Ogniskowe wibracje mięśni mogą być terapią wspomagającą podczas rehabilitacji pacjentów mających problem z poruszaniem się oraz spastycznością mięśni łydki.

Jednym ze skutków uszkodzenia ośrodkowego neuronu ruchowego jest spastyczność. Objawia się ona nadmiernym napięciem mięśniowym i ograniczeniem ruchomości mięśni. Zwiększone napięcie mięśni ogranicza ruch stawu, jego mobilność  i może powodować deformacje i przykurcze. Popularnym wzorcem spastyczności u pacjentów z uszkodzeniami ośrodkowego neuronu ruchowego jest spastyczność stopy końsko-szpotawej, która uniemożliwia płaskie położenie stopy podczas stania powodując niestabilność i asymetrię chodu. Ogniskowe wibracje stosowane na ścięgno lub mięsień preferencyjnie pobudzają wrzeciona (Ia) włókien aferentnych, doprowadzając do zahamowania odruchu monosynaptycznego. Celem badań prowadzonych przez Wydział Medycyny Rehabilitacyjnej Uniwersytetu Medycznego w Seulu było określenie parametrów ogniskowych wibracji mięśni, które skutecznie zahamują odruch H (odruch H – Hoffmana – odruch monosynaptyczny) mięśnia brzuchatego łydki u zdrowych osób.

• Wibracje o częstotliwości 80 Hz wykazały znaczące zmiany w odruchu monosynaptycznym (odruch H) oraz wskaźniku maksymalnej amplitudy odruchu do maksymalnej amplitudy odpowiedzi po 5 i 10 minutach wibracji.
• Amplituda wibracji ogniskowych równej 0,3 i 0,5 mm bardziej obniżały średni wibracyjny wskaźnik zahamowania (wskaźnik ilościowej oceny zahamowania presynaptycznego i skutków antyspastycznych niż wibracje o amplitudzie 0,1 mm).
• Średni wibracyjny wskaźnik zahamowania spadał wraz ze wzrostem amplitudy wibracji ogniskowych (0,1 mm – 67,93 ± 8,27%, 0,3 mm – 41,53 ± 12,42% i 0,5 mm – 40,47 ± 11,39%).

Opracowano na podstawie:

Effect of Focal Muscle Vibration on Calf Muscle Spasticity: a Proof-of-Concept Study
Han Gil Seo, Byung-Mo Oh, Ja-Ho Leigh, Changmook Chun, Cheol Park, Choong Hyun Kim. PM&R Volume 8, Issue 11, November 2016, Pages 1083-1089.

Badana populacja

W projekcie uczestniczyło 10 zdrowych młodych mężczyzn w wieku od 23 do 33 lat. Średnia masa ciała badanych to 73,4 ± 13,0 kg, a BMI 23,7 ± 2,8 kg/m². Protokół badania został zatwierdzony przez komisję bioetyczną National University Hospital w Seulu, oraz zarejestrowany na ClinicalTrials.gov.

Procedura badawcza

Badani byli ułożeni w pozycji na brzuchu ze stopami poza łóżkiem w trakcie badania. Na przyśrodkowej głowie mięśnia brzuchatego łydki z przymocowanym ogniskowym urządzeniem wibracyjnym zbadano odpowiedź M (suma potencjałów czynnościowych wielu pobudzonych jednostek ruchowych zarejestrowana znad powierzchni badanego mięśnia z zastosowaniem rozmieszczenia elektrod w konwencji brzusiec-ścięgno) i odruch H (odruch monosynaptyczny) za pomocą elektromiografu. Maksymalna amplituda odruchu H (Hmax) została ustalona przez zwiększanie intensywności pobudzania 0,3 mA stopniowo przy 1-s przerwach wokół intensywności wydobywającej największą reakcję. Maksymalną amplitudę odpowiedzi M (Mmax) ustalono poprzez powtarzanie ponad maksymalnej stymulacji trzy razy. Aby ocenić natychmiastowe i skumulowane skutki w trakcie  wibracji oraz trwały wpływ po zastosowaniu wibracji, odruch H i odpowiedź M zarejestrowano 6 razy w każdym badaniu: w punkcie początkowym, w pierwszej minucie wibracji, po 5 i 10 minutach podczas wibracji. Po zakończeniu wibracji zmierzono badane wskaźniki po pierwszej i po piątej minucie. W drugiej części eksperymentu, testowano trzy różne amplitudy wibracji ogniskowych 0,1, 0,3 i 0,5 mm. Dla każdego parametru stymulacji wyliczono średni wibracyjny wskaźnik zahamowania podczas wibracji. Jest on określony jako stosunek amplitudy odruchu H po wibracjach do maksymalnej amplitudy kontrolnej odruchu H.

Wykorzystanie wibroterapii w badaniu

W badaniu wykorzystano ogniskowe urządzenie wibracyjne wykonane na zamówienie z regulowaną częstotliwością i amplitudą który wytwarzał wibracje za pomocą obrotowego mechanizmu mimośrodowego. W urządzeniu znajdowały się dwa wirniki z ustawionym kątem różnicy. Kiedy kąt wynosił 0°, amplituda wibracji była zwiększona do maksimum, natomiast kiedy kąt miał 180°, amplituda była zminimalizowana. Urządzenie zostało za pomocą rzepa przymocowane do łydki badanego (mięsień brzuchaty łydki). Przetestowano trzy różne częstotliwości wibracji ogniskowych: 40, 80 i 120 Hz.

Wyniki

Średni wibracyjny wskaźnik zahamowania (wskaźnik do ilościowej oceny zahamowania presynaptycznego i skutków antyspastycznych) wynosił 77,66 ± 15,81% dla częstotliwości wibracji 40 Hz, 75,75 ± 20,47% dla częstotliwości wibracji 80 Hz i 82,87 ± 20,44% dla częstotliwości wibracji 120 Hz. Wskaźniki Hmax i HMR zmalały podczas wibracji i powróciły bezpośrednio po wibracjach do stanu wyjściowego. Wibracje o częstotliwości 80 Hz wykazały znaczące zmiany w zarówno maksymalnej amplitudzie odruchu (Hmax) jak i w wskaźniku maksymalnej amplitudzie odruchu do maksymalnej amplitudzie odpowiedzi (HMR) po 5 i 10 minutach wibracji. Wibracje o częstotliwości 120 Hz nie wykazały znaczącej zmiany w jakimkolwiek punkcie czasowym. Średni wibracyjny wskaźnik zahamowania spadł wraz ze wzrostem amplitudy wibracji ogniskowych (0,1mm – 67,93 ± 8,27%, 0,3mm – 41,53 ± 12,42% i 0,5 mm – 40,47 ± 11,39%).

Komentarz

Różne parametry wibracji miały różny wpływ na średni wibracyjny wskaźnik zahamowania  i odruch H podczas wibracji u zdrowych osób. Częstotliwość 80 Hz wpłynęła na obniżenie maksymalnej amplitudy odruchu i wskaźnika maksymalnej amplitudy odruchu do maksymalnej amplitudy odpowiedzi. Amplituda wibracji ogniskowych równej 0,3 i 0,5 mm bardziej obniżały średni wibracyjny wskaźnik zahamowania niż wibracje o amplitudzie 0,1 mm. Używając odpowiednich parametrów wibracji, odruch H był zatrzymywany przez wibracje i powracał bezpośrednio po wibracjach. Obniżenie odruchu H podczas wibracji spowodowane jest uaktywnieniem (Ia) wrzecion włókien aferentnych, co wywołuje rdzeniowy mechanizm zahamowania presynaptycznego i doprowadza do zahamowania odruchowych amplitud. Przy wysokich amplitudach 0,6–1,8 mm i wysokich częstotliwościach wibracji mogą wystąpić mimowolne skurcze toniczne pobudzanego mięśnia. W opisywanym  badaniu wykorzystano wibracje o niskiej amplitudzie wahające się od 0,1 do 0,5 mm i nie zaobserwowano tonicznego odruchu wibracyjnego podczas eksperymentu. Wibracje mięśni wywołały długoterminowe zmiany pobudliwości korowej u zdrowych osób oraz u pacjentów po udarze mózgu wraz z obniżeniem spastyczności i poprawą funkcji ruchowych. Nadrdzeniowe efekty wibracji ogniskowych mogą korzystnie wpływać na poprawę czynnościową, podczas gdy pobudzanie proprioceptywne przez wibracje ścięgna kostki lub mięśni może powodować brak równowagi i tym samym ograniczać stosowanie wibracji ogniskowych na stopę końsko-szpotawą u pacjentów mających problemy z równowagą. Dlatego skutki fizjologiczne należy rozpatrywać indywidualnie do klinicznego stosowania wibracji ogniskowych. Zastosowane parametry pobudzania mogły być niewystarczające, aby zmniejszyć spastyczność, ponieważ w opisywanym badaniu nie sprawdzono wszystkich kombinacji częstotliwości i amplitud. W badaniu brali udział wyłącznie mężczyźni. Pomimo, że fizjologia zahamowania odruchu jest uważana za identyczną między mężczyznami i kobietami, w przyszłych projektach badawczych należy uwzględnić także kobiety.  

Więcej w: