Možnosti techniky v domácí rehabilitaci


Modern technology and its application in home-based rehabilitation

This article describes benefits and indications of balance therapy. It presents home-based rehabilitation and discusses both its advantages and disadvantages, seen in the perspective of possibilities and limitations of the method, psychology, technic and cost effectiveness. The primary goal is to provide the roundup of available therapeutic devices that use principles of biofeedback. The biofeedback enhances the therapy thanks to the addition of several sensoric stimuli, thus providing better control of the training and improving motivation. There is a wide variety of therapeutic devices and their distinguishing criteria are the number of the sensoric stimuli, user friendliness, level of the applied technology and the price. The article deals equally with the medical devices for health care professionals and the over-the-counter devices, such as those using virtual reality games.

Keywords:
biofeedback – balance therapy – postural correction – home-based rehabilitation


Autoři: M. Zádrapová 1,2;  E. Mrázková 1
Působiště autorů: Ostravská univerzita Lékařská fakulta Ústav epidemiologie a ochrany veřejného zdraví Přednosta: prof. MUDr. Vladimír Janout, CSc. 1;  Fakultní nemocnice Ostrava Klinika léčebné rehabilitace Přednostka: MUDr. Irina Chmelová, Ph. D., MBA 2
Vyšlo v časopise: Prakt. Lék. 2017; 97(5): 202-205
Kategorie: Přehledy

Souhrn

Článek popisuje balanční terapii, její principy a indikace. Zabývá se domácí rehabilitací, výhodami a nevýhodami jak terapeutickými a psychickými, tak i technickými a ekonomickými. Hlavním cílem je podat přehled dostupných technických zařízení umožňujících terapii na principu biofeedbacku. Ten sumarizuje terapii pomocí přidaných senzorických podnětů, poskytuje kontrolu cvičení a motivaci. Zařízení se liší podle počtu senzorických vjemů, ale také technické a uživatelské obtížnosti a cenové náročnosti. Popisována jsou zařízení vytvořená k čistě lékařským účelům, ale také i volně dostupná, na principu her využívajících virtuální realitu.

Klíčová slova:
biofeedback – balanční výcvik – posturální korekce – domácí rehabilitace

ÚVOD

Kredit rehabilitace postupem času stoupá a stává se nedílnou součástí běžné léčby. Kromě vedeného cvičení ať už v primární, či v následné péči, je cílem také možnost provádět rehabilitaci v domácím prostředí. Balanční výcvik je stěžejní část rehabilitace u pacientů s mnoha diagnózami, např. po úrazech, cévních mozkových příhodách, operacích, či jenom jako prevence následků stárnutí. Slouží k obnově posturální balance, jejíž deficit může způsobovat potíže s chůzí, pády či nesoběstačnost. Mezi balanční výcvik řadíme vychylování pacienta, stoj či chůzi na nestabilních plochách, pěnových či molitanových podložkách. Lze využít terapii na různých typech úsečí či labilních plochách. V poslední době balanční trénink využívá také moderní technologie založené na biofeedbacku. Mohou být na různé úrovni jednoduchosti obsluhy, technické náročnosti a cenové dostupnosti.

BALANCE

Balance neboli rovnováha je schopnost udržet tělo v prostoru. To je zajišťováno aktivitou antigravitačních svalů. Jejich napětí je závislé zejména na impulzech z vestibulárního systému. Udržet tělo správně v prostoru je zajištěno složitým systémem se vstupy a výstupy (schéma 1). Vestibulární systém neboli aparát rovnováhy se nachází ve vnitřním uchu společně s orgánem sluchu. Skládá se z polokruhovitých kanálků, kulovitého a vejčitého váčku. Polokruhovité kanálky jsou situovány kolmo proti sobě a pomocí tekutiny, kterou obsahují, reagují na úhlové zrychlení. Funkce vestibulárního systému je regulace svalového napětí, plynulosti a koordinace pohybu. Hraje také významnou roli v orientaci těla v prostoru (2). Deficit vestibulárního systému významně ovlivňuje balanci spojenou se symptomy, jako jsou závrať, nestabilita, poruchy chůze, pády, ale také psychické symptomy, jako úzkost, strach, obavy a deprese. U lidí s vestibulární dysfunkcí je až 8krát vyšší riziko pádu. Po akutní ztrátě vestibulárních funkcí následují adaptační mechanismy centrálního nervového systému k jeho náhradě. Dochází ke zvýšení informací z vizuálního a somatosenzorického systému (2). Kromě již zmíněného vestibulárního systému, také poruchy zraku, propriocepce či taktilních systémů vedou k potížím s balancí. Po operaci, úrazu či nemoci nedochází pouze k mechanickému poškození tkání, ale také poruše distribuce a přenosu aferentních proprioceptivních impulzů (14).

Schéma 1 Zajištění balance
Schéma 1 Zajištění balance

MOŽNOSTI REHABILITACE V DOMÁCÍM PROSTŘEDÍ

V poslední době se více objevuje potřeba efektivní, domácí rehabilitační péče (7). Choi et al. uvádějí, že je rehabilitace efektivnější, pokud je prováděna v domácím prostředí (8). Hlavní problém spojený s domácí rehabilitační léčbou je její pravidelné dodržování. Více než 65 % pacientů uvádí, že nejsou příznivci domácího cvičení, a okolo 10 % pacientů nedodržuje cvičební program (7). Mnohdy jsou udávány při terapii doma různé komplikace. Může to být špatná cvičební poloha, nepřiměřená rychlost či kvalita pohybu. To vše může mít negativní vliv na celkový léčebný efekt. Nedodržování a nízká kvalita domácí terapie vedla k požadavku monitorace cvičebních programů v domácím prostředí (7). Pacientovo dodržování předepsané domácí terapie a přidaný biofeedback nám může potenciálně zlepšit kvalitu cvičení, motivaci, a tím i rehabilitační výsledek (2, 16).

Posturální kontrola

Posturální kontrola je definována jako schopnost udržovat, dosáhnout, nebo obnovit stav balance během jakékoliv aktivity (3). Je naprosto nezbytná k vykonávání všech činností běžného života. Zejména u seniorů dává možnost být soběstačný, samostatný a nezávislý (3). Tvoří ji komplex projevů muskuloskeletálního systému a neurologických faktorů zahrnujících vestibulární systém, percepci, kognici a zrakový systém (1). Je pro ni nezbytná spolupráce a přesné načasování vestibulárních, vizuálních, proprioceptivních a somatosenzorických vstupů (9). Jednotlivé systémy mohou být oslabeny následkem stárnutí, nemoci nebo úrazu (1). Narušená posturální kontrola se svalovým oslabením je významný prediktor pádů, a to včetně těch fatálních (1, 3, 13). Snížení posturální kontroly lze trénovat u seniorů v preventivních programech, například v komunitních bydleních (3).

Balanční terapie

Balanční terapie zahrnuje sérii rovnovážných cviků se stupňující se obtížností (7). Využít lze měkké a nestabilní povrchy, různé typy úsečí, balanční podložky či plochy. Cílem je zlepšení, znovuobnovení nebo rozvoj senzomotorických strategií, k facilitaci funkční mobility, ke snížení závratí a obnovení efektivní koordinace. Balanční terapií se aktivuje motorický, senzorický a kognitivní systém (13).

Biofeedback

Biofeedback je cvičení na principu biologické zpětné vazby neboli zpětného působení určitého tělesného projevu na organismus (schéma 2). Přidaný feedback je používán k učení nových motorických dovedností přes informaci o výkonu, kterou není schopen uživatel rozpoznat vlastními senzory (12).

Schéma 2 Biofeedback
Schéma 2 Biofeedback

V rehabilitaci je využíváno multisenzorické, zpětnovazebné motorické učení, které pracuje s atributy souhry oko – noha (ruka, trup), vizuální kontroly pohybu, vestibulárního systému, propriocepce a ostatními smysly. Balanční trénink založený na biofeedbacku může být použit pro dodání kompenzační či kompromisní senzorické informace subjektům k podpoře nebo obnově jejich senzomotorických funkcí (1). Pomocí adekvátních stimulů z okolí jsou v těle vytvářeny motorické sítě na principu motorického učení a neuroplasticity (11). Biofeedback kromě monitoringu cvičení umožňuje také korekci pohybu v reálném čase. Biofeedback je v léčbě využíván déle než 50 let (6).

MOŽNOSTI TECHNIKY V REHABILITACI

Jednou z možností je použití senzorů. Můžeme využít tlakové senzory, které snímají míru zátěže a jsou využívány zejména při terapii stoje a chůze. Další možností jsou inerciání senzory, které monitorují pohyb. Patří mezi ně akcelometry měřící zrychlení, nebo gyroskopy, které monitorují úhlovou rychlost a náklony. Výhoda senzorů je jejich velikost, jednoduchá použitelnost a cenová dostupnost (7). Naskýtá se však otázka týkající se počtu senzorů. Giggins et al. ve své studii srovnávali kvalitu informací při snížení počtu inerciálních senzorů. Srovnávali, zda použití jednoho senzoru dodá dostatečně precizní výstup. Větší počet senzorů zvyšuje cenu, ale také potřebné nastavení před terapií a tím i pravděpodobnost, že je pacient nebude používat. Studie dokazuje, že při snížení počtu senzorů došlo jen k malým změnám v monitoringu pohybu. Poskytuje tím tedy podporu použití jednosenzorového přístupu při terapii a jejího hodnocení (7). Senzory umožňující feedback během chůze ve své studii použili autoři Sienko et al. a zjistili, že jej lze s úspěšností použít v reálném čase u pacientů, u kterých chceme korigovat chůzi. Senzory snímaly mediolaterální výkyvy, které jsou známkou posturální nestability (15).

Další možností biofeedbacku využívající malé, cenově výhodné a jednoduše použitelné zařízení pro domácí terapii je Feedback Training System. Skládá se z posilovacího, elastického zařízení, do kterého je vložen tlakový senzor. Zařízení s vysokou přesností monitoruje cvičení a nabízí zároveň vedení a kontrolu pacientovi přes přímý feedback (10).

Kelli et al. porovnali efekt visuálního a vibrotaktilního feedbacku v domácím prostředí. Měřeny byly mediolaterální a anterioposteriální výchylky těla a procento času stráveného v zóně bez feedbacku. Obě skupiny signifikantně zlepšily výkon pro různé typy feedbacku v porovnání s původním měřením, bez zpětné vazby. U pacientů s vestibulárním deficitem byl nejvýhodnější kontinuální vizuální feedback, ten však není výhodný u pacientů se závratí, pro které může být kompenzačním mechanismem pohyb hlavy či zavření očí. Rozdíl při použití různých typů feedbacku (vibrotaktilního, diskrétního vizuálního a multimodálního) nebyl signifikantně významný (2). Afzal et al. prokázali vyšší účinek multimodálního feedbacku (vizuálního a taktilního) u pacientů s vestibulárním deficitem v porovnáním se singl feedbackem (1).

U pacientů s vestibulárním deficitem je problematické využití zvukového feedbacku pro vysoké procento přidružených nedoslýchavostí (2). Další nevýhodou zpětné vazby pomocí zvukových signálů může být zvýšený hluk a následné podráždění uživatelů (1).

V laboratořích můžeme použít k biofeedbacku a monitorizaci vibrotaktilní senzory, tlakové plošiny a chodníky, které svou velikostí, vahou, kalibračními procesy, cenou a křehkostí nejsou použitelné v domácím prostředí. Proto Lee et al. vyvinuli technologii na bázi dotykového telefonu, která vytváří vibračně-taktilní feedback použitelný v rehabilitačních ambulancích nebo v domácím prostředí. Tvoří jej IPhone se zanořeným akcelometrem, softwarem pro detekci náklonů těla a zařízením, které je schopné vytvářet vibračně-taktilní signál náklonu. Zařízení bylo testováno v odlišných balančních situacích a vibrotaktilní feedback byl prováděn, když byl překročen anterioposteriorní nebo mediolaterální práh náklonu. Systém je schopen provádět vibračně-taktilní feedback k posturální korekci, pomocí snížení náklonů těla jak pro kontrolní skupinu, tak pro pacienty s vestibulárním deficitem. Výhodou zařízení jsou cena, váha, velikost, funkcionalita, flexibilita a dostupnost (13). Stejným směrem se vydává Afzal et al. a nabízejí návrh a hodnocení cenově přijatelného, intuitivního multimodálního biofeedbacku pro balanční trénink s využitím vizuálních a dotykových impulzů. Systém se skládá ze smartphonu, který je pásem spojen s testovaným a poskytuje informace o jeho náklonech trupu. Přes počítač jsou zpracována data a je prováděn vizuální feedback (1).

Výhodou smartphonů je stále větší výkon mikroprocesoů, vysoká paměť, velká obrazovka, otevřený operační systém, tri-axial akcelerometry a videa s vysokým rozlišením. To vše z nich dělá vhodné zařízení pro jednoduše programovatelný, individuální feedback pohybu těla. Díky možnosti propojení přes internet nebo bluetooth je možná průběžná kontrola a případná korekce fyzioterapeutem (13).

Videoanalýzy, elektromyografie a využití ultrazvuku v reálném čase jsou vhodné metody k biofeedbacku, avšak pro jejich nákladnost a složitost užití nejsou použitelné pro domácí terapii.

Tlakové plošiny umožňují terapii na principu biofeedbacku díky vizuální kontrole centra opory (COP) či gravitačního centra (COG). Tento trénink se používá ke snížení posturálních výchylek a zlepšení balanční kontroly, např. u seniorů (12). Phyaction balance je proprioceptivní, elektronická plošina, která umožňuje hodnocení funkce rovnováhy a výcvik balance pomocí speciálních programů podle individuálních potřeb pacientů. Plošina pracuje na principu reakčních časů. Autoři dokázali, že použití elektronické plošiny Phyaction vede ke zlepšení úrovně posturální stabilizace a může být použita pro senzomotorický trénink (17). Lackhani et al. srovnávají efekt visuální kontroly COP versus COG. Pacienti s feedbackem COG vykazovali staticky významné zlepšení ve stabilitě oproti biofeedbacku COP, nicméně tento rozdíl nezůstával, po odstranění feedbacku. Tato studie dokazuje použitelnost feedbacku pomocí zobrazení COP a COG v reálném čase pro pacienty s poruchou balance (12).

Další možností pro balanční terapii je využití virtuální reality. Ta je založena na systematickém příjmu rozmanitých multisenzorických kanálů (sluchového, očního, dotykového a chuťového) umožňující uživateli interakci a vtažení do virtuálního světa v reálném čase. Virtuální prostředí je vysoce komplexní, tvořící vysokou aktivaci vizuálního, vestibulárního a proprioceptivního systému během vykonávání video her (5). Komerční hry pro virtuální realitu umožňují trénink kognitivních a pohybových dovedností zároveň. Pohyb není prováděn jen tak bezúčelně, ale cíleně – tak jako v běžném životě. Soustředíme se na výsledek pohybu, ne na pohyb samotný (3).

Jednou z možností je balanční plošina Wii Fit. Dochází na ní k měření pohybu těla. Tento typ plošiny však umožňuje měření pouze hrubých pohybů a není vodná pro sledování těch jemných, které jsou pro správnou terapii stěžejní (7).

Kinect byl vytvořen Microsoftem jako cenově dostupné zařízení snímající tělo kamerou a tvořící jeho reálný obraz (8). Kinematické měřící metody využívající Kinect jsou spolehlivé pro vertikální posturální kontrolu, která hodnotí balanční schopnosti. Kinect je vhodný pro výcvik a měření kinematiky a samodiagnostiku. Choi et al. použili Kinect k jednoduchému a pohodlnému zhodnocení balančních schopností u seniorů. Ti mohou jednoduše rozpoznat úbytek jejich stability přes pravidelné měření v domácím prostředí. Výsledky srovnávacích testů s konvenčními metodami dokazují, že Kinect může být potencionálně použit jako spolehlivý a platný prostředek k hodnocení statické a dynamické balance (8).

Diest et al. využili pro terapii pomocí Kinectu pohyb bruslaře. Při výběru vycházeli z toho, že úbytek laterálního posunu těžiště úzce souvisí s rostoucím věkem a s rizikem pádů. Své výsledky před, během a po terapii srovnávali s měřením balance pomocí Narrow Ridge. Výsledkem byla možnost užití pohybových her pro balanční terapii v domácím prostředí. Škála her je široká, ale ne pro všechny jsou hry stejně vhodné, je třeba individuální výběr (4). Přehled biofeedbacku a jeho využití je znázorněno v tabulce 1.

Tab. 1. Přehled biofeedbacku a jeho využití
Přehled biofeedbacku a jeho využití

ZÁVĚR

Rehabilitace je nedílnou součástí léčby úrazů, onemocnění nervového a muskuloskeletálního systému. Výhodou pro pacienty může být možnost domácí rehabilitační léčby, která má časový, cenový a motivační bonus.

Posturální kontrola je všudypřítomná a umožňuje veškerý pohyb v prostoru. Pro její trénink slouží balanční terapie, která zlepšuje stabilitu, jistotu pohybu a oslabení svalového systému. Lze ji také využít pro prevenci úrazů a cestu k soběstačnosti u seniorů. Kromě běžných rehabilitačních cvičení se v terapii začínají více objevovat moderní technologie. Jejich cílem je dodat biofeedback, který sumuje senzorické podněty, ale také umožňuje monitoring a hodnocení výkonu. Lze využít jednoduché tlakové senzory, filmový záznam, stabilometrické plošiny atd. vyvinuté cíleně pro léčebné účely, ale také běžně dostupná komerční zařízení pracující na principu virtuální reality. Jejich použití jsou pro terapeuta a pacienta vždy přínosem a výzvou. Terapie v domácím prostředí se pak stává dostupnější, efektivnější, pravidelnější, a hlavně motivující a zábavnější.

Střet zájmů: žádný.

ADRESA PRO KORESPONDENCI:

Mgr. Mariana Zádrapová

Fakultní nemocnice Ostrava

17. listopadu 1790/5,

708 52 Ostrava-Poruba

e-mail: mariana.zadrapova@fno.cz


Zdroje

1. Afzal MR, Oh MK, Choi HY, Yoon J. A novel balance training system using multimodal biofeedback. Biomed Eng Online 2016; 15: 42. Dostupný z: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4840978/ [cit. 2017-08-22].

2. Bechly KE, Carender WJ, Myles JD, Sienko KH. Determining the preferred modality for real-time biofeedback during balance training. Gait Posture 2013; 37(3): 391–396.

3. van Diest M, Lamoth CJC, Stegenga J, et al. Exergaming for balance training of elderly: state of the art and future developments. J Neuroeng Rehabil 2013; 10: 101.

4. van Diest M, Stegenga J, Wörtche HJ, et al. Exergames for unsupervised balance training at home: a pilot study in healthy older adults. Gait Posture 2016; 44: 161–167.

5. Gatika-Rojas V, Méndez-Rebolledo G. Virtual reality interface devices in the reorganization of neural networks in the brain of patients with neurological diseases. Neural Regen Res 2014; 9(8): 888–896.

6. Giggins OM, Persson UM, Caufield B. Biofeedback in rehabilitation. J Neuroeng Rehabil 2013; 10: 60.

7. Giggins OM, Sweeney KT, Caulfield B. Rehabilitation exercice assessment using inertial sensors: a cross-sectional analytical study. J Neuroeng Rehabil 2014; 11: 158.

8. Choi J, Kang D, Seo J, et al. The development and evaluation of a program for leg-strengthening exercices and balance assessment using Kinect. J Phys Ther Sci 2016; 28(1): 33–37.

9. Janatová M, Tichá M, Gerlichová M. Terapie poruch rovnováhy u pacientky po cévní mozkové příhodě s využitím vizuální zpětné vazby a stabilomerické plošiny v domácím prostředí. Rehabilitácia 2015; 52(3): 142–148.

10. Kohler F, Schmitz-Rode T, Disselhorst-Klug C. Introducing a feedback training systém for guided home rehabilitation. J Neuroeng Rehabil 2010; 7: 2.

11. Kolář P, a kol. Rehabilitace v klinické praxi. Praha: Galén 2009; 304.

12. Lakhani B, Mansfield A. Visual feedback od the centre of gravity to optimize standing balance. Gait Posture 2015; 41(2): 499–503.

13. Lee B, Kim J, Chen S, Sienko KH. Cell phone basedbalance trainer. J Neuroeng Rehabil 2012; 9: 10.

14. Molka AZ, Lisinski P, Huber J. Visual biofeedback exercises for improving body balance control after anterior cruciate ligament reconstruction. J Phys Ther Sci 2015; 27(7): 2357–2360.

15. Sienko KH, Balwill MD, Oddsson IE, Wall C. The effect of vibrotactile feedback on postural sway during locomotor activities. J Neuroeng Rehabil 2013; 10: 93.

16. Wood LRJ, Blagojevic-Bucknall M, Stynes S, et al. Impairment-targeted exercises for older adults with knee pain: a proof-of-principle study (TargeET-Knee-Pain). BMC Musculoskelet Disord 2016; 17: 47.

17. Žiaková E, Tanhäuserová M. Hodnocení posturální stability pomocí elektronické plošiny phyaction balance u pacientů s vertebrogenními poruchami. Rehabilitácia 2015; 53(4): 204–218.

Štítky
Praktické lékařství pro děti a dorost Praktické lékařství pro dospělé

Článek vyšel v časopise

Praktický lékař

Číslo 5

2017 Číslo 5

Nejčtenější v tomto čísle

Tomuto tématu se dále věnují…


Kurzy

Zvyšte si kvalifikaci online z pohodlí domova

Příběh jedlé sody
nový kurz
Autoři: MUDr. Ladislav Korábek, CSc., MBA

Krvácení v důsledku portální hypertenze při jaterní cirhóze – od pohledu záchranné služby až po závěrečný hepato-gastroenterologický pohled
Autoři: PhDr. Petr Jaššo, MBA, MUDr. Hynek Fiala, Ph.D., prof. MUDr. Radan Brůha, CSc., MUDr. Tomáš Fejfar, Ph.D., MUDr. David Astapenko, Ph.D., prof. MUDr. Vladimír Černý, Ph.D.

Rozšíření možností lokální terapie atopické dermatitidy v ordinaci praktického lékaře či alergologa
Autoři: MUDr. Nina Benáková, Ph.D.

Léčba bolesti v ordinaci praktického lékaře
Autoři: MUDr. PhDr. Zdeňka Nováková, Ph.D.

Revmatoidní artritida: včas a k cíli
Autoři: MUDr. Heřman Mann

Všechny kurzy
Kurzy Doporučená témata Časopisy
Přihlášení
Zapomenuté heslo

Nemáte účet?  Registrujte se

Zapomenuté heslo

Zadejte e-mailovou adresu se kterou jste vytvářel(a) účet, budou Vám na ni zaslány informace k nastavení nového hesla.

Přihlášení

Nemáte účet?  Registrujte se