Сетевое издание

Современные проблемы науки и образования

ISSN 2070-7428

"Перечень" ВАК

ИФ РИНЦ = 1,039

Введение

Электростимуляция широко применяется в современной аппаратной физиотерапии и основана на применении импульсного электрического тока, у которого варьирует форма, частота и длительность импульсов, что обеспечивает большой диапазон воздействия, когда в процесс вовлекаются в основном двигательные и чувствительные нервы, а также поперечно-полосатые и гладкие мышцы [1]. Наиболее значимой в лечебно-реабилитационном отношении является электростимуляция мышц или нервно-мышечного аппарата с сохранной или нарушенной иннервацией. Следует отметить, что более глобальным является разделение электростимуляции по способу применения, привязанному к положению тела пациента. В этом отношении электростимуляцию разделяют на пассивную (электростимуляцию в покое) при статичном положении пациента и электростимуляцию, осуществляемую при движении пациента (функциональную электростимуляцию), когда электрические импульсы воздействуют на мышцу в момент произвольного сокращения, облегчая и усиливая то движение, которое она производит. Исходные характеристики нервно-мышечного аппарата, планируемый эффект от применения электростимуляции, технические возможности электростимулятора – все это в совокупности обусловливает методические особенности и подходы к реализации данного метода физиотерапии.

Цель исследования – анализ современных публикаций, отражающих направления и методические особенности электростимуляции нервно-мышечного аппарата, а также перспективы, которые раскрываются в связи с применением электростимуляции в процессе медицинской реабилитации.

Материалы и методы исследования

Материалом для анализа послужили публикации, посвященные электростимуляции нервно-мышечного аппарата. Поиск работ указанного характера осуществляли в специализированных базах данных научного цитирования: MEDLINE, PubMed, Web of Science, Scopus, РИНЦ. Вся совокупность публикаций, посвященных электростимуляции, составила 4500 работ за период с 2014 по 2024 г. Для анализа отбирали работы, соответствующие специфике целевого определения и не выходящие за рамки временного периода глубиной в 10 лет.

Результаты исследования и их обсуждение

Электростимуляция нервно-мышечного аппарата с сохранной и нарушенной иннервацией в покое

Электростимуляция мышц с сохранной иннервацией

При анализе публикаций выяснилось, что электростимуляция мышц с сохранной иннервацией преследует различные цели. Выявлена высокая эффективность низкочастотной электростимуляции мышц нижних конечностей у больных с декомпенсированной хронической сердечной недостаточностью и отмечены как повышение физической работоспособности и активности, так и повышение уровня качества жизни и общего самочувствия [2]. Продолжаются исследования, направленные на определение оптимальных параметров стимулирующего тока. В частности выявлено, что импульсный ток с импульсной модуляцией позволяет достичь большей силы мышечного сокращения, чем переменный ток с импульсной модуляцией при стимуляции мышц с сохранной иннервацией без ощущений дискомфорта, связанного с ноцицептивным действием стимулирующего тока [3]. В работе других авторов приведены результаты, подтверждающие более высокую эффективность применения переменного тока с импульсной модуляцией и двухфазного прямоугольного импульсного тока с импульсной модуляцией 1000 Гц в сравнении с переменным током с импульсной модуляцией 2500 Гц для стимуляции четырехглавой мышцы бедра у здоровых испытуемых [4]. Уделяя внимание исходному положению сегмента конечности, авторы определили, что согнутый до 90º коленный сустав усиливает действие электростимуляции общего малоберцового нерва на икроножную мышцу [5]. Таким образом, оптимизация параметров стимулирующего тока важна для достижения конечного эффекта электростимуляции – получения выраженного, но безболезненного сокращения. Кроме того, исходное положение конечности при электростимуляции также способствует усилению сократительного эффекта. Применение электростимуляции обусловлено и тем обстоятельством, что данный фактор увеличивает мышечную массу и ее тонус. В частности, как фактор, способствующий увеличению объема брюшной мускулатуры у здоровых испытуемых, один сеанс динамической электростимуляции оказывает позитивное действие [6]. Сходный эффект был выявлен при применении электростимуляции с целью коррекции плоскостопия. Авторы констатируют, что по данным бароподометрии уменьшение давления в области продольного свода стопы после курса электростимуляции подошвенных мышц отмечалось у 70 % испытуемых [7]. Характерной тенденцией современной медицинской реабилитации является расширение диапазона показаний для применения физиотерапевтических факторов. Так, использование электростимуляции в комплексе консервативных мероприятий и липосакции существенно повышает эффективность реабилитации больных раком молочной железы с поздней лимфедемой верхней конечности II–IV степени [8]. У больных с хронической болезнью почек, получающих лечение программным гемодиализом, накожная билатеральная электромиостимуляция выполняет функцию замещения активных физических упражнений [9]. У пациенток разных возрастных групп с ректоцеле после оперативного вмешательства был применен комплекс, включающий общую магнитотерапию, электростимуляцию, упражнения для укрепления мышц тазового дна и фракционную микроаблятивную терапию, благодаря которому был получен выраженный вазокорригирующий эффект [10]. Электростимуляция нервно-мышечного аппарата в подобных клинических ситуациях выполняет роль замены активных движений и восполняет дефицит сократительной деятельности мышечных волокон. Как составная часть многокомпонентных реабилитационных комплексов, электростимуляция способствует повышению эффективности восстановительных мероприятий. В частности, при восстановлении глотательной функции у пациентов в постинсультном периоде применение в едином комплексе реабилитационных упражнений, рефлексотерапии, электростимуляции глоточных мышц, транскраниальной магнитной стимуляции и метода биологической обратной связи повышает уровень эффективности [11]. Как альтернатива нехирургического способа лечения пациентов с неосложненным храпом и храпом при синдроме обструктивного апноэ сна легкой степени тяжести, обусловленным гипотонией мышц мягкого неба, электростимуляция мышц мягкого неба является эффективным физиотерапевтическим средством [12]. Подобное введение электростимуляции в комплекс реабилитационных мероприятий возможно вследствие высокого уровня сочетаемости данного физического фактора с другими методами физиотерапии. В литературе описаны случаи применения электростимуляции в тех ситуациях, когда потребность пациента в данном виде физиотерапии превысила риск возможных осложнений [13, 14]. Приведенные результаты свидетельствует о высокой физиологичности электростимуляции, но не исключают необходимости соблюдать осторожность ее применения при наличии искусственного водителя ритма сердца и декомпенсированных состояний сердечно-сосудистой системы.

Электростимуляция мышц с нарушенной иннервацией

Электростимуляция нервно-мышечного аппарата с нарушенной иннервацией составляет важную часть медицинской реабилитации, так как сохранение специфичности мышечных волокон и восстановление сократительной функции поперечно-полосатой и гладкой мышечной ткани во многих случаях является приоритетной задачей восстановительных мероприятий. Методические особенности сочетания прямой электростимуляции нейронов спинномозгового узла и сегментов спинного мозга в эксперименте на крысах, а также чрескожной стимуляции мышц голени позволили повысить в несколько раз регенераторный потенциал поврежденных аксонов [15]. В данном случае авторы в экспериментальных условиях попытались восстановить деятельность проводящих путей спинного мозга, периферического нерва и конечного органа – скелетной мышцы. Судя по результатам эффективность указанного подхода с использованием электростимуляции оказалась высокой. Возможность моделирования естественного акта мышечного сокращения при нарушенной иннервации обусловила широкое применение электростимуляции в клинических условиях. Применение электростимуляции расширяет реабилитационные возможности у детей со спастической диплегией [16], повышает функциональный статус сердечно-сосудистой системы у пациентов после перенесенного инсульта [17], уменьшает уровень постинсультной спастичности [18]. Приведенные выше результаты свидетельствуют о широком спектре возможностей электростимуляции при применении в клинике. Высокий уровень повреждения при спинномозговой травме, сопровождающейся развитием спастических состояний, не препятствует использованию электростимуляции, но требует тщательной коррекции параметров режима стимуляции для предотвращения усиления спастичности. При нарушении функции органов, содержащих гладкомышечные волокна, электростимуляция также показала свою эффективность. Так, применение биологической обратной связи в сочетании с электростимуляцией мышц тазового дна при лечении нейрогенных нарушений мочеиспускания у детей позволило улучшить результаты восстановительного лечения [19]. Включение электростимуляции в реабилитационный комплекс на этапах медицинской реабилитации детей с врожденной патологией спинного мозга при нарушении функции мочевого пузыря и мышц нижних конечностей существенно повышает эффективность реабилитационных мероприятий [20]. Сочетание электростимуляции с биологической обратной связью, несомненно, является перспективным направлением в современной медицинской реабилитации, поскольку задействует не только механизмы пассивной реализации сокращения мышечных волокон, но и включает активную составляющую в виде аудио- и визуальной афферентации.

Функциональная электростимуляция

В настоящее время активно развивается направление, которое получило название функциональной электростимуляции. Особенностью данного способа электростимуляции является то, что электрический импульс подается на мышцу в тот момент, когда она совершает (или должна совершать) сократительный акт. Об актуальности синхронизации электростимуляции с двигательным актом свидетельствуют публикации, в которых отражены результаты клинических наблюдений. В частности, достоверно лучшие результаты были получены при применении реабилитационного комплекса у пациентов с детским церебральным параличом в форме спастической диплегии с включением функциональной программируемой электростимуляции мышц, чем при электростимуляции мышечных групп в покое [21, 22]. Применение функциональной электростимуляции у пациентов со сколиотической болезнью улучшает биомеханические характеристики шаговой последовательности [23]. После прохождения курса функциональной электрической стимуляции у пациента в раннем восстановительном периоде ишемического инсульта в бассейне правой средней мозговой артерии наибольшие изменения, с позиции биомеханики движений, наблюдались в коленном и тазобедренном суставах, а также, но в меньшей степени, в голеностопном суставе [24]. Авторы отмечают, что функциональная электростимуляция решает комплексную задачу, формируя в итоге адекватный двигательный стереотип ходьбы [25]. Указанный спектр возможностей функциональной электростимуляции обусловливает ее поступательное развитие и расширение круга практического применения. Так, применение функциональной электростимуляции нижних конечностей в составе комплексной терапии у пациентов с сахарным диабетом позволило снизить степень функциональных нарушений и нейропатических жалоб [26]. Разработана методика функциональной реципрокной нейромышечной стимуляции, основанная на чередующейся активации мышц-антагонистов одновременно с выполняемым пассивно (либо пассивно с активной поддержкой) кинезитерапевтическим упражнением, которая повышает эффективность стандартной программы комплексной терапии пациентов в раннем восстановительном периоде после инсульта на 49,15 %. [27]. Применение функциональной электростимуляции в рамках программы физической реабилитации больных с последствиями травматической болезни спинного мозга выявило повышение бытовой и двигательной активности на фоне прироста мышечной силы, улучшение способа передвижения у большего количества пациентов, улучшение функций тазовых органов, снижение трофических расстройств [28]. Таким образом, функциональная электростимуляция направлена на решение круга задач, связанных с улучшением движения пациента в режиме реального времени. Реализация шаговой последовательности представляет собой сложный фазовый процесс, в котором каждая мышечная группа включается в определенную фазу движения. Синхронизация подачи электрического тока для возбуждения активирующейся мышцы осуществляется посредством современных устройств, принцип действия которых основан на использовании биологической обратной связи. Функциональная электростимуляция максимально приближает действие физиотерапевтического фактора к естественным условиям и потребностям пациента, а именно – восстановлению двигательного стереотипа и согласованному действию мышц при реализации двигательного акта.

Персонифицированный подход при электростимуляции нервно-мышечного аппарата

Новые подходы в комплексном использовании электростимуляции позволяют адаптировать данный метод воздействия в сложных клинических ситуациях, когда требуется максимально возможный учет особенностей клинического случая. Подобный случай описан авторами при медицинской реабилитации пациента с тяжелой травмой спинного мозга на уровне шейного отдела и потребовал разработки имплантируемого устройства с автоматически запускаемой программой стимуляции диафрагмального нерва, что обеспечило возможность проведения курса физиотерапии в домашних условиях [29].

Заключение

Применение электростимуляции нервно-мышечного аппарата в условиях современных подходов к восстановительному лечению с применением немедикаментозных методов сохраняет свою актуальность. Это обусловлено тем, что электростимуляция позволяет моделировать естественный акт мышечного сокращения как при сохранной, так и при нарушенной иннервации. Кроме того, современные устройства, генерирующие последовательность электрических импульсов, обладают возможностью синхронизировать подачу импульсов в момент сократительного акта мышцы, участвующей в реализации двигательного акта, например шаговой последовательности. Это значительно расширяет круг применения электростимуляции и приближает ее к совокупности немедикаментозных воздействий, которые могут быть использованы в режиме реального времени, соотнесенного с выполнением функции комплекса скелетных мышц при локомоциях, в частности при ходьбе. Другим аспектом, отражающим важность и значимость электростимуляции, является возможность включения в многокомпонентные комплексы восстановительного лечения. Об этом свидетельствуют публикации, в которых отражены результаты применения электростимуляции при различных хронических заболеваниях. Современная аппаратура позволяет приспособить устройства для генерации электрических импульсов к потребностям пациента при тяжелых повреждениях спинного мозга. Таким образом, анализ публикаций за последние 10 лет показал, что электростимуляция нервно-мышечного аппарата является высокоэффективным методом физиотерапевтического воздействия, который еще не исчерпал своих функциональных возможностей. Развитие нового направления – функциональной электростимуляции, формирование персонифицированного подхода в сложных клинических ситуациях, использование современных полифункциональных генераторов электрических импульсов свидетельствует о том, что электростимуляция входит в совокупность перспективных методов немедикаментозного воздействия, востребованных современной медицинской реабилитацией.