stringtranslate.com

Баланс (способность)

Женщина, демонстрирующая способность балансировать
Официант балансирует бокалы для вина

Баланс в биомеханике — это способность поддерживать линию тяжести (вертикальную линию от центра масс ) тела в пределах основания опоры с минимальными постуральными раскачиваниями. [1] Раскачивание — это горизонтальное перемещение центра тяжести, даже когда человек стоит на месте. Определенное раскачивание необходимо и неизбежно из-за небольших возмущений внутри тела (например, дыхания, переноса веса тела с одной ноги на другую или с передней части стопы на заднюю) или из-за внешних факторов (например, зрительных искажений, смещения пола). Увеличение раскачивания не обязательно является индикатором дисфункционального равновесия, а скорее индикатором снижения сенсомоторного контроля. [2]

Поддержание баланса

Поддержание баланса требует координации сигналов от нескольких сенсорных систем, включая вестибулярную , соматосенсорную и зрительную системы . [3]

Органы чувств должны улавливать изменения пространственной ориентации относительно основания опоры независимо от того, движется ли тело или изменяется основание. Существуют факторы окружающей среды, которые могут повлиять на баланс, такие как условия освещения, изменения поверхности пола, алкоголь , наркотики и ушные инфекции .

Нарушение баланса

С возрастом наблюдаются нарушения баланса. Возрастное снижение способности вышеуказанных систем получать и интегрировать сенсорную информацию способствует нарушению баланса у пожилых людей . [4] В результате пожилые люди подвергаются повышенному риску падений . Фактически каждый третий взрослый в возрасте 65 лет и старше падает каждый год. [5]

В случае, когда человек спокойно стоит прямо, предел устойчивости определяется как величина постурального раскачивания, при которой равновесие теряется и требуются корректирующие действия. [6]

Покачивание тела может возникать во всех плоскостях движения, что затрудняет реабилитацию. В исследованиях есть убедительные доказательства того, что дефицит постурального баланса связан с контролем медиально-латеральной стабильности и повышенным риском падения. Чтобы оставаться в равновесии, стоящий человек должен иметь возможность удерживать вертикальную проекцию своего центра масс в пределах основания опоры, что приводит к небольшому медиально-латеральному или передне-заднему раскачиванию. Вывихи голеностопного сустава — одна из наиболее часто встречающихся травм среди спортсменов и физически активных людей. Наиболее распространенной остаточной инвалидностью после растяжения связок голеностопного сустава является нестабильность и покачивание тела. Механическая нестабильность включает в себя недостаточность стабилизирующих структур и подвижность, превышающую физиологические пределы. Функциональная нестабильность включает периодические растяжения связок или ощущение податливости лодыжки. [7] Почти 40% пациентов с растяжением связок голеностопного сустава страдают от нестабильности и увеличения раскачивания тела. [8] Травма лодыжки вызывает проприоцептивный дефицит и нарушение постурального контроля. Лица с мышечной слабостью, скрытой нестабильностью и нарушением постурального контроля более подвержены травмам голеностопного сустава, чем люди с лучшим постуральным контролем.

Баланс может быть серьезно нарушен у людей с неврологическими заболеваниями. Например, люди, перенесшие инсульт или травму спинного мозга , могут бороться с этой способностью. Нарушение равновесия тесно связано с будущими функциями и восстановлением после инсульта и является самым сильным предиктором падений. [9]

Другая группа населения, где баланс серьезно нарушен, — это пациенты с болезнью Паркинсона. Исследование, проведенное Нардоне и Шиеппати (2006), показало, что у людей с болезнью Паркинсона проблемы с балансом связаны со сниженным пределом стабильности, нарушением выработки упреждающих двигательных стратегий и аномальной калибровкой.

У нормального населения баланс также может быть нарушен из-за усталости мускулатуры, окружающей лодыжки, колени и бедра. Однако исследования показали, что усталость мышц вокруг бедер (ягодичных и поясничных разгибателей) и коленей оказывает большее влияние на стабильность позы (раскачивание). [2] Считается, что мышечная усталость приводит к снижению способности сокращаться с нужной силой и точностью. В результате проприоцепция и кинестетическая обратная связь от суставов изменяются, что может отрицательно повлиять на сознательное восприятие суставов. [3]

Тренировка баланса

Тренировка баланса

Поскольку баланс является ключевым показателем выздоровления и необходим во многих видах повседневной жизни , его часто вводят в планы лечения физиотерапевты и эрготерапевты при работе с гериатрами, пациентами с неврологическими заболеваниями или другими людьми, для которых тренировка баланса была определена как быть полезным.

В литературе поддерживается тренировка баланса у пациентов, перенесших инсульт . [9] [10] Методы, обычно используемые и доказавшие свою эффективность для этой группы населения, включают практику равновесия сидя или стоя с различными прогрессиями, включая вытягивание рук, вариации базы опоры, использование досок для наклона, тренировку ходьбы с различной скоростью и упражнения по подъему по лестнице. [9] Еще одним методом улучшения баланса является тренировка возмущений, которая представляет собой внешнюю силу, прикладываемую к центру масс человека в попытке сдвинуть его с основания опоры. [11] Тип тренировки должен определяться физиотерапевтом и зависеть от характера и тяжести инсульта, стадии восстановления, а также способностей и нарушений пациента после инсульта.

Были изучены такие группы населения, как пожилые люди, дети с нервно-мышечными заболеваниями и люди с двигательными нарушениями, такими как хроническая нестабильность голеностопного сустава, и было показано, что тренировка баланса приводит к улучшению постурального раскачивания и улучшению «баланса стойки на одной ноге» в этих группах. . [12] Эффект тренировки баланса можно измерить более разнообразными способами, но типичными количественными результатами являются центр давления (ЦД), постуральные колебания и статический/динамический баланс, которые измеряются способностью субъекта поддерживать заданное положение тела. в то же время испытывая некоторую нестабильность. [12] [13]

Исследования показали, что более высокий уровень физической активности снижает заболеваемость и смертность, а также риск падения на 30–50%. [14] Некоторые виды упражнений (походка, баланс, координация и функциональные задачи; силовые упражнения; 3D-упражнения и несколько типов упражнений) улучшают клинические результаты баланса у пожилых людей и кажутся безопасными. [15] Исследование показало эффективность улучшения способности сохранять равновесие после выполнения аэробных упражнений наряду с упражнениями с отягощениями. [16] До сих пор недостаточно доказательств в поддержку общей физической активности, компьютеризированных программ баланса или вибрационных пластин. [15]

Оценка функционального баланса

Функциональные тесты баланса направлены на поддержание как статического, так и динамического баланса, независимо от того, включает ли это какое-либо возмущение/изменение центра масс или во время спокойной стойки. [17] Доступны стандартизированные тесты на баланс, позволяющие медицинским работникам оценить постуральный контроль человека. Некоторые доступные тесты функционального баланса:

[23] [24]

Сотрясение мозга (или легкая черепно-мозговая травма) связано с нарушением баланса среди участников спорта и военнослужащих. Некоторые из стандартных тестов баланса могут быть слишком простыми или отнимать много времени для применения в этих высокофункциональных группах. Собраны экспертные рекомендации по балансовым оценкам, приемлемым для военнослужащих. [25]

Количественные (компьютерные) оценки

Благодаря недавним технологическим достижениям, растущей тенденцией в оценках баланса стал мониторинг центра давления (земного передвижения) (CoP), вектора реакции центра масс на земле, длины пути в течение заданной продолжительности. [26] При количественных оценках минимальная длина пути ЦП свидетельствует о хорошем балансе. Силовые пластины лабораторного класса считаются «золотым стандартом» измерения CoP. NeuroCom Balance Manager (NeuroCom, Клакамас, Орегон, США) представляет собой коммерчески доступную систему динамической постурографии , которая использует компьютеризированное программное обеспечение для отслеживания ЦД во время выполнения различных задач. Эти различные оценки варьируются от теста сенсорной организации, в котором рассматриваются различные системы, вносящие вклад через входные сигналы сенсорных рецепторов, до теста на пределы теста стабильности, наблюдающего за диапазоном движений, скорости и времени реакции лодыжки участника. Хотя NeuroCom считается отраслевым стандартом для оценки баланса, он стоит дорого (около 250 000 долларов США).

За последние 5 лет исследования привели к созданию недорогих и портативных устройств, способных точно измерять CoP. Недавно балансировочная доска Nintendo Wii (Nintendo, Киото, Япония) была проверена на силовой пластине и признана точным инструментом для измерения CoP [27] . Это очень интересно, поскольку разница в цене технологии (25 долларов США против 10 000 долларов США) делает Балансборд Wii — подходящая альтернатива для врачей, позволяющая использовать количественную оценку баланса. Другие недорогие, изготовленные по индивидуальному заказу силовые пластины интегрируются в эту новую динамику, чтобы создать растущую область исследований и клинических оценок, которые принесут пользу многим группам населения.

Влияние усталости на баланс

Влияние усталости на баланс

Сложность баланса позволяет множеству мешающих переменных влиять на способность человека оставаться в вертикальном положении. Усталость (медицинская) , вызывающая дисфункцию центральной нервной системы (ЦНС), может косвенно привести к неспособности оставаться в вертикальном положении. Это неоднократно наблюдается в клинических популяциях (например, болезнь Паркинсона, рассеянный склероз). Еще одна серьезная проблема, связанная с влиянием усталости на баланс, касается спортсменов. Тестирование баланса стало стандартной мерой, помогающей диагностировать сотрясение мозга у спортсменов, но из-за того, что спортсмены могут быть чрезвычайно утомлены, врачам сложно точно определить, как долго спортсменам необходимо отдыхать, прежде чем утомление пройдет, и они могут измерить баланс, чтобы определить, есть ли у спортсмена сотрясение мозга. На данный момент исследователям удалось оценить лишь то, что спортсменам требуется от 8 до 20 минут отдыха перед проверкой баланса [28] [29] [30] . Разница может быть огромной в зависимости от обстоятельств.

Другие факторы, влияющие на баланс

Возраст, пол, [ как? ] и рост, как было показано, влияют на способность человека сохранять равновесие и оценку [ кем? ] этого баланса. [ нужна цитата ] Как правило, пожилые люди больше раскачивают тело при любых условиях тестирования. [31] Испытания показали, что пожилые люди демонстрируют меньший функциональный охват и большую длину пути раскачивания тела. Рост также влияет на раскачивание тела: с увеличением роста функциональные возможности обычно уменьшаются. Однако этот тест является лишь мерой переднего и заднего раскачивания. Это сделано для создания воспроизводимого и надежного инструмента оценки клинического баланса. [32] Кокрейновский обзор 2011 года показал, что определенные типы упражнений (такие как походка, баланс, координация и функциональные задачи; укрепляющие упражнения; 3D-упражнения [например, тай-чи] и их комбинации) могут помочь улучшить баланс у пожилых людей. Однако доказательства эффективности общих физических нагрузок, таких как ходьба и езда на велосипеде, компьютерные игры на баланс и вибрационные пластины, отсутствовали или были ограничены. [15]

Добровольный контроль баланса

Хотя баланс в основном является автоматическим процессом, добровольный контроль является обычным явлением. Активный контроль обычно имеет место, когда человек находится в ситуации, когда равновесие нарушено. Это может иметь противоречивый эффект в виде увеличения колебаний позы во время основных действий, таких как стояние. Одно из объяснений этого эффекта состоит в том, что сознательный контроль приводит к чрезмерной коррекции нестабильности и «может непреднамеренно нарушить относительно автоматические процессы управления». [ нужна цитата ] В то время как концентрация на внешней задаче «способствует использованию более автоматических процессов управления». [33]

Баланс и двойная задача

Супрапостуральные задачи — это действия, которые основаны на позном контроле при достижении другой поведенческой цели, например ходьба или создание текстового сообщения, стоя прямо. Исследования показали, что стабильность позы позволяет заниматься другими видами деятельности. [34] Другими словами, стоять в устойчивом вертикальном положении совсем не полезно, если человек упадет, как только будет предпринята попытка выполнить какое-либо задание. Считается, что у здорового человека постуральный контроль минимизирует требуемое усилие (не обязательно минимизирует раскачивание) при успешном выполнении супрапозуральной задачи. [34] Исследования показали, что спонтанное уменьшение позы происходит в ответ на добавление вторичной цели. [33]

МакНевин и Вульф (2002) обнаружили улучшение постуральных качеств при направлении внимания человека вовне по сравнению с направлением внимания внутрь [35] . То есть сосредоточение внимания на эффектах движений, а не на самом движении, повысит производительность. Это является результатом использования более автоматических и рефлексивных процессов управления. [35] [36] Когда человек сосредотачивается на своих движениях (внутренний фокус), он может непреднамеренно вмешиваться в эти автоматические процессы, снижая его производительность. Фокусировка внимания на внешнем уровне улучшает стабильность позы, несмотря на то, что временами ее раскачивание увеличивается. [35] Считается, что использование процессов автоматического управления путем фокусировки внимания на внешнем мире повышает как производительность, так и обучение. [35] Принятие внешнего фокуса внимания впоследствии улучшает выполнение супрапостуральных задач, одновременно повышая постуральную стабильность. [36]

Рекомендации

  1. ^ Шамуэй-Кук А, Энсон Д, Халлер С (июнь 1988 г.). «Биологическая обратная связь с постуральными колебаниями: ее влияние на восстановление стабильности позиции у пациентов с гемиплегией». Архив физической медицины и реабилитации . 69 (6): 395–400. ПМИД  3377664.
  2. ^ аб Дэвидсон Б.С., Мэдиган М.Л., Нуссбаум М.А. (октябрь 2004 г.). «Влияние усталости разгибателей поясничного отдела и степени утомления на постуральное влияние». Европейский журнал прикладной физиологии . 93 (1–2): 183–189. дои : 10.1007/s00421-004-1195-1. PMID  15549370. S2CID  10343160.
  3. ^ ab Gribble PA, Hertel J (апрель 2004 г.). «Влияние усталости мышц нижних конечностей на постуральный контроль». Архив физической медицины и реабилитации . 85 (4): 589–592. doi :10.1016/j.apmr.2003.06.031. ПМИД  15083434.
  4. ^ Шмитц Т.Дж. (2007). «Исследование сенсорной функции». В О'Салливан С.Б., Шмитц Т.Дж. (ред.). Физическая реабилитация (5-е изд.). Филадельфия, Пенсильвания: Компания FA Davis. стр. 121–157.
  5. ^ Национальный центр профилактики и контроля травматизма (8 декабря 2010 г.). «Цена падений среди пожилых людей». Центры по контролю и профилактике заболеваний . Проверено 15 мая 2011 г.
  6. ^ Николс Д.С., Гленн Т.М., Хатчинсон К.Дж. (август 1995 г.). «Изменения среднего центра равновесия во время тестирования баланса у молодых людей». Физиотерапия . 75 (8): 699–706. дои : 10.1093/ptj/75.8.699. PMID  7644574. S2CID  2819911.PDF
  7. ^ Рефшауге К.М., Килбрит С.Л., Раймонд Дж. (январь 2000 г.). «Влияние повторяющегося растяжения связок голеностопного сустава и тейпирования на проприоцепцию голеностопного сустава». Медицина и наука в спорте и физических упражнениях . 32 (1): 10–15. дои : 10.1097/00005768-200001000-00003. ПМИД  10647523.
  8. ^ Гускевич К.М., Перрин Д.Х. (май 1996 г.). «Влияние ортопедических стелек на изменение осанки после инверсионного растяжения связок голеностопного сустава» . Журнал ортопедической и спортивной физиотерапии . 23 (5): 326–331. дои : 10.2519/jospt.1996.23.5.326 . ПМИД  8728531.
  9. ^ abc Любецкий-Вильнай А, Картин Д (сентябрь 2010 г.). «Влияние тренировки баланса на эффективность баланса у людей после инсульта: систематический обзор». Журнал неврологической физиотерапии . 34 (3): 127–137. дои : 10.1097/NPT.0B013E3181EF764D . PMID  20716987. S2CID  13500994.
  10. ^ Хаммер А, Нильсагард Ю, Уоллквист М (2008). «Тренировка баланса у пациентов с инсультом: систематический обзор рандомизированных контролируемых исследований». Достижения физиотерапии . 10 (4): 163–172. дои : 10.1080/14038190701757656. S2CID  71362704.
  11. ^ Медицинский словарь для профессий здравоохранения и сестринского дела © Farlex 2012
  12. ^ ab Гранахер У, Голлхофер А, Кримлер С (сентябрь 2010 г.). «Влияние тренировки баланса на позу, силу разгибателей ног и высоту прыжка у подростков». Ежеквартальный журнал исследований физических упражнений и спорта . 81 (3): 245–251. дои : 10.5641/027013610X13088573595943. ПМИД  20949844.
  13. ^ Зех А., Хюбшер М., Фогт Л., Банцер В., Гензель Ф., Пфайфер К. (2010). «Тренировка баланса для нервно-мышечного контроля и повышения производительности: систематический обзор». Журнал спортивной подготовки . 45 (4): 392–403. дои : 10.4085/1062-6050-45.4.392. ПМК 2902034 . ПМИД  20617915. 
  14. ^ Томас Э., Батталья Г., Патти А., Бруса Дж., Леонарди В., Пальма А., Беллафиоре М. (июль 2019 г.). «Программы физической активности для поддержания равновесия и предотвращения падений у пожилых людей: систематический обзор». Лекарство . 98 (27): e16218. дои : 10.1097/MD.0000000000016218. ПМК 6635278 . ПМИД  31277132. 
  15. ^ abc Howe TE, Рочестер Л, Нил Ф, Скелтон Д.А., Баллинджер С (ноябрь 2011 г.). «Упражнения для улучшения равновесия у пожилых людей». Кокрейновская база данных систематических обзоров (11): CD004963. дои : 10.1002/14651858.CD004963.pub3. PMID  22071817. S2CID  205176433.
  16. ^ Томас Э., Батталья Г., Патти А., Бруса Дж., Леонарди В., Пальма А., Беллафиоре М. (июль 2019 г.). «Программы физической активности для поддержания равновесия и предотвращения падений у пожилых людей: систематический обзор». Лекарство . 98 (27): e16218. дои : 10.1097/MD.0000000000016218. ПМК 6635278 . ПМИД  31277132. 
  17. ^ abcdefg О'Салливан С, Шмитц Т (2007). Физическая реабилитация (Пятое изд.). Филадельфия: Компания FA Davis. стр. 254–259.
  18. ^ Блюм Л., Корнер-Битенский Н. (май 2008 г.). «Полезность шкалы баланса Берга в реабилитации после инсульта: систематический обзор». Физиотерапия . 88 (5): 559–566. дои : 10.2522/ptj.20070205 . ПМИД  18292215.
  19. ^ Аламер, Абайне; Гети, Кефале; Мелезе, Хайманот; Мазея, Хабтаму (17 августа 2020 г.). «Эффективность терапии осознания тела у людей, переживших инсульт: систематический обзор рандомизированных контролируемых исследований». Журнал клинических испытаний открытого доступа . 12 : 23–32. дои : 10.2147/OAJCT.S260476 . S2CID  225364826.
  20. ^ Hrysomallis C (март 2011 г.). «Умение сохранять баланс и спортивные результаты». Спортивная медицина . 41 (3): 221–232. дои : 10.2165/11538560-000000000-00000. PMID  21395364. S2CID  24522106.
  21. ^ Хорак Ф.Б., Урисли Д.М., Фрэнк Дж. (май 2009 г.). «Тест систем оценки баланса (BESTest) для дифференциации дефицита баланса». Физиотерапия . 89 (5): 484–498. дои : 10.2522/ptj.20080071. ПМК 2676433 . ПМИД  19329772. 
  22. ^ Ди Карло С., Бравини Э., Верчелли С., Массацца Г., Ферриеро Дж. (июнь 2016 г.). «Мини-BESTest: обзор психометрических свойств». Международный журнал реабилитационных исследований . 39 (2): 97–105. дои : 10.1097/MRR.0000000000000153. PMID  26795715. S2CID  9649113.
  23. ^ Белл Д.Р., Гускевич К.М., Кларк М.А., Падуя Д.А. (май 2011 г.). «Систематический обзор системы подсчета ошибок баланса». Спортивное здоровье . 3 (3): 287–295. дои : 10.1177/1941738111403122. ПМЦ 3445164 . ПМИД  23016020. 
  24. ^ Валович TC, Перрин Д.Х., Ганснедер Б.М. (март 2003 г.). «Повторное введение вызывает практический эффект с помощью системы оценки ошибок баланса, но не со стандартизированной оценкой сотрясения мозга у спортсменов средней школы». Журнал спортивной подготовки . 38 (1): 51–56. ПМК 155511 . ПМИД  12937472. 
  25. ^ Лоусон Б.Д., Руперт А.Х., Леган С.М. (2012). Дефицит вестибулярного баланса после травмы головы: рекомендации по оценке и реабилитации в военных условиях (PDF) (отчет). Форт Ракер, Алабама: Армейская лаборатория аэромедицинских исследований. № USAARL-2012-10. Архивировано (PDF) из оригинала 21 ноября 2021 г.
  26. ^ Хоф А.Л., Газендам М.Г., Синке В.Е. (январь 2005 г.). «Условие динамической устойчивости». Журнал биомеханики . 38 (1): 1–8. doi :10.1016/j.jbiomech.2004.03.025. ПМИД  15519333.
  27. ^ Кларк Р.А., Брайант А.Л., Пуа Ю., МакКрори П., Беннелл К., Хант М. (март 2010 г.). «Действительность и надежность балансировочной доски Nintendo Wii для оценки постоянного баланса». Походка и осанка . 31 (3): 307–310. дои : 10.1016/j.gaitpost.2009.11.012. PMID  20005112. S2CID  7785113.
  28. ^ Фокс З.Г., Михалик Дж.П., Блэкберн Дж.Т., Баттаглини К.Л., Гускевич К.М. (2008). «Возвращение постурального контроля к исходному уровню после протоколов анаэробных и аэробных упражнений». Журнал спортивной подготовки . 43 (5): 456–463. дои : 10.4085/1062-6050-43.5.456. ПМЦ 2547864 . ПМИД  18833307. 
  29. ^ Нардоне А., Тарантола Дж., Джордано А., Скиеппати М. (август 1997 г.). «Влияние усталости на баланс тела». Электроэнцефалография и клиническая нейрофизиология . 105 (4): 309–320. дои : 10.1016/S0924-980X(97)00040-4. ПМИД  9284239.
  30. ^ Суско Т.М., Валович МакЛеод Т.К., Ганснедер Б.М., Шульц С.Дж. (сентябрь 2004 г.). «Баланс восстанавливается в течение 20 минут после нагрузки по данным системы оценки ошибок баланса». Журнал спортивной подготовки . 39 (3): 241–246. ПМК 522146 . ПМИД  15496993. 
  31. ^ Хагеман П.А., Лейбовиц Дж.М., Бланке Д. (октябрь 1995 г.). «Влияние возраста и пола на меры постурального контроля». Архив физической медицины и реабилитации . 76 (10): 961–965. дои : 10.1016/S0003-9993(95)80075-1. ПМИД  7487439.
  32. ^ Дункан П.В., Вайнер Д.К., Чендлер Дж., Студенски С. (ноябрь 1990 г.). «Функциональный охват: новый клинический показатель баланса». Журнал геронтологии . 45 (6): М192–М197. дои :10.1093/geronj/45.6.M192. ПМИД  2229941.
  33. ^ ab «МакНевин Н., Вульф Г. (2002)» МакНевин Н.Х., Вульф Г. (июль 2002 г.). «Фокус внимания на супрапостуральных задачах влияет на постуральный контроль». Наука о движении человека . 21 (2): 187–202. дои : 10.1016/s0167-9457(02)00095-7. ПМИД  12167298.
  34. ^ аб Стоффреген Т., Пагулаян Р., Барди Б., Хеттингер Л. (2000). «Модуляция постурального контроля для облегчения зрительной деятельности». Наука о движении человека . 19 (2): 203–20. CiteSeerX 10.1.1.467.5141 . дои : 10.1016/s0167-9457(00)00009-9. 
  35. ^ abcd McNevin NH, Вульф Дж. (июль 2002 г.). «Фокус внимания на супрапостуральных задачах влияет на постуральный контроль». Наука о движении человека . 21 (2): 187–202. дои : 10.1016/s0167-9457(02)00095-7. ПМИД  12167298.
  36. ^ аб МакНевин Н., Вейр П., Куинн Т. (март 2013 г.). «Влияние концентрации внимания и возраста на выполнение супрапостуральных задач и постуральный контроль». Ежеквартальный журнал исследований физических упражнений и спорта . 84 (1): 96–103. дои : 10.1080/02701367.2013.762321. PMID  23611013. S2CID  29300584.

дальнейшее чтение