине и экологии - ФРЭМЭ 2006». Владимир, 2006. С. 234-236.

5. Егорова С.А., Егоров H.A. Инновационный способ реабилитации остеохондроза // Материалы 51 научно-методическая конференции СГУ «Университетская наука - региону» «Физическая культура и спорт: здоровье, образование, воспитание, тренировка». Ставрополь, 2006. С. 45-47.

6. Егорова С.А., Егоров H.A., Кувалдина Е.В. Значение лечебной физкультуры в комплексной реабилитации остеохондроза // Материалы 50 научно-практической конференции «Физическая культура и спорт: здоровье, образование, воспитание, тренировка». Ставрополь: СГУ, 2005. С. 36-38.

7. Егорова С.А., Егоров H.A., Шумакова Н.Ю. Лечебная артгим-настика в комплексной реабилитации остеохондроза // Адаптивная физическая культура», 2005. №4. С. 15-17.

8. Епифанов В.А. Восстановительное лечение при повреждениях опорно-двигательного аппарата. М., 2009. 480 с.

9. Епифанов В.А. Лечебная физическая культура. Издательство: ГЭОТАР-Медиа. 2009. 568 с.

10. Епифанцев Е.А., Ролик И.С. Средства физической реабилитации в терапии остеохондроза позвоночника. М.: ВНИТЦ, 1997. 98 с.

11. Попелянский Я.Ю. Нейроортопедия. М.: Медицина, 2003.

12. Соков Л.П., Соков Е.Л., Соков С.Л. Руководство по нейроорто-педии. М.: РУДН, 2002. 542 с.

13. Федоренко H.A. Восстановительные методы лечения. Издательство: Эксмо, 2008. 688 с.

14. Челноков В.А. Основные патогенетические принципы применения физических упражнений при профилактике остеохондроза позвоночника//Теория и практика физической культуры, 1998. №10. С. 43-47.

15. Челноков В.А. Применение патогенетической классификации физических упражнений при формировании программ оздоровительной физкультуры для профилактики остеохондроза позвоночника у школьников // Сборник трудов ученых РГАФК. М., 1999. С. 230-232.