stringtranslate.com

Баланс (способность)

Женщина демонстрирует способность сохранять равновесие
Официант , балансирующий бокалами с вином

Баланс в биомеханике — это способность поддерживать линию тяжести (вертикальную линию от центра масс ) тела в пределах базы поддержки с минимальным постуральным колебанием. [1] Колебание — это горизонтальное движение центра тяжести, даже когда человек стоит на месте. Определенное количество колебаний 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, визуальных искажений, перемещений пола). Увеличение колебания не обязательно является показателем дисфункционального равновесия, а скорее показателем снижения сенсомоторного контроля. [2]

Поддержание равновесия

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

Чувства должны обнаруживать изменения пространственной ориентации относительно основания опоры, независимо от того, движется ли тело или изменяется основание. Существуют факторы окружающей среды, которые могут повлиять на равновесие, такие как условия освещенности, изменения поверхности пола, алкоголь , наркотики и ушная инфекция .

Нарушения равновесия

Существуют нарушения равновесия, связанные со старением. Возрастное снижение способности вышеуказанных систем получать и интегрировать сенсорную информацию способствует ухудшению равновесия 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, если человек стоит спокойно прямо, предел устойчивости определяется как величина постурального колебания, при которой равновесие теряется и требуются корректирующие действия. [6]

Раскачивание тела может происходить во всех плоскостях движения, что делает его все более трудным для реабилитации. Существуют убедительные доказательства в исследованиях, показывающие, что дефицит постурального баланса связан с контролем медиально-латеральной устойчивости и повышенным риском падения. Чтобы оставаться сбалансированным, стоящий человек должен быть в состоянии удерживать вертикальную проекцию своего центра массы в пределах своей базы поддержки, что приводит к небольшому медиально-латеральному или передне-заднему раскачиванию. Растяжение связок голеностопного сустава является одной из наиболее часто встречающихся травм среди спортсменов и физически активных людей. Наиболее распространенной остаточной инвалидностью после растяжения связок голеностопного сустава является нестабильность вместе с раскачиванием тела. Механическая нестабильность включает в себя недостаточные стабилизирующие структуры и подвижность, которые превышают физиологические пределы. Функциональная нестабильность включает в себя повторяющиеся растяжения или чувство податливости голеностопного сустава. [7] Почти 40% пациентов с растяжениями связок голеностопного сустава страдают от нестабильности и увеличения раскачивания тела. [8] Травма голеностопного сустава вызывает проприоцептивный дефицит и нарушение постурального контроля. Люди с мышечной слабостью, скрытой нестабильностью и сниженным контролем осанки более подвержены травмам лодыжки, чем люди с лучшим контролем осанки.

Баланс может быть серьезно нарушен у людей с неврологическими заболеваниями. Люди, перенесшие инсульт или травму спинного мозга , например, могут испытывать трудности с этой способностью. Нарушение баланса тесно связано с будущей функцией и восстановлением после инсульта и является самым сильным предиктором падений. [9]

Другая группа населения, у которой равновесие серьезно нарушено, — это пациенты с болезнью Паркинсона. Исследование, проведенное Нардоне и Шиппати (2006), показало, что у людей с проблемами равновесия, связанными с болезнью Паркинсона, наблюдаются сниженный предел устойчивости и нарушенная выработка предвосхищающих двигательных стратегий, а также аномальная калибровка.

Баланс также может быть негативно затронут в нормальной популяции из-за усталости мускулатуры вокруг лодыжек, коленей и бедер. Однако исследования показали, что усталость мышц вокруг бедер (ягодичных и поясничных разгибателей) и коленей оказывает большее влияние на постуральную устойчивость (раскачивание). [2] Считается, что усталость мышц приводит к снижению способности сокращаться с правильным количеством силы или точности. В результате проприоцепция и кинестетическая обратная связь от суставов изменяются, так что сознательное понимание суставов может быть негативно затронуто. [3]

Тренировка равновесия

Тренировка равновесия

Поскольку равновесие является ключевым фактором выздоровления и необходимо для многих видов повседневной деятельности , физиотерапевты и специалисты по трудотерапии часто включают его в планы лечения при работе с гериатрическими пациентами, пациентами с неврологическими заболеваниями или другими лицами, для которых тренировка равновесия признана полезной.

Тренировка равновесия у пациентов, перенесших инсульт, поддерживается в литературе. [9] [10] Методы, которые обычно используются и доказали свою эффективность для этой группы населения, включают в себя практику баланса сидя или стоя с различными прогрессиями, включая дотягивание, изменения в базе поддержки, использование наклонных досок, тренировку ходьбы с различной скоростью и упражнения на подъем по лестнице. [9] Другим методом улучшения равновесия является тренировка возмущения, которая представляет собой внешнюю силу, прикладываемую к центру масс человека в попытке сместить его с базы поддержки. [11] Тип тренировки должен определяться физиотерапевтом и будет 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 дефицитами, такими как хроническая нестабильность голеностопного сустава, и было показано, что тренировка равновесия приводит к улучшению постурального колебания и улучшению «баланса в одноногой стойке» в этих группах. [12] Эффект тренировки равновесия можно измерить более разнообразными способами, но типичными количественными результатами являются центр давления (ЦД), постуральное колебание и статический/динамический баланс, которые измеряются способностью субъекта поддерживать заданное положение тела, подвергаясь некоторому типу нестабильности. [12] [13]

Исследования показали, что более высокий уровень физической активности снижает заболеваемость и смертность, а также риск падения до 30–50%. [14] Некоторые виды упражнений (походка, равновесие, координация и функциональные задачи; укрепляющие упражнения; 3D-упражнения и многофункциональные упражнения) улучшают клинические результаты баланса у пожилых людей и, по-видимому, безопасны. [15] Исследование показало эффективность в улучшении способности балансировать после прохождения аэробных упражнений вместе с упражнениями на сопротивление. [16] До сих пор недостаточно доказательств, подтверждающих общую физическую активность, компьютерные программы баланса или вибрационные пластины. [15]

Оценка функционального баланса

Функциональные тесты баланса фокусируются на поддержании как статического, так и динамического баланса, независимо от того, включает ли он тип возмущения/изменения центра масс или во время спокойной позы. [17] Стандартизированные тесты баланса доступны, чтобы позволить специалистам смежных медицинских служб оценить постуральный контроль человека. Некоторые функциональные тесты баланса, которые доступны, включают:

[23] [24]

Сотрясение мозга (или легкая черепно-мозговая травма) были связаны с нарушением равновесия среди участников спорта и военнослужащих. Некоторые из стандартных тестов на равновесие могут быть слишком легкими или трудоемкими для применения к этим высокофункциональным группам, s. Были собраны экспертные рекомендации относительно оценки равновесия, подходящей для военнослужащих. [25]

Количественные (компьютерные) оценки

Благодаря недавним технологическим достижениям растущей тенденцией в оценке баланса стал мониторинг центра давления (наземного передвижения) (ЦД), вектора реакции центра масс на земле, длины пути в течение определенной продолжительности. [26] При количественных оценках минимальная длина пути ЦД свидетельствует о хорошем балансе. Силовые пластины лабораторного класса считаются «золотым стандартом» измерения ЦД. NeuroCom Balance Manager (NeuroCom, Клакамас, штат Орегон, США) — это коммерчески доступная система динамической постурографии , которая использует компьютеризированное программное обеспечение для отслеживания ЦД во время выполнения различных задач. Эти различные оценки варьируются от теста сенсорной организации, рассматривающего различные системы, которые вносят вклад через сенсорный рецепторный вход, до теста пределов устойчивости, наблюдающего за диапазоном движения лодыжки участника, скоростью и временем реакции. Хотя NeuroCom считается отраслевым стандартом для оценки баланса, он имеет высокую цену (около 250 000 долларов США).

В течение последних 5 лет исследования были направлены на недорогие и портативные устройства, способные точно измерять CoP. Недавно балансировочная доска Wii от Nintendo (Nintendo, Киото, Япония) была проверена на основе силовой платформы и признана точным инструментом для измерения CoP [27]. Это очень интересно, поскольку разница в цене на технологию ($25 против $10 000) делает балансировочную доску Wii подходящей альтернативой для врачей, использующих количественные оценки баланса. Другие недорогие, изготовленные на заказ силовые платформы интегрируются в эту новую динамику, чтобы создать растущую область исследований и клинической оценки, которая принесет пользу многим группам населения.

Влияние усталости на равновесие

Сложность равновесия позволяет многим сопутствующим переменным влиять на способность человека оставаться в вертикальном положении. Усталость , вызывающая дисфункцию центральной нервной системы (ЦНС), может косвенно приводить к неспособности оставаться в вертикальном положении. Это неоднократно наблюдается в клинических группах (например, болезнь Паркинсона, рассеянный склероз). Еще одна серьезная проблема, связанная с влиянием усталости на равновесие, касается спортсменов. Тестирование равновесия стало стандартной мерой, помогающей диагностировать сотрясения мозга у спортсменов, но из-за того, что спортсмены могут быть чрезвычайно утомлены, врачам сложно точно определить, как долго спортсменам нужно отдыхать, прежде чем усталость исчезнет, ​​и они могут измерить равновесие, чтобы определить, получил ли спортсмен сотрясение мозга. До сих пор исследователи смогли оценить только то, что спортсменам нужно от 8 до 20 минут отдыха перед тестированием равновесия [28] [29] [30] Это может быть огромной разницей 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 равновесия. [ нужна ссылка ] Как правило, пожилые люди имеют большее колебание тела при всех условиях тестирования. [31] Тесты показали, что пожилые люди демонстрируют меньшую функциональную досягаемость и большую длину пути колебания тела. Рост также влияет на колебание тела, поскольку с увеличением высоты функциональная досягаемость обычно уменьшается. Однако этот тест является лишь мерой переднего и заднего колебания. Это делается для создания повторяемого и надежного клинического инструмента оценки равновесия. [32] Обзор Кокрейна 2011 года показал, что определенные типы упражнений (такие как походка, равновесие, координация и функциональные задачи; укрепляющие упражнения; 3D-упражнения [например, тайцзи] и их комбинации) могут помочь улучшить равновесие у пожилых людей. Однако не было никаких или ограниченных доказательств эффективности общих физических упражнений, таких как ходьба и езда на велосипеде, компьютерные игры на равновесие и вибрационные пластины. [15]

Произвольный контроль равновесия

Хотя равновесие в основном является автоматическим процессом, произвольный контроль распространен. Активный контроль обычно имеет место, когда человек находится в ситуации, когда равновесие нарушено. Это может иметь контринтуитивный эффект увеличения постурального колебания во время основных действий, таких как стояние. Одним из объяснений этого эффекта является то, что сознательный контроль приводит к чрезмерной коррекции нестабильности и «может непреднамеренно нарушить относительно автоматические процессы контроля». [ необходима цитата ] В то время как концентрация на внешней задаче «способствует использованию большего количества автоматических процессов контроля». [33]

Баланс и двойная задача

Супрапостуральные задачи — это те действия, которые полагаются на постуральный контроль при выполнении другой поведенческой цели, например, ходьба или создание текстового сообщения, стоя прямо. Исследования показали, что постуральная устойчивость действует, чтобы позволить достичь других действий. [34] Другими словами, стояние в устойчивом вертикальном положении совсем не полезно, если человек падает, как только пытается выполнить любую задачу. Считается, что у здорового человека постуральный контроль действует, чтобы минимизировать количество требуемых усилий (не обязательно, чтобы минимизировать колебания), при успешном выполнении супрапостуральной задачи. [34] Исследования показали, что спонтанное уменьшение постурального колебания происходит в ответ на добавление вторичной цели. [33]

МакНевин и Вульф (2002) обнаружили увеличение постуральной производительности при направлении внимания человека наружу по сравнению с направлением внимания внутрь [35] То есть, сосредоточение внимания на эффектах своих движений, а не на самом движении, повысит производительность. Это является результатом использования более автоматических и рефлекторных процессов контроля. [35] [36] Когда человек сосредоточен на своих движениях (внутренний фокус), он может непреднамеренно вмешиваться в эти автоматические процессы, снижая свою производительность. Внешняя концентрация внимания улучшает постуральную устойчивость, несмотря на то, что иногда увеличивается постуральное колебание. [35] Считается, что использование автоматических процессов управления путем внешней концентрации внимания повышает как производительность, так и обучение. [35] Внешняя концентрация внимания впоследствии улучшает производительность супрапозных задач, одновременно увеличивая постуральную устойчивость. [36]

Ссылки

  1. ^ Шамвэй-Кук А., Энсон Д., Халлер С. (июнь 1988 г.). «Биологическая обратная связь по положению тела: ее влияние на восстановление стабильности положения тела у пациентов с гемиплегией». Архивы физической медицины и реабилитации . 69 (6): 395–400. PMID  3377664.
  2. ^ ab Davidson BS, Madigan ML, Nussbaum MA (октябрь 2004 г.). «Влияние усталости поясничного разгибателя и скорости утомления на постуральные колебания». European Journal of Applied Physiology . 93 (1–2): 183–189. doi :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». Архивы физической медицины и реабилитации . 85 (4): 589–592. doi :10.1016/j.apmr.2003.06.031. PMID  15083434.
  4. ^ Schmitz TJ (2007). «Исследование сенсорной функции». В O'Sullivan SB, Schmitz TJ (ред.). Физическая реабилитация (5-е изд.). Филадельфия, Пенсильвания: FA Davis Company. стр. 121–157.
  5. ^ Национальный центр профилактики и контроля травматизма (8 декабря 2010 г.). «Стоимость падений среди пожилых людей». Центры по контролю и профилактике заболеваний . Получено 15 мая 2011 г.
  6. ^ Nichols DS, Glenn TM, Hutchinson KJ (август 1995 г.). «Изменения в среднем центре равновесия во время тестирования равновесия у молодых взрослых». Физическая терапия . 75 (8): 699–706. doi :10.1093/ptj/75.8.699. PMID  7644574. S2CID  2819911.PDF
  7. ^ Refshauge KM, Kilbreath SL, Raymond J (январь 2000 г.). «Влияние рецидивирующего растяжения голеностопного сустава и тейпирования на проприоцепцию в голеностопном суставе». Медицина и наука в спорте и физических упражнениях . 32 (1): 10–15. doi :10.1097/00005768-200001000-00003. PMID  10647523.
  8. ^ Guskiewicz KM, Perrin DH (май 1996). "Влияние ортопедии на постуральное колебание после инверсионного растяжения голеностопного сустава" . Журнал ортопедической и спортивной физиотерапии . 23 (5): 326–331. doi : 10.2519/jospt.1996.23.5.326 . PMID  8728531.
  9. ^ abc Lubetzky-Vilnai A, Kartin D (сентябрь 2010 г.). «Влияние тренировки равновесия на показатели равновесия у лиц после инсульта: систематический обзор». Журнал неврологической физиотерапии . 34 (3): 127–137. doi : 10.1097/NPT.0B013E3181EF764D . PMID  20716987. S2CID  13500994.
  10. ^ Хаммер А., Нильсагард И., Уоллквист М. (2008). «Тренировка равновесия у пациентов, перенесших инсульт: систематический обзор рандомизированных контролируемых исследований». Advances in Physiotherapy . 10 (4): 163–172. doi :10.1080/14038190701757656. S2CID  71362704.
  11. ^ Медицинский словарь для специалистов здравоохранения и сестринского дела © Farlex 2012
  12. ^ ab Granacher U, Gollhofer A, Kriemler S (сентябрь 2010 г.). «Влияние тренировки равновесия на постуральное колебание, силу разгибателей ног и высоту прыжка у подростков». Research Quarterly for Exercise and Sport . 81 (3): 245–251. doi :10.5641/027013610X13088573595943. PMID  20949844.
  13. ^ Zech A, Hübscher M, Vogt L, Banzer W, Hänsel F, Pfeifer K (2010). «Тренировка равновесия для нервно-мышечного контроля и повышения производительности: систематический обзор». Journal of Athletic Training . 45 (4): 392–403. doi :10.4085/1062-6050-45.4.392. PMC 2902034. PMID  20617915 . 
  14. ^ Thomas E, Battaglia G, Patti A, Brusa J, Leonardi V, Palma A, Bellafiore M (июль 2019 г.). «Программы физической активности для поддержания равновесия и профилактики падений у пожилых людей: систематический обзор». Medicine . 98 (27): e16218. doi :10.1097/MD.0000000000016218. PMC 6635278 . PMID  31277132. 
  15. ^ abc Howe TE, Rochester L, Neil F, Skelton DA, Ballinger C (ноябрь 2011 г.). «Упражнения для улучшения равновесия у пожилых людей».  База данных систематических обзоров Cochrane (11): CD004963. doi :10.1002/14651858.CD004963.pub3. PMC 11493176. PMID 22071817. S2CID  205176433. 
  16. ^ Thomas E, Battaglia G, Patti A, Brusa J, Leonardi V, Palma A, Bellafiore M (июль 2019 г.). «Программы физической активности для поддержания равновесия и профилактики падений у пожилых людей: систематический обзор». Medicine . 98 (27): e16218. doi :10.1097/MD.0000000000016218. PMC 6635278 . PMID  31277132. 
  17. ^ abcdefg О'Салливан С., Шмитц Т. (2007). Физическая реабилитация (Пятое изд.). Филадельфия: FA Davis Company. С. 254–259.
  18. ^ Блюм Л., Корнер-Битенски Н. (май 2008 г.). «Польза шкалы баланса Берга при реабилитации после инсульта: систематический обзор». Физическая терапия . 88 (5): 559–566. doi : 10.2522/ptj.20070205 . PMID  18292215.
  19. ^ Alamer, Abayneh; Getie, Kefale; Melese, Haimanot; Mazea, Habtamu (2020-08-17). «Эффективность терапии осознанности тела у лиц, переживших инсульт: систематический обзор рандомизированных контролируемых испытаний». Журнал открытого доступа клинических испытаний . 12 : 23–32. doi : 10.2147/OAJCT.S260476 . S2CID  225364826.
  20. ^ Hrysomallis C (март 2011 г.). «Способность сохранять равновесие и спортивные результаты». Спортивная медицина . 41 (3): 221–232. doi :10.2165/11538560-000000000-00000. PMID  21395364. S2CID  24522106.
  21. ^ Horak FB, Wrisley DM, Frank J (май 2009 г.). «Тест систем оценки баланса (BESTest) для дифференциации дефицитов баланса». Физическая терапия . 89 (5): 484–498. doi :10.2522/ptj.20080071. PMC 2676433. PMID  19329772 . 
  22. ^ Ди Карло С., Бравини Э., Верчелли С., Массацца Г., Ферриеро Г. (июнь 2016 г.). «Мини-BESTest: обзор психометрических свойств». Международный журнал исследований реабилитации . 39 (2): 97–105. doi :10.1097/MRR.00000000000000153. PMID  26795715. S2CID  9649113.
  23. ^ Bell DR, Guskiewicz KM, Clark MA, Padua DA (май 2011 г.). «Систематический обзор системы оценки ошибок баланса». Sports Health . 3 (3): 287–295. doi :10.1177/1941738111403122. PMC 3445164 . PMID  23016020. 
  24. ^ Valovich TC, Perrin DH, Gansneder BM (март 2003 г.). «Повторное применение вызывает эффект практики с системой оценки ошибок равновесия, но не со стандартизированной оценкой сотрясения мозга у спортсменов старших классов». Журнал спортивной подготовки . 38 (1): 51–56. PMC 155511. PMID  12937472 . 
  25. ^ Lawson BD, Rupert AH, Legan SM (2012). Дефицит вестибулярного баланса после травмы головы: рекомендации по оценке и реабилитации в военных условиях (PDF) (отчет). Форт-Ракер, Алабама: Армейская аэромедицинская исследовательская лаборатория. № USAARL-2012-10. Архивировано (PDF) из оригинала 21 ноября 2021 г.
  26. ^ Hof AL, Gazendam MG, Sinke WE (январь 2005). «Условие динамической устойчивости». Журнал биомеханики . 38 (1): 1–8. doi :10.1016/j.jbiomech.2004.03.025. PMID  15519333.
  27. ^ Clark RA, Bryant AL, Pua Y, McCrory P, Bennell K, Hunt M (март 2010 г.). «Достоверность и надежность Nintendo Wii Balance Board для оценки равновесия стоя». Походка и осанка . 31 (3): 307–310. doi :10.1016/j.gaitpost.2009.11.012. PMID  20005112. S2CID  7785113.
  28. ^ Fox ZG, Mihalik JP, Blackburn JT, Battaglini CL, Guskiewicz KM (2008). «Возвращение постурального контроля к исходному уровню после анаэробных и аэробных протоколов упражнений». Journal of Athletic Training . 43 (5): 456–463. doi :10.4085/1062-6050-43.5.456. PMC 2547864. PMID  18833307 . 
  29. ^ Nardone A, Tarantola J, Giordano A, Schieppati M (август 1997). «Влияние усталости на равновесие тела». Электроэнцефалография и клиническая нейрофизиология . 105 (4): 309–320. doi :10.1016/S0924-980X(97)00040-4. PMID  9284239.
  30. ^ Susco TM, Valovich McLeod TC, Gansneder BM, Shultz SJ (сентябрь 2004 г.). «Баланс восстанавливается в течение 20 минут после нагрузки, как измерено с помощью системы оценки ошибок баланса». Журнал спортивной подготовки . 39 (3): 241–246. PMC 522146. PMID  15496993 . 
  31. ^ Hageman PA, Leibowitz JM, Blanke D (октябрь 1995 г.). «Влияние возраста и пола на показатели постурального контроля». Архивы физической медицины и реабилитации . 76 (10): 961–965. doi :10.1016/S0003-9993(95)80075-1. PMID  7487439.
  32. ^ Duncan PW, Weiner DK, Chandler J, Studenski S (ноябрь 1990 г.). «Функциональная досягаемость: новая клиническая мера баланса». Журнал геронтологии . 45 (6): M192–M197. doi :10.1093/geronj/45.6.M192. PMID  2229941.
  33. ^ ab "McNevin, N., Wulf, G. (2002)" McNevin NH, Wulf G (июль 2002). "Сосредоточение внимания на супрапозных задачах влияет на постуральный контроль". Human Movement Science . 21 (2): 187–202. doi :10.1016/s0167-9457(02)00095-7. PMID  12167298.
  34. ^ ab Stoffregen T, Pagulayan R, Bardy B, Hettinger L (2000). «Модулирование постурального контроля для облегчения визуальной производительности». Human Movement Science . 19 (2): 203–20. CiteSeerX 10.1.1.467.5141 . doi :10.1016/s0167-9457(00)00009-9. 
  35. ^ abcd McNevin NH, Wulf G (июль 2002 г.). «Сосредоточение внимания на супрапозных задачах влияет на постуральный контроль». Human Movement Science . 21 (2): 187–202. doi :10.1016/s0167-9457(02)00095-7. PMID  12167298.
  36. ^ ab McNevin N, Weir P, Quinn T (март 2013 г.). «Влияние фокуса внимания и возраста на выполнение супрапозных задач и постуральный контроль». Research Quarterly for Exercise and Sport . 84 (1): 96–103. doi :10.1080/02701367.2013.762321. PMID  23611013. S2CID  29300584.

Дальнейшее чтение