Home Table of Contents

 

BIOFEEDBACK

Translated by Maria Zhukova

Sponsor: Institute of Spinal Cord Injury, Iceland

 

 

BRUCKER METHOD

1) Introduction

2) How it works

3) Biofeedback for SCI

4) Questions and Answers

5) Conclusion

 

INTENTION CONTROLLED MYOFEEDBACK (IMF)

BIOFEEDBACK

СИСТЕМА БИОЛОГИЧЕСКОЙ ОБРАТНОЙ СВЯЗИ

Система биологической обратной связи это метод тренировки, используемый для оптимизации связи между сознанием и телом. Обеспечивая пациентам внешнюю аудио или визуальную обратную связь в виде легких нервных импульсов, достигающих мышцы, при помощи электродов для  ощущения сигналов, биологическая обратная связь является средством для идентификации, усиления и использования этих сигналов. За счет этой технологии, пациенты узнают, когда их физические реакции меняются такие как, например, сила нервного импульса, температура тела, артериальное давление или частота ударов сердца в нужном направлении. Эта информация может быть использована для обучения пациентов лучше контролировать свой организм.

Система биологической обратной связи обычно сначала воспринимается представителями медицинской общественности достаточно скептично. Однако многочисленные исследования подтвердили, что пациенты способны менять произвольные и непроизвольные реакции после получения сведений через обратную связь, которая информировала их о том, что происходит в их организмах. После курса лечения, пациенты сохраняют способность повторять выученные реакции произвольно, без визуальной или звуковой обратной связи.

В 1969 году использование аудио-визуальной информации для обучения пациентов изменениям артериального давления, пульса, мышечного напряжения и активности головного мозга впервые получило название биологической обратной связи. О. Хобарт Моурер первым использовал оборудование для контроля функций организма в 1939г. оповестительный сигнал, включающийся мочой, для предотвращения недержания мочи у детей. Биологическая обратная связь привлекла внимание общественности в конце шестидесятых, когда она использовалась для демонстрации самоконтроля йогов в измененных состояниях сознания.

Биологическая обратная связь применялась в лечении мигреней, тензионных головных болей, хронических болей, нарушений пищеварения, недержания мочи, высокого артериального давления, сердечных аритмий, гиперактивности с нарушением внимания, болезни Рейно, эпилепсии, ТСМ, инсультов, травм головного мозга, церебрального паралича и различных болезней двигательного аппарата.

1)    BRUCKER METHOD

1) МЕТОД БРУКЕРА

Д-р Бернард Брукер, основатель и директор Биофидбэк Лаборатори (Лаборатории биологической обратной связи) в медицинской школе Университета Майами, разработал метод биологической обратной связи, который использует точные методы для восстановления потерянных функций у пациентов с неврологическими нарушениями.

Метод Брукера функциональное обучение при помощи биологической обратной связи использует электромиографию (ЭМГ), которая воспринимает потенциал к двигательному действию (нервные импульсы или сигналы) с гораздо большей точностью, чем сам человек. Терапия электромиографией определяет биоэлектрическую функцию мышц пациента, что косвенно отражает функциональное состояние спинного и головного мозга.

В ходе лечения методом биологической обратной связи, пациента просят осуществить определенные движения. При помощи подвижного графика на экране компьютера, ЭМГ обеспечивает визуальную обратную связь с нервными сигналами, достигающими целевые мышцы. Пациенту может потребоваться несколько попыток, чтобы найти нервный путь, доставляющий сигнал к целевым мышцам. Но даже в этом случае зачастую сигнал слишком слаб для того, чтобы пациент мог его ощутить.

Когда нейральный путь найден, врач дает указание пациенту сделать так, чтобы график вырос. Это удается только в случае, если сила моторного сигнала усиливается настолько, что достигает мышцы. Однако, поскольку пациент может не ощущать сигнала или сигнальные вариации будут слишком слабы, чтобы их можно было почувствовать, сдвигаемый график обеспечивает усиленный стимул, необходимый, чтобы происходило функциональное обучение.

Таким образом, визуальная обратная связь обучает пациента, как воспроизводить, удерживать и контролировать ЭМГ реакции для обеспечения максимального улучшения мышечных функций. Эта информация в сочетании с бихевиористическими методами выработки условного рефлекса и реабилитацией, помогает пациентам заново обучить их мышечную систему. Уровень контроля, достигаемый за один сеанс, служит отправной точкой для следующего сеанса.

Biofeedback for SCI

3) Применение биологической обратной связи при ТСМ

При ТСМ метод биологической обратной связи Брукера позволяет врачам выделить мелкие моторные связи между головным мозгом и остальным организмом, сохранившиеся после травмы или же медленно восстанавливающиеся после повреждения. Эта информация позволяет врачам создавать индивидуальные планы, направленные на улучшение произвольного мышечного контроля.

Метод Брукера единственный протокол применения системы биологической обратной связи, созданный для усиления нервной проводимости и функций у пациентов с неврологическими нарушениями и заболеваниями. В отличие от общего использования системы биологической связи для более глубокого состояния релаксации, или контроля артериального давления или пульса, применение этой системы при ТСМ требует достаточно чувствительного оборудования для контроля нервных сигналов, составляющих до 1% нормального сигнала. Кроме того, используя этот метод при ТСМ, врачи, занимающиеся биологической обратной связью должны знать, какие мышцы необходимы для восстановления определенных двигательных функций, силу сигнала, необходимую, чтобы вызвать функционирование определенных двигательных мышц, и методы, чтобы помочь пациенту определить и развить эти сигналы.

Пациенты с ТСМ восстановили значительное количество функций после тренировки по системе  биологической обратной связи.  Люди, которым говорили, что они никогда не будут ходить и пользоваться руками, восстановили способности ходить и/или питаться самостоятельно. Восстановленные функции становились естественными благодаря постоянной практике. Однако, двигательный прогресс, достигаемый при помощи системы биологической обратной связи, имеет определенные требования к физическому состоянию, а именно:

1)      Должна быть сохранена нервная связь между головным мозгом и мышцей или группой мышц, на которые направлена тренировка. Подобные связи могли сохраниться после травмы, либо восстановиться с течением времени, или же  возобновиться, благодаря попыткам спинного мозга использовать имеющиеся связи.

2)      Пациент должен быть в состоянии мысленно следовать указаниям врача.

3)      У пациента не должно быть значительной и необратимой мышечной контрактуры или атрофии. Может возникнуть необходимость в терапии при помощи электростимуляции для укрепления или восстановления атрофированных тканей, чтобы система биологической обратной связи могла оказать на них благотворное воздействие.

4)      Система биологической обратной связи может использоваться для мониторинга любого нервного сигнала, при условии, что внешний электрод может быть расположен так, чтобы воспринимать и передавать сигнал внешнему устройству, способному отображать наличие сигнала и его силу. Хотя эта система может использоваться для улучшения функций кистей рук или ступней, мышцы пальцев рук или ног слишком малы, чтобы можно было подобрать соответствующие электроды.

Понимание потенциала и ограничений системы биологической обратной связи еще раз доказывает огромное значение поддержки тонуса мышц, гибкости и плотности костей при осуществлении индивидуального ухода. Вышеупомянутые требования необходимы не только при применении системы биологической обратной связи для обучения организма использованию как существующих, так и вышедших из употребления нервные связи, но также соответствие этим требованиям необходимо пациентам с ТСМ для участия в новых методах лечения, направленных на  восстановление или регенерацию спинного мозга.

Источники нервных связей, идущих через спинной мозг после ТСМ, включают в себя, например, существующие пути, альтернативные пути, поврежденные пути, которые спонтанно восстанавливаются со временем, пути которые спонтанно соединились заново с течением времени и пути, восстановленные хирургическим методом.

Утрата абсолютно всех нервных связей в спинном мозге при ТСМ происходит крайне редко. Классификация травмы как полной (в сравнении с неполной) означает не столько физическую характеристику спинного мозга, сколько функциональное описание неврологических симптомов. Нервные связи между головным мозгом и мышцами ниже места повреждения зачастую сохраняются после ТСМ, но сигналы слишком слабы, чтобы их можно было заметить при неврологическом осмотре или для движения конечностями.

Помимо наблюдений Брукера за клиническим применением системы биологической обратной связи, дополнительные свидетельства в поддержку метода предоставляют также исследования, включающие транскраниальную магнитную стимуляцию. Д-р Дж.А. Делэйни и коллеги (Канада) обнаружили, что аксоны могут продолжать существовать в месте повреждения у пациентов с хронической ТСМ, сохраняя аксональную цельность в нисходящих моторных путях, несмотря на обширную функциональную потерю.

Избыточность является характерной чертой структуры спинного мозга, так же как и головного. Головной мозг, как правило, может соединяться с определенными частями тела несколькими нервными путями. Но постоянное использование одних и тех же связей обусловливает восприятие нашим головным мозгом определенных путей, как связей для определенного использования. Брукер проводит аналогию с любимым маршрутом между работой и домом. Если начинается ремонт дороги, мы все равно едем домой при условии, что мы находим альтернативный маршрут и знаем, как им воспользоваться.

С течением времени, восстановление естественным образом может происходить только у демиелинизированных аксонов, или разорванные аксоны могут найти и восстановить потерянные связи в поврежденном спинном мозге. Восстановление аксонов ограничено степенью глиоза (формированием глиального рубца, происходящее во время острой ТСМ) и наличием ингибирующих молекул во внеклеточном матриксе спинного мозга.

В конце концов, медицина начинает тестировать методы восстановления или регенерации поврежденного спинного мозга. У головного мозга может быть затруднено нахождение и использование вновь созданных нервных связей или же восстановленные связи, которые были постоянно выключены. Благодаря этому потенциалу, система биологической обратной связи является средством поиска, улучшения и использования этих нервных связей.

Key SCI Biofeedback Issues:

Ключевые моменты биологической обратной связи при ТСМ:

1) Как работает система биологической обратной связи?  Система биологической обратной связи не является лечением в том смысле, что что-то производится над пациентом. Проводя аналогию с обучением езде на велосипеде, эта система обучает реципиентов ощущать и использовать потенциальные возможности при помощи опыта. Например, невозможно объяснить кому-нибудь использование равновесия при езде на велосипеде. Необходимо это почувствовать самому но почувствовав это однажды, и научившись контролировать равновесие, люди сохраняют этот навык на всю жизнь. 

На практике, в системе биологической обратной связи при ТСМ используются внешние электроды для ощущения слабых нервных сигналов, которые достигают мышц, когда пациент пытается ими двигать. Электроды передают эту информацию к аппарату, который может представить этот сигнал и его мощность визуально, либо с помощью звука. Метод Брукера обычно использует линейный график, который изменяется при увеличении силы сигнала.

Пациентам дается указание сократить контролируемую мышцу. Система ЭМГ способна ощущать и показывать слабые нервные сигналы, которые сам пациент может не чувствовать. Когда сигнал обнаружен, пациенту дается указание попытаться сконцентрироваться не на руке или ноге, но на графике, и постараться заставить кривую графика вырасти.  Если используется звук, пациенты должны включить звук или выключить. Например, пытаясь снизить спастичность, пациенту рекомендуется выключить звук, что соответствует контролированию сигнала нежелательной спастичности. При рекомендации увеличить двигательный сигнал, пациент постарается включить звук.

После ряда попыток и повторов, пациенты могут выявить более эффективные пути для достижения желаемых результатов. Когда эти пути определены и используются, головной мозг запоминает, где они находятся и как ими пользоваться. Улучшения, достигнутые в ходе сеанса биологической обратной связи, являются исходным пунктом для следующего сеанса.

2) Как скоро врач узнает, что положительная динамика возможна? Врач, получивший дополнительное обучение в области биологической обратной связи, уже во время первого сеанса может сказать, сохранились ли нервные связи с тестируемыми мышцами. Вероятность функционального улучшения зависит от силы моторного сигнала, который доходит до мышц. Например, чтобы запустить произвольные сокращения, для четырехглавой мышцы достаточно примерно 14% от нормального моторного сигнала. Если 10% от нормального сигнала достигает мышц, при попытке пациента подвигать ею, то накопленный опыт позволяет предположить, что порог движения может быть достигнут в ходе первого или второго сеанса биологической обратной связи. Большее количество сеансов требуется, если начальный сигнал слабее, но при этом достаточен для того, чтобы предположить, что возможно достичь функциональный порог мышцы. Если же сигнал отсутствует, или отсутствует прогресс, позволяющий проследить сигналы, то вероятность, что функциональный порог мышцы будет достигнут за этот период времени, крайне мала. Результаты клинического исследования, включившего в себя сто участников с ТСМ верхних конечностей, были следующими:

Происходил значительный рост ЭМГ активности трицепсов после одной сессии биологической обратной связи, а также отмечалось дальнейшее значительное увеличение ЭМГ активности после дополнительных сеансов лечения при помощи биологической обратной связи. Начальная мышечная сила и начальные уровни ЭМГ не являлись определяющими факторами отклика на биологическую обратную связь. Результаты предполагают эффективность биологической обратной связи для увеличения произвольного ЭМГ отклика у пациентов с хронической травмой спинного мозга.

3) Ограничены ли потенциальные достижения уровнем травмы и тем, является ли травма неврологически полной или неполной?

Лечение биологической обратной связью может привести к функциональными улучшениям у пациентов с ТСМ не зависимо от уровня травмы или неврологической степени повреждения. Более того, по результатам МРТ невозможно точно определить исходы лечения этим методом, поскольку на МРТ невозможно оценить нервную проводимость. Пациенты, у которых травмы оцениваются как полные, зачастую достигали значительного прогресса при помощи метода биологической обратной связи. Тогда как пациенты с неполными травмами спинного мозга прогрессировали довольно слабо. Случаи, когда терапия биологической обратной связью не оказывает вообще никакого положительного воздействия, крайне редки.

4) Время, прошедшее после травмы оказывает какое-то влияние? Время после травмы оказывает влияние на результаты применения метода биологической обратной связи при ТСМ. У пациентов с небольшим сроком давности травмы, у которых в месте повреждения сохранилось относительно небольшое количество нервных связей, может обнаружиться значительное количество неиспользуемых связей, готовых к использованию, если прошло время, достаточное для нервного восстановления или ремоделирования. С другой стороны, длительный период после травмы способствует мышечной атрофии, сокращениям и потери плотности костей, что оказывает отрицательное воздействие на возможность достижения положительного результата при данном методе лечения. Например, если сухожилие слишком сокращено, то оно может быть неспособно реагировать на сигналы определяемой и усиливаемой биологической обратной связи.

5) Какие улучшения обычно наблюдаются у пациентов с ТСМ? Согласно имеющимся оценкам, у 98% людей с ТСМ, прошедших курс этого лечения, функциональность опускается по крайней мере на один уровень вниз; соответственно состояние пациента с травмой на шейном уровне С7 может улучшиться до состояния, характерного для пациентов с грудным уровнем Т1. У 95% пациентов Брукера наблюдается опущение функционального уровня на два, а у 85% - на три уровня. Улучшения на большее количество уровней слишком нестабильны, чтобы их можно было прогнозировать. Однако прогресс при лечении методом биологической обратной связи может отмечаться у функций, контролируемых нервными окончаниями, исходящими из спинного мозга непосредственно ниже места повреждения. 

В зависимости от того, какие мышцы могут быть запущены при помощи биологической обратной связи, и какие могут быть укреплены в ходе реабилитации, существует вероятность того, что люди, привязанные к инвалидному креслу, обретут способность стоять и даже передвигаться. Для стояния необходимы определенные мышцы (четырехглавые мышцы), также как и для ходьбы (сгибатели бедра). Однако применение ортезов или специально подобранных методов передвижения может обеспечить стояние или передвижение даже в случае отсутствия контроля над четырехглавыми мышцами и сгибателями бедра. Это также относится и к икроножным мышцам, мышцам ступни и щиколоток, или к верхним конечностям. Другими словами, врач, обученный методу биологической обратной связи, постарается добиться максимально возможного прогресса. Но если некоторые двигательные функции имеют положительную динамику, а другие нет, прогресс в функционировании конечностей все равно вероятен.

6) Как долго обычно длится сеанс для пациента с ТСМ? Один час.

7) Оказывает ли биологическая обратная связь положительное воздействие на проблемы мочеиспускания, дефекации, дыхания, спастичности или болей у пациентов с ТСМ? Применение метода биологической обратной связи может оказать положительный эффект на недержание мочи, контроль кишечника, респираторные функции и спастику. Метод неэффективен для коррекции хронического болевого синдрома, вызванного ТСМ. Улучшения мышечного тонуса и контроль мышц живота косвенно может способствовать контролю функций мочеиспускания и дефекации. Спастичность часто сокращается при положительной динамике произвольного контроля силы двигательного сигнала. Пациенты, использующие системы искусственной вентиляции легких, начинают использовать межреберные мышцы, которые участвуют в процессе дыхания с участием верхнего отдела грудной полости (в отличие от диафрагмального дыхания), тем самым, снимая необходимость искусственной вентиляции.

8) Сколько сеансов обычно необходимо для достижения максимальных результатов? Для достижения максимального результата при ТСМ обычно рекомендуется 15 сеансов.

9) Какие физические факторы определяют исход применения метода биологической обратной связи? Эффективность метода обеспечивается наличием нервных связей между головным мозгом и мышцами, контролирующими нужные функции. Нервные сигналы этих связей могут быть слабыми, либо связи являются неактивными. Но для биологической обратной связи должен существовать путь оказания воздействия. Целевые мышцы должны быть способны реагировать на нервные сигналы. Обширная атрофия или контрактуры сухожилий препятствуют использованию конечностей, несмотря на наличие или усиление нервных связей.

10) Воздействие на мышечную атрофию? Состояние мышечной массы может быть улучшено, если метод биологической обратной связи приводит к функциональному использованию.  Умеренная или выраженная атрофия может потребовать одновременного применения терапевтической электростимуляции для восстановления атрофированных мышц. Однако изначальная оценка методом обратной связи может показать наличие нервных сигналов в атрофированных мышцах, что может привести к функциональным улучшениям при восстановлении мышц.

11) Воздействие на  дополнительные режимы реабилитации? Метод биологической обратной связи более эффективен в сочетании с другими формами реабилитации. По причинам, которые были указаны выше, рекомендуется, чтобы пациенты, намеревающиеся получить курс терапии методом биологической обратной связи, поддерживали гибкость, плотность костей и мышечную массу. Если терапия методом обратной связи успешно выявит и укрепит нервные пути, физическая реабилитация может оптимизировать их функциональное применение.

12) Необходимы ли последующие курсы терапии, после того как достигнуто плато? После достижения плато, дальнейшее применение метода биологической обратной связи редко приводит к дополнительным достижениям. Однако поскольку с течением времени может происходить медленное нервное восстановление в поврежденном спинном мозге, то периодическая оценка при помощи биологической обратной связи может выявить новый потенциал для функционального восстановления.

13) Применяется ли метод биологической обратной связи совместно с другими методами, направленными на восстановление функций или восстановительными/регенеративными интервенционными вмешательствами? Метод биологической обратной связи успешно применяется совместно терапевтической электростимуляцией для поддержки или восстановления мышечной массы или совместно со стандартными методами физической реабилитации. Поскольку метод биологической обратной связи предлагает эффективный способ обнаружения новых нервных связей  и обучения пациентов их функциональному использованию, он синергетически усиливает потенциальные достижения, приобретаемые в ходе различных методов лечения, направленных на восстановление функций, появляющихся в мире.

14) Бывает ли этот метод неэффективен для функций утраченных или нарушенных в результате ТСМ? Метод биологической обратной связи неэффективен для восстановления чувствительности, утраченной в результате ТСМ. Также он неэффективен для снятия хронического болевого синдром, вызванного повреждением спинного мозга.

15) Противопоказания: Поскольку терапия методом биологической обратной связи ничего не делает с организмом, противопоказания практически отсутствуют. Однако, поскольку итоговые функциональные улучшения могут потребовать напряженных физических усилий, желательно пациентам быть физически подготовленными.

16) Доступность? Данную терапию можно получить в нескольких местах в США, в Европе, на Среднем Востоке, в Центральной Америке, Южной Америке и Азии.

Conclusion

Заключение

Брукер подчеркивает: Многие люди, столкнувшись с перманентными потерями функций, вызванными повреждениями центральной нервной системы (ЦНС) обладают неврологическим потенциалом большего функционального восстановления, даже спустя длительное время после травмы. Методы биологической обратной связи могут быть исключительно полезными при достижении функционального прогресса за счет более эффективного использования возможностей ЦНС, но только при правильном применении.

Брукер считает, что помимо улучшения уровня жизни пациентов с ТСМ, метод биологической обратной связи предлагает различные способы максимизации функциональных достижений от неврологического восстановления происходит ли оно естественным образом, или вызвано клиническими методами лечения. Он отмечает: Результаты последних исследований в области неврологических и бихевиористских наук свидетельствуют, что клетки ЦНС, при повреждении, обладают потенциалом ремиелинизации и аксонального восстановления, которое может произойти спустя годы после травмы или болезни. Также известно, что ЦНС способна генерировать дендриты или аксоны, пытаясь восстановить целостность. Хотя раньше функциональные корреляты подобного нервного восстановления считались автоматическими, сейчас стало ясно, что для максимизации этого нейрального потенциала необходимы специальные методы обучения. Расширенный метод биологической обратной связи является оптимальной техникой максимизации этого потенциала.

2)    INTENTION CONTROLLED MYOFEEDBACK

2)      ПРОИЗВОЛЬНО КОНТРОЛИРУЕМАЯ МЫШЕЧНАЯ ОБРАТНАЯ СВЯЗЬ

Немецкий ученый д-р Ульрих Шмидт разработал терапевтический метод ПКМОС (произвольно контролируемой мышечной обратной связи), которые применяется в нескольких клиниках для лечения ряда неврологических заболеваний, включая ТСМ. Как и другие методы, основывающиеся на биологической обратной связи, метод ИМФ основан на научно доказанном факте, что при большинстве травм спинного мозга, даже тех, которые клинически классифицируются как полные, в месте повреждения сохраняется ряд неповрежденных, хотя может быть и спящих нейронов. На этой пластичности (т.е. способности адаптироваться) нервной системы основано несколько реабилитационных программ, и эти сохраненные нейроны могут послужить основой для новых связей, путей и сетей для восстановления функций. 

При ПКМОС остаточные нервные сигналы, исходящие от умственного желания двигать мышцами ниже места повреждения, записываются. Аппарат ПКМОС усиливает эти слабые импульсы и отправляет усиленные сигналы обратно к целевым мышцам. При многократной практике этот процесс позволяет нарастить зарождающиеся сети, восстанавливающие функции, и в свою очередь произвольное движение мышц и силу. В отличие от пассивной мышечной электростимуляции (обсуждавшейся ранее), намерение пациента является движущей силой, лежащей в основе восстановленной функции.

На 6 Европейском Конгрессе по Травме Шмидт и коллеги представили результаты исследования, оценивающие воздействие ПКМОС терапии на пациентов с параплегией:

19 пациентов с параплегией, период после травмы от 1 месяца до 43 лет, прошли курс терапии ПКМОС с целью достижения большей стабильности. Через месяц у 18 улучшилась проприоцептивная обратная связь, и у одного пациента не было изменений. Через два месяца 11 пациентов (60%) смогли усилить произвольную мышечную активность. Через три месяца 3 пациентов (15%) смогли стоять и ходить с костылями или металлическими ходунками у одного из них прошло 43 года после травмы спинного мозга.

 

TOP