RU2148946C1

RU2148946C1 - Method for treating children possessing neuromotor disorders by applying biofeedback method

Info

Publication number: RU2148946C1
Application number: RU96112621A
Authority: RU
Inventors: Л.М. Бабина; В.В. Котляров
Original assignee: Государственный научно-исследовательский институт курортологии в г.Пятигорске
Priority date: 1996-06-25
Filing date: 1996-06-25
Publication date: 2000-05-20

Abstract

FIELD: medicine. SUBSTANCE: method involves reducing spastic hypertonic state by compressing neurovascular structures of an extremity before starting treatment. Compression state is achieved by means of flexible tourniquet or tonometer cuff applied. Compression duration is 1-2 min long. Then, training is carried out with biofeedback applied. Treatment course is 10-12 sessions long. EFFECT: enhanced effectiveness of training; stimulated motivation behavior responses in children. 2 cl, 3 tbl

Description

Изобретение относится к медицине и касается реабилитационного лечения детей с нейромоторными нарушениями при патологии центральной нервной системы, прежде всего, при детском церебральном параличе. The invention relates to medicine and relates to the rehabilitation treatment of children with neuromotor disorders in the pathology of the central nervous system, especially in cerebral palsy.

Наиболее близким к данному изобретению по своей сущности является известный ранее метод аппаратурной электромиографической биологической обратной связи (БОС), применяемый для выработки оптимальных мышечных двигательных реакций у пациентов в органическими или функциональными двигательными нарушениями. При этом на тренируемую мышцу пациента накладываются накожные электромиографические электроды, а прибор отображает степень сокращения мышцы какими-либо адекватными сигналами (звуковые, световые или видеоизображения). Пациент получает возможность сознательно контролировать степень мышечного сокращения и отрабатывать оптимальные или коррегирующие двигательные реакции. Closest to this invention in essence is the previously known method of instrumental electromyographic biological feedback (BFB), used to generate optimal muscular motor responses in patients with organic or functional motor disorders. In this case, cutaneous electromyographic electrodes are superimposed on the trained muscle of the patient, and the device displays the degree of muscle contraction by any adequate signals (sound, light or video images). The patient gets the opportunity to consciously control the degree of muscle contraction and work out optimal or corrective motor reactions.

Однако известный способ БОС малоэффективен при выраженной спастичности мышц у больных с органическими расстройствами центральной нервной системы, особенно у детей, больных детским церебральным параличом. Исходный патологический высокий фон биоэлектрической активности спастичных мышц маскирует динамику их функционального статуса при проведении БОС-тренинга, и, таким образом, препятствует быстрому (в реальном времени) достижению положительного результата обратной связи, что существенно снижает уровень мотивации у больного. Дети быстро "теряют" интерес к БОС-тренингу и эффективность его уменьшается. Создается привычная ситуация малой курабельности высокого спастического мышечного тонуса. However, the known method of biofeedback is ineffective with severe muscle spasticity in patients with organic disorders of the central nervous system, especially in children with cerebral palsy. The initial pathological high background of the bioelectric activity of spastic muscles masks the dynamics of their functional status during BFB training, and thus prevents the rapid (in real time) achievement of a positive feedback result, which significantly reduces the patient’s motivation level. Children quickly "lose" interest in BFB training and its effectiveness decreases. A familiar situation of low curability of high spastic muscle tone is created.

Сущность данного изобретения в оптимизации функционального статуса нейромоторного аппарата при проведении тренинга биологической обратной связью путем непосредственного воздействия на рефлекторные механизмы регуляции мышечного тонуса сегментного аппарата способом ишемической деафферентации конечности (с помощью кратковременной компрессии нервно-сосудистых структур конечности). При этом меняется патологический афферентный поток импульсации по сенсорным волокнам гамма-системы, что в свою очередь приводит к перестройке ауторегуляторных процессов тонусных механизмов на сегментарном уровне. Быстрое снижение мышечного тонуса в пораженных мышцах приводит к изменению исходного патологического фона биоэлектрической активности мышц, препятствующего применению аппаратурного метода БОС. Больные получают возможность активно изменять функциональное состояние мышц под контролем биологической связи. The essence of this invention is to optimize the functional status of the neuromotor apparatus during training with biological feedback by directly affecting the reflex mechanisms of regulation of the muscle tone of the segmental apparatus by means of ischemic deafferentation of the limb (using short-term compression of the neurovascular structures of the limb). In this case, the pathological afferent impulse flow along the sensory fibers of the gamma system changes, which in turn leads to a restructuring of the autoregulatory processes of the tonus mechanisms at the segmental level. A rapid decrease in muscle tone in the affected muscles leads to a change in the initial pathological background of the bioelectric activity of the muscles, which impedes the use of the instrumental method of biofeedback. Patients have the opportunity to actively change the functional state of the muscles under the control of biological communication.

Способ осуществляется следующим образом. The method is as follows.

Непосредственно перед сеансом БОС-тренинга больному накладывают на конечность проксимальнее тренируемой мышцы манжетку медицинского тонометра (можно резиновый жгут), компрессия конечности осуществляется с силой, при которой начинается исчезновение пульса на магистральной артерии и длится от 1 до 2 минут с постепенным снижением давления в манжете для уменьшение болевых ощущений. За это время накладываются электромиографические электроды на тренируемые спастичные мышцы. Больному предлагается контролировать с помощью обратной связи свой мышечный тонус, концентрируясь на расслаблении мышцы. При нарастании степени ишемии уровень биоэлектрической активности мышц снижается, внимание больного фиксируют на снижении аппаратурного функционального показателя (маркера) БОС-тренажера. При снятии манжетки больному предлагается удерживать достигнутое положение маркеров длительное время, от сеанса к сеансу длительность удержания заданных параметров увеличивается. Затем больному предлагают осуществлять наиболее привычные простые движения в данном суставе с одновременным БОС-контролем и удерживанием маркеров прибора на заданном уровне. Внимание больного все время акцентрируется на его сознательной способности контролировать свои физиологические показатели и, в частности, мышечный тонус. Immediately before the BOS training session, the patient is placed on the limb proximal to the trained muscle with a cuff of a medical tonometer (a rubber band can be used), compression of the limb is carried out with force, at which the pulse disappears on the main artery and lasts from 1 to 2 minutes with a gradual decrease in cuff pressure for reduction of pain. During this time, electromyographic electrodes are superimposed on the trained spastic muscles. The patient is invited to control his muscle tone with feedback, concentrating on muscle relaxation. With an increase in the degree of ischemia, the level of bioelectric activity of the muscles decreases, the patient's attention is fixed on a decrease in the hardware functional indicator (marker) of the BOS simulator. When removing the cuff, the patient is asked to maintain the reached position of the markers for a long time, from session to session the duration of the retention of the specified parameters increases. Then the patient is offered to carry out the most familiar simple movements in this joint with simultaneous BF control and holding the device markers at a given level. The patient’s attention is always focused on his conscious ability to control his physiological parameters and, in particular, muscle tone.

Сеанс длится 10-15 минут в зависимости от индивиудальных когнитивных качеств больного. На курс лечения 10-12 сеансов ежедневно или через день в зависимости от общего плана лечения. Сеансы проводились в утренние часы (10-00 - 12-00 ч). A session lasts 10-15 minutes depending on the individual cognitive qualities of the patient. The course of treatment 10-12 sessions daily or every other day, depending on the overall treatment plan. Sessions were held in the morning (10-00 - 12-00 h).

Предлагаемый способ апробирован в Детской клинике Пятигорского Государственного НИИ Курортологии. Наблюдения проведены на группе из 52 больных в возрасте от 5 до 9 лет, 32 мальчиков и 20 девочек. Были выделены две группы: контрольная - 22 детей, которые проходили общепринятую методику БОС-тренинга: аналогичные сеансы без применения ишемической деафферентации и основная группа - 30 детей, проходивших БОС-тренинг и ишемическую деафферентацию. Для проведения БОС-тренинга использовался стандартный электромиограф "Медикор" MG-440, сопряженный через магнитофонный информационный выход с персональным компьютером через АЦП. Специальное программное обеспечение формировало маркеры обратной связи в виде игровой ситуации на экране монитора, что существенно облегчает работу с детьми. Также можно использовать режим точечного отображения сигнала (X-Y-режим) данного миографа при съеме интегральной миограммы. В этом случае пациенту предлагается фиксировать положение точки от светового луча осциллоскопа на экране дисплея электромиографа. The proposed method is tested in the Children's Clinic of the Pyatigorsk State Research Institute of Balneology. The observations were carried out on a group of 52 patients aged 5 to 9 years, 32 boys and 20 girls. Two groups were identified: the control group - 22 children who underwent the generally accepted methodology of BOS training: similar sessions without the use of ischemic deafferentation and the main group - 30 children who underwent BOS training and ischemic deafferentation. For BOS training, a standard Medic-MG-440 electromyograph was used, coupled through a tape information output to a personal computer through an ADC. Special software formed feedback markers in the form of a game situation on the monitor screen, which greatly facilitates the work with children. You can also use the point-to-point signal display mode (X-Y mode) of this myograph when shooting an integral myogram. In this case, the patient is asked to fix the position of the point from the light beam of the oscilloscope on the display screen of the electromyograph.

Все дети получали общее реабилитационное санаторно-курортное лечение по принятым в Детской клинике стандартным методикам, включающим грязевые аппликации, радоновые и углекисловодородные ванны, курс массажа и ЛФК. По клиническому статусу больных группы были однородные: спастические формы детского церебрального паралича - спастическая диплегия и гемипаретическая форма. All children received general rehabilitation spa treatment according to standard methods adopted at the Children's Clinic, including mud applications, radon and carbon dioxide baths, a massage course and exercise therapy. According to the clinical status of the patients, the groups were homogeneous: spastic forms of cerebral palsy - spastic diplegia and hemiparetic form.

Всем больным проведено комплексное клиническое и электрофизиологическое обследование до и после сеансов, а также у 20 больных во время сеанса. All patients underwent a comprehensive clinical and electrophysiological examination before and after the sessions, as well as in 20 patients during the session.

Клинические показатели включали оценку объема движений в суставах, функциональную подвижность и координированность конечности в простых бытовых двигательных актах, субъективную оценку мышечного тонуса, силу мышц. Clinical indicators included an assessment of the range of motion in the joints, functional mobility and coordination of the limb in simple everyday motor acts, a subjective assessment of muscle tone, muscle strength.

Для объективизации исследований использовались нейрофизиологические методы оценки функционирования статуса нейромоторного аппарата в динамике;
- сравнительная характеристика параметров математических анализов биоэлектрической активности мышц (интегральный анализ, амплитудно-частотный спектр, турн-амплитудный анализ) при дозированном напряжении.To objectify the studies, neurophysiological methods were used to assess the functioning of the status of the neuromotor apparatus in dynamics;
- a comparative characteristic of the parameters of mathematical analyzes of the bioelectric activity of muscles (integral analysis, amplitude-frequency spectrum, turn-amplitude analysis) at a dosed voltage.

- анализ реципрокных взаимоотношений при стандартизированном сокращении мыщц-антогонистов. - analysis of reciprocal relationships with a standardized contraction of muscle-antagonists.

- динамика параметров вызванных рефлекторных сегментарных (H-рефлекс) и спинально-стволовых ответов. - dynamics of parameters caused by reflex segmental (H-reflex) and spinal stem responses.

Результаты проведенных исследований показывают, что положительная динамика функционального состояния нейромоторного аппарата больных детей была наиболее выражена в основной группе. Сравнивались показатели клинического статуса, выраженные в условных баллах (таблица 1) и данные нейрофизиологических исследований (таблица 2). The results of the studies show that the positive dynamics of the functional state of the neuromotor apparatus of sick children was most pronounced in the main group. Clinical status indices expressed in conditional scores (table 1) and neurophysiological studies (table 2) were compared.

У детей из основной группы наряду с более выраженной динамикой в клинико-функциональном статусе отмечается также более высокий уровень мотивации когнитивных функций, так как положительный результат обратной связи достигается ими быстрее и нагляднее (таблица 3). In children from the main group, along with more pronounced dynamics in the clinical-functional status, there is also a higher level of motivation for cognitive functions, since they get a positive feedback result faster and more clearly (table 3).

Пример. Больная А-а Т., 7 лет, поступила в детское неврологическое отделение Пятигорской клиники с диагнозом: Детский церебральный паралич спастическая диплегия, задержка психического развития. Example. Patient A.A. T., 7 years old, was admitted to the children's neurological department of the Pyatigorsk clinic with a diagnosis of cerebral palsy, spastic diplegia, mental retardation.

Основные жалобы матери: нарушение двигательной функции в виде спастической походки, ограничения ручной моторики больше в правой руке, задержка интеллектуального развития легкой степени. The main complaints of the mother: impaired motor function in the form of a spastic gait, restrictions on manual motility are more in the right hand, delayed intellectual development of a mild degree.

При объективном осмотре выявлено ограничение объема движений в коленных суставах на 10 град, в голеностопных: правом - на 20 град., левом - на 10 град., в правом локтевом - на 25 град., спастическое повышение мышечного тонуса в сгибателях рук (больше справа) и в ишиокруральной группе мышц ног. Формируется контрактура ахиллова сухожилия справа. Сухожильные рефлексы повышены диффузно. Патологические экстензорные рефлексы стоп. Координаторных нарушений не выявлено. В психоэмоциональном статусе отмечаются апатичность, заторможенность реакций на вербальные инструкции. An objective examination revealed a limitation of range of motion in the knee joints by 10 degrees, in the ankles: by the right by 20 degrees, by the left by 10 degrees, in the right elbow by 25 degrees, a spastic increase in muscle tone in the flexors of the hands (more to the right ) and in the ischiocrural group of leg muscles. Achilles tendon contracture is formed on the right. Tendon reflexes are elevated diffusely. Pathological extensor reflexes of the feet. Coordination violations are not identified. In the psychoemotional status, lethargy, inhibition of reactions to verbal instructions are noted.

При нейрофизиологическом обследовании выявлено повышение фоновой активности биоэлектрогенеза m.m.gastrocnemius (S et D), m.brachioradialis (D) при интегральном анализе до 95 mkV в покое; при max. напряжении относительное снижение мощности интегральной ЭМГраммы данных мышц до 550 и 650 mkV соответственно; отмечается разреженность ЭМГ ритма по данным турн-амплитудного анализа (Т/сек = 270); при сокращении антагонистов тоническое напряжение спастических мышц составляло до 35-40%; соотношение H_max/M_max = 0,32; полисинаптический спинально-стволовой рефлекс гиперсинхронизированный, имеет 2 пика, длительность - до 17 мсек.An neurophysiological examination revealed an increase in the background activity of bioelectrogenesis mmgastrocnemius (S et D), m.brachioradialis (D) in the integrated analysis to 95 mkV at rest; at max. voltage, a relative decrease in the power of the integrated EMGrams of these muscles to 550 and 650 mkV, respectively; sparseness of EMG rhythm is noted according to the turn-amplitude analysis (T / sec = 270); with the reduction of antagonists, the tonic tension of spastic muscles was up to 35-40%; the ratio of H _max / M _max = 0.32; the polysynaptic spinal stem reflex is hypersynchronized, has 2 peaks, duration - up to 17 ms.

Девочке проведено 10 сеансов БОС-тренинга с предварительной ишемической деафферентацией (длительность 1 мин). Воздействие проводилось на правые икроножную и плечелучевую мышцы. Девочка получала также фоновое санаторно-курортное лечение. The girl underwent 10 sessions of biofeedback training with preliminary ischemic deafferentation (duration 1 min). The impact was carried out on the right gastrocnemius and brachioradialis muscle. The girl also received background spa treatment.

После проведенного курса отмечалось значительное улучшение двигательного статуса: увеличился объем движений в локтевом суставе на 15 град., в голеностопном на 10 град., снизился мышечный тонус при субъективной оценке (до 2-й ст. ), повысилась ручная моторика в бытовых движениях (еда и т.п.), при ходьбе увеличилась опора на пятку. Отмечены и объективные изменения в нейрофизиологическом статусе: повысилась мощность интегральной ЭМГраммы при напряжении до 800 mkV; при анализе биоэлектрогенеза мышц в покое отмечалось снижение фоновой активности до 35 mkV; повысилась частота ЭМГ ритма (Т/сек= 370); изменились параметры полисинаптического рефлекса; увеличилась длительность до 35 мсeк, форма стала менее синхронизированной, с 4-5 пиками. After the course, a significant improvement in motor status was noted: the range of movements in the elbow joint increased by 15 degrees, in the ankle by 10 degrees, muscle tone decreased with a subjective assessment (to the 2nd stage), manual motor skills in household movements increased (food etc.), when walking increased support on the heel. Objective changes in the neurophysiological status were also noted: the power of the integrated EMGram increased at a voltage of up to 800 mkV; analysis of muscle bioelectrogenesis at rest showed a decrease in background activity to 35 mkV; increased frequency of EMG rhythm (T / s = 370); the parameters of the polysynaptic reflex have changed; the duration increased to 35 ms, the form became less synchronized, with 4-5 peaks.

Кроме того, повысился эмоциональный фон ребенка, сеансы принимала с интересом. Повысилась контактность с лечебным персоналом и детьми. Оптимизировался педагогический кондуктивный контакт с матерью во время лечебных мероприятий (ЛФК), так как девочка стала лучше понимать поставленные задачи в двигательных упражнениях. In addition, the emotional background of the child increased, she received the sessions with interest. Contact with medical staff and children has increased. The pedagogical conductive contact with the mother was optimized during therapeutic measures (exercise therapy), as the girl began to better understand the tasks in motion exercises.

Девочка выписана с улучшением. Эффективность данного способа лечения по сравнению с примененным у этой же больной стандартным подходом БОС-тренинга (в прошлом курсе 7 месяцев назад) выше на 23%. The girl was discharged with improvement. The effectiveness of this method of treatment compared with the standard BOS training approach used in the same patient (7 months ago in the previous course) is 23% higher.

Предлагаемый способ найдет практическое применение в санаторно-курортном и реабилитационном лечении за счет своей относительной простоты, повышенной эффективности и расширения диапазона применения (больные с выраженной спастичностью мышц). The proposed method will find practical application in spa and rehabilitation treatment due to its relative simplicity, increased efficiency and expansion of the range of use (patients with severe muscle spasticity).

Claims

1. A method of treating children with neuromotor disorders with severe muscle spasticity, including conducting training with biological feedback (BFB), characterized in that the increased spastic tone of the affected muscles is reduced before starting a BFB training session by compressing the neurovascular structures of the limb during 1-2 minutes per course of 10-12 sessions.

2. The method according to p. 1, characterized in that the compression of the neurovascular structures of the limbs is carried out with an elastic tourniquet or cuff from the tonometer.