Возможности метода изокинетической динамометрии в диагностике и реабилитации пациентов с нарушением двигательной сферы (обзор)

• ¹ Введение. Оценка мышечной силы является важным клиническим аспектом для пациентов с неврологическими заболеваниями, скелетно-мышечными нарушениями, патологией опорно-двигательного аппарата [1]. Оценка мышечной силы обычно проводится до и после лечения для количественной оценки эффективности проведенной терапии [2], с этой целью используют различные приборы и методики.

Цель — проанализировать имеющиеся возможности метода изокинетической динамометрии в диагностике и реабилитации пациентов с нарушением двигательной сферы при различных заболеваниях и патологических состояниях. На основании полученных данных сделать вывод о возможности применения данного метода в диагностике и реабилитации пациентов с компрессионной радикулопатией. Для указанной цели использовались международные медицинские интернет-ресурсы и научная литература библиотеки Ставропольского государственного медицинского университета. Выполнен поиск в электронных базах данных eLibrary и PubMed, охватывающий исследования без языковых ограничений, в которых сообщалось о возможностях метода изо-кинетической динамометрии в диагностике и реабилитации пациентов с нарушением двигательной сферы. Для поиска мы использовали ключевые слова и их сочетания: «изокинетическая динамометрия», «диагностика», «реабилитация», «двигательные нарушения». Дополнительно анализировали соответствующие обзоры литературы, списки литературы включенных исследований.

Общая характеристика метода изокинетиче-ской динамометрии. Изокинетическая динамометрия считается надежным инструментом для оценки мышечной силы, признана воспроизводимым, объективным методом и часто используется в качестве эталонного стандарта [3, 4]. Изокинетический динамометр позволяет оценивать функцию мышц с аккомодационным сопротивлением при постоянной угловой скорости, тем самым обеспечивая максимальное мышечное усилие во всем заданном диапазоне движения [5–7].

Преимуществом данного метода обследования является получение объективных числовых параметров, которые используются для оценки результатов процесса реабилитации. Значимым оцениваемым параметром является пиковый вращающий момент (ПВМ) (Н*м) — производное таких факторов, как уровень мышечной активации, мышечной динамики, геометрии сустава, веса конечности, скорости движения, а также мотивации пациента. Он свидетельствует о максимальной силе обследуемой мышечной группы. Соотношение пикового вращающего момента с массой тела (МТ) — ПВМ/МТ (%) позволяет проводить сравнение с эталонными среднепопуляционными показателями. Показатель ПВМ/МТ (%) на угловой скорости 60°/с свидетельствует о максимальной силе изучаемой мышцы, показатель ПВМ/МТ (%) на средней и высокой угловых скоростях — 180, 300°/с — в большей степени характеризует локальную силовую выносливость мышцы. Другим важным параметром является средняя мощность — показатель мышечной работы, который зависит от силы, скорости и технического мастерства и определяется количеством работы, выполненной

за единицу времени. Он характеризует возможности поддержания уровня силы в единицу времени. Показатель времени ускорения определяется как суммарное время достижения изокинетической скорости в зависимости от угловой скорости и характеризует нейромышечные возможности данной мышечной группы пациента [8]. Помимо того, для оценки сократительной способности исследуемой мышцы используют параметры угла, соответствующего пиковому вращающему моменту и времени достижения пикового вращающего момента. Данные параметры характеризуют способность мышцы рекрутировать мышечные волокна и вовлеченность в сократительный процесс мышц-синергистов. Эти характеристики важны при оценке динамики восстановления мышцы и выбора тактики реабилитационного процесса. Учитывая способность изокинетической динамометрии измерять динамическую силу и баланс мышц при изолированном движении в суставе, а также наличие доказанных взаимосвязей между показателями тестирования и спортивных достижений, данный метод используется для оценки функционального состояния пациентов с нарушениями двигательной сферы при различных заболеваниях и патологических состояниях.

Диагностические возможности метода изо-кинетической динамометрии для объективной оценки функционального состояния скелетных мышц. Ежедневная активность, такая как подъем со стула, ходьба с соответствующей скоростью, а также подъем и спуск по лестнице, связана с силой мышц нижних конечностей. Современные данные свидетельствуют о том, что потеря мышечной силы является важным показателем подвижности человека, инвалидизации и смертности. Для оценки мышечной силы отдельных мышц и групп мышц используется 6-балльная шкала — от 5 до 0. Проводится сравнительная оценка больной и здоровой сторон. Баллом 5 оценивается отсутствие пареза. Парез определяется как легкий при соответствии силы 4 баллам, умеренный — 3 баллам, выраженный — 2 баллам, грубый — 1 баллу и при параличе — 0 баллов. Однако в ряде случаев полученные данные могут иметь субъективный характер, что зависит от различных факторов, в связи с чем возникает необходимость объективизировать результаты оценки мышечной силы. Для этой цели были предложены различные типы динамометрии [9].

Аппаратная изокинетическая динамометрия может использоваться в различных областях медицины.

В исследовании B. Habets и соавт., включавшем анализ показателей 54 участников (50% женщин, 50% мужчин, средний возраст 20,9±3,1 года, средний рост 175,2±8,7 см, средний вес 72,1±12,3 кг), установлены хорошие или отличные показатели надежности для измерений концентрической и эксцентрической силы разгибателей и сгибателей колена, а кроме того, ротаторов плеча, выполненных на двух разных изоки-нетических динамометрах Humac NORM. Принимая во внимание полученные результаты, и в частности погрешность измерения при тестировании коленного сустава, авторы отмечают, что разные устройства одного и того же динамометра Humac NORM могут использоваться в многоцентровых исследованиях [7].

• R. van Cingel и соавт. сравнили силу флексоров и экстензоров колена и ротаторов плеча у двух групп гандболистов. Обе группы были протестированы одним и тем же исследователем в разных медицинских центрах с использованием двух разных динамомет-

• ров одной модели. В данных условиях получены достоверные результаты испытаний двух разных динамометров одной модели. В исследовании также была доказана надежность двух изокинетических устройств Humac NORM при оценке концентрационных и эксцентрических измерений силы сгибателей и разгибателей колена и плечевых ротаторов [10].

Важны диагностические возможности описываемой методики при различных травматических повреждениях. Так, R. Chester и соавт. в исследовании указывают на высокую достоверность и надежность полученных результатов диагностики крутящего момента при подошвенном сгибании стопы у больных с повреждением ахиллова сухожилия. Данный вывод группа авторов сделала на основе анализа параметров изокинетической динамометрии 22 пациентов с односторонним повреждением ахиллова сухожилия. Из них 12 больных были прооперированы и 10 — лечились консервативно. Результаты показателей мышечной силы, такие как пиковый крутящий момент, средний крутящий момент и общая работа, оценили в концентрической и эксцентрической частях подошвенного сгибания стопы. Данные пораженной конечности сравнивали со здоровой спустя шесть месяцев после травмы. В исследовании показана высокая достоверность измерений, где внутригрупповой коэффициент корреляции составил 0,74–0,92 [11].

J. M. Bores и соавт. на основании проведенного обследования 39 пациентов с тяжелыми ожогами сделали заключение о том, что использование изо-кинетической динамометрии для оценки мышечной силы у пациентов с ожогами является надежным инструментом, который помогает назначать упражнения нарастающей интенсивности с отягощением для более успешной реабилитации данной категории пациентов [12].

Объективная оценка мышечной силы важна для анализа функционального состояния пациентов после оперативного лечения по поводу онкологической патологии. Так O. Klassen и соавт. предложили оценивать состояние мышечной системы, а именно ротаторов плеча и флексоров/экстензоров бедра у женщин, оперированных по поводу рака молочных желез. Оценив мышечную функцию у 255 пациенток после комплексного лечения рака молочной железы, авторы пришли к выводу о том, что у данной категории пациентов до и после противоопухолевого лечения отмечалось выраженное нарушение мышечной силы и дисфункция суставов. Существенные различия между пациентами и здоровыми людьми подчеркивают необходимость в более ранние сроки проводить восстановительные мероприятия, в том числе занятия лечебной физкультурой под руководством инструктора лечебной физкультуры, чтобы предотвратить нарушение мышечной функции после радикальной операции, а также предупредить последствия адъювантной химиотерапии [13].

В другом исследовании S. Stewart с соавт. предлагают с помощью изокинетической динамометрии оценивать функцию стопы и голени у больных с подагрой. Сравнивая 20 пациентов с подагрой и здоровыми лицами для объективной оценки мышечной силы проводили измерение максимального крутящего момента изокинетики в эксцентрике при флексии, экстензии и ротации стопы на различных скоростях с помощью аппарата изокинетической динамометрии Biodex. Авторы сделали вывод о том, что пациенты с подагрой имеют меньшую силу мышц стопы и голеностопного сустава и испытывают более вы- раженный болевой синдром и дисфункцию в ногах по сравнению с контрольной группой. Иными словами, снижение силы мышц стопы тесно связано с усилением боли при нарушении функционирования нижних конечностей у пациентов с подагрой [14].

Представляет интерес возможности данной методики у пациентов с заболеваниями нервной системы и системной патологией соединительной ткани. J. C. Adsuar и соавт. в исследовании, посвященном оценке надежности сгибателей и разгибателей колена с изометрической и изокинетической нагрузкой у 37 женщин с фибромиалгией в возрасте от 34 до 74 лет, установили, что изокинетическая динамометрия обеспечивает надежное измерение максимального крутящего момента при изометрическом, концентрическом и эксцентрическом сгибании и разгибании колена у пациентов с фибромиалгией [15].

• A. J. Lopes и соавт. с помощью изокинетической динамометрии коленного сустава оценили значение модели мышечной деятельности у пациентов с акромегалией для дальнейшей реабилитации. С помощью указанной методики авторы объективно выявили снижение мышечной силы и выносливости у пациентов с акромегалией [16].

M. Jørgensen и соавт., проведя систематический обзор и метаанализ, посвященный исследованию силы и мощности мышц у пациентов с рассеянным склерозом, обнаружили, что изокинетическая динамометрия имеет высокую надежность в оценке механической функции мышц у пациентов с данным заболеванием [17].

На основании систематического обзора O. H. Kristensen и соавт. было констатировано, что изо-кинетическая динамометрия — надежный тест оценки мышечной силы и степени пареза у лиц с инсультом, обычно демонстрирующий заметное снижение мышечной силы в паретичных и в меньшей степени в непаретичных мышцах по сравнению с контрольной группой, включающей здоровых людей, независимо от группы мышц, режима сокращения и скорости сокращения [18]. Надежность и оперативность изокине-тической динамометрии для количественной оценки спастичности мышц сгибателей запястья у пациентов в подострый период инсульта подтверждена в исследовании N. Salehi Dehno и соавт. При этом авторы отмечают, что достоверность полученных результатов повышалась по мере увеличения скорости движения запястья [19].

В обзоре L. El Mhandi и соавт., направленном на изучение использования изокинетической динамометрии у пациентов с нервно-мышечными заболеваниями и определение перспектив будущих исследований изокинетического тестирования, было установлено, что данный метод является важной частью комплексной оценки и реабилитации пациентов с нервно-мышечными заболеваниями. Исследования показали эффективность данной технологии в предоставлении клинически значимой информации. В сочетании с данными анамнеза, объективного осмотра и функциональной оценкой изокинетическое тестирование и физические упражнения могут быть ценным инструментом для клинициста при диагностике и реабилитации пациентов с нервно-мышечными заболеваниями. Между тем исследователи отмечают наличие ряда недостатков у соответствующего оборудования, что затрудняет его использование в клинических условиях [20].

Существуют данные об успешном использовании изокинетической динамометрии в качестве объек- тивного метода количественной оценки ригидности мышц туловища у пациентов с болезнью Паркинсона, а также для изучения взаимосвязи этих показателей с тяжестью, продолжительностью заболевания, функциональным статусом и качеством жизни, связанным со здоровьем у пациентов с легкой и средней степенью тяжести болезни Паркинсона [21].

Таким образом, аппаратная изокинетическая динамометрия показала свою эффективность, безопасность и достоверность в оценке мышечной силы во многих исследованиях. Однако сохраняется дефицит информации по объему тестирования, отсутствуют протоколы или алгоритмы оценки различных групп мышц, это остается на усмотрение исследователя.

Возможности аппаратной изокинетической динамометрии в реабилитации спортсменов с патологией коленных и тазобедренных суставов. В клинической практике изокинетическая динамометрия часто используется для мониторинга улучшения функций во время реабилитации. Для этой цели требуется точность результатов исследований, полученных с помощью одного и того же динамометра, что и было продемонстрировано в различных исследованиях [22, 23]. Необходимо рассматривать реабилитацию в пораженных мышцах с акцентом на профилактику их перегрузки и ятрогенной травмы. Необходимо учитывать концентрический и эксцентрический периоды движения сустава, в том числе рассматривать необходимость включения не только изокинетических, но и изометрических упражнений с целью воздействия на все типы волокон мышечной группы.

Р. А. Зубавленко и соавт. в обзоре, посвященном патогенетическим особенностям посттравматического остеоартроза коленных суставов, указывают на многогранность патогенеза данного заболевания, что представляет определенные затруднения в диагностике и лечении. Авторы констатируют, что создание новых диагностических и терапевтических стратегий при остеоартрозе должно основываться на более чувствительных и специфичных биологических маркерах дегенерации суставного хряща, а также на способах раннего консервативного лечения, препятствующего прогрессированию данного заболевания [24]. Вместе с тем терапия болевого синдрома должна быть комплексной, направленной на основные патогенетические звенья патологического процесса [25].

В настоящее время аппаратная изокинетическая динамометрия успешно используется в спортивной медицине для реабилитации спортсменов с поражением коленных и тазобедренных суставов. Данная методика позволяет на основе компьютерного анализа измерить мышечную силу, определить объем полезного движения в интересующем суставе и проводить более эффективные реабилитационные программы. Так В. В. Арьков и соавт. на основании проведенного исследования сообщают об эффективности данного метода для диагностики и реабилитации мышц бедра после реконструкции крестообразных связок коленного сустава. В исследование включили 40 спортсменов мужского пола из различных видов спорта: циклических, сложно-координационных и игровых спустя шесть месяцев после операции. Исследование проводили на аппарате изокинетической динамометрии Biodex (USA). Пациентам выполняли флексию и экстензию в коленном суставе в пораженной и интактной конечностях. Анализировали про- центное соотношение пикового вращающего момента к весу тела — ПВМ/ВТ (%), мощность (Вт), суммарное время достижения изокинетической скорости — время ускорения (мс) сгибателей и разгибателей голени в зависимости от угловой скорости. Выяснилось значительное отличие состояния мышц оперированной и здоровой ноги. Так, снижение ПВМ/ВТ четырехглавой мышцы оперированного бедра от интактного составило 25% на угловой скорости 60°, 16% — на угловой скорости 300°/с. Наибольший дефицит установлен на низкой скорости движения в коленном суставе, наименьший — на высокой. Значения в мышце-антагонисте (бицепс бедра) не показали отличий. На основании проведенного исследования было установлено большее поражение четырехглавой мышцы бедра и интактность антагониста, что значительно скорректировало реабилитационную ориентированность на квадрицепс оперированной ноги. Негативные стороны в диагностике и реабилитации на аппарате изокинетической динамометрии в исследовании не выявлены [26].

П. П. Чекерес и соавт. провели анализ результатов комплексной реабилитации 136 спортсменов с повреждением коленного сустава после оперативного лечения. Проводилось восстановление на аппарате изокинетической динамометрии Biodex в постиммо-билизационный период (3–7 недель после операции) с использованием изокинетических и изотонических нагрузок. Для достоверной оценки состояния мышц оперированной конечности до реабилитации и в течение всего периода восстановительных мероприятий использовали изокинетический динамометр. В результате исследования авторы заключили, что использование в реабилитации спортсменов после пластики передней крестообразной связки (ПКС) статико-динамической нагрузки на аппарате Biodex позволяет улучшить нервно-мышечную передачу, восстановить статико-кинетическую устойчивость при нагрузках. Включение данной методики в программы реабилитации позволяет избежать повторных травматизаций коленного сустава [27].

В исследовании E. O’Malley и соавт. установлено, что реабилитация пациентов (молодых взрослых мужчин, занимающихся разнонаправленными видами спорта) после реконструкции ПКС может быть завершена, когда они достигают изокинетического максимального крутящего момента разгибания колена 260% (±40%) массы тела с показателями симметрии конечностей более 90% в силовых результатах, что является одним из критериев возврата к спортивным мероприятиям после реконструкции ПКС [28].

J. T. Hickey и соавт. провели систематический обзор, посвященный оценке критериев реабилитации и определению разрешения возврата к спортивным мероприятиям после травмы подколенного сухожилия, включавший девять исследований, оценивавших показатели 601 пациента с острой травмой подколенного сухожилия, подтвержденной клиническим обследованием или магнитно-резонансной томографией в течение 10 дней после получения повреждения. По данным обзора выявлено, что среднее время возвращения к спорту было самым низким в исследованиях с применением метода изокинетической динамометрии как инструмента принятия решений по возможности возврата к игре (12–25 дней) [29].

M. F. Vidmar и соавт. провели рандомизированное контролируемое исследование, целью которого явилась сравнительная характеристика обычной (с постоянной нагрузкой) эксцентрической трениров- ки и изокинетической эксцентрической тренировки в аспекте влияния на мышечную массу четырехглавой мышцы бедра, мышечную силу и функциональные показатели у спортсменов-любителей после реконструкции ПКС. Были обследованы 30 спортсменов-любителей (25 лет), перенесших реконструкцию ПКС и прошедших стандартную программу реабилитации. Добровольцы были рандомизированы в контрольную (n=15) или изокинетическую группы (n=15) для участия в 6-недельной (2 занятия в неделю) программе эксцентрической тренировки квадрицепса с постоянной нагрузкой или нагрузкой на изокине-тическом динамометре соответственно. До и после тренировочных программ проводилась оценка объема четырехглавой мышцы бедра (с помощью магнитно-резонансной томографии), мышечной силы (с помощью изокинетической динамометрии) и самооценка (с помощью анкеты). Реабилитация с помощью изокинетической динамометрии показала более значимое улучшение в аспекте нарастания мышечной массы (+17-23% против +5-9%), а также для изометрических (+34% против +20%) и эксцентрических (+85% против +23%) пиковых крутящих моментов; для концентрического пикового крутящего момента разницы между группами не отмечалось (p>0,05). Авторами сделан вывод о том, что изокине-тическая эксцентрическая тренировка способствует более значимому восстановлению, чем обычная эксцентрическая тренировка у спортсменов-любителей после реконструкции ПКС [30].

Протоколы лечения формируются на базе уже существующих современных клинических рекомендаций. В целом в доступных исследованиях российских авторов имеется незначительное количество публикаций по рассматриваемому вопросу. Так, в современных клинических рекомендациях «Диагностика и лечение дискогенной пояснично-крестцовой радикулопатии» (2020) изокинетическая динамометрия как информативный инструмент диагностики отсутствует [31]. На наш взгляд, это связано с недостаточным уровнем теоретического осмысления и научного обоснования специфики применения данного метода в клинической практике. Данное обстоятельство диктует необходимость проведения научно-исследовательских работ, целью которых может стать изучение возможности применения изокинетической динамометрии в диагностике и восстановительной терапии больных с компрессионными радикулопатиями.

Заключение. Результаты анализа представленных работ позволяют утверждать, что аппаратная изокинетическая динамометрия является высокоэффективным методом диагностики и реабилитации больных с двигательными нарушениями, обусловленными преимущественно периферическим характером поражения нервной системы, а также при патологии опорно-двигательного аппарата. В целом в доступных исследованиях российских авторов имеется незначительное количество публикаций по рассматриваемому вопросу. На наш взгляд, это связано с недостаточным уровнем теоретического осмысления и научного обоснования специфики применения данного метода в клинической практике.

Существенным преимуществом аппаратной изо-кинетической динамометрии перед лечебной физкультурой и физиотерапией является то, что указанный метод реализует избирательное воздействие на пораженную группу мышц, включая дозированную щадящую нагрузку в рамках физической возможно- сти мышцы, чего невозможно добиться при использовании других методик.

Следует отметить, что в основных отечественных и зарубежных литературных источниках не найдено данных о применении аппаратной изокинетической динамометрии в пред- и постоперационной диагностике функционального состояния мышц нижних конечностей при операциях, обусловленных компрессионно-ишемической радикулопатией, как и о возможностях проведения реабилитации двигательной функции пораженной конечности после устранения компрессии спинномозгового корешка при удалении грыжи межпозвонкового диска. В частности, в современных клинических рекомендациях «Диагностика и лечение дискогенной пояснично-крестцовой радикулопатии» (2020) изокинетическая динамометрия как метод диагностики отсутствует. Данное обстоятельство диктует необходимость проведения научно-исследовательских работ, целью которых могут стать определение показаний и разработка протоколов применения изокинетической динамометрии в диагностике и восстановительной терапии больных с компрессионными радикулопатиями и их осложнениями.